用于體液檢查的部件的制作方法

用于體液檢查的部件的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種用于檢查體液樣本，特別是血液樣本的部件。額外地檢測至少一種特征性蛋白的存在，并且如果存在所述特征性蛋白，則僅執行和/或評估預期的檢查。如果體液是血液，則特征性蛋白可以是例如人血清白蛋白或血紅蛋白。優選地，借助于傳感器設備（150）在盒子（110）中執行的競爭性測定中定量地檢測特征性蛋白。
【專利說明】用于體液檢查的部件
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于檢查體液樣本(特別是血液樣本)的方法、裝置和盒子。
【背景技術】
[0002]W02008/155716公開了一種光學生物傳感器，其中，相對于反射面上的目標成分的量來檢測和評估光束的受抑全內反射(FTIR)。所述目標成分包括作為標簽的磁性粒子，其允許通過磁力影響樣本的處理過程。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在于提供一種用于增加在如血液的體液上進行生物檢查的安全性的部件。
[0004]該目的通過根據權利要求1的方法、根據權利要求11的裝置以及根據權利要求12的盒子來實現。優選實施例在從屬權利要求中公開。
[0005]根據本發明的方法涉及檢查體液樣本的執行。例如，檢查可以包括對人血液中的心臟標志物(如肌鈣蛋白、D-二聚體、降鈣素原、氮末端腦鈉肽前體(NT proBNP))、人血液中的PTH (甲狀旁腺素)、人血液中的腫瘤標志物以及人血液中的褪黑激素的床邊檢查。所述方法包括以下兩個步驟:
[0006]a)檢測樣本中是否存在至少一種特征性蛋白，其中，術語“特征性蛋白”將通過定義指示所述蛋白是將被檢查的體液(例如，血液)所特有的，與其他感興趣的生物樣本(例如，尿液、唾液)相比，所述蛋白存在或集中在所述體液(血液)中。特征性蛋白因此可以是僅在個別的體液而不在其他生物樣本中出現的蛋白，或者是僅在體液中以特征性量(濃度)出現的蛋白。而且，多種蛋白(也許以特定量的方式)的組合出現可以是體液所特有的，在本發明的意義上，將這些蛋白稱為特征性蛋白。
[0007]b)只有在樣本中已經檢測到所述特征性蛋白時，才執行和/或評估和/或使用對體液樣本的檢查。
[0008]也就是說，所述方法包括在預期的檢查之前、期間或之后進行對至少一種特征性蛋白的額外測試，以及這些檢查的執行或評估取決于所述測試的陽性結果。
[0009]本發明還涉及一種用于檢查體液樣本的裝置，所述裝置包括以下部件:
[0010]a)用于檢測(除了預期的檢查之外)樣本中是否存在體液特有的特征性蛋白的部件。
[0011]b)如果未檢測到特征性蛋白適于禁止或終止執行和/或評估和/或使用預期的檢查的控制單元。所述控制單元通常可以通過專用電子硬件、具有相關軟件的數字數據處理硬件或混合以上兩種來實現。
[0012]此外，本發明涉及一種在上述類型的方法或裝置中使用的盒子，所述盒子包括:
[0013]a)樣本腔，在所述樣本腔中能夠執行對體液樣本的檢查。
[0014]b)允許在樣本腔中提供的樣本中(額外地)檢測至少一種特征性蛋白的裝置。[0015]所述盒子可以具體是一次性和/或可替換的容器，利用所述盒子向所述裝置提供體液樣本和/或試劑。
[0016]由于所述方法、裝置以及盒子是本發明相關的實施例，因此對于它們中的一個提供的解釋和定義對于其他實施例來說也是類似有效的。
[0017]根據用于特征性蛋白的存在的額外測試的規定，本發明允許驗證將被檢查的給定樣本實際上是否為感興趣的體液樣本。這使預期的檢查安全，防止出現對錯誤樣本的錯誤處理。如果檢查將在實驗室外進行和/或由非專業人士進行，其中不能排除樣本的混合，這是特別重要的。
[0018]在下文中，將對本發明的多種優選實施例做出說明，其涉及上述類型的方法、裝置以及盒子。
[0019]正如已經提及的，體液樣本可以特別地是血液。在該情況下，特征性蛋白在下文將被稱為“血液蛋白”。
[0020]根據本發明的優選實施例，特征性蛋白(或多種特征性蛋白，如果檢測到多種的話)可以選自包括血紅蛋白、白蛋白、球蛋白、免疫球蛋白、纖維蛋白原、α I抗膜蛋白酶、調節蛋白、脂蛋白、轉鐵蛋白、C-反應蛋白、凝血酶原和甘露糖結合凝集素(MBL)的群組。這些是血液特有的“血液蛋白”的范例。
[0021]在本發明的另一實施例中，不僅定性地檢測特征性蛋白的存在，還確定該蛋白的量。這提供了額外信息，所述額外信息例如能夠在利用樣本執行的其余檢查當中構成一個結果。
[0022]前述的特征性蛋白的定量確定還可以用于增加特征性蛋白檢測的可靠性。這意味著如果已經確定了特征性蛋白給定的最小量，則僅假設特征性蛋白的陽性檢測。因此，除了可以包括少量的特征性蛋白的感興趣體液之外的樣本能夠從特征性蛋白的量高于給定閾值的實際的體液樣本中區分出來。
[0023]優選地，可以在競爭性測定中檢測特征性蛋白。這具有的優勢是:能夠被處理高濃度特征性蛋白，例如是如HA S或血紅蛋白的典型血液蛋白特有的高濃度特征性蛋白，而無需稀釋樣本(會對預期檢查產生負面影響)。在競爭性測定中，感興趣的特征性蛋白與探針競爭用于試劑(如抗體)，其中，評估能夠與試劑反應的探針的最終量(參考US2007/0243563、US2009/0123376)。特征性蛋白的量越高，競爭性測定產生的信號將越小。所述探針可以優選地是特征性蛋白的類似物或衍生物。
[0024]在前述實施例的優選實現中，競爭性測定包括固定在檢測表面上的探針，以及能夠結合至特征性蛋白和探針(但不是同時結合至二者)的抗體。探針與抗體之間結合的量能夠在測定結束時在檢測表面確定。該量(反比例地)與被檢查樣本中的特征性蛋白的量相關。
[0025]前述探針可以被特別地固定在盒子的樣本腔的表面上的檢測區域中。這種實施例符合盒子的設計，其中，利用提供用于不同測試的不同試劑(如抗體)來涂敷樣本腔的表面上的多個區域或點。之后，能夠利用已經可用于其他檢查的裝置來檢測特征性蛋白的存在。
[0026]描述的競爭性測定的抗體可以優選地耦合至磁性粒子(由磁性粒子標記)。這允許磁力地驅動這些被標記的抗體及其化合物。例如，被標記的抗體與(血液)蛋白之間的化合物能夠在競爭性測定結束時從檢測表面沖掉，使得它們不會影響檢測表面上的測量。而且，磁性粒子可以充當能夠容易地被檢測到的標簽，例如，以確定多少被標記的抗體已經結合至探針。
[0027]—般來說，樣品可以通過光學、磁性、機械、聲學、熱或電過程來檢查，并且盒子和/或裝置可以包括相應的傳感器單元。磁性傳感器單元可以特別包括在W02005/010543A1或W02005/010542A2中所述的類型的線圈、霍爾傳感器、平面霍爾傳感器、磁通門傳感器、SQUID (超導量子干涉設備)、磁共振傳感器、磁限制傳感器或磁阻傳感器，特別是GMR (巨磁電阻)、TMR (隧穿磁電阻)或AMR (各向異性磁電阻)。光學傳感器單元可以特別地適于檢測因感測表面上的目標粒子導致的受抑全內反射而產生的輸出光束中的變化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]通過參考下面描述的實施例，本發明的這些和其他方面將是顯而易見的并且將得到說明。
[0029]在附圖中:
[0030]圖1示意性地示出了根據本發明的裝置的側視圖；
[0031]圖2圖示了在根據本發明的方法中應用的競爭性測定；
[0032]圖3示出了在針對不同的探針濃度的競爭性測定中獲得的兩條測量的白蛋白標準曲線。
【具體實施方式】
[0033]很多床邊測試是針對測試血液,例如根據由 申請人:開發的Magnotech?技術的測試。
[0034]圖1示出了這種用于檢查血液的生物傳感器裝置100的示意性側視圖。傳感器裝置100包括閱讀器150和一次性盒子110。例如，盒子110可以由玻璃或如聚苯乙烯的透明塑料制成。其包括樣本腔111，在所述樣本腔111中能夠提供具有將要被檢測到的目標成分(如心肌肌鈣蛋白、藥物、抗體、DNA、甲狀旁腺激素PTH等。)的血液樣本。所述樣本還可以包括磁性粒子，例如超順磁珠，其中，這些粒子通常作為標簽被結合至上述目標成分。
[0035]盒子110是透明的，其中檢測表面112 (部分地)連接樣本腔111。多個檢測點113被設置在檢測表面112上。它們包括結合位點，例如抗體，其能夠特定地結合目標成分。
[0036]閱讀器150包括用于發射“輸入光束” LI的光源151、用于檢測和測量“輸出光束” L2的光檢測器152以及用于評估光檢測器的信號評估單兀153。由光源151生成的輸入光束LI以大于全內反射(TIR)的臨界角的角度到達檢測表面112，并且因此被全內反射為輸出光束L2。輸出光束L2離開盒子110并由光檢測器檢測,如由照相機153的光敏像素檢測。光檢測器153由此生成檢測表面的圖像，其在評估單元153中被進一步處理。
[0037]閱讀器150還包括磁場發生器，例如，具有設置在盒子底部和/或頂部(未示出)線圈和磁芯的電磁體154,其用于可控制地在檢測表面112和樣本腔111的鄰近空間中生成磁場。借助于該磁場，能夠操縱磁性粒子，即，使磁性粒子磁化和對其進行特定移動(如果使用梯度磁場的話)。因此，例如，可能將磁性粒子吸引至檢測表面112，以便加速相關目標成分與所述表面的結合。
[0038]描述的傳感器裝置100應用光學部件，以檢測磁性粒子，并且實際上對目標成分感興趣。為了消除背景的影響或至少使其最小化，檢測技術應當是表面特異性的。如上文指示的，這是通過使用受抑全內反射(FTIR)的原理實現的。該原理是基于以下事實:當入射光束LI被全內反射時，衰減波傳播(呈指數下降)至樣本腔111。如果所述衰減波之后與具有不同于水的折射率的另一介質(如，磁性粒子)相互作用，則輸入光的一部分將被耦合至樣本液體中(這被稱為“受抑全內反射”)，并且反射強度將被降低(同時，對于清潔界面且相互作用的情況來說，反射強度將是100%)。該過程的其他細節可以在W02008/115723A1中找到，在此通過引用將其全文引入。
[0039]如果在裝置100中錯誤地使用了除血液之外的樣本媒介，則預期的血液檢查將給出錯誤的結果。因此，需要對正確樣本的使用進行核對。
[0040]為了解決這個問題，提出了一種對專門用于血液的特征性蛋白的生物學測試，例如，對血紅蛋白和/或人血清白蛋白(HSA)的生物學檢測。除了體液之外的其他液體將不含有這種特征性蛋白。對于除了血液之外的其他體液來說，能夠存在特征性蛋白(例如，在糖尿病患者的尿液中或牙周病患者的唾液中)，然而，血液中的濃度將高于其他體液中的濃度(對于血液來說，正常HAS濃度是3.5至5g/dL)。通過在覆蓋特征性蛋白的盒子或生物傳感器裝置中增加定量測定測試，能夠提供專門的基質指示。
[0041]能夠被測試的特征性血液蛋白的重要群組包括:
[0042]-白蛋白(其產生膠體滲透壓并運送其他分子；血液中的典型水平為:3.5_5g/dL)，
[0043]-免疫球蛋白(其參與免疫系統；血液中的典型水平為:1.0-1.5g/dL)；
[0044]-纖維蛋白原(其參與血液凝固；血液中的典型水平為:0.2-0.45g/dL)；
[0045]-α I抗胰蛋白酶(其中和從消化系統泄露的胰蛋白酶)；
[0046]-調節蛋白(其調節基因表達)；
[0047]-轉鐵蛋白。
[0048]在圖1的生物傳感器裝置100中，提出的特征性蛋白測定通過檢測盒子110的表面112上額外的結合點115連同閱讀器150相應的變化來實現。特別地，閱讀器150的評估單元153適于相對于特征性蛋白在被檢查的樣本中的存在來評估光檢測器152的測量信號，以及根據所述評估的結果來控制其余的檢查和/或其評估。也就是說，如果未檢測到期望的特征性蛋白(完全沒有或者不是規定的最小量)，則這被認為指示樣本不是血液，并且因此其應當被拒絕。可以向使用者發送相應的警告。
[0049]由于特征性蛋白的濃度通常太高以至于不能例如以夾心法(sandwich assay)測量，并且由于不允許樣本預稀釋，因此應用的特征性蛋白測定可以優選地為競爭性形式。
[0050]圖2示意性地圖示了競爭性測定的原理。在該情況下，利用探針蛋白P，(例如，HAS或類似物)來涂敷盒子的檢測表面112上額外的結合點115。感興趣的特征性蛋白B (例如，HSA)處于所述結合點之上的血液樣本中。當加入如抗體A的合適試劑時(圖2a)，探針P與樣本中的特征性蛋白B競爭結合該試劑A。在反應已經發生后，試劑將結合至一定量的探針P上，所述量相反地取決于樣本中的特征性蛋白B的量(圖2b)。
[0051]作為床邊設置中的競爭性測定的范例，白蛋白抗體被I禹合至500nm的AdemtechCOOH-端超順磁珠，并且它們在盒子的區域上(提供試劑A的容器)被干燥。人白蛋白之后在額外的結合點115中的檢測表面112上被印成探針P，由此，印記濃度確定測定的靈敏度。在圖3中圖示該過程，其中，示出了測量的傳感器信號S (相關單位)，其依賴于特征性蛋白B (白蛋白，橫軸)的濃度C，其中，兩條曲線分別對應75 μ g/ml和lOOyg/ml的濃度。
[0052]之后，盒子的各部分被粘在一起以閉合，并且具有已知濃度的人白蛋白(HSA)的測定緩沖液進入樣本腔中。緩沖液中的標準測定范圍(約10-1000 μ g/ml)會經歷5分鐘的驅動協議(測定時間)。
[0053]總之，本發明提供了在使用正確的基質(如血液)的情況下允許在生物傳感器裝置中進行核對的裝置。對于血液來說獨特的蛋白(例如，血紅蛋白或人血清白蛋白)的生物學測試用于該目的。通過在覆蓋特征性蛋白的盒子中增加定性或定量測定，因此能夠提供獨特的基質指不器。
[0054]盡管已經在附圖和前述說明內容中詳細說明和描述了本發明，但是這種說明和描述應當被認為是說明性或范例性的，而不是限制性的；本發明不限于所公開的實施例。通過研究附圖、說明書以及所附的權利要求書，實踐本發明的本領域技術人員能夠理解和做出對于所公開的實施例的其他變化。在權利要求書中，“包括”一詞不排除其他元素或步驟，并且不定冠詞“一”或“一個”不排除多個。有些手段記載在相互不同的從屬權利要求中，這一事實并不表示不能用這些手段的組合來獲益。權利要求書中的任何參考符號不應當被解釋為限制范圍。
【權利要求】
1.一種用于檢查體液樣本的方法，包括以下步驟: a)在競爭性測定中檢測所述樣本中是否存在至少一種血液蛋白(B)，所述血液蛋白(B)選自群組，所述群組包括血紅蛋白、白蛋白、球蛋白、免疫球蛋白、纖維蛋白原、α I抗胰蛋白酶、調節蛋白、脂蛋白、轉鐵蛋白、C-反應蛋白、凝血酶原和甘露糖結合凝集素(MBL); b)只有在所述樣本中已經檢測到所述血液蛋白時，才執行和/或評估和/或使用對所述樣本的所述檢查。
2.一種用于檢查體液樣本的方法，包括以下步驟: a)檢測所述樣本中是否存在所述體液特有的至少一種特征性蛋白(B)； b)只有在所述樣本中已經檢測到所述血液蛋白時，才執行和/或評估和/或使用對所述樣本的所述檢查。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述樣本為血液。
4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述特征性蛋白(B)選自群組，所述群組包括血紅蛋白、白蛋白、球蛋白、免疫球蛋白、纖維蛋白原、α I抗胰蛋白酶、調節蛋白、脂蛋白、轉鐵蛋白、C-反應蛋白、凝血酶原和甘露糖結合凝集素(MBL)。
5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，確定特征性蛋白的量。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，如果已經確定所述特征性蛋白的給定最小量，則僅假設檢測特征性蛋白(B)的所述存在。
7.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，在競爭性測定中檢測所述特征性蛋白(B)。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述競爭性測定包括固定在檢測表面(112)上的探針(P)，以及競爭性地結合至所述特征性蛋白(B)和所述探針(P)的抗體(Α)。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述抗體(A)被耦合至磁性粒子。
10.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，通過光學、磁性、機械、聲學、熱或電過程來檢查所述樣本。
11.一種用于檢查體液樣本的裝置(100)，包括: a)部件(P、115、151、152)，其用于額外地檢測在所述樣本中是否存在所述體液中特有的至少一種特征性蛋白(B); b)控制單元(153)，其適于如果未檢測到特征性蛋白，則禁止和/或終止所述檢查的執行和/或評估和/或使用。
12.—種在根據權利要求11所述的裝置(100)中使用的盒子(110)，包括: a)樣本腔(111),其能夠對體液樣本執行檢查； b)允許檢測在所述樣本腔中提供的樣本中的至少一種特征性蛋白(B)的部件。
13.根據權利要求12所述的盒子(110)，其特征在于，在競爭性測定中檢測所述特征性蛋白(B)。
14.根據權利要求13所述的盒子(110)，其特征在于，所述競爭性測定包括被固定在檢測表面(112)上的探針(P)，以及競爭性地結合至所述特征性蛋白(B)和所述探針(P)的抗體(A)。
15.根據權利要求14所述的盒子(110)，其特征在于，所述探針(P)被固定在所述樣本腔(111)的檢測表面(112)上的檢測區(115)中。
【文檔編號】G01N33/68GK103620414SQ201280031997
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年6月4日 優先權日:2011年6月28日
【發明者】F·K·德泰耶, A·H·J·伊明克, L·范利龐, F·M·D·庫溫伯格 申請人:皇家飛利浦有限公司