用于侦测有兴趣的标的物的感测器及其使用方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于侦测有兴趣的标的物的感测器及其使用方法。一实例性感测器可包含：一容器；一探针，设置于该容器中；一循环构件，用以循环该容器中的物质；一光源；一光接收器；以及一侦测器，用以产生一电信号，该电信号的大小反映由该光接收器所接收的光的量，其中该容器位于该光源与该光接收器之间，且该容器被配置成使该探针与该光源所射出的光的路径在该容器内位于不同区域中。本发明可在相对短的时间内侦测有兴趣的标的物，操作简单，侦测的精确度高。
【专利说明】用于侦测有兴趣的标的物的感测器及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种感测器，更具体而言，关于一种用于侦测一有兴趣的标的物的感测器装置及使用所述用于侦测有兴趣的标的物的感测器来侦测有兴趣的标的物的方法。
【背景技术】
[0002]生物感测器通过生物分子与标的物分子的交互作用来侦测该标的物的分析器件。相较于培养(culturing)或聚合酶链反应(polymerase chain reaction ;PCR),生物感测器可在一相对短的时间段内侦测标的物分子的存在。某些生物感测器使用免疫层析(chromatographic immunoassay)技术。然而,此等基于免疫层析的生物感测器具有沿用(adoption)问题。举例而言，大多数基于免疫层析的生物感测器是侦测患者在感染或疾病的一后期之后所产生的抗体(antibody)。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种用于侦测有兴趣的标的物的感测器及使用所述侦测器来检测有兴趣的标的物的方法，及时到有兴趣的标的物。
[0004]为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的:一种用于侦测有兴趣的标的物的感测器，其包含:一容器；一探针，设置于该容器中；一循环构件，用以循环该容器中的物质；一光源；一光接收器；以及一侦测器，用以产生一电信号，该电信号的大小由该光接收器所接收的光的量所反映，其中该容器位于该光源与该光接收器之间，以及其中该容器被配置成使该探针与该光源所射出的光的路径在该容器内位于不同区域中。
[0005]作为优选方案，该探针被设置在该容器的一上部中，且该光的该路径位于该容器的一下部中。
[0006]作为优选方案，该探针被设置在该容器的一上部中的一第一区域中，且该光的该路径位于该容器的该上部中的一第二区域中，该第二区域不同于该第一区域。
[0007]作为优选方案，该探针包含DNA、RNA、蛋白质、抗体、抗体片段、适体、抗原或表位。
[0008]作为优选方案，该探针用以结合至一有兴趣的标的物，且该有兴趣的标的物为一生物分子。
[0009]作为优选方案，该探针用以结合至一有兴趣的标的物，且该有兴趣的标的物包含病毒、蛋白质、核酸、碳水化合物、脂质、半抗原或毒素。
[0010]作为优选方案，该探针以100微微牛顿至500微微牛顿的亲和力结合至该有兴趣的标的物。
[0011]作为优选方案，该循环构件更包含:一推进构件，设置于该容器中；以及一马达，电性连接至该推进构件并用以致动该推进构件。
[0012]作为优选方案，该循环构件更包含:一第一磁铁，自由地设置在该容器中；以及一马达，包含一第二磁铁，并用以致动该第一磁铁。
[0013]作为优选方案，该容器更包含:一基板；以及一材料，设置在该基板上；其中该探针设置在该材料上。
[0014]作为优选方案,该材料包含一金属。
[0015]作为优选方案，该材料于该基板上包含一膜。
[0016]作为优选方案，该膜的厚度是均匀的或不均匀的。
[0017]作为优选方案，该实质上均匀的厚度介于5纳米至200纳米的范围内，或该不均匀的厚度在0.5纳米至30纳米之间变化。
[0018]作为优选方案，该材料包含一柱阵列，该柱阵列设置在该基板上。
[0019]作为优选方案，该柱阵列中的一柱的尺寸与该探针的大小及该探针用以结合的一有兴趣的标的物的大小相关联。
[0020]作为优选方案，该柱阵列的一柱具有200纳米至900纳米的长度、200纳米至900米的宽度及15纳米至1500纳米的高度。
[0021]作为优选方案，自该光源射出的该光具有一波长，该波长与该探针用以结合的一有兴趣的标的物相关联。
[0022]作为优选方案，自该光源射出的该光包含200纳米至800纳米的一波长。本发明提供的另一种技术方案:一种使用用于侦测有兴趣的标的物的感测器来侦测有兴趣的标的物的方法，包含:于存在一包含该有兴趣的标的物的样本时经由该容器自该光源发射光，进而产生一第一电信号；在一预定时间量内致动该循环构件；在该预定时间量之后经由该感测器自该光源发射光，进而产生一第二电信号；以及比较该第一电信号与该第二电信号，其中该二信号的一差异表示该标的物存在于该样本中。
[0023]本发明达到的技术效果如下:本发明可在相对短的时间内侦测有兴趣的标的物，操作简单，侦测的精确度高。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1A显示一用于侦测一有兴趣的标的物(例如一生物分子)的感测器的例示性实施例一；
[0025]图1B显示一用于侦测一有兴趣的标的物(例如一生物分子)的感测器的例示性实施例二 ；
[0026]图1C显示一用于侦测一有兴趣的标的物(例如一生物分子)的感测器的例示性实施例三；
[0027]图2A显示一用于侦测一有兴趣的标的物(例如一生物分子)的感测器的容器的一例示性实施例一；
[0028]图2B显示一用于侦测一有兴趣的标的物(例如一生物分子)的感测器的容器的另一例示性实施例二；
[0029]图2C显示一用于侦测一有兴趣的标的物(例如一生物分子)的感测器的容器的又一例示性实施例三；
[0030]图3显示一种用于制造一感测器方法的一例示性实施例；
[0031]图4A为例示在通过感测器采自一受感染患者的10%稀释样本中侦测肠病毒71型(Enterovirus 71)期间所得信号强度的一图表；
[0032]图4B为例示在通过感测器采自一受感染患者的10%稀释样本中侦测肠病毒71型期间所得信号强度的一图表；
[0033]图4C为例示在通过感测器采自一健康的人对照样本中侦测肠病毒71型期间所得信号强度的一图表；
[0034]图5A为例示在通过感测器采自一受感染患者的10%稀释样本中侦测A型流感病毒(Influenza A)期间所得信号强度的一图表；
[0035]图5B为例示在通过感测器采自一受感染患者的10%稀释样本中侦测A型流感病毒期间所得信号强度的一图表；
[0036]图5C为例示在通过感测器采自一健康的人照样本中侦测A型流感病毒期间所得信号强度的一图表；[0037]图6A为例示在通过感测器采自一受感染患者的10%稀释样本中侦测B型流感病毒(Influenza B)期间所得信号强度的一图表；
[0038]图6B为例示在藉由感测器采自一受感染患者的10%稀释样本中侦测B型流感病毒期间所得信号强度的一图表；以及
[0039]图6C为例示在通过感测器采自一健康的人对照样本中侦测B型流感病毒期间所得信号强度的一图表，所有附图均根据本发明的实施例排列。
[0040]【符号说明】
[0041]100a:感测器
[0042]IOOb:感测器
[0043]IOOc:感测器
[0044]101:容器
[0045]110:基板
[0046]111:材料
[0047]112:光
[0048]113:探针
[0049]200a:装置
[0050]200b:装置
[0051]200c:装置
[0052]201:基板
[0053]203:膜/材料/柱阵列
[0054]205:探针
[0055]2051:第一表面
[0056]2053:第二表面
[0057]207:标的物/有兴趣的标的物
[0058]210:循环构件/马达
[0059]220:循环构件/第一磁铁
[0060]230:凹槽
[0061]900:样本
[0062]901:有兴趣的标的物。【具体实施方式】
[0063]在本发明中，术语“探针”一般指能够结合至一有兴趣的标的物(例如一生物分子)的一物质(例如一生物分子)。举例而言，一探针对于标的物可具有约100微微牛顿(PN)至约500微微牛顿的结合亲和力。探针的非限制性实例包括:抗体、保持结合至有兴趣的标的物的能力的抗体片段、核酸(例如，DNA、RNA、适体(aptamer))、抗原(antigen)及酶。在如本文所述感测器中，可使用识别单个有兴趣的标的物的单个探针或识别单个有兴趣的标的物或多个有兴趣的标的物的两个或更多个探针。
[0064]术语“标的物”概言之指可使用如本文所述感测器侦测到的任何分子。一标的物可包含但不限于一生物分子。可在本文所述感测器中侦测到的标的物的实例包含但不限于生物分子(例如，病毒、蛋白质、核酸、碳水化合物、脂质)及其他类型的分子(例如小分子)，例如半抗原及毒素。在某些实施例中，标的物存在于一体液及/或身体组织中的一生物分子。
[0065]在某些实施例中，一用于侦测一有兴趣的标的物(例如一生物分子)的感测器包含一光源、一容器、一用于循环该容器内的物质的循环构件及一光接收器，该光接收器具有一光侦测器，该光侦测器产生与该光接收器所接收的光的量成正比例的一电信号。该容器的至少一个内表面包含固定于一材料上的探针，该材料设置在该容器表面上。该光源用以产生光，该光穿过容器中的一预定区域并最终到达光侦测器。光欲在容器中穿过的该预定区域为容器中不与探针交叠的一空间。该光可具有一特定波长。端视欲侦测的标的物而定，可相应地改变该特定波长。可通过任何技术可行的方法确定该特定波长。在某些实施例中，通过使用可见光光谱或紫外(UV)光光谱扫描标的物来确定该特定波长。标的物在可见光光谱中的最大吸收波长可为该特定波长。举例而言，肠病毒71型(enterovirus71)、A型流感(influenza A)病毒及B型流感(infIuenza B)病毒中的任一者均在可见光光谱中约560纳米(nm)波长处具有一最大吸收，且在紫外光谱中约280纳米波长处具有一相对较大的吸收。腺病毒(adenovirus)在可见光光谱中约340纳米波长处具有一最大吸收,且在紫外光谱中约280纳米波长处具有一相对较大的吸收。
[0066]在某些实施例中，光源可产生可见光或紫外光。可在光源与容器之间放置一滤光器，使进入容器的光具有一特定波长。作为另一选择，可将滤光器放置在容器与光侦测器之间，使进入光侦测器的光具有一特定波长。作为另一选择，可在容器与光侦测器之间放置某些光学组件(例如，狭缝分光镜、光栅、反射镜及一线性电荷耦合器件)，以自穿过容器的可见光产生具有一特定波长的单色光，并使该单色光能够进入光侦测器。作为另一选择，光源可为一单色光源。
[0067]在某些实施例中，该容器包含一基板、一设置于该基板上的材料以及设置在该材料上的一或多个探针。该一或多个探针固定在该材料上。探针可为一生物物质(例如，抗体、抗体片段、核酸、适体、半抗原或酶)或能够结合至一有兴趣的标的物的任何物质。该材料可与探针相容，且探针可被固定在该材料上。该材料可例如为一金属(例如金、银、铜及镍)。该基板可由任何对于欲被设置于其上的材料在技术上可行的成分构成，且此并不妨碍如本文所述对一有兴趣的标的物进行侦测。适宜基板的某些实例可包含但不限于玻璃、金属、硅或聚合物。
[0068]该材料可包含一图案，该图案用以增大可用于设置探针的表面积。在某些实施例中，该图案可为涂覆于基板上的一膜。在某些其他实施例中，该涂覆膜可被退火。退火使涂覆膜的表面不均匀。不均匀表面可增大可用于设置探针的表面积。
[0069]在某些实施例中，该图案可为设置在基板上的一金属柱阵列。该金属柱阵列的三维性质也可增大可用于设置探针的表面积。
[0070]探针经由与材料的一或多个化学键(例如共价键)而被设置或固定于材料上。探针可与感测器所欲侦测的标的物形成一“锁与钥匙”的关系。举例而言，探针可为DNA、RNA、蛋白质、抗体、抗体片段、适体、抗原或酶。在某些实施例中，探针为一抗体且标的物为该抗体所结合的一抗原。
[0071]循环构件用以循环容器中的物质，以将标的物(若有的话)朝探针推进。在某些实施例中，循环构件可包含一第一磁铁及一第二磁铁，该第一磁铁设置于容器中，且该第二磁铁于容器的一壁附近与设置于容器外的一马达相耦合。当该马达驱动该第二磁铁旋转时，容器中的该第一磁铁也会旋转。在另一实例中，循环构件可包含一推进构件，该推进构件附装至容器内侧的一壁且电性连接至一用以驱动该推进构件的马达。
[0072]一可能包含标的物的样本被引入感测器中并随后流过探针。若标的物存在于该样本中，则在循环构件循环容器中的物质之前穿过容器中预定区域的光子量可不同于在循环构件循环容器中的物质之后穿过容器中预定区域的光子量，乃因标的物将与被固定在设置于容器表面上的材料上的探针相耦合。若标的物不存在于该样本中，则穿过容器中预定区域的光子量将保持实质上相同，乃因容器预定区域中的样本的密度在循环构件循环容器中的物质之前及之后不发生改变。
[0073]探针与光源所射出的光的路径在容器内位于不同区域中。在某些实施例中，探针被设置于容器的上部中，而光穿过容器的预定区域可位于未设置探针的容器下部中。在某些其他实施例中，光穿过容器的预定区域可位于也设置有探针的容器部分中但不与探针交叠。
[0074]在某些实施例中，揭露一种用于制造一感测器的方法。该方法包含:提供一材料，该材料包含一图案，该图案用以增大可用于与探针结合的表面积；将该材料设置于一基板上；以及于该材料上设置探针，该探针用以与该有兴趣的标的物交互作用。
[0075]在某些实施例中，该材料为一膜。可在将该材料设置于基板上的前清洁基板。在某些实施例中，在将该材料设置于基板上之前，首先在该基板上设置一黏合层。随后将该材料设置在该黏合层上。该黏合层可为铬。
[0076]在某些其他实施例中，该材料为一具有一不均匀表面图案的退火膜。在将该材料设置于黏合层上之后，可使该材料在约300摄氏度至约500摄氏度之间温度下退火。
[0077]在某些其他实施例中，该材料包含一柱阵列图案。将一光蚀刻剂(photoresist)涂覆于基板上并执行一光刻制程，以形成柱阵列。该柱阵列中每一柱的尺寸及二相邻柱间的距离与探针的大小及有兴趣的标的物的大小相关联。
[0078]在某些实施例中，揭露一种使用本文所述感测器侦测一有兴趣的标的物的方法。该感测器包含一光源、一容器、一循环构件及一光侦测器。该容器包含一基板、一设置于该基板上的材料以及探针，该探针用以与该有兴趣的标的物交互作用。该探针设置且固定在该材料上。该光源用以产生光，该光穿过容器中的预定区域并最终到达光侦测器。该光欲在该容器中穿过的该预定区域该容器中不与探针交叠的一空间。该方法包含:将一可能包含该有兴趣的标的物的样本放置在该感测器中；经由该容器中的该预定区域自该光源发射光；以及基于该感测器的一光侦测器所接收的光而获得一第一信号。
[0079]该方法还包含:在预定时间量内致动该循环构件以将该容器中的物质朝该探针推进；以及基于该预定时间量之后光侦测器所接收的光而获得一第二信号。该方法更包含:比较该第一信号与该第二信号；以及基于该比较而判断标的物是否存在该样本中。
[0080]图1为一用于侦测一有兴趣的标的物的感测器的例示性实施例一。感测器IOOa包含一容器101。容器101形成一用于结合一有兴趣的标的物901的装置，且包含一材料111及探针113，材料111设置于一基板110 (例如该容器的一或多个壁)上，且探针113能够结合到设置于材料111上的标的物901。探针113被设置于容器101的一上部中。一光112经由容器101的一下部而自感测器IOOa的一光源被发射至感测器IOOa的一光接收器。该光源被配置成使该光源所射出的光的路径远离探针113，使穿过容器101的光不会接触探针113或结合至探针113的有兴趣的标的物901。
[0081]感测器IOOa更包含循环构件210、循环构件220，以用于循环容器101中的物质。在某些实施例中，循环构件210、循环构件220可包含:一第一磁铁220，自由地设置于容器101中；以及一马达210，在容器101的一壁附近设置于容器101之外。马达210可包含一第二磁铁(图未示出)，且当马达210工作以驱动第二磁铁旋转时，马达210中的第二磁铁可使容器101中的第一磁铁220同时旋转。作为另一选择，循环构件210、循环构件220可包含一推进构件，该推进构件附装至容器101内侧的一壁且电性连接至用以驱动该推进构件的一马达。
[0082]容器101可更包含一用以配合马达210的凹槽230，因此使感测器的尺寸减小。在其中循环构件210、循环构件220包含设置于容器101内的第一磁铁220的情形中，马达210致动第一磁铁220所需的动力可通过凹槽230而被优化，乃因第一磁铁220与马达210间
的距离最小化。
[0083]感测器IOOa更于容器101中包含一不含该标的物的溶液(例如一缓冲溶液)。将一可能包含有兴趣的标的物901的样本900引入容器101中。随后将光112配置成在一第一时槽内穿过容器101并被光接收器接收。在第一时槽期间，样本900中的物质下沉至容器101中光112欲穿过的下部。光接收器更包含一光电二极管侦测器，该光电二极管侦测器用以基于该光接收器在该第一时槽内所接收的光112的量来产生一第一电信号。光接收器更包含一用于处理该第一电信号的处理器。
[0084]在一预定时间量内致动循环构件210、循环构件220，以循环容器中的物质。通过循环，容器101的下部中的物质被推进至容器101的上部，且有兴趣的标的物901可结合至材料111上的探针113。在经过预定的时间段之后，循环构件210、循环构件220停止，且光112被配置成于一第二时槽内穿过容器101并被光接收器接收。光接收器的光电二极管侦测器用以基于光接收器在该第二时槽内所接收的光112的量而产生一第二电信号。光接收器的处理器更用以处理该第二电信号。若第二信号的大小不同于第一信号的大小，则处理器判定样本中存在有兴趣的标的物。另一方面，若第二信号的大小与第一信号的大小实质上相同，则处理器判定样本中不存在有兴趣的标的物。
[0085]图1B为一用于侦测一有兴趣的标的物的感测器例示性实施例二。图1B中的感测器IOOb与图1A中的感测器IOOa相似，不同之处在于，材料111及探针113被设置于容器101的不止一个壁上。通过容器101中额外探针113，可缩短循环构件210、循环构件220需被致动的时间量，乃因存在更多可随时用于与有兴趣的标的物901相结合的探针113。
[0086]图1C为一用于侦测一有兴趣的标的物的感测器例示性实施例三。图1C中的感测器IOOc与图1B中的感测器IOOb相似，不同之处在于，光112被配置成穿过与探针113位于容器101的相同部分中的一区域。光112被配置成避免与探针113交叠，以防止光112被探针113散射或防止标的物901结合至探针113。
[0087]图2A显示一用于结合一有兴趣的标的物的装置例示性实施例一。装置200a包含一基板201、设置于该基板上的一膜203以及设置于膜203上的探针205。膜203的厚度可为例如约5纳米至约200纳米的一实质上均匀的厚度。探针205的一第一表面2051设置于材料203上。探针205的对于标的物207具有一结合亲和力的一第二表面2053被配置成使其在标的物207存在时能够与标的物207相耦合。
[0088]图2B显示一用于结合一有兴趣的标的物的装置例示性实施例二。装置200b包含一基板201、设置于基板201上的一柱阵列203以及设置于柱阵列20上的探针205。柱阵列203中的任何柱的宽度及长度以及二相邻柱间的距离与探针205的大小及有兴趣的标的物207相关联。举例而言，柱阵列的柱可具有200纳米至900纳米的长度、200纳米至900纳米的宽度及15纳米至1500纳米的高度。柱阵列中每一柱间的距离可为200纳米至900纳米。在某些实施例中，柱阵列的柱可具有约500纳米的长度、约500纳米的宽度及约100纳米的高度，且每一柱间的距离可为约500纳米。探针205的一第一表面2051设置于柱阵列203上。探针205的对于标的物207具有一结合亲和力的一第二表面2053被配置成使其在标的物207存在时能够与标的物207相耦合。
[0089]图2C显示一用于结合一有兴趣的标的物的装置例示性实施例三。装置200c包含一基板201、设置于基板201上的一膜203以及设置于膜203上的一探针205。膜203具有一不均匀厚度。在某些实施例中，可首先将该膜涂覆于基板201上并随后利用退火以使其形成不均匀厚度。在某些实施例中，膜203的厚度可在约0.5纳米至约30纳米之间变化。探针205的第一表面2051设置于材料203上。探针205的对于标的物207具有一结合亲和力的一第二表面2053被配置成使其在标的物207存在时能够与标的物207相耦合。
[0090]图3显示一种制造一用于结合一有兴趣的标的物的装置的方法例示性实施例的一流程图。方法300包含步骤301、303及305。在步骤301中，提供一材料。在步骤303中，将该材料设置于一基板上。可将该材料以一图案形式设置于基板上，该图案用以增大可用于设置探针的表面积。该图案可例如为一膜、一具有不均厚度的膜或一柱阵列。在步骤305中，将一能够结合至一有兴趣的标的物的探针设置于该材料上。该探针用以与感测器所欲侦测的标的物交互作用。在某些实施例中，在将探针设置在该材料上之前，可对该材料进行清洁及预处理。举例而言，可使用一酸性溶液、一碱性溶液及/或净化水来清洁该材料。在某些实施例中，可使用一或多种化合物对该材料进行预处理。在一实施例中，可使用包含至少一个与材料兼容的官能基的一或多种化合物对材料进行预处理。在另一实施例中，可使用包含至少一个与探针兼容的官能基的一或多种化合物对材料进行预处理。该官能基用以与材料表面周围的自由电子形成一第一稳定结合并与探针形成一第二稳定结合。某些实例性官能基包含但不限于硫醇基及羟基。
[0091][实例I][0092][探针固定]
[0093]将一用以容纳一样本的玻璃容器放置于一塑料座中。在该容器的一内表面上以一具有不均匀厚度的膜形式设置金，该不均匀厚度在约0.5纳米至约30纳米之间变化。在将探针引入容器中之前，依序使用0.1摩尔/升(M)的盐酸溶液、净化水、0.1摩尔/升的氢氧化钠溶液及净化水清洁该金膜。
[0094]在清洁之后，将一包含110微升(L)胱胺的水溶液(在PH为7.2的磷酸缓冲盐溶液(phosphate buffered saline ;PBS)中浓度为20毫摩尔/升(mM))添加至容器中并在室温下温育20分钟，以容许胱胺结合至容器壁上的金。随后通过一吸液管自容器中移除剩余的胱胺溶液。随后，将一包含110微升戊二醛的水溶液(在PH为7.2的PBS溶液中浓度为2.5%)添加至容器中并在室温下温育20分钟，以容许戊二醛结合至胱胺。
[0095]在自容器中移除剩余的戊二醛溶液之后，将110微升可商购获得的抗肠病毒71型单克隆抗体的一水溶液添加至容器中并在室温下温育20分钟，以容许抗肠病毒71型单克隆抗体结合至戊二醛交联剂。随后，通过一吸液管自容器中移除未结合的抗肠病毒71型单克隆抗体。随后，将甘胺酸浓度为0.5摩尔/升的一水溶液添加至容器中，以与剩余的未结合戊二醛反应。最后，自容器中移除甘胺酸并将PBS添加至容器中。
[0096][样本侦测]
[0097]随后将该玻璃容器及该塑料座放置于P Tricorder?感测器(中国台湾省台北市永加利医学科技股份有限公司)中。感测器更包含一可见光光源及一用于侦测肠病毒71型的光侦测器。可见光自可见光光源发射并穿过一滤光器。该滤光器用以过滤可见光，且仅具有一 560纳米波长的光可穿过该滤光器。随后，该光(即，具有560纳米波长的光)穿过上述玻璃容器。该光在穿过玻璃容器之后最终被光侦测器接收。该感测器更包含一循环构件，该循环构件用以循环容器中的物质，以将肠病毒71型(若有的话)朝探针推进。图4A为例示在一采自一受感染患者的10%稀释样本中侦测肠病毒71型期间所得信号强度的一图表。该样本通过一咽喉式拭子(throat swab)采自受感染患者。
[0098]开启感测器，使自感测器的一光源发射的光穿过容器的下部而不穿过容器内表面上的探针。在此阶段中，容器中如上所述容纳有PBS。
[0099]在添加样本之后，采集数据以产生与自容器所侦测到的光相对应的一信号。将通过PBS及样本所侦测到的信号(如图4A中的401处所示)用作一参考。接着，开启循环构件3分钟，使能够将容器中的样本朝容器内表面上的探针推进。再采集数据5分钟。于循环构件停止之后自容器侦测到的光显示在图4A中的403处。401处所侦测到的光信号与403处所侦测到的信号间的差异表示该样本中存在肠病毒71型。
[0100][实例2]
[0101]图4B为例示在于一采自一受感染患者的10%稀释样本中侦测肠病毒71型期间所得信号强度的一图表。该侦测方法与上述10%肠病毒71型稀释样本的侦测方法相同。
[0102]开启感测器，使自感测器的光源发射的光穿过容器的下部而不穿过容器内表面上的探针。在此阶段中，容器中如上所述容纳有PBS。
[0103]在添加样本之后，采集数据以产生与自容器所侦测到的光相对应的一信号。将通过PBS及样本所侦测到的信号(如图4B中的405处所示)用作一参考。接着，开启循环构件约3分钟，使能够将容器中的样本朝容器内表面上的探针推进。再采集数据5分钟。于循环构件停止之后自容器侦测到的光显示于图4B中的407处。405处所侦测到的光信号与407处所侦测到的信号间的差异表示该样本中存在肠病毒71型。
[0104][比较例I]
[0105]图4C为例示在侦测一采自一健康的人对照样本期间所得信号强度的一图表。该侦测方法与上述10%肠病毒71型稀释样本的侦测方法相同。
[0106]开启感测器，使自感测器的光源发射的一光穿过容器的一下部而不穿过容器内表面上的探针。在此阶段中，容器中容纳有PBS。
[0107]在添加样本之后，采集数据以产生与自容器所侦测到的光相对应的一信号。将通过PBS及样本所侦测到的信号(如图4C中的411处所示)用作一参考。接着，开启循环构件约3分钟，使能够将容器中的样本朝容器内表面上的探针推进。再采集数据5分钟。于循环构件停止之后自容器所侦测到的光显示于图4C中的413处。411与413的相似信号强度表明，对照样本中不存在肠病毒71型。
[0108][实例3]
[0109][探针固定]
[0110]将一用以容纳一样本的玻璃容器放置于一塑料座中。在该容器的一内表面上以一具有约100纳米的一实质上均匀厚度的膜形式设置金。在将探针引入容器中之前，依序使用0.1摩尔/升的盐酸溶液、净化水、0.1摩尔/升的氢氧化钠溶液及净化水清洁该金膜。
[0111]在清洁之后，将一包含110微升胱胺的水溶液(在PH为7.2的磷酸缓冲盐溶液(phosphate buffered saline ;PBS)中浓度为20毫摩尔/升)添加至容器中并在室温下温育20分钟，以容许胱胺结合至容器壁上的金。随后通过一吸液管自容器中移除剩余的胱胺溶液。随后，将一包含110微升戊二醛的水溶液(在PH为7.2的PBS溶液中浓度为2.5%)添加至容器中并在室温下温育20分钟，以容许戊二醛结合至胱胺。
[0112]在自容器中移除剩余的戊二醛溶液之后，将110微升可商购获得的抗A型流感病毒抗体的一水溶液(在PH为7.2的PBS溶液中浓度为20微克/毫升(g/ml))添加至容器中并在室温下温育20分钟，以容许抗A型流感病毒抗体结合至戊二醛交联剂。随后，通过一吸液管自容器中移除未结合的抗A型流感病毒抗体。随后，将甘胺酸浓度为0.5摩尔/升的一水溶液添加至容器中，以与剩余的未结合戊二醛反应。最后，自容器中移除甘胺酸并将PBS添加至容器中。
[0113][样本侦测]
[0114]随后将该玻璃容器及该塑料座放置于P Tricorder?感测器(中国台湾省台北市永加利医学科技股份有限公司)中。感测器更包含一可见光光源及一用于侦测A型流感病毒的光侦测器。可见光自可见光光源发射并穿过一滤光器。该滤光器用以过滤可见光，且仅具有一 560纳米波长的光可穿过该滤光器。随后，该光(即，具有560纳米波长的光)穿过上述玻璃容器。该光在穿过玻璃容器之后最终被光侦测器接收。该感测器更包含一循环构件，该循环构件用以循环容器中的物质，以将A型流感病毒(若有的话)朝探针推进。图5A为例示在一采自一受感染患者的10%稀释样本中侦测A型流感病毒期间所得信号强度的一图表。该样本通过一咽喉式拭子(throat swab)采自受感染患者的咽喉。
[0115]开启感测器，使自感测器的一光源发射的光穿过容器的下部而不穿过容器内表面上的探针。在此阶段中，容器中如上所述容纳有PBS。[0116]在添加样本之后，采集数据以产生与自容器所侦测到的光相对应的一信号。将通过PBS及样本所侦测到的信号(如图5A中的501处所示)用作一参考。接着，开启循环构件约3分钟，使能够将容器中的样本朝容器内表面上的探针推进。再采集数据5分钟。于循环构件停止之后自容器侦测到的光显示于图5A中的503处。501处所侦测到的光信号与503处所侦测到的信号间的差异表示该样本中存在A型流感病毒。
[0117][实例4]
[0118]图5B为例示在于一采自一受感染患者的10%稀释样本中侦测A型流感病毒期间所得信号强度的一图表。该侦测方法与上述10%A型流感病毒稀释样本的侦测方法相同。
[0119]开启感测器，使自感测器的光源发射的光穿过容器的下部而不穿过容器内表面上的探针。在此阶段中，容器中如上所述容纳有PBS。
[0120]在添加样本之后，采集数据以产生与自容器所侦测到的光相对应的一信号。将通过PBS及样本所侦测到的信号(如图5B中的505处所示)用作一参考。接着，开启循环构件约3分钟，使能够将容器中的样本朝容器内表面上的探针推进。再采集数据5分钟。于循环构件停止之后自容器侦测到的光显示于图5B中的507处。505处所侦测到的光信号与507处所侦测到的信号间的差异表示该样本中存在A型流感病毒。
[0121][比较例2]
[0122]图5C为例示在侦测一采自一健康的人对照样本期间所得信号强度的一图表。该侦测方法与上述A型流感病毒稀释样本的侦测方法相同。
[0123]开启感测器，使自感测器的一光源发射的一光穿过容器的一下部而不穿过容器内表面上的探针。在此阶段中，容器中容纳有PBS。
[0124]在添加样本之后，采集数据以产生与自容器所侦测到的光相对应的一信号。将通过PBS及样本所侦测到的信号(如图5C中的511处所示)用作一参考。接着，开启循环构件约3分钟，使能够将容器中的样本朝容器内表面上的探针推进。再采集数据5分钟。自容器所侦测到的光显不于图5C中的513处。511与513的相似的信号强度表明,对照样本中不存在A型流感病毒。
[0125][实例5]
[0126][探针固定]
[0127]将一用以容纳一样本的玻璃容器放置于一塑料座中。在该容器的一内表面上以一具有一柱阵列图案的膜形式设置金。该柱阵列的一柱具有约500纳米的长度、约500纳米的宽度、及约100纳米的高度，且每一柱相互间隔开约500纳米。在将探针引入容器中之前，依序使用0.1摩尔/升的盐酸溶液、净化水、0.1摩尔/升的氢氧化钠溶液及净化水清洁该金膜。
[0128]在清洁之后，将一包含110微升胱胺的水溶液(在PH为7.2的磷酸缓冲盐溶液(phosphate buffered saline ;PBS)中浓度为20毫摩尔/升)添加至容器中并在室温下温育20分钟，以容许胱胺结合至容器壁上的金。随后通过一吸液管自容器中移除剩余的胱胺溶液。随后，将一包含110微升戊二醛的水溶液(在PH为7.2的PBS溶液中浓度为2.5%)添加至容器中并在室温下温育20分钟，以容许戊二醛结合至胱胺。
[0129]在自容器中移除剩余的戊二醛溶液之后，将110微升可商购获得的抗B型流感病毒抗体的一水溶液(在PH为7.2的PBS溶液中浓度为20微克/毫升)添加至容器中并在室温下温育20分钟，以容许抗B型流感病毒抗体结合至戊二醛交联剂。随后，通过一吸液管自容器中移除未结合的抗B型流感病毒抗体。随后，将甘胺酸浓度为0.5摩尔/升的一水溶液添加至容器中，以与剩余的未结合戊二醛反应。最后，自容器中移除甘胺酸并将PBS添加至容器中。
[0130][样本侦测]
[0131]随后将该玻璃容器及该塑料座放置于P Tricorder?感测器(中国台湾省台北市永加利医学科技股份有限公司)中。感测器更包含一可见光光源及一用于侦测B型流感病毒的光侦测器。可见光自可见光光源发射并穿过一滤光器。该滤光器用以过滤可见光，且仅具有一 560纳米波长的光可穿过该滤光器。随后，该光(即，具有560纳米波长的光)穿过上述玻璃容器。该光在穿过玻璃容器之后最终被光侦测器接收。该感测器更包含一循环构件，该循环构件用以循环容器中的物质，以将B型流感病毒(若有的话)朝探针推进。图6A为例示在采自一受感染患者的一 10%稀释样本中侦测B型流感病毒期间所得信号强度的一图表。该样本通过一咽喉式拭子采自受感染患者的咽喉。
[0132]开启感测器，使自感测器的一光源发射的光穿过容器的下部而不穿过容器内表面上的探针。在此阶段中，容器中如上所述容纳有PBS。
[0133]在添加样本之后，采集数据以产生与自容器所侦测到的光相对应的一信号。将通过PBS及样本所侦测到的信号(如图6A中的601处所示)用作一参考。接着，开启循环构件约3分钟，使能够将容器中的样本朝容器内表面上的探针推进。再采集数据5分钟。于循环构件停止之后自容器侦测到的光显示于图6A中的603处。601处所侦测到的光信号与603处所侦测到的信号间的差异表示该样本中存在B型流感病毒。
[0134][实例6]
[0135]图6A为例示在于一采自一受感染患者的10%稀释样本中侦测B型流感病毒期间所得信号强度的一图表。该侦测方法与上述10%B型流感病毒稀释样本的侦测方法相同。
[0136]开启感测器，使自感测器的光源发射的光穿过容器的下部而不穿过容器内表面上的探针。在此阶段中，容器中如上所述容纳有PBS。
[0137]在添加样本之后，采集数据以产生与自容器所侦测到的光相对应的一信号。将通过PBS及样本所侦测到的信号(如图6B中的605处所示)用作一参考。接着，开启循环构件约3分钟，使能够将容器中的样本朝容器内表面上的探针推进。再采集数据5分钟。于循环构件停止之后自容器侦测到的光显示于图6B中的607处。605处所侦测到的光信号与607处所侦测到的信号间的差异表示该样本中存在B型流感病毒。
[0138][比较例3]
[0139]图6C为例不在侦测一米自一健康的人对照样本期间所得信号强度的一图表。该侦测方法与上述B型流感病毒稀释样本的侦测方法相同。
[0140]开启感测器，使自感测器的一光源发射的一光穿过容器的一下部而不穿过容器内表面上的探针。在此阶段中，容器中容纳有PBS。将使用PBS时侦测到的信号(如图6B中的611处所不)用作一参考。
[0141]在添加样本之后，开启循环构件约3分钟，使能够将容器中的样本朝容器内表面上的探针推进。再采集数据数分钟。于循环构件停止之后自容器所侦测到的光显示于图6C中的613处。611与613的相似的信号强度表明，对照样本中不存在B型流感病毒。 [0142] 以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种用于侦测有兴趣的标的物的感测器，其特征在于，其包含: 一容器； 一探针，设置于该容器中； 一循环构件，用以循环该容器中的物质； 一光源; 一光接收器；以及 一侦测器，用以产生一电信号，该电信号的大小由该光接收器所接收的光的量所反映， 其中该容器位于该光源与该光接收器之间，以及 其中该容器被配置成使该探针与该光源所射出的光的路径在该容器内位于不同区域中。
2.根据权利要求1所述的用于侦测有兴趣的标的物的感测器，其特征在于，该探针被设置在该容器的一上部中，且该光的该路径位于该容器的一下部中。
3.根据权利要求1所述的用于侦测有兴趣的标的物的感测器，其特征在于，该探针被设置在该容器的一上部中的一第一区域中，且该光的该路径位于该容器的该上部中的一第二区域中，该第二区域不同于该第一区域。
4.根据权利要求1所述的用于侦测有兴趣的标的物的感测器，其特征在于，该探针包含DNA、RNA、蛋白质、抗体、抗体片段、适体、抗原或表位。`
5.根据权利要求1所述的用于侦测有兴趣的标的物的感测器，其特征在于，该探针用以结合至一有兴趣的标的物，且该有兴趣的标的物为一生物分子。
6.根据权利要求1所述的用于侦测有兴趣的标的物的感测器，其特征在于，该探针用以结合至一有兴趣的标的物，且该有兴趣的标的物包含病毒、蛋白质、核酸、碳水化合物、月旨质、半抗原或毒素。
7.根据权利要求1所述的用于侦测有兴趣的标的物的感测器，其特征在于，该探针以100微微牛顿至500微微牛顿的亲和力结合至该有兴趣的标的物。
8.根据权利要求1所述的用于侦测有兴趣的标的物的感测器，其特征在于，该循环构件更包含: 一推进构件，设置于该容器中；以及 一马达，电性连接至该推进构件并用以致动该推进构件。
9.根据权利要求1所述的用于侦测有兴趣的标的物的感测器，其特征在于，该循环构件更包含: 一第一磁铁，自由地设置在该容器中；以及 一马达，包含一第二磁铁，并用以致动该第一磁铁。
10.根据权利要求1所述的用于侦测有兴趣的标的物的感测器，其特征在于，该容器更包含: 一基板；以及 一材料，设置在该基板上； 其中该探针设置在该材料上。
11.根据权利要求10所述的用于侦测有兴趣的标的物的感测器，其特征在于，该材料包含一金属。
12.根据权利要求10所述的用于侦测有兴趣的标的物的感测器，其特征在于，该材料于该基板上包含一膜。
13.根据权利要求12所述的用于侦测有兴趣的标的物的感测器，其特征在于，该膜的厚度是均匀的或不均匀的。
14.根据权利要求13所述的用于侦测有兴趣的标的物的感测器，其特征在于，该实质上均匀的厚度介于5纳米至200纳米的范围内，或该不均匀的厚度在0.5纳米至30纳米之间变化。
15.根据权利要求10所述的用于侦测有兴趣的标的物的感测器，其特征在于，该材料包含一柱阵列，该柱阵列设置在该基板上。
16.根据权利要求15所述的用于侦测有兴趣的标的物的感测器，其特征在于，该柱阵列中的一柱的尺寸与该探针的大小及该探针用以结合的一有兴趣的标的物的大小相关联。
17.根据权利要求16所述的用于侦测有兴趣的标的物的感测器，其特征在于，该柱阵列的一柱具有200纳米至900纳米的长度、200纳米至900米的宽度及15纳米至1500纳米的高度。
18.根据权利要求1所述的用于侦测有兴趣的标的物的感测器，其特征在于，自该光源射出的该光具有一波长，该波长与该探针用以结合的一有兴趣的标的物相关联。
19.根据权利要求18所述的用于侦测有兴趣的标的物的感测器，其特征在于，自该光源射出的该光包含200纳米至800纳米的一波长。
20.一种使用根据权利要求1所述的用于侦测有兴趣的标的物的感测器来侦测一有兴趣的标的物的`方法，其特征在于，其包含: 于存在一包含该有兴趣的标的物的样本时经由该容器自该光源发射光，进而产生一第一电信号； 在一预定时间量内致动该循环构件； 在该预定时间量之后经由该感测器自该光源发射光，进而产生一第二电信号；以及 比较该第一电信号与该第二电信号，其中该二信号的一差异表示该标的物存在于该样本中。
【文档编号】G01N21/33GK103512851SQ201310223937
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年6月6日 优先权日:2012年6月6日
【发明者】林世明, 李嗣涔, 张銮英 申请人:林世明