技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于對(duì)唾液樣品中的分子進(jìn)行檢測(cè)和/或量化的設(shè)備和方法。該方法和設(shè)備結(jié)合了預(yù)處理和檢測(cè)。

背景技術(shù)：

在診斷測(cè)試中，必須對(duì)一個(gè)或多個(gè)特定目標(biāo)分子或分析物進(jìn)行測(cè)量。這通常通過允許目標(biāo)分子在(生物化學(xué))反應(yīng)中相互作用完成，其直接或間接地導(dǎo)致可檢測(cè)的信號(hào)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

目前，在商業(yè)上可用的許多設(shè)備和方法可執(zhí)行路邊藥物測(cè)試。這些設(shè)備和方法中的大部分是基于目標(biāo)的免疫學(xué)檢測(cè)，該檢測(cè)直接在樣品上執(zhí)行，在WO 02/082040中，描述了用于確定體液中不同分析物特別是藥物的“一個(gè)設(shè)備”的系統(tǒng)。經(jīng)具有吸收墊的設(shè)備的收集端收集體液，(隨著設(shè)備的收集端通過壓力頭)收集設(shè)備的蓋(cap)內(nèi)部的一系列壓力頭迫使樣品進(jìn)入包括用于藥物檢測(cè)的診斷條的免疫測(cè)定系統(tǒng)的核心。樣品中的藥物與固定在對(duì)彩色微球體上的受限抗體位置的薄膜支撐上的藥物配合物(conjugate)競(jìng)爭(zhēng)。彩色線指示相關(guān)藥物存在或者不存在于樣品中。將一部分樣品保留在確認(rèn)樣品保留孔(well)中，將其與外部密封并且存儲(chǔ)用于進(jìn)一步測(cè)試。

然而，已經(jīng)證明這些測(cè)試中的大多數(shù)是不令人滿意的，主要是對(duì)于化驗(yàn)的靈敏度。這部分是由于唾液中的大多數(shù)藥物濃度總是在某種程度上低于血液或者尿液中的濃度的事實(shí)造成的。然而，更重要的是，唾液包含干擾許多檢測(cè)方法的成分。雖然唾液大部分由水組成，但是它另外包含許多不同的物質(zhì)。這些物質(zhì)包括電解質(zhì)(例如，鈉、鉀、鈣、鎂、氯化物、碳酸氫鹽、磷酸鹽)、抗菌化合物(例如，硫氰酸鹽(thyocyanate)、過氧化氫、免疫球蛋白A)、酶(例如，淀粉酶、溶菌酶、脂酶、磷酸酶、酰胺酶、脫氫酶、過氧化物酶、超氧化物歧化酶、轉(zhuǎn)移酶、異構(gòu)酶)、細(xì)胞(即，產(chǎn)生唾液的動(dòng)物或人的細(xì)菌細(xì)胞和宿主細(xì)胞)、以及諸如荷爾蒙的其它化合物。然而，最重要的是，唾液包含主要由粘多糖和糖蛋白組成的粘液。

唾液中發(fā)現(xiàn)的一類重要的糖蛋白是粘蛋白。其是大的重糖基化蛋白質(zhì)家族。至少19個(gè)人類粘蛋白基因以cDNA克隆為特征——MUC1 1、2、3A、3B、4、5AC、5B、6-9、11-13和15-19。粘蛋白被分泌為具有大約0.1至1000萬多巴胺(Da)分子量的蛋白質(zhì)的大聚合物。在這些聚合物內(nèi)，雖然分子間二硫鍵也可以在該過程中發(fā)揮作用，但是主要通過非共價(jià)鍵相互作用將單體彼此聯(lián)接。已經(jīng)證明粘蛋白是大多數(shù)唾液樣品的假陽(yáng)性測(cè)試的原因。

為了精確地確定唾液中藥物的存在，需要事先提取分析物或者移除干擾成分(如粘蛋白)。典型情況下，使用固相清除系統(tǒng)移除干擾化合物或者通過結(jié)合到靜止相來隔離感興趣的分析物。未結(jié)合的化合物被沖走并且沖出鏡筒外。在分析物結(jié)合到鏡筒的位置處，其后就使用能夠使被吸附的分析物從靜止相脫落的適當(dāng)緩沖劑洗脫分析物。備選地，在結(jié)合了干擾化合物的情況下，直接收集包含分析物的洗脫液。在使用諸如但不限于酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定(ELISA)、放射免疫測(cè)定(RIA)、高性能液體色譜分析法(HPLC)、液相色譜-質(zhì)譜測(cè)定法(LC-MS)和氣相色譜-質(zhì)譜測(cè)定法(GC-MS)的方法進(jìn)行分析之前，為了預(yù)先濃縮，可選地蒸發(fā)洗脫液，并且將其重新溶解在較小體積中。

然而，傳統(tǒng)的分析方法具有若干缺點(diǎn)。首先，這些方法耗時(shí)又費(fèi)錢。此外，它們往往需要復(fù)雜的儀器和執(zhí)行分析的人員方面相對(duì)較高的技能。

因此，存在對(duì)測(cè)試設(shè)備和方法的需求，其允許對(duì)唾液中分析物的準(zhǔn)確并且靈敏的檢測(cè)而不需要大量裝備或者訓(xùn)練有素的技術(shù)人員。

本發(fā)明提供了由其在相同設(shè)置中順序執(zhí)行樣品的預(yù)處理和檢測(cè)的設(shè)備和方法，其提供了易于操控性、以及高專業(yè)性和靈敏度。這些方法和設(shè)備尤其用于唾液中分析物的檢測(cè)。此外，這些方法和設(shè)備允許在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境之外使用。

將預(yù)處理區(qū)域與檢測(cè)區(qū)域集成在一臺(tái)設(shè)備中提供了若干優(yōu)點(diǎn)。存在更少的用戶干預(yù)樣品的需求。因此，存在更少由樣品操控引入誤差的機(jī)會(huì)。同時(shí)，需要更少的樣品材料。事實(shí)上，在當(dāng)把樣品材料從一個(gè)設(shè)備轉(zhuǎn)移到另一個(gè)設(shè)備時(shí)的情況下，沒有樣品損失。此外，這確保了用戶與樣品材料的最小接觸，最小化樣品污染的風(fēng)險(xiǎn)。

本發(fā)明的方法和裝置設(shè)想了檢測(cè)之前的樣品預(yù)處理，由此移除干擾檢測(cè)的成分。這允許在設(shè)備中使用可磁化粒子而不影響靈敏度或特異性。事實(shí)上，在與可磁化粒子接觸之前移除通常引起可磁化粒子聚合的干擾組分。這導(dǎo)致背景信號(hào)減少或者非特異性結(jié)合減少。此外，本發(fā)明的方法和設(shè)備允許基于磁激勵(lì)的檢測(cè)。由于能夠使用磁激勵(lì)進(jìn)一步加快診斷測(cè)試并且簡(jiǎn)化諸如微流體設(shè)備中的射流技術(shù)，所以這特別重要。因此，本發(fā)明中所描述的方法和設(shè)備提供了用于確定唾液中分析物的快速、靈敏、并且魯棒的工具。

這里所描述的設(shè)備和方法還特別適合于在間接檢測(cè)方法中使用，即在其中檢測(cè)未結(jié)合的分析物或者分析物特異性試劑作為對(duì)樣品中存在分析物以及可選地分析物數(shù)量的測(cè)度的方法，例如競(jìng)爭(zhēng)化驗(yàn)。

能夠?qū)⒈景l(fā)明的設(shè)備和方法用于需要最少處理的測(cè)試，特別是在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境之外(例如，路邊測(cè)試，即時(shí)護(hù)理測(cè)試)。因此，可以將設(shè)備提供為一次性使用的設(shè)備、或者作為微流體設(shè)備中的料盒。

因此，本發(fā)明提供了用于檢測(cè)唾液樣品中一種或多種分析物的存在的設(shè)備，其包括：

(a)一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理區(qū)域，用于特異性或者非特異性移除干擾唾液樣品中一種或多種分析物檢測(cè)的組分的至少一部分；以及

(b)包括生物傳感器表面的檢測(cè)區(qū)域，該表面包括：

-能夠特異性結(jié)合一種或多種分析物的分子；或者

-該一種或多種分析物和/或分析物類似物。

根據(jù)特定實(shí)施例，提供了是微流體設(shè)備的設(shè)備。根據(jù)備選的特定實(shí)施例，提供了是側(cè)流設(shè)備的設(shè)備。

根據(jù)特定實(shí)施例，提供了這樣的設(shè)備，其中，一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理區(qū)域包括在容納涂覆有這樣的分子的可磁化粒子的一個(gè)或多個(gè)分離室中，該分子能夠特異性或者非特異性結(jié)合到唾液樣品中干擾一種或多種分析物的檢測(cè)的成分。特別地，這些可磁化粒子是順磁性或者超順磁性粒子。

在備選實(shí)施例中，給設(shè)備提供一個(gè)或多個(gè)包括表面的預(yù)處理區(qū)域，該表面包括能夠特異性或者非特異性結(jié)合到唾液樣品中干擾一種或多種分析物的檢測(cè)的成分的分子?？梢詫⒔Y(jié)合到唾液樣品中的成分的分子結(jié)合到該表面，或者該表面可以大部分或者本質(zhì)上由這樣的分子組成。前者是設(shè)想使用能夠特異性結(jié)合的分子時(shí)的典型情況，后者是設(shè)想使用非特異性結(jié)合到唾液樣品中成分的分子時(shí)的情況。然而，這僅僅是一般規(guī)則，并且不應(yīng)該解釋為限制該實(shí)施例。

根據(jù)另一個(gè)特定實(shí)施例，提供了包括表面的設(shè)備，該表面包括能夠特異性或者非特異性結(jié)合到唾液樣品中干擾一種或多種分析物的檢測(cè)的成分的分子，該表面是多孔的。根據(jù)另一個(gè)特定實(shí)施例，多孔表面是燒結(jié)多孔結(jié)構(gòu)。

根據(jù)特定實(shí)施例，提供了包括結(jié)合到唾液樣品中干擾一種或多種分析物的檢測(cè)的成分的分子的設(shè)備，其為羥基磷灰石。

根據(jù)特定實(shí)施例，提供了包括特異性結(jié)合到唾液樣品中干擾一種或多種分析物的檢測(cè)的成分的分子的設(shè)備，該分子是抗體。根據(jù)另一些特定實(shí)施例，抗體是對(duì)抗聚合因子的抗體。根據(jù)大多數(shù)特定實(shí)施例，抗體是抗粘蛋白抗體。

根據(jù)特定實(shí)施例，提供了包括用于在樣品與檢測(cè)區(qū)域接觸之前容納唾液樣品的中間區(qū)域的設(shè)備。該中間區(qū)域可以簡(jiǎn)單地用于傳輸樣品(例如，諸如微流體設(shè)備中的微流體通道的通道；或者測(cè)流設(shè)備中的惰性區(qū)域)。然而，中間區(qū)域還可以具有另一種功能，例如，在樣品與檢測(cè)區(qū)域接觸之前使樣品與一種或多種試劑接觸。

根據(jù)特定實(shí)施例，提供了這樣的設(shè)備，其中，設(shè)備的檢測(cè)區(qū)域或者中間區(qū)域是容納涂覆有能夠特異性結(jié)合一種或多種分析物的分子的可磁化粒子的分離室，該分子與生物傳感器表面上的分子不同。

根據(jù)特定實(shí)施例，提供了適合于一次性使用的設(shè)備。

還設(shè)想了使用諸如這里所描述的那些設(shè)備的方法。根據(jù)特定實(shí)施例，提供了用于檢測(cè)唾液樣品中存在一種或多種分析物的方法，其包括使唾液樣品與設(shè)備接觸的步驟，該設(shè)備包括：

(a)一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理區(qū)域，其用于特異性或者非特異性移除唾液樣品中干擾一種或多種分析物檢測(cè)的組分的至少一部分；以及

(b)包括生物傳感器表面的檢測(cè)區(qū)域，該表面包括：

-能夠特異性結(jié)合一種或多種分析物的分子；或者

-一種或多種分析物和/或分析物類似物。

該方法包括在競(jìng)爭(zhēng)或者非競(jìng)爭(zhēng)化驗(yàn)中在檢測(cè)區(qū)域中檢測(cè)分析物的存在。

根據(jù)特定實(shí)施例，提供了包括在一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理區(qū)域的至少一個(gè)中培養(yǎng)具有可磁化粒子的唾液樣品的步驟的方法，該可磁化粒子涂覆有能夠特異性或者非特異性結(jié)合到唾液樣品中干擾一種或多種分析物的檢測(cè)的成分的分子。

根據(jù)特定實(shí)施例，提供了這樣的方法，其中，結(jié)合到唾液樣品中干擾一種或多種分析物的檢測(cè)的成分的分子是羥基磷灰石。

根據(jù)備選的特定實(shí)施例，提供了這樣的方法，其中，結(jié)合到唾液樣品中干擾一種或多種分析物的檢測(cè)的成分的分子是抗體。根據(jù)另一些特定實(shí)施例，抗體是對(duì)抗聚合因子的抗體。根據(jù)大多數(shù)特定實(shí)施例，抗體是抗粘蛋白抗體。

根據(jù)特定實(shí)施例，提供了這樣的方法，其包括使樣品與一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理區(qū)域接觸的步驟、以及其后使樣品與檢測(cè)區(qū)域接觸的步驟、并且由此在與處理區(qū)域接觸之后使樣品與可磁化粒子接觸，該可磁化粒子涂覆有能夠特異性結(jié)合一種或多種分析物的分子，其與生物傳感器表面上的分子不同。

根據(jù)特定實(shí)施例，提供了用于在藥物檢測(cè)特別是在藥物濫用檢測(cè)中使用的方法。因此，根據(jù)這些實(shí)施例，將要檢測(cè)的至少一種分析物是藥物。

本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及在羥基磷灰石上對(duì)唾液進(jìn)行過濾的益處。因此，提供了用于檢測(cè)唾液樣品中一種或多種分析物的方法，其包括在執(zhí)行分析物檢測(cè)之前使唾液樣品與羥基磷灰石接觸。

附圖說明

從下列詳細(xì)說明，結(jié)合附圖，本發(fā)明的上述以及其它特性、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，附圖通過舉例的方式說明了本發(fā)明的原理。僅通過示例給出該描述，而不是要限制本發(fā)明的范圍。下面引用的參考圖是指附圖：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例的設(shè)備(1)的示意性表示，其包括預(yù)處理區(qū)域(2)和檢測(cè)區(qū)域(4)。檢測(cè)區(qū)域(4)包括生物傳感器表面(5)，在本實(shí)施例中，其包括能夠特異性結(jié)合一種或多種分析物的分子(6)。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例的設(shè)備(1)的示意性表示，其包括預(yù)處理區(qū)域(2)和檢測(cè)區(qū)域(4)。檢測(cè)區(qū)域(4)包括生物傳感器表面(5)，在本實(shí)施例中，其包括能夠特異性結(jié)合一種或多種分析物的分子(6)。在這里所示出的特定實(shí)施例中，設(shè)備包括用于使檢測(cè)區(qū)域(4)與涂覆有能夠特異性結(jié)合一種或多種分析物的分子的可磁化粒子(7)接觸的工具。在使用設(shè)備(1)的特定實(shí)施例中，將唾液樣品施加在預(yù)處理區(qū)域(2)上，該預(yù)處理區(qū)域(2)包括特異性或者非特異性移除干擾一種或多種分析物的檢測(cè)的唾液樣品組分的至少一部分的分子。隨后，在該特定實(shí)施例中，將預(yù)處理后的樣品通過微流體通道(3)傳輸?shù)綑z測(cè)區(qū)域(4)。允許存在于樣品中的分析物(8)結(jié)合到分子(6)，該分子(6)能夠特異性結(jié)合生物傳感器表面(5)上所包括的分析物。磁場(chǎng)的應(yīng)用使未結(jié)合的可磁化粒子(7)朝著生物傳感器表面(5)移動(dòng)，能夠在該生物傳感器表面(5)把它們結(jié)合到所存在的分析物(8)。在預(yù)定時(shí)間之后，移除磁吸引力場(chǎng)。施加另一個(gè)磁場(chǎng)把未結(jié)合的可磁化珠拉離生物傳感器表面(5)。隨后，通過合適的檢測(cè)工具檢測(cè)生物傳感器表面上標(biāo)記的可磁化粒子的存在(指示分析物的存在)。A:在使用之前的設(shè)備。B:在樣品中的分析物檢測(cè)期間的設(shè)備。

圖3示出了在預(yù)處理區(qū)域中羥基磷灰石過濾之后的化驗(yàn)功能性。感興趣的分析物是鴉片劑。在該實(shí)驗(yàn)中，生物傳感器表面涂覆有BSA鴉片劑，并且利用涂覆有抗鴉片劑抗體的超順磁性粒子執(zhí)行檢測(cè)。不采用預(yù)處理(利用30％緩沖劑稀釋)、經(jīng)過過濾的預(yù)處理以及經(jīng)過與羥基磷灰石預(yù)處理結(jié)合的過濾的預(yù)處理，來執(zhí)行競(jìng)爭(zhēng)化驗(yàn)以確定樣品中鴉片劑的可檢測(cè)性。示出了來自三位測(cè)試者的唾液樣品的結(jié)果。％光信號(hào)變化是指在添加了超順磁性粒子之后信號(hào)中的變化。

圖4示出了在預(yù)處理區(qū)域中羥基磷灰石過濾之后的化驗(yàn)功能性。感興趣的分析物是鴉片劑。在該實(shí)驗(yàn)中，生物傳感器表面涂覆有BSA鴉片劑，并且利用涂覆有單克隆抗鴉片劑抗體的超順磁性粒子執(zhí)行檢測(cè)。執(zhí)行競(jìng)爭(zhēng)化驗(yàn)，以確定經(jīng)過過濾而預(yù)處理的或者經(jīng)過羥基磷灰石預(yù)處理與過濾結(jié)合而預(yù)處理的樣品中鴉片劑的可檢測(cè)性。示出了來自五位測(cè)試者的唾液樣品的結(jié)果。％光信號(hào)變化是指在添加了超順磁性粒子之后信號(hào)中的變化。

具體實(shí)施方式

將關(guān)于特定實(shí)施例并且參考一些附圖描述本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于這些描述，而僅由權(quán)利要求所限定。不應(yīng)該將權(quán)利要求中的任何參考符號(hào)解釋為限制范圍。所描述的附圖僅僅是示意性而不是限制性的。在附圖中，為了說明性目的，可以增大一些要素的大小并且不按比例繪制。

在本說明書和權(quán)利要求中使用術(shù)語(yǔ)“包括”之處，不排除其它要素或步驟。在當(dāng)提到單數(shù)名詞時(shí)使用諸如“一”或者“一個(gè)”、“這個(gè)”的不定冠詞或者定冠詞之處，除非特別說明，否則其包括多個(gè)該名詞。

此外，說明書和權(quán)利要求中的術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等用于在相似要素之間進(jìn)行區(qū)分，并且不一定用于描述順序或者時(shí)間排序的次序。應(yīng)該理解，如此使用的術(shù)語(yǔ)在適當(dāng)環(huán)境下是可互相交換的，并且這里所描述的本發(fā)明的實(shí)施例能夠以除了這里所描述或者所說明的順序之外的其它順序工作。

單獨(dú)提供這里所使用的術(shù)語(yǔ)或者定義幫助理解本發(fā)明。

定義

如這里所使用的術(shù)語(yǔ)“分析物”是指樣品中期望檢測(cè)其存在和/或濃度的化合物。

如這里所使用的術(shù)語(yǔ)“分析物類似物”是指由于結(jié)合了分析物特異性探針而類似于分析物的分子。然而，分析物類似物比分析物更微弱地結(jié)合到分析物特異性探針，使得分析物類似物與探針的結(jié)合能夠被存在的分析物取代。例如，如這里所使用的分析物類似物是指例如在競(jìng)爭(zhēng)化驗(yàn)中使用的分子。在該類型的化驗(yàn)中，僅使用一種分析物結(jié)合分子(典型地，抗體)。分析物類似物是與分析物結(jié)構(gòu)上不同但是結(jié)構(gòu)上相關(guān)的化合物，并且其同樣通過分析物結(jié)合分子來結(jié)合。

在該競(jìng)爭(zhēng)化驗(yàn)中，分析物和分析物類似物將為了結(jié)合到同一個(gè)分析物結(jié)合分子而競(jìng)爭(zhēng)。這里，分析物類似物結(jié)合分子與分析物自身相比對(duì)于分析物結(jié)合分子以相同的親合力、或者以較低親合力結(jié)合，使得分析物能夠取代結(jié)合到分析物結(jié)合分子的分析物類似物。典型地，對(duì)于分析物結(jié)合抗體，分析物類似物與分析物共享相同的抗原決定基。在該競(jìng)爭(zhēng)化驗(yàn)中使用分析物類似物而不是分析物自身的原因是(例如)其便于合成、便于耦合到襯底、具有增強(qiáng)的穩(wěn)定性和/或保存期限、或者更低檢測(cè)設(shè)備制造風(fēng)險(xiǎn)，例如比分析物自身更低毒性或者更低藥物行為(例如，細(xì)菌毒素、藥物濫用)。

如這里所使用的短語(yǔ)“檢測(cè)存在”是指分析物存在的定性和/或定量檢測(cè)。檢測(cè)存在還包括檢測(cè)分析物的不存在，即發(fā)現(xiàn)不存在可檢測(cè)的分析物。類似地，分析物的定量檢測(cè)包括對(duì)應(yīng)于零級(jí)別的分析物不存在的檢測(cè)，以及分析物可計(jì)量級(jí)別的檢測(cè)。

如這里所使用的術(shù)語(yǔ)“預(yù)處理”是指以優(yōu)化檢測(cè)為目標(biāo)在檢測(cè)之前在樣品上執(zhí)行的操控(典型地，提純)。該預(yù)處理能夠包括基于這些分子(例如，特異性或者非特異性結(jié)合到基質(zhì)的分子)的物理(例如，尺寸、粘性)或者生物化學(xué)屬性從樣品中移除分子。另外或者備選地，“預(yù)處理”能夠包括改變樣品中分子的物理和/或生物化學(xué)屬性。當(dāng)提到設(shè)備時(shí)的“預(yù)處理區(qū)域”是設(shè)備中設(shè)想用于確保樣品預(yù)處理的區(qū)域。

如這里所使用的“聚合因子”是指引起分子聚合的一種或多種物質(zhì)。聚合可以是聚合因子自身的聚合、將要檢測(cè)的分析物的聚合、在檢測(cè)過程中使用的化驗(yàn)分子(例如，抗體或者諸如可磁化粒子的粒子)的聚合、或者在樣品中存在的或在分析物檢測(cè)期間使用的任何其它物質(zhì)的聚合。典型地，由聚合因子造成的聚合導(dǎo)致減小的分析物檢測(cè)效率或精度。已知唾液包括不同的聚合因子(例如，見Van Nieuw Amerongen等的Bohn Stafleu Van Loghum(Houten,荷蘭)2004)，并且這些聚合因子構(gòu)成了唾液樣品可能干擾一種或多種分析物的檢測(cè)的組分的一部分。唾液中聚合因子的典型例子包括S-IgA、粘蛋白、諸如凝集素的高分子糖蛋白、富脯氨酸糖蛋白(PRG)、以及溶菌酶。

當(dāng)在這里提到設(shè)備時(shí)，術(shù)語(yǔ)“檢測(cè)區(qū)域”是指設(shè)備內(nèi)這樣的區(qū)域，在其中，通過能夠記錄檢測(cè)區(qū)域內(nèi)所產(chǎn)生的信號(hào)的檢測(cè)器的方式進(jìn)行樣品中存在分析物的檢測(cè)。

如這里所使用的術(shù)語(yǔ)“生物傳感器表面”是指設(shè)備或者料盒的檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的區(qū)域，其中，通過檢測(cè)工具確保檢測(cè)。生物傳感器表面包括生物成分和傳感器成分。

如這里所使用的術(shù)語(yǔ)“可磁化粒子”是指在存在磁場(chǎng)時(shí)(外部施加的)有磁性、并且能夠受外部施加的磁場(chǎng)操縱、但是在該磁場(chǎng)不存在時(shí)不保持磁化的粒子或者珠。這包括順磁性粒子或者超順磁性粒子。非常小的磁性粒子(例如，在1-20nm直徑的數(shù)量級(jí))將很快由于熱效應(yīng)失去它們的磁化。在本發(fā)明的上下文中，還可以將這些粒子視為相當(dāng)于順磁性粒子的可磁化粒子。

本發(fā)明提供了用于在特別是唾液樣品的樣品中檢測(cè)一種或多種分析物存在的設(shè)備和方法。根據(jù)特定方面，設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)用于特異性或者非特異性移除干擾一種或多種分析物的檢測(cè)的唾液樣品組分的至少一部分的預(yù)處理區(qū)域，并且將其連接到檢測(cè)區(qū)域。

本發(fā)明的設(shè)備和方法中的一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理區(qū)域特別旨在增大在檢測(cè)區(qū)域中的唾液中存在的可能分析物檢測(cè)的靈敏度。唾液中發(fā)現(xiàn)的許多物質(zhì)可能干擾分析物的檢測(cè)。本發(fā)明的設(shè)備和方法允許樣品的預(yù)處理，以移除可能干擾分析物檢測(cè)的物質(zhì)的至少部分。根據(jù)特定實(shí)施例，唾液樣品的預(yù)處理必需移除聚合因子。聚合因子實(shí)際上是干擾一種或多種分析物檢測(cè)的唾液樣品組分的部分。根據(jù)特定實(shí)施例，從由S-IgA、粘蛋白、諸如凝集素的高分子糖蛋白、富脯氨酸糖蛋白(PRG)、以及溶菌酶組成的組中選擇聚合因子。根據(jù)其它特定實(shí)施例，聚合因子是(或者多個(gè)聚合因子是)粘多糖、糖蛋白、或者其組合。根據(jù)另一些特定實(shí)施例，聚合因子是粘蛋白或者粘蛋白的組合。

本發(fā)明的方法和設(shè)備對(duì)諸如唾液樣品的包括粘蛋白的樣品中的分析物檢測(cè)特別感興趣。

對(duì)在本發(fā)明的上下文中設(shè)想的一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理區(qū)域進(jìn)行擴(kuò)展，以確保以一種或多種不同方式對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理。在特定實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理區(qū)域確保移除干擾檢測(cè)的唾液樣品的組分的至少部分。

在特定實(shí)施例中，通過特異性或者非特異性固定這些分子、同時(shí)將樣品(包括分析物)的剩余部分維持在流動(dòng)相來確保移除干擾檢測(cè)的分子。因此，一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理區(qū)域包括結(jié)合到存在于唾液中、但是對(duì)將要檢測(cè)的分析物沒有親合力或者具有可忽略親合力的干擾組分的分子。

在特定實(shí)施例中，使用預(yù)處理區(qū)域，其包括這樣的材料和/或分子，該材料和/或分子結(jié)合唾液樣品組分或者其中的一種或多種干擾檢測(cè)的分子的至少部分。在另一些特定實(shí)施例中，使用結(jié)合唾液中存在的聚合因子的分子。

在本發(fā)明的上下文中設(shè)想的用于在預(yù)處理中使用的材料的例子包括但不限于羥基磷灰石、金屬氧化物、金屬氫氧化物(特別是帶負(fù)電的金屬氫氧化物)、氫氧化鋁、金屬(諸如鈦、鐵)，聚合物(諸如但不限于，諸如聚環(huán)氧乙烷的聚乙烯衍生物、聚甲基丙烯酸甲酯等)。羥基磷灰石(HAP)是牙釉的主要組成部分。已知該無毒材料對(duì)唾液的不同組成部分具有某種親合力。特別地，唾液粘蛋白附著到羥基磷灰石。同時(shí)，已知細(xì)菌(例如，鏈球菌種)吸附到羥基磷灰石。根據(jù)特定實(shí)施例，在本發(fā)明的方法和設(shè)備中設(shè)想的一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理區(qū)域包括羥基磷灰石。在另一些特定實(shí)施例中，預(yù)處理區(qū)域包括羥基磷灰石過濾器。在備選地特定實(shí)施例中，預(yù)處理區(qū)域包括用于在樣品的羥基磷灰石處理中的后續(xù)過濾的過濾器(特別是無羥基磷灰石過濾器)和羥基磷灰石。

在本發(fā)明的方法和設(shè)備的特定實(shí)施例中，設(shè)想特異性移除干擾分析物檢測(cè)的唾液樣品的組分的至少一部分。在特定實(shí)施例中，使用對(duì)唾液中的干擾物質(zhì)具有特異性親合力的分子。在另一些特定實(shí)施例中，存在于一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理區(qū)域中的、能夠特異性結(jié)合干擾唾液中分析物檢測(cè)的一種或多種化合物的分子是能夠基于特異性生物化學(xué)相互作用捕獲化合物的分子。典型的特異性相互作用包括但不限于DNA/DNA或者DNA/RNA結(jié)合、蛋白質(zhì)/蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)/DNA和蛋白質(zhì)/碳水化合物相互作用、抗體/抗原相互作用、以及受體/配位體結(jié)合。

同時(shí)，能夠使用合成分子結(jié)合干擾化合物(例如，改良的酶抑制劑、小分子)。

根據(jù)特定實(shí)施例，在一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理區(qū)域中使用的、對(duì)唾液中的一種或多種干擾物質(zhì)具有特異性親合力的分子是抗體。合適的抗體包括多克隆抗體和單克隆抗體、納米抗體以及能夠結(jié)合到抗原的這樣的抗體的片斷或者衍生物，其中，針對(duì)該抗原給出對(duì)應(yīng)的抗體?？贵w片斷包括但不限于單鏈可變片斷(scFvs)、Fab、Fab’、F(ab’)₂、Fv片斷或者諸如重鏈或輕鏈的互補(bǔ)決定區(qū)域(CDR，例如：CDR1、CDR2和CDR3)的更小片斷、以及/或者其中兩種或多種及其它衍生物的組合。根據(jù)另一些特定實(shí)施例，抗體是抗粘蛋白抗體。

另外地或者備選地，基于物理屬性移除干擾分析物檢測(cè)的分子。例如，在分析物是小分子時(shí)，通過過濾確保物理移除干擾檢測(cè)的較大分子或者成分(例如，細(xì)胞)?？梢詫⒉煌纳锘瘜W(xué)和物理方法組合到本發(fā)明的設(shè)備和方法的一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理區(qū)域內(nèi)。在特定實(shí)施例中，例如，首先以非特異性方式對(duì)樣品進(jìn)行過濾，并且然后(例如，使用抗體)特異性地移除成分。這樣，在特定實(shí)施例中，樣品的預(yù)處理可以包括多于一個(gè)預(yù)處理步驟和/或樣品跨或者經(jīng)過多于一個(gè)預(yù)處理區(qū)域的移動(dòng)。當(dāng)提供分離的后續(xù)預(yù)處理區(qū)域時(shí)，可能確保更加完全地移除干擾組分。

在另一些特定實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理區(qū)域是使樣品與一種或多種化合物接觸的區(qū)域或者能夠改變干擾分子的物理和/或生物化學(xué)性質(zhì)的條件，例如，中和某些唾液成分的化合物或者減小粘性的化合物或條件(例如，熱處理、酶處理)。

取決于如何執(zhí)行預(yù)處理步驟，本發(fā)明的方法和設(shè)備中設(shè)想的一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理區(qū)域能夠采取若干種形式。根據(jù)特定實(shí)施例，將一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理區(qū)域包括在設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)室內(nèi)，可選地該室與檢測(cè)區(qū)域物理分離。在另一些特定實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理區(qū)域存在于容納涂覆有一種或多種分子的可磁化粒子的室內(nèi)，該一種或多種分子能夠特異性或者非特異性結(jié)合到唾液樣品中干擾檢測(cè)的成分。當(dāng)把唾液樣品引入該一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理室中時(shí)，唾液樣品中存在的干擾成分結(jié)合到可磁化粒子上的分子。磁場(chǎng)的施加能夠確保移除結(jié)合到可磁化粒子上的干擾檢測(cè)的組分(至少部分)。在使用多個(gè)室的情況下，將經(jīng)預(yù)處理的樣品從一個(gè)預(yù)處理室移動(dòng)到下一個(gè)，以確保干擾因子的最佳移除。將不在分析物檢測(cè)中使用用于移除干擾成分的可磁化粒子。

在備選實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理區(qū)域包括一表面，該表面具有能夠特異性或者非特異性結(jié)合到唾液樣品中與待檢測(cè)的一種或多種分析物的檢測(cè)相干擾的成分的分子。

根據(jù)另一個(gè)特定實(shí)施例，一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理區(qū)域中的一個(gè)或多個(gè)具有諸如樣品襯墊的表面，其上涂覆有特異性結(jié)合到唾液樣品中干擾分析物檢測(cè)的成分的分子。根據(jù)特定實(shí)施例，這些特異性結(jié)合干擾成分的分子是抗體、或者其片斷或衍生物。根據(jù)另一個(gè)特定實(shí)施例，抗體(或者其片斷或衍生物)是抗粘蛋白抗體。

根據(jù)特定實(shí)施例，一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理區(qū)域中的一個(gè)或多個(gè)包括分子所結(jié)合到的表面，該分子非特異性結(jié)合到唾液樣品中干擾分析物檢測(cè)的成分。根據(jù)另一個(gè)特定實(shí)施例，一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理區(qū)域包括羥基磷灰石所結(jié)合到的表面。另外或者備選地，一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理區(qū)域包括諸如氫氧化鋁的金屬氧化物或者氫氧化物所結(jié)合到的表面。

不應(yīng)該以限制性方式解釋如該上下文中所使用的術(shù)語(yǔ)“結(jié)合”。事實(shí)上，非特異性結(jié)合到唾液樣品中干擾分析物檢測(cè)的成分的材料的形式(例如，羥基磷灰石)可以相當(dāng)大地改變。例如，可以把它們作為浸漬到合適載體內(nèi)或者載體上的粉末提供，或者它們甚至可以是通過燒結(jié)的多孔結(jié)構(gòu)。這樣，還可以使一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理區(qū)域中分子(該分子非特異性結(jié)合到唾液樣品中干擾分析物檢測(cè)的成分)所結(jié)合到的表面大部分、本質(zhì)上完全或者完全在非特異性結(jié)合到唾液樣品中成分的分子之外。根據(jù)特定實(shí)施例，預(yù)處理區(qū)域中的至少部分表面是由非特異性結(jié)合到唾液樣品中干擾分析物檢測(cè)的成分的分子所組成的多孔燒結(jié)結(jié)構(gòu)。備選地，將非特異性結(jié)合到唾液樣品中成分的分子提供為樣品能夠流經(jīng)的粉末，使得該粉末構(gòu)成了預(yù)處理區(qū)域的表面。這樣，可以將非特異性結(jié)合到唾液樣品中成分的分子結(jié)合到該表面以及作為該表面的一部分。

在一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理區(qū)域中存在的表面可以是多孔的，使得樣品可以流經(jīng)它，或者可以是無孔的，其允許樣品移動(dòng)經(jīng)過其上。根據(jù)特定實(shí)施例，為了減少需要用于加速樣品流經(jīng)過多孔表面的最終壓力，多孔表面具有足夠大的孔。根據(jù)另一個(gè)特定實(shí)施例，多孔表面的孔徑大小至少是200nm，更具體是至少500nm。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，孔在微米級(jí)別(即，在1-1000μm之間)。這樣，在預(yù)處理唾液樣品時(shí)，可以將干擾成分(諸如聚合因子)到預(yù)處理表面的吸附與基于孔尺寸的尺寸排除相結(jié)合。事實(shí)上，諸如粘蛋白的聚合因子往往構(gòu)成不能通過孔的大聚合物。

如上所述，本發(fā)明的設(shè)備和方法特別適合于包含干擾成分的唾液或者其它樣品中分析物的檢測(cè)。

在本發(fā)明的方法和設(shè)備中，典型地，將唾液樣品施加到設(shè)備的預(yù)處理區(qū)域或者直接與其連接的區(qū)域。它能夠以純凈形式或者在經(jīng)歷了一個(gè)或多個(gè)處理步驟之后施加。根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備的特定實(shí)施例包括另一個(gè)操控步驟和/或樣品操控區(qū)域。所設(shè)想的要在把樣品施加到(第一或者唯一)預(yù)處理區(qū)域之前在樣品上執(zhí)行的操控包括但不限于(利用水或者特定緩沖劑)稀釋唾液樣品、過濾唾液樣品(特別是非特異性過濾樣品、或者以與預(yù)處理區(qū)域中所設(shè)想的預(yù)處理不相同的方式非特異性或特異性過濾樣品)。然而，根據(jù)特定實(shí)施例，設(shè)想提供快速并且簡(jiǎn)單的方法，并且把唾液樣品施加到對(duì)應(yīng)于如這里所描述的預(yù)處理區(qū)域的區(qū)域或者指向該區(qū)域，而不經(jīng)歷之前的操控。

可以將施加于設(shè)備的樣品直接以流體形式(例如，作為唾沫樣品、或者經(jīng)唾液移液)施加，或者可以從吸附固體介質(zhì)(例如，棉簽)間接施加。適合于吸附唾液的吸附介質(zhì)在本領(lǐng)域中是已知的。可以使用的示例性介質(zhì)包括但不限于膠體、泡沫、玻璃纖維、棉花、纖維素、人造纖維以及其它合成材料。根據(jù)特定實(shí)施例，本發(fā)明的方法和設(shè)備包括將唾液樣品直接施加到預(yù)處理區(qū)域的工具。

本發(fā)明的方法和設(shè)備還使用在其中確保對(duì)一種或多種感興趣分析物檢測(cè)的檢測(cè)區(qū)域。

在特定實(shí)施例中，該方法和設(shè)備在檢測(cè)區(qū)域中使用生物傳感器表面。生物傳感器表面包括確保一種或多種分析物檢測(cè)的分子。通過檢測(cè)所基于的原理確定這些分子的性質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明，對(duì)檢測(cè)區(qū)域中一種或多種分析物的化驗(yàn)方法包括直接(非競(jìng)爭(zhēng)性)和競(jìng)爭(zhēng)性化驗(yàn)。根據(jù)特定實(shí)施例，直接檢測(cè)分析物。根據(jù)備選的特定實(shí)施例，間接檢測(cè)分析物。在兩種類型的化驗(yàn)中，檢測(cè)能夠測(cè)量結(jié)合或者未結(jié)合的分析物或者抗原特異性分子。

在設(shè)想了直接檢測(cè)的情況下，生物傳感器表面包括分析物特異性分子，即能夠特異性結(jié)合一種或多種分析物的分子。在設(shè)想了競(jìng)爭(zhēng)即間接檢測(cè)的情況下，生物傳感器表面包括分析物或者分析物類似物。

用于在本發(fā)明的上下文中使用的、能夠特異性結(jié)合一種或多種分析物的適當(dāng)分子與可以用于特異性移除干擾檢測(cè)的成分的分子本質(zhì)上具有相同的性質(zhì)，即，使分析物特異性分子特異性地與分析物相互作用。典型的特異性相互作用包括DNA/DNA或DNA/RNA結(jié)合、蛋白質(zhì)/蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)/DNA和蛋白質(zhì)/碳水化合物相互作用、抗體/抗原相互作用、以及受體/配位體結(jié)合。還能夠使用合成分子檢測(cè)分析物(例如，從庫(kù)篩選中離析出的酶抑制劑、制藥化合物、鉛化合物)。因此，分析物特異性探針的例子包括但不限于寡核苷酸、抗體、酶基質(zhì)、受體配體、凝集素等。

根據(jù)特定實(shí)施例，分析物特異性分子是單克隆抗體或者多克隆抗體，納米抗體或者其片斷或衍生物(如上這里所述)。

典型地，在表面(生物傳感器表面)上提供分析物特異性分子，其中，能夠通過檢測(cè)器直接或者間接檢測(cè)分析物到分析物特異性分子的結(jié)合。備選地，給檢測(cè)區(qū)域提供用于使樣品與分析物特異性分子接觸的工具。能夠通過捕獲表面上的復(fù)合體(例如，使用能夠結(jié)合分析物特異性分子的分子)檢測(cè)分析物與分析物特異性分子的結(jié)合。另外或者備選地，由于在分析物特異性分子上存在的標(biāo)記，在檢測(cè)區(qū)域中對(duì)該復(fù)合體進(jìn)行檢測(cè)。

可以將分析物或者分析物特異性探針直接或者間接涂覆在生物傳感器表面上。用于給表面涂覆上生物分子的方法在本領(lǐng)域中是已知的，并且下面在這里對(duì)例子進(jìn)行了描述。

典型地，通過標(biāo)記的存在來確保本發(fā)明上下文中的檢測(cè)。典型的標(biāo)記包括但是不限于發(fā)色團(tuán)、放射性標(biāo)記、電致發(fā)光、化學(xué)發(fā)光、磷光、熒光或者反射標(biāo)記。

根據(jù)方法和設(shè)備的特定方面，檢測(cè)包括磁激勵(lì)(典型地，其包括使用可磁化粒子)。該磁激勵(lì)可以用于局部集中將要檢測(cè)的分子，從而有助于檢測(cè)；并且/或者可以通過測(cè)量磁場(chǎng)的變化用于實(shí)際檢測(cè)過程。例如，可以通過諸如接近于表面并且嵌入材料(其中該表面是其外部部分)內(nèi)的磁傳感器元件感測(cè)成分(諸如粒子)的存在。備選地，能夠設(shè)想使用FTIR(傅立葉變換紅外光譜學(xué))的粒子光學(xué)檢測(cè)，其中，材料(該表面是其外部)對(duì)于電磁輻射(諸如光)是透明的。典型地，使用可磁化粒子的磁檢測(cè)或者光學(xué)檢測(cè)的這種方法能夠感測(cè)接近表面或者結(jié)合到表面的成分(典型地，在10-5000nm數(shù)量級(jí))。

這樣，在本發(fā)明的設(shè)備和方法的特定實(shí)施例中，設(shè)想使用磁性或者可磁化粒子。最特別的是，檢測(cè)包括確定檢測(cè)區(qū)域中可磁化粒子的存在和/或數(shù)量。在檢測(cè)區(qū)域中使用的可磁化粒子與能夠在預(yù)處理區(qū)域中使用的可磁化粒子不同。

在本發(fā)明的上下文中使用的可磁化粒子的性質(zhì)不是絕對(duì)的。合適的可磁化粒子包括完全無機(jī)的粒子以及是無機(jī)和有機(jī)材料混合的粒子(例如，聚合物)。

在諸如在高吞吐量臨床免疫測(cè)定儀器、樣品提純、細(xì)胞提取等中的生物分析中廣泛使用可磁化粒子特別是順磁性粒子和超順磁性粒子。幾家診斷公司(Roche、Bayer、Johnson&Johnson、Abbott、BioMerieux等)制造并且銷售具有諸如用于免疫測(cè)定、核酸提取以及樣品提純的可磁化粒子的試劑。

能夠通過本領(lǐng)域中所描述的方法執(zhí)行分析物特異性分子或者分析物到可磁化粒子表面的附著。例如，粒子可以攜帶諸如羥基、羧基，醛基或氨基的官能團(tuán)。這些一般可以通過諸如處理未經(jīng)涂覆的單分散、超順磁性粒子提供，從而提供涂覆有攜帶這些官能團(tuán)之一的聚合物的表面，例如，聚氨酯以及聚乙二醇提供羥基、或者纖維素衍生物提供羥基、丙烯酸或甲基丙烯酸的聚合物或者共聚物提供羧基、或者氨基烷基化聚合物提供氨基。美國(guó)專利4654267描述了許多這種表面涂層的介紹?？梢愿鶕?jù)美國(guó)專利4336173、4459378和4654267，通過修改粒子準(zhǔn)備其它被涂覆的粒子。在特定類型粒子的情況下，表面攜帶經(jīng)(CH₂CH₂O)_8-10鍵合連接到聚合體主干的-OH基。其它特定粒子攜帶經(jīng)甲基丙烯酸的聚合獲得的-COOH基。例如，如在美國(guó)專利4654267中所描述的最初出現(xiàn)在粒子中的NH₂基可以與雙環(huán)氧化合物起作用，其后與甲基丙烯酸反應(yīng)，以提供最終的乙烯基群。與甲基丙烯酸的溶液共聚作用產(chǎn)生涂覆有攜帶最終羧基的聚合體。類似地，能夠通過使二元胺與上述與雙環(huán)氧化合物反應(yīng)的產(chǎn)物起反應(yīng)引入氨基，而與諸如氨基甘油的羥胺反應(yīng)引入了羥基。生物活性分子到粒子的耦合能夠是不可逆的，但是通過使用用于在粒子和生物活性分子之間交聯(lián)的聯(lián)接分子，其也可以是可逆的。該聯(lián)接的例子包括具有一定蛋白水解識(shí)別部位的縮氨酸、對(duì)某一限制性內(nèi)切酶具有識(shí)別部位的寡核苷酸序列、或者那些包括可還原二硫基的化學(xué)可逆交聯(lián)基。能夠從Pierce Biotechnology公司(美國(guó)，IL，Rockford)獲得多種可逆交聯(lián)基。備選地，不通過共價(jià)耦合而是通過物理吸附實(shí)現(xiàn)分子的固定，例如，能夠輕易地將許多蛋白質(zhì)固定在具有憎水性的表面上。這應(yīng)用于兩個(gè)粒子表面，并且用于將分子固定在肉眼可見的表面(例如，生物傳感器表面)上。

市場(chǎng)上可買到的可磁化粒子有從納米到微米的各種尺寸。設(shè)想具有不同尺寸的可磁化粒子(諸如，但不限于10nm到5μm的尺寸，典型地在50nm和1μm之間)適合于在本發(fā)明的上下文中使用，只要它們能夠被磁場(chǎng)移動(dòng)并且(可選地)能夠被靈敏的檢測(cè)。類似地，粒子的形狀(球體、球狀體、棒條體)并不重要。設(shè)想能夠在一個(gè)反應(yīng)室內(nèi)同時(shí)使用諸如具有不同磁性和/或光學(xué)屬性的不同類型的可磁化粒子(磁性粒子復(fù)用)。當(dāng)需要檢測(cè)多于一種分析物時(shí)，情況可能是這樣的。

在本發(fā)明中提供的方法、設(shè)備和工具的特定實(shí)施例設(shè)想基于可磁化粒子的磁性/可磁化屬性或者光學(xué)屬性在檢測(cè)區(qū)域中檢測(cè)可磁化粒子。另外或者備選地，設(shè)想能夠基于直接附著到可磁化粒子或者通過分析物間接結(jié)合到粒子的標(biāo)記的存在對(duì)可磁化粒子進(jìn)行檢測(cè)。在上文描述了用于結(jié)合到可磁化粒子的合適標(biāo)記。因此，在特定實(shí)施例中，對(duì)在這里所描述的方法和設(shè)備中使用的可磁化粒子進(jìn)行標(biāo)記。能夠?qū)?biāo)記經(jīng)無機(jī)或者經(jīng)有機(jī)成分附著到可磁化粒子，或者能夠?qū)⑵浜喜⒌搅Ｗ又小?/p>

在另一些特定實(shí)施例中，使用包括可磁化粒子作為標(biāo)記以及非磁性標(biāo)記的分子(例如，分析物特異性化合物或者分析物)。

由于設(shè)想了不同類型的檢測(cè)，所以取決于設(shè)備和如何執(zhí)行檢測(cè)，檢測(cè)區(qū)域可以采用不同的物理形態(tài)，并且可以是諸如二維或者三維的。生物傳感器表面可以是多孔的，使得樣品可以流經(jīng)它，或者可以是無孔的，其允許樣品在其上移動(dòng)。

典型地，通過檢測(cè)器確保檢測(cè)區(qū)域的性質(zhì)，即檢測(cè)工具能夠在諸如生物傳感器表面的檢測(cè)區(qū)域中檢測(cè)分析物的存在。在特定實(shí)施例中，檢測(cè)是基于信號(hào)的，該信號(hào)諸如但不限于磁信號(hào)、磁阻、霍爾效應(yīng)、光信號(hào)(反射、吸收、散射、熒光、化學(xué)發(fā)光、RAMAN、FTIR等)、聲音信號(hào)(石英晶體微天平(QCM)、表面聲波(SAW)、體聲波(BAW)等)。在大多數(shù)特定實(shí)施例中，信號(hào)是能夠無專用裝備就可以檢測(cè)的諸如顏色變化的光信號(hào)。信號(hào)的產(chǎn)生可以是直接的，即結(jié)合到表面的標(biāo)記的直接效應(yīng)；或者可以是增加反應(yīng)藥劑的結(jié)果，例如確保顏色變化的酶襯底。

本發(fā)明的特定方面涉及包括一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理區(qū)域以及檢測(cè)區(qū)域的設(shè)備，其允許一種或多種分析物的檢測(cè)，其中，該一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理區(qū)域用于特異性或者非特異性移除唾液樣品干擾一種或多種分析物的檢測(cè)的組分的至少一部分。

根據(jù)特定實(shí)施例，(最后的或者唯一的)預(yù)處理區(qū)域和檢測(cè)區(qū)域彼此緊鄰。備選地，通過惰性區(qū)域、通道或室來分離預(yù)處理區(qū)域和檢測(cè)區(qū)域。該惰性區(qū)域的典型例子包括但不限于微流體設(shè)備中的微流體通道(見圖1)、側(cè)流設(shè)備中的固體襯底(可能具有毛細(xì)管作用)等。

能夠以不同方式確保從一個(gè)預(yù)處理區(qū)域到(可選地經(jīng)過惰性區(qū)域)另一個(gè)預(yù)處理區(qū)域的移動(dòng)。在特定實(shí)施例中，樣品垂直流經(jīng)包括一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理區(qū)域和一檢測(cè)區(qū)域的設(shè)備。其能夠基于重力或者毛細(xì)引力。另外或者備選地，構(gòu)想設(shè)備諸如通過毛細(xì)力或者在設(shè)備中生成流體流(例如，通過機(jī)械流體流或聲學(xué)或超聲流體激勵(lì))的力確保側(cè)流。在特定實(shí)施例中，設(shè)備的物理屬性確保粒子朝向預(yù)處理和/或檢測(cè)區(qū)域移動(dòng)，例如，朝向結(jié)合表面的漏斗形。

在特定實(shí)施例中，提供了使用在磁場(chǎng)中移動(dòng)的磁性粒子的設(shè)備。更具體地，設(shè)想在檢測(cè)區(qū)域中使用磁性/可磁化粒子。另外或者備選地，設(shè)想在一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理區(qū)域中使用可磁化粒子。通過磁場(chǎng)的梯度以及粒子的磁性磁化率給出通過該場(chǎng)施加在磁性(或者可磁化)粒子上的力。能夠計(jì)算磁力(例如，見J.D.Jackson、Classical Electrodynamics、John Wiley&Sons,Inc.,1999)。結(jié)果，磁性粒子上的力與磁場(chǎng)梯度有關(guān)。換言之，磁性粒子具有從具有較低磁場(chǎng)幅度的區(qū)域移動(dòng)到具有較高磁場(chǎng)幅度的區(qū)域的趨勢(shì)。

在設(shè)想于預(yù)處理和檢測(cè)區(qū)域中都進(jìn)行磁激勵(lì)的情況下，不同時(shí)在不同區(qū)域執(zhí)行磁激勵(lì)，但是隨著樣品從一個(gè)區(qū)域移動(dòng)到另一個(gè)區(qū)域，一個(gè)接一個(gè)順序執(zhí)行。

因此，提供了這樣的系統(tǒng)，其中，能夠通過一個(gè)或多個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生工具產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)磁場(chǎng)。在本發(fā)明的上下文中設(shè)想不同類型的磁場(chǎng)發(fā)生工具，例如永久磁體、電磁體、線圈和/或?qū)Ь€。在粒子上磁力的強(qiáng)度使得所引發(fā)的行進(jìn)距離大于無磁場(chǎng)時(shí)行進(jìn)的距離，即磁力應(yīng)該是比平移布朗運(yùn)動(dòng)占優(yōu)勢(shì)的。

根據(jù)本發(fā)明，由一個(gè)或多個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生工具所產(chǎn)生的磁場(chǎng)能夠是恒定的、脈動(dòng)的，或者能夠在強(qiáng)度上變化。此外，在產(chǎn)生了多于一個(gè)磁場(chǎng)的情況下，它們的準(zhǔn)確方向可以是固定的或者可以變化。

根據(jù)特定實(shí)施例，磁場(chǎng)發(fā)生工具包括電磁體或者一條或多條電導(dǎo)線。這使避免設(shè)備中零件的機(jī)械移動(dòng)變成可能。根據(jù)特定實(shí)施例，將磁場(chǎng)發(fā)生工具放置在預(yù)處理區(qū)域(一個(gè)或多個(gè))和/或檢測(cè)區(qū)域之下。

在這里所描述的方法和設(shè)備的特定實(shí)施例中，至少一個(gè)磁場(chǎng)確保朝向檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的區(qū)域的移動(dòng)，該區(qū)域是檢測(cè)發(fā)生的生物傳感器表面。設(shè)想了這樣的設(shè)備，其是能夠與用于生成磁場(chǎng)的工具結(jié)合使用的料盒。另外地或者備選地，將用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的工具合并到設(shè)備中。

根據(jù)特定實(shí)施例，提供了不依賴于外部物理力的施加(例如，通過活塞施加壓力)的設(shè)備。

在特定實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備是側(cè)流設(shè)備。在另一些特定實(shí)施例中，設(shè)備是微流體設(shè)備或者用于在微流體設(shè)備中使用的(一次性的)料盒。如這里所使用的微流體設(shè)備是指具有這樣的特征(諸如通道)的設(shè)備，其中其在一維中的尺寸至少是在0.05到5000μm的范圍內(nèi)，更具體地，在10和500μm之間的范圍內(nèi)。

根據(jù)特定實(shí)施例，本發(fā)明的設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)包括羥基磷灰石的預(yù)處理區(qū)域。

本發(fā)明的設(shè)備還包括檢測(cè)區(qū)域。在特定實(shí)施例中，檢測(cè)區(qū)域包括生物傳感器表面。典型地，這是特異衍生的、分子特別是探針能夠結(jié)合的表面。合適表面的例子包括玻璃、金屬、塑料、有機(jī)晶體或者無機(jī)晶體(例如，硅)、非晶質(zhì)有機(jī)或者非晶質(zhì)無機(jī)材料(例如，氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化鋁)。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，合適的表面材料和聯(lián)接化學(xué)過程是已知的，并且例如，在A.M.Usmani和N.Akmal的1994年在美國(guó)華盛頓特區(qū)的美國(guó)化學(xué)協(xié)會(huì)1994論壇叢書556的“Diagnostic Biosensor Polymers”中、在Y.Lvov和H.Mhwald(Marcel Dekker，紐約，2000)編輯的“Protein Architecture,Interfacing Molecular Assemblies and Immobilization Biotechnology”中、在David Wild的“The Immunoassay Handbook”(自然出版集團(tuán)，倫敦，2001，ISBN 1-56159-270-6)中、或者Kress-Rogers的“Handbook of Biosensors and Electronic Noses.Medicine,Food and the Environment”(ISBN 0-8493-8905-4)中對(duì)其進(jìn)行了描述。在Angenendt等(2002，Anal Biochem.309，253-260)中公開了用于將蛋白質(zhì)結(jié)合到已涂覆的和未涂覆的塑料和玻璃支撐的支撐。Dufva(2005，Biomol Eng 22，173-184)回顧了附著寡核苷酸的方法以及影響該過程的因素。

在特定實(shí)施例中，提供了這樣的系統(tǒng)和設(shè)備，其中，給生物傳感器表面涂覆分析物、分析物類似物或者分析物特異性探針。

可以提供根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備作為用于結(jié)合檢測(cè)工具使用的料盒，其確保了在檢測(cè)區(qū)域中分析物的檢測(cè)。另外地或者備選地，可以將合適的檢測(cè)工具合并到用于執(zhí)行這里所描述的方法的系統(tǒng)和設(shè)備中。合適的檢測(cè)工具包括能夠檢測(cè)相關(guān)信號(hào)的工具，該相關(guān)信號(hào)諸如但不限于磁信號(hào)、磁阻、霍爾效應(yīng)、光信號(hào)(反射、吸收、散射、熒光、化學(xué)發(fā)光、RAMAN、FTIR等)、聲音信號(hào)(石英晶體微天平(QCM)、表面聲波(SAW)、體聲波(BAW)等)。在特定實(shí)施例中，提供了是磁阻元件的檢測(cè)工具。

這樣，根據(jù)特定實(shí)施例，將用于檢測(cè)生物傳感器表面中或者表面上的磁性粒子的傳感器集成到檢測(cè)區(qū)域(例如，集成了磁阻傳感器)。備選地，檢測(cè)工具或者傳感器(例如，光學(xué)單元)不是設(shè)備的集成部分。在這些實(shí)施例中，可選地，檢測(cè)區(qū)域包括檢測(cè)窗口，其允許對(duì)檢測(cè)區(qū)域中(特別是生物傳感器表面上)的標(biāo)記的檢測(cè)。由生物傳感器表面在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的位置確定檢測(cè)窗口的位置。更具體地，檢測(cè)窗口作為斑點(diǎn)位于生物傳感器表面中心或者生物傳感器表面上或下的縱向區(qū)域，與生物傳感器表面對(duì)應(yīng)。

在特定實(shí)施例中，由檢測(cè)區(qū)域中生物傳感器表面下的傳感器確保檢測(cè)?？蛇x地，在支撐生物傳感器表面的材料中提供檢測(cè)窗口。

在檢測(cè)是基于磁場(chǎng)或者光學(xué)方法的情況下，例如，在全部或者部分檢測(cè)區(qū)域和/或生物傳感器表面材料對(duì)于將要檢測(cè)的信號(hào)是透明的的情況下，提供專用檢測(cè)窗口可能是多余的。

除了上述部件之外，這里所描述的系統(tǒng)和設(shè)備的另一些特定實(shí)施例包括一個(gè)或多個(gè)下列部件。本發(fā)明的系統(tǒng)將通常包括一個(gè)或多個(gè)用于將樣品、可磁化粒子和/或試劑引入反應(yīng)室內(nèi)的入口工具。能夠?qū)⑦@些可選地耦合到包括每種試劑的源?？蛇x地，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備包括用于從生物傳感器表面和/或檢測(cè)區(qū)域移除試劑、反應(yīng)廢料和/或可選地可磁化粒子的出口工具。

本發(fā)明的特定實(shí)施例提供了(可選地，一次性的)集成了這里所描述的預(yù)處理和檢測(cè)區(qū)域的料盒。一次性的料盒還能夠包括集成在其中的可磁化粒子，或者這些能夠單獨(dú)提供。在特定實(shí)施例中，料盒的材料是使得能夠在其中產(chǎn)生磁場(chǎng)的材料。例如，料盒由玻璃或者諸如樹脂玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)或清潔PVC(聚氯乙烯)或PC(聚碳酸酯)或COP(例如，Zeonex)或PS(聚苯乙烯)的合成材料制造。

可選地，在本發(fā)明的上下文中所設(shè)想的料盒還包括用于產(chǎn)生磁場(chǎng)梯度的至少一個(gè)物理載體。

本發(fā)明中所描述的設(shè)備對(duì)于小樣品體積能夠快速、魯棒并且簡(jiǎn)單地使用即時(shí)護(hù)理的生物傳感器。如上詳述的，設(shè)備或者料盒能夠是將要與緊湊讀取器一起使用的一次性的物品，其可選地包括一個(gè)或多個(gè)磁場(chǎng)生成工具和/或一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)工具?？蛇x地，僅設(shè)備的一個(gè)或者多個(gè)部分是一次性的(例如，預(yù)處理區(qū)域、檢測(cè)區(qū)域或者僅僅生物傳感器表面)。

根據(jù)另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了這樣的方法，通過該方法本發(fā)明的設(shè)備和/或料盒用于唾液樣品中分析物的檢測(cè)和/或量化。

將要檢測(cè)的分析物的性質(zhì)對(duì)本發(fā)明是必不可少的。在本發(fā)明的上下文中所設(shè)想的方法包括分析物檢測(cè)，該分析物是不同類型的分子，更具體地，是諸如DNA、RNA、蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂類和有機(jī)抗體或代謝物的生物分子。然而，根據(jù)特定實(shí)施例，提供了檢測(cè)藥物在唾液樣品中的存在的方法。

在本領(lǐng)域中，檢測(cè)流體樣品中藥物的方法是眾所周知的，并且在諸如WO 02/082040中進(jìn)行了描述。能夠使用本發(fā)明的方法測(cè)試的藥物包括但不限于迷幻劑、精神興奮劑、鎮(zhèn)靜劑、抑制劑、濫用的吸入劑、安眠藥和酒精。根據(jù)特定實(shí)施例，將要檢測(cè)的一種或多種分析物是從下面的組中選擇的一種或多種藥物：酒精、鴉片劑(OPI)、可卡因(COC)、諸如大麻或者特別是四氫大麻酚(THC)的大麻類、安非他命/甲基安非他命(AMP)、嗎啡(MOR)、苯二氮類(BZO)、1-(1'-苯環(huán)己基(phenylcyclohexyl))哌啶(PCP)、巴比妥酸鹽(BAR)、美沙酮(MET)和海洛因或者其它具有類嗎啡作用的鴉片類藥劑，諸如但不限于可待因、罌粟堿、那可丁、二氫可待因酮或芬太尼。也可以檢測(cè)這些藥物的衍生物或者代謝物。根據(jù)特定實(shí)施例，該方法特別適合于藥物濫用測(cè)試。

在本發(fā)明的檢測(cè)方法中設(shè)想了不同的化驗(yàn)原理。

在特定實(shí)施例中，檢測(cè)基于通過結(jié)合到分析物特異性探針的分析物直接檢測(cè)。

這通過圖2A和2B中的特定實(shí)施例說明。這里，提供了包括檢測(cè)區(qū)域(4)的設(shè)備，檢測(cè)區(qū)域(4)包括聯(lián)接到生物傳感器表面(5)的分析物特異性探針。在檢測(cè)區(qū)域中，使樣品與涂覆有能夠特異性結(jié)合到唾液樣品中將要檢測(cè)的分析物的分子的可磁化粒子(7)接觸。根據(jù)特定實(shí)施例，這些分子與生物傳感器表面上的分子是不同的，以便確保兩種分子能夠同時(shí)結(jié)合感興趣的分析物。在使用圖2B中所說明的設(shè)備期間，唾液樣品中的分析物(8)結(jié)合到可磁化粒子(7)上的分析物特異性分子。在通過施加磁場(chǎng)從生物傳感器表面(5)移除未結(jié)合的磁性粒子之后，能夠?qū)σ呀Y(jié)合的磁性粒子進(jìn)行檢測(cè)。

在特定實(shí)施例中，檢測(cè)是基于分析物到分析物特異性探針的競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合。例如，設(shè)想了這樣的方法，其中，給生物傳感器表面涂覆以類分析物化合物或者分析物類似物。利用可磁化粒子標(biāo)記的分析物特異性探針與生物傳感器表面接觸，并且其微弱地結(jié)合到類分析物化合物。一旦與包括分析物的樣品接觸，分析物就強(qiáng)有力地結(jié)合到分析物特異性探針，該分析物特異性探針被從生物傳感器表面置換出來。檢測(cè)區(qū)域中可磁化粒子的剩余部分(結(jié)合到分析物特異性探針)與樣品中分析物的濃度成反比。

在競(jìng)爭(zhēng)化驗(yàn)的另一些可選實(shí)施例中，將分析物特異性探針結(jié)合到結(jié)合表面，并且在使樣品與結(jié)合表面接觸之前將磁性標(biāo)記的分析物類似物或者分析物添加到樣品。

在這里所設(shè)想的方法的特定實(shí)施例中，分析物的檢測(cè)需要將一種或多種諸如二級(jí)抗體、標(biāo)記、襯底等的更多試劑添加到檢測(cè)區(qū)域。

對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，上述實(shí)施例不是要限制本發(fā)明，并且設(shè)想了對(duì)上述化驗(yàn)的其他變化。

在這里所述方法的特定實(shí)施例中，使用未結(jié)合的可磁化粒子確定分析物的存在(以及數(shù)量)，而不是沖洗掉未結(jié)合的可磁化粒子。

根據(jù)特定實(shí)施例，本發(fā)明的方法包括使樣品與可磁化粒子(例如，磁性標(biāo)記的分析物特異性探針或者磁性標(biāo)記的分析物或分析物類似物)接觸，以及使粒子在預(yù)處理區(qū)域內(nèi)和/或在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)?？纱呕Ｗ幽軌蚴歉稍噭┗蛘吡黧w試劑的部分。除了可磁化粒子之外，例如，試劑能夠包含緩沖鹽、去垢劑、協(xié)助生物交互作用的生物分子等。這些步驟能夠在液體中執(zhí)行，該液體是與所使用的試劑(例如，分析物、分析物特異性探針、標(biāo)記)兼容的、諸如標(biāo)準(zhǔn)緩沖劑、或者經(jīng)最低限度預(yù)處理或甚至純樣品(例如，血或者唾液)的任何液體。為了漂洗的目的，能夠?qū)⒁后w引入到預(yù)處理和/或檢測(cè)區(qū)域中。備選地，采用最小量的液體執(zhí)行該方法，特別是在生物傳感器表面上執(zhí)行。

根據(jù)特定實(shí)施例，本發(fā)明的方法還包括檢測(cè)步驟，其允許定性或者定量確定檢測(cè)區(qū)域中存在的標(biāo)記的量，這是對(duì)樣品中分析物的量的(直接或者間接)測(cè)量。使用如上所述的一種或多種檢測(cè)工具確保檢測(cè)步驟。

本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及使用羥基磷灰石用于分析物檢測(cè)中唾液樣品的預(yù)處理。采用羥基磷灰石對(duì)唾液樣品進(jìn)行一次或多次的預(yù)處理從樣品中移除粘蛋白分子，防止粘蛋白分子影響樣品移動(dòng)性并且干擾分析物檢測(cè)。

因此，本發(fā)明提供了用于確定唾液中分析物的方法，該方法包括使唾液樣品與羥基磷灰石至少接觸一次。在特定實(shí)施例中，將羥基磷灰石預(yù)處理與過濾步驟組合。

在本發(fā)明該方面的特定實(shí)施例中，將利用羥基磷灰石的預(yù)處理集成到檢測(cè)設(shè)備或者料盒中。

在本發(fā)明該方面的特定實(shí)施例中，提供了除了檢測(cè)區(qū)域之外包括裝載羥基磷灰石的過濾器的設(shè)備。

在特定實(shí)施例中，在分析物檢測(cè)中使用可磁化粒子。更具體地，使用可磁化粒子的磁屬性來檢測(cè)在檢測(cè)區(qū)域中累積的可磁化粒子的存在和/或數(shù)量。另外地或者備選地，基于直接或間接附著于可磁化粒子(見上)的粒子或者標(biāo)記的光學(xué)屬性，在視覺上或者光學(xué)上執(zhí)行可磁化粒子的檢測(cè)。根據(jù)特定實(shí)施例，當(dāng)使用可磁化粒子時(shí)，使用FTIR光譜學(xué)檢測(cè)分析物。

對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，用于具體化本發(fā)明的其它布置將是顯而易見的。將理解，雖然已經(jīng)在這里討論了用于根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備和方法的優(yōu)選實(shí)施例、特有結(jié)構(gòu)和配置以及材料，但是可以進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種變化或修改，而不脫離本發(fā)明的范圍和精神。通過下面所提供的例子說明本發(fā)明，將這些例子視為說明性目的，并且本發(fā)明不限制于這里所描述的特定實(shí)施例。

根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備和方法特別適合于實(shí)現(xiàn)免疫測(cè)定，并且更具體地說，特別適合于作為競(jìng)爭(zhēng)化驗(yàn)實(shí)施的免疫測(cè)定。

例子

例1：通過重復(fù)預(yù)處理步驟移除干擾粘蛋白

超順磁性珠被涂覆以能夠特異性結(jié)合唾液的干擾化合物的分子，在該情況下，是粘蛋白抗體。在第一步驟中，使唾液樣品與包括涂覆有抗粘蛋白抗體的順磁性珠的第一預(yù)處理區(qū)域接觸。通過施加磁場(chǎng)從流體中移除珠。隨后，將樣品移動(dòng)到第二預(yù)處理區(qū)域。在與預(yù)處理區(qū)域接觸期間，能夠?qū)κ箻悠放c順磁性珠接觸的效果(例如，由粘蛋白造成的超順磁性珠的聚集或聚合狀態(tài))進(jìn)行監(jiān)控。這通過在顯微鏡下或者例如通過使用Nanosizer(Malvern儀器)研究樣品、或者樣品的等分試樣來完成。當(dāng)觀測(cè)到聚合或者聚集時(shí)，重復(fù)預(yù)處理步驟(通過把樣品施加到另一個(gè)預(yù)處理區(qū)域或者通過把樣品重新施加到第一預(yù)處理區(qū)域，在該第一預(yù)處理區(qū)域已移除超順磁性粒子并且用新涂覆的超順磁性粒子代替)?？蛇x地，重復(fù)預(yù)處理步驟直到不再觀察到珠的聚集為止。

然后，將唾液樣品轉(zhuǎn)移到檢測(cè)區(qū)域，在檢測(cè)區(qū)域中，發(fā)生分析物檢測(cè)。在該例子中，分析物是嗎啡。嗎啡是僅具有一個(gè)抗原決定基的小分子，因此必須執(zhí)行競(jìng)爭(zhēng)化驗(yàn)以確定樣品中嗎啡的量。

通過將1μl BSA-嗎啡(在磷酸鹽緩沖鹽(PBS)中1mg/ml)均勻施加在孔中并且烘干它(在過量BSA中經(jīng)其賴氨酸殘留物耦合嗎啡-3-葡糖苷酸)，將嗎啡-BSA配合物涂覆在檢測(cè)區(qū)域的聚苯乙烯表面上。在涂覆之后，在PBS中利用10mg/ml BSA+0.65％吐溫-20來封閉表面1小時(shí)。隨后，丟棄封閉溶液。

使從(一個(gè)或多個(gè))預(yù)處理區(qū)域獲得的唾液樣品與檢測(cè)區(qū)域中涂覆有嗎啡的表面接觸。同時(shí)，添加涂覆有抗嗎啡抗體(在PBS中具有10mg/ml BSA+0.65％吐溫-20的溶液中經(jīng)抗嗎啡Ab涂覆的順磁性粒子(200nm蛋白質(zhì)G涂覆的磁性粒子)的1:10稀釋液，溶液的總量是50μl)的順磁性粒子。在唾液中不存在嗎啡時(shí)，具有抗體的所有可磁化粒子結(jié)合到孔上所涂覆的嗎啡上。為了確保有效結(jié)合，施加磁場(chǎng)將磁性珠吸引到傳感器表面。當(dāng)嗎啡存在于唾液中時(shí)(或者在加標(biāo)1至40ng/ml嗎啡的控制樣品中)，一部分抗體對(duì)于唾液的嗎啡處于飽和狀態(tài)，并且不結(jié)合到涂覆在表面上的分析物。

一旦施加了背離表面取向的第二磁場(chǎng)，就能夠從生物傳感器表面移除未結(jié)合到所涂覆的分析物的可磁化粒子。通過測(cè)量結(jié)合到生物傳感器表面的順磁性粒子的量執(zhí)行檢測(cè)。

例2：使用側(cè)流化驗(yàn)的安非他命快速檢測(cè)

將唾液樣品添加到包括樣品墊(多孔結(jié)構(gòu))的預(yù)處理區(qū)域，使抗粘蛋白抗體固定在樣品墊材料的表面上。唾液中存在的粘蛋白將結(jié)合到經(jīng)固定的抗粘蛋白抗體。培養(yǎng)時(shí)間可能受樣品墊的尺寸以及/或者樣品墊的孔徑尺寸影響。對(duì)與樣品墊固定的抗體數(shù)目和培養(yǎng)時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，使得充分移除干擾基質(zhì)成分，并且因此運(yùn)動(dòng)固相(mobile solid phase)的a特異性(a-specific)結(jié)合或者聚合/聚集不再是問題。

在移動(dòng)經(jīng)過預(yù)處理地帶之后，樣品行經(jīng)這樣的地帶，在該地帶樣品與用安非他命或者安非他命類似物標(biāo)記的彩色粒子接觸。隨后，樣品進(jìn)一步移動(dòng)到檢測(cè)區(qū)域，檢測(cè)區(qū)域包括所放置的抗安非他命抗體從而構(gòu)成“檢測(cè)線”。唾液樣品中存在的(未標(biāo)記的)安非他命將占據(jù)已標(biāo)記的抗安非他命抗體的結(jié)合區(qū)域，從而防止以彩色粒子標(biāo)記的安非他命在檢測(cè)線中的結(jié)合和集中。在樣品中不存在安非他命時(shí)，所有經(jīng)標(biāo)記的安非他命結(jié)合在檢測(cè)地帶中，這導(dǎo)致彩色帶。這能夠在視覺上被檢測(cè)到。

例3：使用HAP過濾的鴉片劑檢測(cè)

給超順磁性粒子(Ademtech 500nm COOH涂覆的粒子)涂覆以單克隆抗鴉片劑抗體。通過提供涂覆有BSA-鴉片劑的表面準(zhǔn)備檢測(cè)區(qū)域。使用膠帶組裝生物傳感器的頂部和底部部分，并且將傳感器保持在室溫的實(shí)驗(yàn)室條件下。使用4種不同的預(yù)處理?xiàng)l件：無預(yù)處理、Sponge Bob過濾材料(Filtrona，密度0.29g/cm³)，以及與50mg/mlHAP接觸之后接以過濾器。接下來，粒子重新以0.2wt％分散在經(jīng)預(yù)處理的緩沖劑或者唾液中。

使包括化驗(yàn)緩沖劑或者化驗(yàn)緩沖劑中70％唾液(唾液供應(yīng)者1-3)的樣品經(jīng)歷不同的預(yù)處理區(qū)域，并且隨后與可磁化粒子混合。

在光學(xué)生物傳感器系統(tǒng)中使用競(jìng)爭(zhēng)化驗(yàn)執(zhí)行從不同預(yù)處理?xiàng)l件獲得的樣品中鴉片劑的檢測(cè)。不施加藥物，以在競(jìng)爭(zhēng)化驗(yàn)中獲得最大信號(hào)。通過經(jīng)過毛細(xì)通道的自動(dòng)填充使樣品與檢測(cè)區(qū)域接觸。施加磁場(chǎng)將磁性珠吸引到生物傳感器表面。通過使用磁線圈系統(tǒng)施加磁吸引/激勵(lì)。在料盒上施加另一個(gè)磁場(chǎng)，以將未結(jié)合的珠拉離襯底表面?？偦?yàn)時(shí)間(填充、再分散和磁激勵(lì))是35秒(5秒料盒填充、30秒激勵(lì))。

在圖3中概括了化驗(yàn)結(jié)果。能夠看出，當(dāng)不使用羥基磷灰石過濾步驟時(shí)，結(jié)果是可變的。事實(shí)上，在樣品2中，僅僅是樣品稀釋液就足夠產(chǎn)生與沒有鴉片劑的緩沖劑類似的結(jié)果。然而，在來自不同個(gè)體的樣品1和3中，樣品基質(zhì)干擾檢測(cè)。雖然對(duì)于一些樣品(例如，見樣品3)，過濾可以克服該問題，但是能夠觀察到，對(duì)于樣品1，結(jié)合與羥基磷灰石接觸的過濾最適合于得到正確結(jié)果。因此，羥基磷灰石增加了化驗(yàn)的靈敏度。

當(dāng)使用(例如，作為納米粉末)固定在過濾器上的羥基磷灰石時(shí)，能夠獲得類似的結(jié)果。能夠?qū)⒃撨^濾器合并入微流體設(shè)備的料盒中，使得樣品將在樣品流入微流體通道并且流向測(cè)試室之前流經(jīng)該過濾器。

還能夠利用干燥在料盒頂部上的可磁化珠獲得類似的結(jié)果。隨后，唾液首先經(jīng)歷包含可磁化粒子的預(yù)處理區(qū)域。接下來，通過經(jīng)過毛細(xì)通道的自動(dòng)填充使樣品與檢測(cè)區(qū)域接觸。在檢測(cè)區(qū)域中，磁性粒子重新分散，并且利用如上所述的磁激勵(lì)執(zhí)行化驗(yàn)(也見例4)。

例4：使用HAP過濾和經(jīng)干燥的珠的競(jìng)爭(zhēng)鴉片劑化驗(yàn)用于檢測(cè)

給超順磁性粒子(Ademtech 500nm COOH涂覆的粒子)涂覆以單克隆抗鴉片劑抗體。通過提供涂覆有BSA-鴉片劑(3個(gè)印制點(diǎn))的表面準(zhǔn)備檢測(cè)區(qū)域。烘干緩沖劑(10mM Tris HCl、1wt％BSA、10wt％蔗糖，pH 7.5)中重新分散的磁性粒子。通過使用膠帶組裝生物傳感器的頂部和底部部分，并且將傳感器保持在室溫的實(shí)驗(yàn)室條件下。使用2種不同的預(yù)處理?xiàng)l件：BNW過濾材料(Filtrona，密度0.3g/cm³)，以及與每500μl唾液20mg/mlHAP接觸之后接以BNW過濾器。包括100％唾液(唾液供應(yīng)者1-5)的樣品經(jīng)歷不同的預(yù)處理區(qū)域，并且隨后被引導(dǎo)到檢測(cè)室。

使用光生物傳感器系統(tǒng)執(zhí)行從不同預(yù)處理?xiàng)l件獲得的樣品中的競(jìng)爭(zhēng)化驗(yàn)。不施加藥物，以在競(jìng)爭(zhēng)化驗(yàn)中獲得最大信號(hào)。通過經(jīng)過毛細(xì)通道自動(dòng)填充使樣品與檢測(cè)區(qū)域接觸。施加磁場(chǎng)將磁性珠吸引到生物傳感器表面。通過使用磁線圈系統(tǒng)施加磁吸引/激勵(lì)。在料盒上施加另一個(gè)磁場(chǎng)，以將未結(jié)合的珠拉離襯底表面?？偦?yàn)時(shí)間(填充、再分散和磁激勵(lì))是35秒(5秒料盒填充、30秒激勵(lì))。

在圖4中概括了化驗(yàn)結(jié)果。可以看出，當(dāng)不使用羥基磷灰石過濾步驟時(shí)，結(jié)果總是較低(表示為在添加了超順磁性珠之后的％信號(hào)變化)。在競(jìng)爭(zhēng)檢測(cè)化驗(yàn)中這些較低的信號(hào)可能被誤解成陽(yáng)性信號(hào)。能夠觀察到，結(jié)合與羥基磷灰石接觸的過濾最適合于為唾液樣品產(chǎn)生高信號(hào)。因此，羥基磷灰石增加了化驗(yàn)的靈敏度，并且降低了假陽(yáng)性結(jié)果的風(fēng)險(xiǎn)。