專利名稱：用于酶活性確定的磁性生物傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測(cè)或診斷領(lǐng)域，具體而言，涉及用于體內(nèi)和體外應(yīng)用中 的生物分子診斷。更具體而言，本發(fā)明涉及一種使用磁性粒子來(lái)執(zhí)行酶法 測(cè)定的磁感測(cè)設(shè)備。
背景技術(shù)：
在診斷領(lǐng)域中，例如醫(yī)學(xué)診斷領(lǐng)域中，將傳感器用于執(zhí)行所有種類的 測(cè)定。在這些測(cè)定中，可以確定特定目標(biāo)材料的濃度。測(cè)定還用于監(jiān)測(cè)酶 轉(zhuǎn)化。
公知的目標(biāo)的實(shí)例是DNA、 RNA、肽、蛋白質(zhì)、藥物、病原體、激素、 糖和細(xì)胞物質(zhì)。在測(cè)定中通常使用標(biāo)記來(lái)進(jìn)行目標(biāo)濃度的確定。當(dāng)前所用 的標(biāo)記是光學(xué)標(biāo)記和熒光標(biāo)記。
在特定疾病的檢測(cè)中，希望確定在復(fù)雜生物樣品中的酶活性。不是所 有測(cè)定設(shè)備都適合于此，針對(duì)以下內(nèi)容可能出現(xiàn)問(wèn)題測(cè)定的靈敏度、非 特異性結(jié)合、過(guò)慢的結(jié)合，其導(dǎo)致對(duì)所測(cè)量的酶活性得到不準(zhǔn)確的結(jié)果、 或者復(fù)雜的預(yù)純化步驟，其不是用戶友好性的。
而且，許多用于確定酶活性的已知的測(cè)定使用人造底物，其在與酶發(fā) 生反應(yīng)吋提供顏色效果。該顏色效果用于確定酶活性。對(duì)于指定的酶，會(huì) 難以找到這種人造底物，因此希望提供一種測(cè)定，其不完全依賴于獲得這 種人造底物。
本發(fā)明的目的是提供一種感測(cè)設(shè)備，其克服了這些缺陷中的一個(gè)或多個(gè)。

發(fā)明內(nèi)容
我們意外發(fā)現(xiàn)，磁性傳感器非常適用于酶法測(cè)定。
因此，本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種方法，用于使用磁性傳感器來(lái)確定酶活性。本發(fā)明的另一方面涉及一種適用于該方法的設(shè)備。由以下的詳述，并結(jié)合附圖，其借助于實(shí)例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，本發(fā)明的 這些及其它方面會(huì)變得顯而易見(jiàn)。引用的參考標(biāo)記涉及附圖。


圖1示出了酶(1)修飾底物(2)來(lái)形成產(chǎn)物(3)的實(shí)施例。圖2示出了酶(1)降解底物(2)來(lái)形成產(chǎn)物(3)的實(shí)施例。圖3示出了結(jié)合組分(4)偶聯(lián)于傳感器表面(6)的實(shí)施例。圖4示出了底物(2)到產(chǎn)物(3)的轉(zhuǎn)化導(dǎo)致底物切割并且該底物隨后不再結(jié)合到固定結(jié)合組分(4)的實(shí)施例。圖5示出了底物固定在固體表面，并且結(jié)合組分(4)固定在傳感器表面的實(shí)施例。圖6示出了進(jìn)行了磁標(biāo)記的結(jié)合組分(9)結(jié)合酶的實(shí)施例。圖7—10示出了捕獲機(jī)制的一個(gè)具體實(shí)施例，在此，酶被進(jìn)行了磁標(biāo)記的結(jié)合組分(9)捕獲，并施加磁場(chǎng)來(lái)將捕獲的酶吸引到表面，該表面包含固定在其上的底物。
具體實(shí)施方式
在當(dāng)指代單數(shù)名詞時(shí)使用了不定冠詞或定冠詞時(shí)，例如"一"、"這個(gè)"， 這就包括多個(gè)該名詞，除非明確表述了是另一種情況。應(yīng)注意，在本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中所用的術(shù)語(yǔ)"包括"不應(yīng)被詮釋 為限于之后所列出的裝置；其不排除其它元件或步驟。本發(fā)明涉及磁性傳感器的使用，磁性傳感器用于分析酶活性。該方法 尤其適用于分析在復(fù)雜生物樣品中存在的酶的活性。使用本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在 于，其省去了對(duì)于樣品的多種預(yù)純化方法的需求。磁性傳感器用于酶活性確定的另一有利特征在于，可以在反應(yīng)期間， 直接確定酶促反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)，因此，當(dāng)前的使用和方法也適于酶一底物親 合力確定。在本發(fā)明中，磁性傳感器被定義為傳感器設(shè)備，其使用磁性標(biāo)記來(lái)確認(rèn)特定組分的存在。
Zhao等人(Angew Chew Intl Ed 2003， 42， No 12, 1375-1378頁(yè))公開(kāi)了磁 性粒子在酶法測(cè)定中的使用。檢測(cè)是基于磁性粒子簇的形成，用1.5T超導(dǎo) 磁體以MR成像來(lái)對(duì)磁性粒子簇進(jìn)行成像。這個(gè)MR成像設(shè)備沒(méi)有包含在 根據(jù)本發(fā)明的磁性傳感器設(shè)備的定義中。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備檢測(cè)結(jié)合到傳 感器表面的磁性標(biāo)記的存在。
我們將在本發(fā)明的具體實(shí)施例的范圍內(nèi)論述本發(fā)明。 根據(jù)一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種使用磁性傳感器設(shè)備分析酶活性的方 法，其中，通過(guò)使用結(jié)合組分(4)和磁性標(biāo)記(5)來(lái)確定酶(1)修飾底物(2)來(lái)形 成產(chǎn)物(3)的活性，該方法包括以下步驟
(a) 在傳感器表面上固定底物(2)或結(jié)合組分(4)，
(b) 使所述底物(2)與所述酶(l)接觸，
(c) 向所述結(jié)合組分或所述底物提供磁性標(biāo)記，
(d) 使所述結(jié)合組分與底物(2)或產(chǎn)物(3)相接觸，以允許將所述結(jié)合組分 (4)直接或間接連接到所述底物(2)或所述產(chǎn)物(3)，
(e) 用磁性傳感器檢測(cè)所述磁性標(biāo)記。
可以以任何適當(dāng)?shù)捻樞騺?lái)執(zhí)行這些步驟。在該方法的優(yōu)選實(shí)施例中， 在使底物與酶相接觸之前，固定底物或結(jié)合組分(步驟a)。
優(yōu)選地，在單獨(dú)的制備步驟中，向結(jié)合組分或底物提供磁性標(biāo)記。 在優(yōu)選的事件順序中，在步驟(a)、 (b)之后執(zhí)行步驟(d)、 (e)。 在本發(fā)明的步驟中，向結(jié)合組分和/或底物提供磁性標(biāo)記。優(yōu)選地，在 標(biāo)記與結(jié)合組分或底物之間的鍵是共價(jià)鍵，但其它類型的鍵，例如氫鍵， 也是可以的。
磁性標(biāo)記也被稱為磁珠或磁性粒子。磁性標(biāo)記優(yōu)選是球形的，但這不 是對(duì)全部實(shí)施例的要求。其它適合的形狀例如是圓柱形、棒形、立方體和 橢圓形。
借助于術(shù)語(yǔ)"磁性標(biāo)記"，可以理解該標(biāo)記包括一種或多種磁性粒子的 任何適當(dāng)?shù)男问剑绱判缘?、反磁性的、順磁性的、超順磁性的、鐵磁 性的，其是永久地或暫時(shí)地在磁場(chǎng)中產(chǎn)生磁偶極子的磁性的任何形式。適 合的磁性標(biāo)記材料的實(shí)例是Fe304珠。磁性標(biāo)記的尺寸在大多數(shù)實(shí)施例中都不是重要的，但對(duì)于許多生物傳 感器應(yīng)用來(lái)說(shuō)，非常優(yōu)選的標(biāo)記是小尺寸的。優(yōu)選的磁性標(biāo)記具有從1到
3000nm的尺寸(通常以最長(zhǎng)的直徑來(lái)表示)，更優(yōu)選的是從5到500nm，再 更優(yōu)選的從10到300nm，最優(yōu)選的從30到250nm。
磁性標(biāo)記的檢測(cè)通常借助于電場(chǎng)、磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)的施加來(lái)進(jìn)行。 本發(fā)明涉及酶活性的確定?？梢杂迷摲椒▉?lái)確定其活性的適合的酶例 如是從包含以下的組中選出的caspase類、蛋白酶類、激酶類。該方法及 使用尤其適于確定需要輔因子的酶的活性，輔因子存在于包含該酶的生物 樣品中，但其可能不會(huì)幸免于大量的預(yù)純化過(guò)程，與磁檢測(cè)相比，該過(guò)程
對(duì)于其它檢測(cè)方法而言是常用的。
酶會(huì)存在于專門為此準(zhǔn)備的樣品(7)中，或者可以是待分析的"原料" 的一部分，以確定其相對(duì)于特異性底物的酶活性。所要求權(quán)利的方法的一 個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，"原料"，例如包括血液和尿液在內(nèi)的體液的預(yù)純化無(wú)需獲得 可靠的數(shù)據(jù)。
酶的活性通常以單位來(lái)表示。單位通常定義為在特定時(shí)幀(分鐘或小時(shí)) 中轉(zhuǎn)化特定量(摩爾或克)的底物所需要的酶的量。比活性也可以表示為單位 /樣品體積。
在本發(fā)明中，"降解酶"被定義為輔助將底物(2)切割為產(chǎn)物(3)的酶(例 如，肽鏈內(nèi)切酶或核酸內(nèi)切酶)或?qū)⒌孜?2)分解為產(chǎn)物(3)的酶(例如鏈肽端 解酶(exopeptidase)或核酸外切酶(exonuclease))為產(chǎn)物(3)的酶，其中產(chǎn)物(3) 是降解產(chǎn)物。通常切割導(dǎo)致至少兩個(gè)產(chǎn)物部分的釋放。
在該方法中，本發(fā)明的使用和設(shè)備，使用了結(jié)合組分。"結(jié)合組分"是 以可測(cè)量的強(qiáng)度結(jié)合另一組分的組分，該強(qiáng)度大于非特異性結(jié)合的強(qiáng)度。
結(jié)合組分可以是肽或蛋白質(zhì)，具有對(duì)底物或產(chǎn)物的結(jié)合親和性。結(jié)合 組分的實(shí)例是抗體或其功能片段及衍生物，例如Fab片段、單鏈Fv、 VHH、 重鏈抗體?？贵w可以指非蛋白質(zhì)化合物，以及蛋白質(zhì)或肽。結(jié)合組分優(yōu)選 以高特異性、高親和力結(jié)合，優(yōu)選與底物或產(chǎn)物的鍵合能夠經(jīng)受測(cè)定條件。 結(jié)合組分的其它實(shí)例是受體蛋白質(zhì)、配體、適體、寡核苷酸、或這些中任 一種的功能片段或衍生物。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，底物是蛋白質(zhì)或肽，因?yàn)樗鼈円子谕ㄟ^(guò)酶促反應(yīng)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物?？蛇x的底物是其它生物或化學(xué)物質(zhì)，例如核酸、脂類、 碳水化合物和螯合劑。圖1示出了本發(fā)明的第一種優(yōu)選實(shí)施例。在該實(shí)施例中，確定了酶(l)修飾底物(2沐形成產(chǎn)物(3)的活性。在該具體實(shí)施例中，將底物(2)固定在傳 感器表面(6)上。包含底物修飾酶(1)的樣品(7)與傳感器表面相接觸。根據(jù)反 應(yīng)條件，但假定這些是正確的，底物(2)會(huì)在某種程度上被轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物(3)， 除非該酶是完全無(wú)活性的。在該實(shí)施例中，產(chǎn)物(3)保持附著到傳感器表面。 采用磁性標(biāo)記對(duì)結(jié)合組分(4)進(jìn)行標(biāo)記。結(jié)合組分(4)特異性結(jié)合產(chǎn)物(3)，該 產(chǎn)物保持固定在傳感器表面上。磁性傳感器，例如嵌入在傳感器表面中的 磁阻傳感器，可以檢測(cè)磁性粒子與標(biāo)記的結(jié)合。產(chǎn)物(3)的量以及由此的酶 的活性與檢測(cè)到的標(biāo)記的量成比例。樣品(7)優(yōu)選的是流體樣品。水性組合物非常適用于該方法。在可替換實(shí)施例中，結(jié)合組分(4)不直接結(jié)合產(chǎn)物(3)，而是結(jié)合初級(jí)結(jié) 合組分(8)，該初級(jí)結(jié)合組分(8)直接結(jié)合產(chǎn)物(3)。在此情況下，在初級(jí)結(jié)合 部分(8)被暴露并偶聯(lián)于連接到另一結(jié)合組分(4)的磁體之后，可以進(jìn)行檢測(cè)。 該實(shí)施例的實(shí)例包括以下方法其中，經(jīng)由配體/結(jié)合物(binder)相互作用， 例如生物素-鏈親和素、半抗原/抗半抗原、或地高辛/抗地高辛相互作用，初 級(jí)結(jié)合部分與攜帶磁性標(biāo)記的結(jié)合部分相互作用。在圖2中示出了另一實(shí)施例。在該實(shí)施例中，底物(2)被酶(1)降解。在 該實(shí)施例中，會(huì)難以測(cè)量由在與酶接觸后由降解產(chǎn)生的產(chǎn)物。因此，在該 實(shí)施例中，結(jié)合組分直接或間接地結(jié)合底物。在此情況下，底物就是所謂 的未修飾的底物。在與含酶的樣品(7)進(jìn)行溫育之后發(fā)現(xiàn)的結(jié)合組分的量與 存在于樣品中的酶活性逆相關(guān)。在該實(shí)施例中，優(yōu)選的是，磁性標(biāo)記連接 到結(jié)合組分。在更優(yōu)選的實(shí)施例中，結(jié)合組分直接結(jié)合底物。在可替換實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種使用磁性傳感器設(shè)備分析酶活性 方法，其中，確定了酶(1)修飾底物(2)以形成產(chǎn)物(3)的活性，該方法包括以 下步驟(a) 固定能夠結(jié)合底物(2)或產(chǎn)物(3)的結(jié)合組分，(b) 提供具有磁性標(biāo)記的底物(2)，(c) 使底物(2)與所述酶接觸，(d) 使結(jié)合組分與底物(2)或產(chǎn)物(3灘接觸，以允許將結(jié)合組分(4)直接或 間接地連接到底物(2)或產(chǎn)物(3)，
(e) 用傳感器優(yōu)選的是磁性傳感器來(lái)檢測(cè)磁性標(biāo)記。 該實(shí)施例的一個(gè)方面在圖3中示出。在該實(shí)施例中，底物直接或間接
偶聯(lián)于磁性標(biāo)記，結(jié)合組分(4)偶聯(lián)于傳感器表面(6)。結(jié)合組分特異性結(jié)合 仍包含磁性標(biāo)記的產(chǎn)物(3)。結(jié)合組分(4)不結(jié)合或以低得多的程度結(jié)合底物 (2)。該方法尤其適用于小底物。在不希望受任何理論的限制的情況下，認(rèn) 為該方法減小了傳感器表面的酶一底物相互作用的位阻。
在圖4中說(shuō)明了另一實(shí)施例。在該實(shí)施例中，能夠結(jié)合帶有磁性標(biāo)記(5) 的底物(2)的結(jié)合組分(4)被固定在傳感器表面。底物與包含酶(l)的樣品相接 觸。底物(2)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物(3)導(dǎo)致底物的切割，其不再結(jié)合所述結(jié)合組分。在 反應(yīng)后檢測(cè)到的磁性標(biāo)記的量與存在于樣品中的酶活性逆相關(guān)。該實(shí)施例 尤其適用于降解酶的活性的分析。
因此，在優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種如上確定的方法，其中
(a) 酶是降解酶，并且
(b) 結(jié)合組分結(jié)合底物(2)
(c) 酶促降解反應(yīng)導(dǎo)致組分(3b)的形成，其包含磁性標(biāo)記，且不結(jié)合所述 結(jié)合組分。
在另一實(shí)施例中，為了提供對(duì)反應(yīng)條件和底物、產(chǎn)物及酶的濃度的更 好的控制，底物與結(jié)合組分(4)都固定在表面上。優(yōu)選地，它們每一個(gè)都固 定在彼此接近的不同表面上，更優(yōu)選地，所述表面基本上是彼此平行并彼 此相對(duì)的。
該實(shí)施例的特征在于
a) 底物(2)與結(jié)合組分(4)固定在表面上，
b) 所述底物包括磁性標(biāo)記，
c) 酶活性導(dǎo)致底物的降解，從而使得產(chǎn)物(3)包含磁性標(biāo)記，
d) 產(chǎn)物(3)結(jié)合所述結(jié)合組分(4)，結(jié)合組分(4)優(yōu)選地位于朝向固定有底 物的傳感器表面的一個(gè)表面上。
在該實(shí)施例中，優(yōu)選的是，底物固定在固體表面上，結(jié)合組分(4)固定 在傳感器表面上，以便能夠檢測(cè)結(jié)合到產(chǎn)物(3)的磁性標(biāo)記，產(chǎn)物(3)結(jié)合所述結(jié)合組分(4)。在圖5中示出了該實(shí)施例。任選地在該實(shí)施例中，具有磁性標(biāo)記的第二結(jié)合組分(9)結(jié)合酶。這允 許人們通過(guò)施加磁場(chǎng)以捕獲酶或者將其帶入到傳感器的特定空間中，來(lái)掌 控該反應(yīng)。這在圖6且更具體地在與圖7 — 10中示出。在圖6中，結(jié)合酶(1)的結(jié)合組分(9)偶聯(lián)于磁性粒子，并捕獲酶。其優(yōu) 點(diǎn)在于，可以在傳感器系統(tǒng)中進(jìn)行完整的分離，這就允許在可獲得各酶的 亞型的特異性結(jié)合組分的情況下，區(qū)分各種亞型的酶的活性。圖7_10示出了捕獲機(jī)制的一個(gè)具體實(shí)施例。該方法允許辨別具有同 種酶活性的不同酶(例如唾液淀粉酶和胰淀粉酶)的活性。在圖7中，磁性標(biāo) 記的結(jié)合組分捕獲目的酶。隨后施加磁場(chǎng)，來(lái)將捕獲的酶吸引到包含固定 的底物的表面。沒(méi)有被捕獲到的酶未被吸引到該表面，并在該步驟被洗掉。 通過(guò)刺激，可以將捕獲的酶帶向包含固定底物的表面(圖8)。隨后在降解反 應(yīng)中將底物酶促轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物(3)。在該降解中，釋放了半抗原化磁性標(biāo)記。 再次借助于刺激，將標(biāo)記帶到包含固定的結(jié)合組分的傳感器表面，該結(jié)合 組分結(jié)合存在于產(chǎn)物(3)中的半抗原，其在酶促反應(yīng)中被釋放。這在圖9中 示出。由此，標(biāo)記結(jié)合到固定的結(jié)合組分。在任選的進(jìn)一步的步驟中，通 過(guò)改變磁場(chǎng)的方向以使得僅有連接到固定結(jié)合組分(4)的強(qiáng)結(jié)合磁性標(biāo)記保 留在適當(dāng)位置，可以除去非半抗原化磁性標(biāo)記。這在圖10中示出。使用所 結(jié)合半抗原化磁性標(biāo)記的量來(lái)計(jì)算存在于樣品中的酶活性。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，用以下方式來(lái)確定酶活 性。為底物(2)提供磁性標(biāo)記。該底物還連接到初級(jí)結(jié)合組分(8)的第一部分。 初級(jí)結(jié)合組分(8)優(yōu)選地結(jié)合到結(jié)合組分(4)，結(jié)合組分(4)附著于傳感器表 面?；钚悦盖懈钤摰孜铮员愕玫椒蛛x的初級(jí)結(jié)合組分(8)和分離的磁性標(biāo) 記。由于以下兩種機(jī)制，使得磁性標(biāo)記結(jié)合到傳感器表面的速率減小a)初 級(jí)結(jié)合組分(8)不再偶聯(lián)于磁性標(biāo)記；以及b)初級(jí)結(jié)合組分(8)的被切割的 單元結(jié)合到結(jié)合組分(4)。結(jié)果，磁性標(biāo)記與傳感器表面上結(jié)合部分的結(jié)合 速率是酶活性的量度。較高的結(jié)合速率表示較低的酶活性。任選地，如上 所述的方法包括如下所述的其它步驟。任選地，包括清洗步驟。該清洗步驟可以用于除去非特異性結(jié)合的磁 性標(biāo)記、酶及其它組分。在另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種適于酶活性的確定的磁性傳感器設(shè)備。 該設(shè)備優(yōu)選包括
(i) 至少一個(gè)電場(chǎng)或磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置(IO)，用于將電場(chǎng)或磁場(chǎng)施加到包含 磁性標(biāo)記的樣品流體，
(ii) 至少一個(gè)磁性傳感器元件(ll)，
(iii) 至少一個(gè)傳感器表面，
(iv) 至少一個(gè)用于流體組分的入口，
(V)至少一個(gè)用于流體組分的出口 。
優(yōu)選地，該設(shè)備還包括反應(yīng)室，用于執(zhí)行酶促反應(yīng)。
通常，磁性感測(cè)設(shè)備對(duì)于特異性附著于傳感器表面的磁性標(biāo)記是敏感 的，并在一定程度上還對(duì)沒(méi)有特異性附著于傳感器表面但在其附近的標(biāo)記 是敏感的。為了使該設(shè)備高度特異于結(jié)合到傳感器表面的磁性標(biāo)記，該設(shè) 備優(yōu)選包括傳感器表面，其包括固定在其上的底物或結(jié)合組分。
底物和結(jié)合組分還可以分別以干或濕的形式來(lái)提供。
在優(yōu)選實(shí)施例中，尤其對(duì)于執(zhí)行圖5—10所示出的方法的，該設(shè)備包 括傳感器表面，其包括結(jié)合產(chǎn)物(3)的固定結(jié)合組分，優(yōu)選的是結(jié)合產(chǎn)物 (3)的抗體；以及固體表面，其包括固定的底物(2)。優(yōu)選的是，包含固定的 底物(2)的固體表面在傳感器表面附近。
任選地，該設(shè)備包括用于控制溫度的裝置和/或用于清潔的裝置。 本發(fā)明還涉及一種芯片，其包括如上所述的設(shè)備中的至少一個(gè)，更優(yōu) 選的是如上所述的多個(gè)設(shè)備。
磁性傳感器元件可以是任何適宜的元件，但優(yōu)選的是從AMR(各向異性 磁阻)，GMR(巨磁阻)或TMR(隧道效應(yīng)磁阻)傳感器元件中選擇的?；谄?它原理的傳感器元件，例如霍爾傳感器元件或SQUIDS，也可以用于所要求 權(quán)利的設(shè)備。
反應(yīng)室可以是設(shè)備中的分離實(shí)體，或者可以是一個(gè)線形的反應(yīng)空間。 反應(yīng)室是在設(shè)備中樣品(7)與酶(1)發(fā)生接觸的空間。
該設(shè)備或芯片優(yōu)選地包括底座，所述所述組分放置在底座上。該底座 可以由任何適宜的材料制造，例如玻璃、塑料或其組合。
在另一方面中，本發(fā)明涉及一種試劑盒，且包括結(jié)合了至少一個(gè)結(jié)合組分和底物的、如以上所指明的設(shè)備。這種設(shè)備適用于可以轉(zhuǎn)化底物的酶
的酶活性分析。適合的底物和結(jié)合組分可以作為所述試劑盒的分開(kāi)的部分
來(lái)提供，或可以集成到該設(shè)備中。
優(yōu)選地，底物和結(jié)合組分中的至少一個(gè)被固定在設(shè)備的表面上(更優(yōu)選
的是傳感器表面)。
任選地，該試劑盒還包括其它組分，例如反應(yīng)介質(zhì)、輔因子。 本發(fā)明的設(shè)備、方法和系統(tǒng)適用于傳感器多路復(fù)用(即，不同傳感器和
傳感器表面的并行使用)，標(biāo)記多路復(fù)用(即，不同類型標(biāo)記的并行使用)，
和室多路復(fù)用(B卩，不同反應(yīng)室的并行使用)。
本發(fā)明中所述的設(shè)備、方法和系統(tǒng)可以用作用于小體積樣品的快速、 穩(wěn)固及易于現(xiàn)場(chǎng)使用的生物傳感器。該設(shè)備優(yōu)選包括反應(yīng)室，其可以是與 緊湊型讀取器一起使用的一次性用品，包含一個(gè)或多個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生裝置，以
及一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)裝置。此外，本發(fā)明的設(shè)備、方法和系統(tǒng)可以用于自動(dòng) 化高通量測(cè)試。在此情況下，反應(yīng)室例如是裝配在自動(dòng)化工具中的孔板或 小池。
權(quán)利要求
1、 一種用磁性傳感器設(shè)備分析酶活性的方法，其中，借助于使用結(jié)合組分(4)和磁性標(biāo)記來(lái)確定酶(1)修飾底物(2)以形成產(chǎn)物(3)的活性，所述方法包括以下步驟(a) 在傳感器表面上固定所述底物(2)或所述結(jié)合組分(4)，(b) 使所述底物接觸所述酶，(c) 為所述結(jié)合組分或所述底物提供磁性標(biāo)記，(d) 將所述結(jié)合組分(4)與底物(2)或產(chǎn)物(3)相接觸，以允許將所述結(jié)合組 分(4)直接或間接地連接到所述底物(2)或所述產(chǎn)物(3)，(e) 用磁性傳感器檢測(cè)所述磁性標(biāo)記。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，確定了酶(1)將底物(2)修飾為產(chǎn)物 (3)的所述活性，其中，所述底物固定在傳感器表面上。
3、 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述結(jié)合組分(4)直接結(jié)合所述產(chǎn) 物(3)。
4、 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述結(jié)合組分(4)結(jié)合初級(jí)結(jié)合組 分(8)，該初級(jí)結(jié)合組分(8)直接結(jié)合所述產(chǎn)物(3)。
5、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，確定了酶(1)降解底物(2)的所述活 性，其中，所述結(jié)合組分直接或間接地結(jié)合所述底物。
6、 如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述結(jié)合組分(4)結(jié)合初級(jí)結(jié)合組 分(8)，該初級(jí)結(jié)合組分(8)直接結(jié)合所述底物(2)。
7、 一種用磁性傳感器設(shè)備分析酶活性的方法，其中，確定了酶(l)修飾 底物(2)以形成產(chǎn)物(3)的活性，所述方法包括以下步驟(a) 固定能夠結(jié)合底物(2)或產(chǎn)物(3)的結(jié)合組分(4)，(b) 為底物(2)提供磁性標(biāo)記，(c) 使所述底物(2)接觸所述酶，(d) 將所述結(jié)合組分(4)與底物(2)或產(chǎn)物(3)相接觸，以允許將所述結(jié)合組 分(4)分別直接或間接地連接到所述底物(2)或所述產(chǎn)物(3)，(e) 用磁性傳感器檢測(cè)所述磁性標(biāo)記。
8、 如權(quán)利要求7所述的方法，其中(a) 所述酶是降解酶，并且(b) 所述結(jié)合組分結(jié)合底物(2)，(c) 酶促降解反應(yīng)導(dǎo)致形成組分(3b)，所述組分(3b)包括所述磁性標(biāo)記， 且不結(jié)合所述結(jié)合組分。
9、 如權(quán)利要求1所述的方法，用于確定降解酶的活性，其中a) 所述底物(2)和所述結(jié)合組分(4)固定在表面上，b) 所述底物包括磁性標(biāo)記，c) 所述酶活性導(dǎo)致所述底物的降解，以致于產(chǎn)物(3)包括所述標(biāo)記，以及d) 產(chǎn)物(3)結(jié)合到所述結(jié)合組分(4)。
10、 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，具有磁性標(biāo)記的第二結(jié)合組分 結(jié)合所述酶，并且可以施加磁場(chǎng)來(lái)捕獲所述酶或者將其帶入到所述傳感器 的特定空間中。
11、 如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述底物固定在固體表面，并 且所述結(jié)合組分(4)固定在磁性生物傳感器的傳感器表面。
12、 一種用于分析酶(1)在將底物(2)修飾為產(chǎn)物(3)時(shí)的酶活性的設(shè)備，包括i) 至少一個(gè)電場(chǎng)或磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置，用于將電場(chǎng)或磁場(chǎng)施加到包含磁性 標(biāo)記的樣品流體，ii) 至少一個(gè)磁性傳感器元件，iii) 至少一個(gè)傳感器表面，iv) 至少一個(gè)用于流體組分的入口，v) 至少一個(gè)用于流體組分的出口。
13、 如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，底物和/或結(jié)合組分固定在所述 傳感器表面(iii)。
14、 如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其包括傳感器表面，其包含結(jié)合產(chǎn) 物(3)的固定結(jié)合組分，優(yōu)選的是結(jié)合所述產(chǎn)物(3)的抗體；以及固體表面， 其包括固定在其上的底物(2)。
15、 一種芯片，其包含至少一個(gè)如權(quán)利要求12 — 14中任意一項(xiàng)所述的設(shè)備，更優(yōu)選的是包含多個(gè)如權(quán)利要求12—14中任意一項(xiàng)所述的設(shè)備。
16、 一種用于酶分析的試劑盒，包括如權(quán)利要求12所述的設(shè)備以及適合的酶底物和/或結(jié)合組分。
全文摘要
磁性傳感器非常適用于確定酶活性。在優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種用于確定在將底物(2)修飾為產(chǎn)物(3)時(shí)的酶的活性的方法，該方法包括結(jié)合底物或結(jié)合組分，其可以將例如底物或產(chǎn)物結(jié)合到傳感器表面。這使得能夠易于檢測(cè)連接到底物、產(chǎn)物或結(jié)合組分上的磁性標(biāo)記。
文檔編號(hào)G01N33/543GK101313218SQ200680043963
公開(kāi)日2008年11月26日 申請(qǐng)日期2006年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月25日
發(fā)明者E·R·福森納爾, M·W·J·普林斯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司