專利名稱：用來檢測生物物質(zhì)的傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用壓電晶體微量天平測量在至少一種靶分子與至少一種受體分子之間的相互作用的方法，其中固定諸分子的至少一種。該方法包括耗散(D)或耗散(D)和頻率的測量。
抗體防止疾病和感染。當(dāng)人類例如暴露于抗原時(shí)，人體產(chǎn)生帶有用于抗原的結(jié)合部位的抗體，由此固定抗原。因而，抗體能用來確定人類是否攜帶特有的抗原。通過呈現(xiàn)用于一定抗體的正確抗原和確定結(jié)合是否發(fā)生，進(jìn)行檢測。使用免疫傳感器的最成熟分析法包括抗原/抗體復(fù)合物的放射性標(biāo)記或用熒光標(biāo)記。使用熒光的最常用方法稱作ELISA(酶標(biāo)記免疫分析)。尤其把ELISA用來估計(jì)來自受治療者的血液是否包含對特有疾病的抗體。首先把來自病毒或細(xì)菌的抗原結(jié)合到一個(gè)表面上。然后把該表面暴露于血液。如果血液包含對結(jié)合到表面上的抗原特有的抗體，則抗體將結(jié)合到抗原上。如果沒有抗體存在，則表面根本不受影響。最后，通過向包含抗體的溶液呈現(xiàn)表面、用專用于抗原-抗體復(fù)合物的熒光組標(biāo)記，檢查抗體的存在。如果該表面包含抗原-抗體復(fù)合物，則標(biāo)記的抗體將結(jié)合到能檢測到的表面上。ELISA是一種常用方法，并且大規(guī)模制造工業(yè)系統(tǒng)和試劑，這使得該方法相當(dāng)便宜。然而，它存在幾個(gè)嚴(yán)重缺點(diǎn)。它非常耗時(shí)，并且其完成通常用幾個(gè)小時(shí)至一天。抗體結(jié)合的實(shí)時(shí)監(jiān)視是不可能的，即給不出系統(tǒng)反應(yīng)動力學(xué)的線索或信息。
由結(jié)合或吸收造成的壓電晶體振蕩頻率的變化與晶體質(zhì)量變化之間的線性關(guān)系的發(fā)現(xiàn)，使得有可能用重量分析監(jiān)督抗原-抗體反應(yīng)。壓電晶體頻率變化△f與晶體質(zhì)量變化△m之間的數(shù)學(xué)關(guān)系由如下公式給出△f=-常數(shù)·△m在1972年第一次報(bào)告了為了分析目的把把壓電晶體用于抗原-抗體反應(yīng)(A.Shons，F(xiàn).Dorman，J.Najarian，J.Biomed.Mater.Res.6565)。用牛血清白蛋白(BSA)覆蓋晶體，并且通過頻率的變化監(jiān)視晶體上BSA-抗體復(fù)合物的形成。從此以后進(jìn)行了使用壓電方法的多種抗原和抗體的研究。該領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)由A.A.Suleiman和G.G.Guilbault，Analyst.，1192279(1994)和M.D.Ward和D.A.Butty，Sience，2491000(1990)總結(jié)。
幾個(gè)專利描述了QCM(對于石英晶體微量天平的縮寫，即，使用石英壓電晶體的稱重方法)如何用來分析抗原和抗體。在美國專利US-A-4，242，096(1980年)中，描述了如何通過使用抗原對晶體的吸收確定試樣中抗原的存在。把抗原涂敷的晶體暴露于具有預(yù)定量抗體的試樣，因此通過使用標(biāo)準(zhǔn)圖表由頻率偏移能確定抗原的量。
在授予Rice的美國專利US-A-4，236，893(1980年)和US-A-4，314，821(1982年)中，描述了其中使用QCM檢測抗體的方法。在第一個(gè)所述的專利中，抗原固定在涂敷有聚合物的晶體上。來自抗體結(jié)合的頻率變化與抗體在試樣中的濃度有關(guān)，但分析受到對晶體的非特有結(jié)合的干擾。在第二個(gè)專利中，描述了使用涂敷有抗抗體的晶體檢測低分子化合物。通過在溶液中處理晶體進(jìn)行所有這些分析，并且然后在戶外測量頻率。借助于溶液/氣體的該兩步程序提高了關(guān)于振蕩QCM的靈敏性，但導(dǎo)致技術(shù)復(fù)雜，并且干擾影響頻率參數(shù)的水合/脫水。
液相壓電免疫測定技術(shù)作為一種能進(jìn)行溶液的靜態(tài)分析和流動分析的技術(shù)，具有技術(shù)上的優(yōu)點(diǎn)?？墒牵摲椒ㄓ捎谛☆l率變化具有物理限制。液相壓電免疫測定技術(shù)已經(jīng)由J.E.Roederer，G.J.Bastiaans在Anal.Chem.，552333，(1983年)和其美國專利US-A-4，735，906中指出。石英晶體這里用縮水甘油丙氧基三甲氧基甲硅烷(GOPS)改性，并且表面改性的晶體以后另外用抗人體IgG抗體改性，及然后用于人體IgG的壓電檢測。由H.Muramatu，J.M.Dicks，E.Tamiya和I.Karube在Anal.Chem.，592769，(1987年)中描述了一種類似的方法，其中石英晶體表面用γ-氨丙基三乙氧基甲硅烷改性，并且然后用蛋白質(zhì)改性。表面改性的晶體然后用來確定人體IgG的濃度。
在PCT申請WO97/04314中，描述了一種其中使用壓電晶體確定例如在溶液中的抗原-抗體復(fù)合物的結(jié)合的方法。在該系統(tǒng)中和在上述液相系統(tǒng)中的弱點(diǎn)在于，具有例如不同粘彈性的兩種密切相關(guān)的抗體的分離是不可能的，因?yàn)閮H測量諧振頻率的變化。
PCT申請WO96/35103描述了一種用于測量諧振頻率和/或壓電諧振單元中的耗散因子的設(shè)備，其中把壓電晶體連接到一個(gè)操作單元上，以實(shí)現(xiàn)所述晶體的振蕩，在該處在斷開晶體操作單元之后測量振蕩。該裝置能用來測量即有機(jī)材料對晶體一個(gè)表面的吸收。
US-A-5，653，939描述了一種用于研究相對于靶核酸的試樣的方法，該方法包括在幾個(gè)位置上一組測試部位的形成，每個(gè)部位包括形成在其上具有已知結(jié)合特性的寡核苷酸探針，并且其中在每個(gè)測試部位處的探針以一種預(yù)定方式不同于在其他測試部位處的探針，從而探針測試部位和其結(jié)合特性的定位作用也是已知的，把測試物質(zhì)涂敷到測試部位上，及在測試部位檢測電磁性能的變化，這種變化由靶核酸對探針的結(jié)合產(chǎn)生。
本發(fā)明的目的在于，提供一種使用壓電晶體微量天平測量在至少一種靶分子與至少一種受體分子之間的相互作用的方法，其中固定至少一種分子。在靶分子與受體分子之間的相互作用的特征包括耗散(D)的測量和/或耗散變化(△D)的測量。也有可能把耗散測量與諧振頻率(f)和/或諧振頻率變化(△f)的測量相結(jié)合。
耗散根據(jù)本發(fā)明是用于靶分子-受體分子復(fù)合物的壓電晶體微量天平測量的一個(gè)新量。以前一直僅確定諧振頻率，而本發(fā)明提供一種既能夠?qū)崿F(xiàn)耗散又能夠?qū)崿F(xiàn)諧振頻率測量的方法。
耗散變化和系統(tǒng)諧振頻率的信息能與溶液中靶分子的濃度和在靶分子與受體分子之間的親和力有關(guān)。這當(dāng)不同的靶復(fù)合物具有粘彈性時(shí)是可能的，因?yàn)閺?fù)合物的構(gòu)造不同。另外，靶復(fù)合物不同地影響吸收層，這也影響測量結(jié)果。因而，在不同靶分子-受體分子復(fù)合物之間的相互作用根據(jù)本發(fā)明，對于一定系統(tǒng)能與復(fù)合物耗散、或耗散和頻率響應(yīng)區(qū)分開。例如，f和D一起出如說形成被測系統(tǒng)的某種類指紋。當(dāng)靶分子與受體分子相互作用時(shí)，耗散的變化、或頻率和耗散然后能用作過程的測量和/或特征。
該方法的使用根據(jù)本發(fā)明要求1．受體分子具有對于靶分子的特殊性；2．一種把受體分子結(jié)合到壓電晶體表面上的方法；3．適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件，以形成諸如靶分析物受體復(fù)合物之類的反應(yīng)產(chǎn)物；及4．一種僅用來監(jiān)視耗散變化和諧振頻率、或耗散的設(shè)備。
就該表示而論，相互作用是意識到可以是但不一定必須是臨時(shí)的、并且可以包括幾個(gè)分子的所有種類的相互作用，并且也可以是反應(yīng)產(chǎn)物相對于表面的相互作用。
用來把受體分子結(jié)合到壓電晶體表面上的方法或者直接通過粘結(jié)、或者通過結(jié)合表面實(shí)現(xiàn)。
表示的靶分子與要檢測的化合物有關(guān)，它包括但不限于抗原、抗體、藥物、核酸、激素、蛋白質(zhì)、酶及碳水化合物。靶分子必須能夠結(jié)合到也可以是但不限于上述化合物的受體分子上。
靶分子和受體分子能形成靶復(fù)合物，例如，抗原-抗體、配體-受體、糖-植物凝集素、生物素-抗生物素蛋白、酶-酶解物、寡核苷酸-帶有互補(bǔ)順序的寡核苷酸、寡核苷酸-蛋白、寡核苷酸-細(xì)胞等。能檢測這些靶復(fù)合物的形成，以及這些復(fù)合物的耗散。
壓電晶體微量天平最好具有QCM型，并且最好在這里通過在液體中測量使用，但在氣相或真空中也能進(jìn)行測量。本發(fā)明對于例如免疫反應(yīng)和特別是抗體-抗原反應(yīng)是一種快速和敏感技術(shù)。與在液相中用于蛋白吸收動力學(xué)的實(shí)時(shí)測量的其他技術(shù)相比，例如與橢圓光度法相比，該技術(shù)比較便宜，因?yàn)槭⒕w也用作其他應(yīng)用領(lǐng)域中的傳感器芯片。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的在于，提供一種具有根據(jù)本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)的儀器。


圖1表示對于兩種分離的、但相同處理的TiO2晶體在1μg/ml濃度下在抗原gG-2的結(jié)合期間相對于時(shí)間的△f；圖2表示對于兩種分離的、但相同處理的TiO2晶體在1μg/ml濃度下在抗原gG-2的結(jié)合期間相對于時(shí)間的△D；圖3表示對于石英晶體的三次單獨(dú)測量的△f相對于時(shí)間，該石英晶體為了0.5mg/ml B9、G11、和B1的結(jié)合，已經(jīng)相同地用TiO2-gG-2-Hb處理；圖4表示對于石英晶體的三次單獨(dú)測量的△D相對于時(shí)間，該石英晶體為了0.5mg/ml B9、G11、和B1的結(jié)合，已經(jīng)相同地用TiO2-gG-2-Hb處理；圖5表示對于石英晶體的兩次單獨(dú)測量的△D相對于時(shí)間，該石英晶體為了0.5mg/ml B9、G11、和B1的結(jié)合，已經(jīng)相同地用TiO2-gG-2-Hb處理。
本發(fā)明涉及一種使用最好是QCM型的壓電晶體微量天平測量在至少一種靶分子與至少一種受體分子之間的相互作用的方法。
本申請者的具有公開號504199的瑞典專利描述了在最好為QCM(石英晶體微量天平)型的壓電晶體微量天平中測量諧振頻率和/或耗散因子的一種裝置和一種技術(shù)。本發(fā)明是用于測量生物靶復(fù)合物方法的技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。
QCM是一種極靈敏的天平，設(shè)計(jì)成稱重添加或從電極上除去的少量材料。根據(jù)本發(fā)明的QCM包括一個(gè)壓電材料晶體盤，該材料是石英的較好，是AT-或BT分割石英晶體更好。這樣一種晶體能在切變模式中振蕩，具有約1-10nm的幅值和具有基音頻率f=常數(shù)·d-1中d是晶體的厚度。對于d=0.17是f=10MHz。當(dāng)交流場帶到垂直于晶體的表面時(shí)，振蕩發(fā)生。交流場的頻率應(yīng)該集中在晶體的自然頻率周圍。在實(shí)際中，在晶體的每一側(cè)通過例如蒸發(fā)施加電極。然后把電極與外部振蕩電路電氣接觸。該裝置在便利的條件下能測量石英電極上非常小的質(zhì)量變化，在1ng/cm2甚至更小。
在理想條件下，如上所述，諧振頻率的變化△f相對于質(zhì)量的變化△m成比例，即△f=-常數(shù)·△m常數(shù)的大小取決于晶體的選擇和其切割。該公式假定表示為△m的質(zhì)量被剛性地確定，均勻地分布在電極上，跟隨QCM的振蕩而沒有耗散損失。當(dāng)涂敷質(zhì)量包括粘性材料和/或不是均勻地分布在晶體的質(zhì)量敏感區(qū)域上時(shí)，該公式一般無效。在該情況下，給定量的涂敷質(zhì)量也能導(dǎo)致不同的頻率移動，這與能對應(yīng)于不同質(zhì)量量的一定頻率移動是相同的。因而在這些情況下，它可能僅具有測量諧振頻率的有限值。
本發(fā)明的目的在于構(gòu)造一種使用QCM技術(shù)來檢測生物靶復(fù)合物的靈敏方法。這能通過由傳感器測量系統(tǒng)的改進(jìn)特征實(shí)現(xiàn)。通過同時(shí)測量QCM的f和耗散因子D(耗散是所謂的Q因子的倒數(shù))，顯著增大研究系統(tǒng)的信息量和值。根據(jù)本發(fā)明的一種典型的測量方法是既測量f又測量D，作為時(shí)間的函數(shù)。量f和D測量系統(tǒng)的不同特征。f和D一起提供研究系統(tǒng)的一種指紋。然而，在某些系統(tǒng)中，耗散D的測量就足夠了。
根據(jù)本發(fā)明的方法允許系統(tǒng)專用指紋。過程/系統(tǒng)的特征在于在XY曲線圖或在任何坐標(biāo)系中畫出每次測量的相對于△D的△F，使△f在一根軸上而△D在另一根軸上。得到的圖表，所謂的Df圖表，是不明晰的，而是隱含的、時(shí)間依賴的，因?yàn)椤鱀-△f的每一對能放在圖表中。Df圖表的形狀作為用于給定過程的指紋。
通過以其諧音(第3第5等)激勵(lì)晶體并且對于每個(gè)諧音監(jiān)視Df圖表，能得到另外的指紋。也有可能同時(shí)使用晶體的不同切割，不只是AT切割，并且對于其不同的切割監(jiān)視Df圖表。而且在不同的振蕩振幅處能測量Df圖表。
叫做系統(tǒng)的Df指紋或Df特征的那種，根據(jù)本發(fā)明包括Df圖表，對于在不同振蕩頻率、不同振蕩模式和不同振幅下研究/測量的系統(tǒng)能測量Df圖表。
Df圖表的形狀能立即揭示在不同類型的靶分子-受體分子復(fù)合物之間的相互作用是不同的，沒有必須知道的相互作用的本質(zhì)的詳細(xì)說明。每個(gè)移動或?qū)?，例如在晶體表面上的非剛性和粘性層，因而每個(gè)具有Df特征。如果在一個(gè)頻率和/或振幅處的兩個(gè)系統(tǒng)的特征太類似，則在其他頻率和振幅處差別可能增大。
對于使用根據(jù)本發(fā)明方法的要求1．受體分子具有對于靶分子的特殊性受體能是如下化合物的任一種抗體、合成抗體、抗體片、抗原、合成抗原、半抗原、核酸、合成核酸、心臟、受體、激素、蛋白、蛋白侵襲子、藥物、酶、碳水化合物、生物素、植物凝集素、細(xì)菌、病毒及糖類。對受體分子的唯一要求是必須能夠結(jié)合到靶分子上，該靶分子也能是上述化合物的任一種。靶分子和受體分子形成一種靶復(fù)合物，例如，抗原-抗體、配體-受體、糖-植物凝集素、生物素-抗生物素蛋白、酶-酶解物、寡核苷酸-帶有互補(bǔ)順序的寡核苷酸、寡核苷酸-蛋白、寡核苷酸-細(xì)胞等。受體分子也能以這樣一種方式選擇，從而它比靶分子小，和/或受體分子鍵接近靶分子處的一端以產(chǎn)生一根大杠桿。
2．用來把受體分子結(jié)合到壓電晶體表面上的方法受體分子經(jīng)粘結(jié)或經(jīng)另一個(gè)帶有或不帶有又一個(gè)層的表面，一起叫做結(jié)合表面，通過粘結(jié)或化學(xué)反應(yīng)，能直接附著到壓電晶體表面上。結(jié)合表面可以包括氧化物、金屬氧化物、如TiO2和SiO2、半導(dǎo)體、無機(jī)化合物、有機(jī)化合物、脂肪層、聚合物、抗生物素蛋白或抗生蛋白鏈菌素、生物素、蛋白、及自組織層。結(jié)合表面的選擇可能影響指紋，即一些表面，例如，TiO2可以放大分析的信號。
3．適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件，以形成諸如靶分析物受體復(fù)金物之類的反應(yīng)產(chǎn)物這些都取決于要研究哪種系統(tǒng)，并且在先有技術(shù)中知道哪些反應(yīng)條件適于一定的系統(tǒng)。適當(dāng)反應(yīng)條件的例子是，但不限于，從4℃至80℃，pH4-9.0，鹽濃度在1μM-1M之間。
4．僅監(jiān)視耗散變化和諧振頻率、或耗散的設(shè)備使用包括至少一個(gè)晶體帶有連接到一個(gè)驅(qū)動電路上的至少一組電極(直接施加到該晶體上或?qū)υ摼w處于靠近連接)的設(shè)備進(jìn)行測量，以把一個(gè)晶體/多個(gè)晶體投入振蕩，布置成通過驅(qū)動和/或脫開驅(qū)動電路進(jìn)行如下參數(shù)的實(shí)時(shí)手動或自動測量(ⅰ)耗散因子(D)、和/或其變化△D，或(ⅱ)耗散因子(D)、和/或其變化△D，及諧振頻率(f)和/或其變化(△f)，并且作為時(shí)間的函數(shù)測量耗散的測量、或耗散和頻率。
在氣相、真空、但最好在液相中可以進(jìn)行測量。測量能在基音頻率以及諧音、和/或振蕩振幅下進(jìn)行，并且它能自動以及手動地進(jìn)行。
為了減小靶分析物的非特有結(jié)合，能使用阻滯劑。然后它覆蓋在晶體表面上或在不涂敷有受體分子的結(jié)合表面處的諸區(qū)域或區(qū)域部分上。幾種蛋白或其他分子能用作阻滯劑。然而，他們應(yīng)該具有對靶分子較低的、或最低的可能親合性。
也能進(jìn)行試樣流動的測量，這導(dǎo)致與檢測器的接觸，從而作為時(shí)間函數(shù)確定靶分子的含量。
不必是作為正在研究的主要目標(biāo)的結(jié)合過程本身，而是作為結(jié)合結(jié)果的產(chǎn)物。也能進(jìn)行靶復(fù)合物以何種方式影響結(jié)合表面、及粘性和/或粘彈分子如何相互作用的測量。另外，也能進(jìn)行靶復(fù)合物分離的測量，例如由于來自外部的影響分離的抗原-抗體復(fù)合物。
根據(jù)本發(fā)明的方法也能用來，利用是具有對要檢測的靶分子互補(bǔ)順序的單鏈核酸的受體分子，檢測和/或確定在試樣中存在的一定順序的核酸量。另外，通過把試樣帶到與裝有分別對突變和正常順序互補(bǔ)的受體核苷酸鏈的兩個(gè)、或多個(gè)傳感器表面同時(shí)接觸，并且測量他們的響應(yīng)差別，能檢測核酸的點(diǎn)突變。
根據(jù)本發(fā)明，能設(shè)計(jì)一種利用根據(jù)上述的方法的裝置。
下面給出一個(gè)系統(tǒng)作為一個(gè)例子，其中靶分子是抗體，而受體分子是抗原。因此根據(jù)本發(fā)明的QCM技術(shù)允許抗體-抗原反應(yīng)的快速(小于一小時(shí))實(shí)時(shí)測量。這通過在抗體結(jié)合到覆蓋晶體表面的抗原上時(shí)的時(shí)間期間，測量耗散和頻率移動來實(shí)現(xiàn)。另外，能測量抗體-抗原反應(yīng)的動力學(xué)。
使用根據(jù)本發(fā)明的方法，反應(yīng)動力學(xué)可能直接與如下參數(shù)相關(guān)(ⅰ)在溶液中的抗體濃度，和(ⅱ)抗原與抗體之間的親和性。
這兩個(gè)參數(shù)對于例如醫(yī)療分析很重要。
受體分子是來自單純皰疹病毒屬類2(HSV-2)的抗原糖蛋白G(gG-2)。具有120kD分子重量的這種蛋白使用螺旋promatia植物凝集素親和性色譜儀從病毒感染的細(xì)胞膜提取。使用三種不同的靶分子，單細(xì)胞系γ-球蛋白(IgG)抗體B9、G11、和B1，證實(shí)本發(fā)明。已知抗體B9和G11是類型特有的，并且不結(jié)合到除HSV-2之外的單純皰疹病毒屬蛋白上。使用ELISA技術(shù)，已經(jīng)證明這些抗體對于gG-2上的兩種不同表位是特有的(Liljequist，J.A.，Tribala，E.，Svennerbolm，B.，Jansson，S.，Sjgren-jansson，E.，Bergstrm，T.，提交給通用病毒學(xué)刊物(Journal of General Virology)1997年)。對于抗原的結(jié)合親和性對于B9比對于G11約大100倍。對來自單純皰疹病毒屬類1的糖蛋白C類型特有的單細(xì)胞系抗體B1用作控制，因?yàn)橹浪唤Y(jié)合到gG-2上。
氧化鈦(TiO2)用作基片表面。在反應(yīng)之間，沖洗基片表面幾次。因此它能使用高達(dá)10次，具有很高的重復(fù)性。
在把抗原結(jié)合到表面上時(shí)，使用具有pH9.6的50mM TRIS/200mM KCl緩沖劑，并且對于抗體的結(jié)合，使用具有pH7.0的50mMHEPES/200mM KCl緩沖劑。
對于兩種分離的、但相同處理的TiO2晶體，在1μg/ml濃度下在抗原gG-2的結(jié)合期間，圖1表示相對于時(shí)間的△f，及圖2表示相對于時(shí)間的△D。因此在抗體的檢測之前固定抗原。在測量期間吸收沒有到達(dá)飽和，但當(dāng)頻率約達(dá)到20Hz時(shí)中斷抗原的結(jié)合。在第三諧音下進(jìn)行測量。以很高的重復(fù)性進(jìn)行抗原對不同晶體的結(jié)合，這表明在圖1和2中。
為了避免抗體對自由表面的非特有結(jié)合，使用30μg/ml的血紅蛋白(Hb)作為阻滯劑(牛血紅蛋白，Sigma)。此后把gG-2-Hb表面暴露于要檢測的抗體溶液。
圖3和4表示三次單獨(dú)測量的相對于時(shí)間的△f和相對于時(shí)間的△D，把相同處理的TiO2-gG-2-Hb晶體用于0.5mg/ml B9、G11、和B1的結(jié)合。
控制抗體B1給出非常小f和D變化，這表示非特有結(jié)合很低。對于B9和G11的f和D的相應(yīng)移動明顯較高。也能看到，具有比G11高的親和性的抗體B9以較高速率結(jié)合，并且給出比對于G11高兩倍的頻率變化，但沒有任何較大的D移動變化。
結(jié)果表示在圖5中，其中相對于△f的△D給出B9和G11的結(jié)合。B9和G11都呈現(xiàn)△f與△D之間的線性，但對于G11斜率比對于B9約大1.7倍。也應(yīng)該注意，斜率即△D/△f在低和高濃度下對于相應(yīng)抗體都是相同的。這表示對相同抗原上不同的表位特有的抗體能彼此區(qū)分開，不單是從對于反應(yīng)的速度或絕對頻率，而是從每△f產(chǎn)生的△D。從Df特征得到的指紋使得有可能在專用于不同表位、但具有類似親和性的抗體之間區(qū)分。這取決于這樣一個(gè)事實(shí)耗散觀察變化由不同的構(gòu)造引起，由不同的抗體表位反應(yīng)由抗原-抗體復(fù)合物產(chǎn)生。另外，不同的抗原-抗體復(fù)合物影響吸收層不同。
因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠以不同于其耗散和頻率解答的方式分離不同抗體-抗原反應(yīng)。由于來自不同細(xì)菌和病毒感染的抗體能夠以高靈敏度和專一性檢測，這是很重要的。
權(quán)利要求
1．一種使用壓電晶體微量天平測量在至少一種靶分子與至少一種受體分子之間的相互作用的方法，其中固定至少一種類型的分子，其特征在于，把一種受體分子固定到一個(gè)壓電晶體微量天平上，借助于一個(gè)驅(qū)動電路實(shí)現(xiàn)至少一種晶體的振蕩，把一種靶分子呈現(xiàn)給包括固定的受體分子的晶體微量天平表面，并且允許在靶分子與受體分子之間的相互作用，及在驅(qū)動期間和/或在驅(qū)動電路斷開之后測量耗散(D)和/或耗散變化(△D)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在驅(qū)動期間和/或在驅(qū)動電路斷開之后，也測量諧振頻率(f)和/或諧振頻率變化(△f)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，數(shù)量諧振頻率和耗散因子是在晶體微量天平的表面上的過程的測量或特征，該表面影響諧振頻率和/或耗散因子。
4．根據(jù)以上權(quán)利要求的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使用一個(gè)或多個(gè)例如XY圖，由壓電晶體微量天平中的數(shù)量諧振頻率和耗散因子組成的所謂Df特征，諧振頻率在一根軸上，而耗散因子在另一根軸上。
5．根據(jù)以上權(quán)利要求的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于，靶分子和受體分子從如下組的一個(gè)或多個(gè)選擇，包括抗體、合成抗體、抗體片、抗原、合成抗原、半抗原、核酸、合成核酸、細(xì)胞、受體、激素、蛋白、蛋白侵襲子、藥物、酶、碳水化合物、生物素、植物凝集素、細(xì)菌、病毒及糖類。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，靶分子是抗體，而受體分子是抗原。
7．根據(jù)以上權(quán)利要求的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于，受體分子以這樣一種方式選擇，從而它比靶分子小，和/或受體分子鍵接近靶分子處的一端，以產(chǎn)生一根大杠桿。
8．根據(jù)以上權(quán)利要求的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使用包括至少一個(gè)晶體帶有連接到一個(gè)驅(qū)動電路上的至少一組電極的設(shè)備進(jìn)行測量，以使一個(gè)晶體/多個(gè)晶體振蕩，該設(shè)備布置成通過驅(qū)動和/或脫開驅(qū)動電路進(jìn)行如下參數(shù)的實(shí)時(shí)手動或自動測量(ⅰ)耗散因子(D)、和/或其變化△D，或(ⅱ)耗散因子(D)、和/或其變化△D，及諧振頻率(f)和/或其變化(△f)，并且測量耗散，或作為時(shí)間的函數(shù)測量耗散和頻率。
9．根據(jù)以上權(quán)利要求的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于，壓電晶體微量天平是QCM(石英晶體微量天平)型的。
10．根據(jù)以上權(quán)利要求的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于，壓電晶體微量天平涂敷有一個(gè)結(jié)合表面，該結(jié)合表面可以包括氧化物、金屬氧化物、半導(dǎo)體、無機(jī)化合物、有機(jī)化合物、脂肪層、聚合物、抗生物素蛋白或抗生蛋白鏈菌素、生物素、蛋白、及自組織層。
11．根據(jù)以上權(quán)利要求的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在氣相、真空或液相中進(jìn)行測量。
12．根據(jù)以上權(quán)利要求的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在基音頻率以及在諧振頻率和/或不同振蕩幅值處進(jìn)行測量。
13．根據(jù)以上權(quán)利要求的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于，自動以及手動地進(jìn)行測量。
14．根據(jù)以上權(quán)利要求的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于，借助于不同種類的壓電晶體，如石英，和不同的結(jié)晶切割，如AT和BT晶體切割，進(jìn)行測量。
15．根據(jù)以上權(quán)利要求的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于，作為時(shí)間的函數(shù)進(jìn)行壓電晶體的諧振頻率和耗散的測量。
16．根據(jù)以上權(quán)利要求的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于，測量用來得到對粘性和/或粘彈分子的相互作用的測量、和/或其對結(jié)合表面的影響。
17．根據(jù)以上權(quán)利要求的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于，借助于使表面裝有一種受體分子，確定一定靶分子，如抗體、抗體片、抗原、半抗原、核酸、合成核酸、細(xì)胞、細(xì)菌、受體、激素、蛋白、蛋白侵襲子、藥物、酶、碳水化合物、生物素、植物凝集素、病毒、代謝產(chǎn)物、維生素及還包括其他成分的糖類。
18．根據(jù)以上權(quán)利要求的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使試樣流與檢測器接觸，從而作為時(shí)間的函數(shù)確定靶分子的量。
19．根據(jù)以上權(quán)利要求的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于，利用是具有對要檢測的分子互補(bǔ)順序的單鏈核酸的受體分子，檢測和/或確定在試樣中包含一定順序的核酸量。
20．根據(jù)以上權(quán)利要求的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過把試樣帶到與裝有分別對突變和正常順序互補(bǔ)的受體核苷酸鏈的兩個(gè)、或多個(gè)傳感器表面同時(shí)接觸，檢測核酸中的點(diǎn)突變，并且確定他們的響應(yīng)差別。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用來使用壓電晶體微量夭平測量在至少一種靶分子與至少一種受體分子之間的相互作用的方法,其中固定至少一種類型的分子,由此借助于一個(gè)驅(qū)動電路實(shí)現(xiàn)至少一種晶體的振蕩,并且在驅(qū)動期間和/或在驅(qū)動電路斷開之后測量耗散(D)和/或耗散變化(△D)。
文檔編號G01N33/53GK1283270SQ9881257
公開日2001年2月7日 申請日期1998年11月24日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月24日
發(fā)明者弗雷德里克·霍克 申請人:Q－森斯公司