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原文传递检测空气中挥发性有机化合物的系统和方法

专利名称：	检测空气中挥发性有机化合物的系统和方法
摘要：	一种用于检测空气中挥发性有机化合物的生物芯片(22)，包括一个或多个用于保持活细胞的孔(72)。可以使用将每个孔连接到液体源的毛细管(83，87)。液体源可以是片上储液器(81，85)或系统液体供给(94)。空气流动通道(84)通过膜(65)与每个孔分开。生物芯片的至少一部分是透明的以允许细胞荧光的光学检测。一种用于检测空气中的挥发性有机化合物的系统(20)，具有光学系统(24)，其适于检测表达能够与挥发性有机化合物结合的气味受体的基因修饰活细胞的荧光以及响应挥发性有机化合物与气味受体的结合而发出荧光的钙敏感荧光报告分子。
专利类型：	发明专利
申请人：	科尼库公司
发明人：	奥希罗诺亚·E·阿加比;雷诺德·雷诺特
专利状态：	有效
申请日期：	2022-01-07T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-14T00:00:00+0800
申请号：	CN202280019707.X
公开号：	CN117063068A
代理机构：	北京商专永信知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	邬玥;方挺
分类号：	G01N33/00;G;G01;G01N;G01N33;G01N33/00
申请人地址：	美国加利福尼亚州
主权项：	1.一种生物芯片，包括：一个或多个孔，其容纳基因修饰的活细胞，所述活细胞表达能够结合挥发性有机化合物的气味受体和响应于挥发性有机化合物与气味受体的结合而发出荧光的荧光报告分子；毛细管，其将每个孔连接至液体源；空气流动通道通过膜与每个孔分开，该空气流动通道具有空气入口和空气出口，其中活细胞结合至膜的第一侧，并且空气流动通道的壁由膜的第二侧形成；和其中生物芯片的至少一部分是透明的。 2.根据权利要求1所述的生物芯片，包括附接在一起的多个平坦透明层。 3.根据权利要求1或2所述的生物芯片，其中所述液体源包括所述生物芯片中的液体入口，并且所述液体入口，所述空气入口，和所述空气出口位于所述生物芯片的第一表面上并且由可刺穿密封层密封。 4.根据权利要求1或2所述的生物芯片，其中所述液体源包括所述生物芯片中的一个或多个容纳液体的储液器，所述储液器通过毛细管连接到一个或多个所述孔。 5.根据权利要求3所述的生物芯片，其中所述第一表面位于顶层上并且所述膜附接到中间层。 6.根据权利要求1或2所述的生物芯片，其中所述毛细管的尺寸被设计成维持所述孔中液体的渗透压。 7.一种检测空气中VOC的系统，包括：外壳中的光学系统，该光学系统适于检测荧光；电子系统，电连接至外壳中的一个或多个光源和光检测器；外壳内的框架，所述框架形成生物芯片槽；顶板，可以竖直地朝向和远离所述框架移动；顶板中的空气进口和空气出口；和外壳内的泵，连接至空气出口。 8.根据权利要求7所述的系统，还包括生物芯片，所述生物芯片具有一个或多个孔，所述孔容纳表达能够结合挥发性有机化合物的气味受体的基因修饰的活细胞和响应于所述挥发性有机化合物与所述气味受体的结合而发出荧光的荧光报告分子；将每个孔连接到液体源的毛细管；空气流动通道，通过膜与每个孔分开，该空气流动通道具有空气入口和空气出口，其中活细胞结合至膜的第一侧，并且膜的第二侧形成空气流动通道的表面；其中生物芯片的至少一部分是透明的；顶板内的空气进口和空气出口与空气流动通道的空气进口和空气出口对准。 9.根据权利要求7或8所述的系统，还包括升降机，用于竖直移动所述顶板以允许所述空气入口与所述生物芯片中的空气入口配合以及所述空气出口与所述生物芯片中的空气出口配合。 10.根据权利要求8或9所述的系统，其中所述泵是真空泵，还包括连接到所述真空泵的液体收集容器。 11.根据权利要求8所述的系统，其中所述生物芯片包括附接在一起的多个平坦透明层。 12.根据权利要求8或11所述的系统，其中所述液体源包括所述生物芯片中的液体入口，并且所述液体入口，所述空气入口，和所述空气出口位于所述生物芯片的第一表面上并且由可刺穿密封层密封。 13.根据权利要求8或11所述的系统，其中所述液体源包括所述生物芯片中的一个或多个容纳液体的储液器，所述储液器通过毛细管连接到所述孔中的一个或多个。 14.根据权利要求8或11所述的生物芯片，其中所述第一表面位于顶层上并且所述膜附接到中间层。 15.根据权利要求7或8所述的系统，其中所述光学系统具有多个光源和多个光检测器，其中一个光源和一个光检测器与每个所述孔对准。 16.根据权利要求15所述的系统，其中所述生物芯片具有四个孔。 17.一种用于检测空气中VOC的组合的生物芯片装载器和检测系统，包括：检测系统，包括：外壳中的光学系统，该光学系统适于检测荧光；电子系统，电连接至外壳内的光源及光检测器；具有检测系统槽的框架；顶板，可以竖直地朝向和远离框架移动；设置于顶板中的空气进口和空气出口；外壳内的泵，连接到空气出口；和装载器，包括：升降板，可在框架内竖直移动；升降机，用于抬升和降低所述升降板；框架内的导轨，所述导轨具有装载器槽；和生物芯片移动器，用于将生物芯片从导轨移动到检测系统槽中。 18.一种生物芯片，包括：一个或多个孔，容纳表达能够与挥发性有机化合物结合的气味受体的基因修饰的活细胞和响应于挥发性有机化合物与气味受体的结合而发出荧光的荧光报告分子；毛细管，将每个孔连接到生物芯片中的储液器；空气流动通道，通过膜与每个孔分开，空气流动通道具有空气入口和空气出口，其中活细胞位于膜的第一侧，空气流动通道位于膜的第二侧；以及其中，生物芯片的至少一部分是透明的。 19.根据权利要求18所述的生物芯片，包括多个孔，每个孔通过毛细管连接到所述生物芯片中的单个液体储液器。 20.根据权利要求18所述的生物芯片，包括所述生物芯片中的多个孔和多个液体储液器，每个孔通过毛细管连接至所述液体储液器之一。 21.根据权利要求18所述的生物芯片，其中所述空气流动通道以S形配置在每个所述孔下方延伸。 22.根据权利要求18所述的生物芯片，其中所述空气流动通道在所述孔下方的位置处比在其他位置处更宽。 23.根据权利要求18所述的生物芯片，包括多个层，还包括在每层的拐角处的对准孔，以在层的组装期间在固定装置上将各层对准。 24.根据权利要求1或18所述的生物芯片，包括顶层，底层，以及所述顶层和底层之间的中间层，其中所述细胞下方的层是透明的，使得所述细胞可以暴露于光源。 25.根据权利要求24所述的生物芯片，其中所述细胞上方的层是透明的，从而可以从上方观察所述细胞。 26.根据权利要求1或18所述的生物芯片，具有多个层，其中所述膜位于层的底表面上并且封闭所述孔的底部。 27.根据权利要求1或18所述的生物芯片，其中，所述膜被处理以使其透明和/或促进细胞粘附。 28.根据权利要求1或18所述的生物芯片，具有多个层，其中所述空气入口延伸穿过所述层中的三个或更多个，并且连接到所述空气流动通道中。 29.根据权利要求18所述的生物芯片，其中，所述荧光报告分子是钙敏感性荧光报告分子，并且所述活细胞结合在所述膜的第一侧上，并且所述膜的第二侧形成所述空气通道的壁。 30.根据权利要求1或8或18所述的生物芯片，其中所述细胞表达一种独特的气味受体。 31.根据权利要求1或8或18所述的生物芯片，其中所述细胞表达多于一种的独特的气味受体。 32.根据权利要求1或8或18所述的生物芯片，其中所述荧光报告分子是钙敏感性荧光报告分子。 33.一种检测空气传播物质的方法，包括：将空气样品移动通过生物芯片的空气流动通道；空气样品中的空气传播物质扩散通过生物芯片中的膜，该膜将空气流动通道与保持活细胞的多个孔分开；活细胞表达一种或多种能够与空气传播的物质结合的气味受体和响应于所述物质与气味受体的结合而发出荧光的荧光报告分子；和检测活细胞发出的荧光。 34.根据权利要求33所述的方法，还包括用光照射所述活细胞。 35.根据权利要求33所述的方法，还包括分析所检测到的荧光，以将其转化为表示检测到空气传播物质的检测事件。 36.根据权利要求33所述的方法，使用根据权利要求1或18所述的生物芯片。 37.根据权利要求33或36所述的方法，使用根据权利要求7所述的系统。 38.根据权利要求33所述的方法，使用根据权利要求17所述的组合的生物芯片装载器和检测系统。
所属类别：	发明专利