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原文传递生物标志物检测系统

专利名称：	生物标志物检测系统
摘要：	公开了一种局部表面等离子体共振(LSPR)纳米柱组件。LSPR组件用于在生物标志物附着到量子点时感测生物标志物的存在。LSPR组件包括基板和阵列。该阵列包括LSPR纳米柱和附着到纳米柱的聚合物间隔物。LSPR组件还包括附着到至少一个聚合物间隔物的抗体。在LSPR组件中，通过改变聚合物间隔物的单体单元的数量来选择聚合物间隔物和抗体的组合高度，使得当与生物标志物和量子点一起使用时，量子点处于纳米柱的预定距离处。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	新加坡;SG
申请人：	淡马锡理工学院
发明人：	孙玲玲;威利·NG;周晓东;坦恩·意·王;伊·辛·利奥
专利状态：	有效
申请日期：	2017-07-21T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-03T00:00:00+0800
申请号：	CN201780045273.X
公开号：	CN110199192A
代理机构：	成都超凡明远知识产权代理有限公司
代理人：	魏彦;洪玉姬
分类号：	G01N21/64(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	新加坡新加坡市
主权项：	1.一种局部表面等离子体共振(LSPR)纳米柱组件，用于在生物标志物附着到量子点时感测所述生物标志物的存在，包括： a)基板； b)阵列，包括： i)LSPR纳米柱；和 ii)附着到所述纳米柱的聚合物间隔物；以及 c)附着到至少一个所述聚合物间隔物的抗体；并且其中，通过改变所述聚合物间隔物的单体单元的数量来选择所述聚合物间隔物和抗体的组合高度，使得当与所述生物标志物和所述量子点一起使用时，所述量子点在距所述纳米柱的预定距离处。 2.根据权利要求1所述的LSPR纳米柱组件，其中，所述聚合物间隔物缀合到所述纳米柱，并且所述抗体缀合到所述聚合物间隔物。 3.根据权利要求1或2所述的LSPR纳米柱组件，其中，所述聚合物间隔物包括两个相对的末端端部，一个所述末端端部附着到所述纳米柱，且另一个所述末端端部附着到所述抗体。 4.根据前述权利要求中任一项所述的LSPR纳米柱组件，其中，所述聚合物间隔物通过硫键缀合到所述纳米柱。 5.根据前述权利要求中任一项所述的LSPR纳米柱组件，其中，所述聚合物间隔物是聚乙二醇(PEG)间隔物。 6.根据权利要求5所述的LSPR纳米柱组件，其中，所述PEG间隔物是PEG2-10000。 7.根据权利要求6所述的LSPR纳米柱组件，其中，所述PEG间隔物是PEG7。 8.根据前述权利要求中任一项所述的LSPR纳米柱组件，其中，所述阵列包括单层聚合物间隔物。 9.根据前述权利要求中任一项所述的LSPR纳米柱组件，其中，选择所述组合高度，使得在使用时，所述量子点处于由所述纳米柱的尺寸决定的LSPR区内。 10.根据权利要求9所述的LSPR纳米柱组件，其中，所述纳米柱具有的长度为约50nm至约250nm，宽度为约50nm至约250nm，以及高度为约20nm至约100nm。 11.根据权利要求10所述的LSPR纳米柱组件，其中，所述纳米柱具有的长度为约140nm，宽度为约140nm，以及高度为约55nm。 12.根据前述权利要求中任一项所述的LSPR纳米柱组件，其中，所述纳米柱阵列包括多个纳米柱，所述纳米柱阵列的间距为约150nm至约500nm。 13.根据权利要求12所述的LSPR纳米柱组件，其中，所述纳米柱阵列的间距为约320nm。 14.根据前述权利要求中任一项所述的LSPR纳米柱组件，其中，所述纳米柱是金的或银的。 15.一种LSPR流体芯片，包括： a)入口； b)出口； c)连接所述入口和所述出口的通道；以及 d)LSPR纳米柱组件，与所述入口和所述出口之间的所述通道流体连通；其中，用于在生物标志物附着到量子点时感测所述生物标志物的存在的所述LSPR纳米柱组件包括： i)基板； ii)阵列，包括： (i)LSPR纳米柱；以及 (ii)附着到所述纳米柱的聚合物间隔物；以及 iii)附着到至少一个所述聚合物间隔物的抗体；并且其中，通过改变所述聚合物间隔物的单体单元的数量来选择所述聚合物间隔物和抗体的组合高度，使得当与所述生物标志物和所述量子点一起使用时，所述量子点在距所述纳米柱的预定距离处。 16.根据权利要求15所述的LSPR流体芯片，还包括可透光基板，其中，所述LSPR纳米柱组件设置在所述通道和可透光基板之间。 17.根据权利要求15或16所述的LSPR流体芯片，其中，通道在所述LSPR纳米柱组件附近比在所述入口和出口处更宽。 18.一种阀组件，包括： a)保持件； b)在所述保持件中的至少三个阀支撑件； c)针对每个阀支撑件的至少一个溶液容器腔，每个溶液容器腔设置在所述保持件中；其中，所述阀支撑件围绕所述保持件的固定点基本上布置成圆形，并且其中所述溶液容器腔相对于所述阀支撑件基本上周向地定位。 19.根据权利要求18所述的阀组件，其中，所述阀组件是非穿透阀组件。 20.一种LSPR生物标志物检测系统，用于在生物标志物附着到量子点时感测所述生物标志物，包括： a)第一溶液容器，含有生物标志物样品； b)第二溶液容器，含有另外的生物标志物抗体； c)第三溶液容器，含有经修饰以附着到所述另外的生物标志物抗体的量子点； d)LSPR流体芯片支撑件，适用于接收LSPR流体芯片，包括： i)入口连接器，用于连接到所述LSPR流体芯片的入口；和 ii)出口连接器，用于连接到所述LSPR流体芯片的出口，所述LSPR流体芯片包括：连接所述入口和所述出口的通道，以及LSPR纳米柱组件，所述LSPR纳米柱组件与在所述入口和所述出口之间的所述通道流体连通，所述纳米柱组件是根据权利要求1至14项中的任一项所限定的纳米柱组件； e)流动机构，包括泵系统，选择性地与所述LSPR流体芯片支撑件的所述入口连接器流体连通，所述流动机构用于经由所述入口连接器将所述第一溶液容器、第二溶液容器和第三溶液容器的内容物分配到所述LSPR流体芯片中； f)阀组件，设置在所述流动机构和所述LSPR流体芯片支撑件之间，包括用于所述第一溶液容器、第二溶液容器和第三溶液容器中的每个的打开状态和关闭状态，其中，在所述打开状态下，相应的所述第一容器、第二容器或第三容器与所述LSPR流体芯片支撑件流体连通，并且在所述关闭状态下，相应的所述第一容器、第二容器或第三容器不与所述LSPR流体芯片支撑件流体连通； g)光源，用于引导源电磁波通过所述LSPR流体芯片； h)检测机构，包括光电检测器，用于检测源自于所述量子点的发射的电磁波；和 i)控制器，用于操作所述流动机构、阀组件、光源和检测机构，以通过所述入口连接器依次分配所述生物标志物样品、生物标志物抗体和量子点，激活和停用所述光源和检测机构。 21.根据权利要求20所述的生物标志物检测系统，其中，所述LSPR流体芯片支撑件基本上邻近所述阀组件定位。 22.根据权利要求20或21所述的生物标志物检测系统，其中，所述检测器机构还包括分束器。 23.根据权利要求20至22所述的生物标志物检测系统，其中，所述检测器机构还包括带通滤波器。 24.根据权利要求20至23所述的生物标志物检测系统，其中，所述检测器机构被布置成检测源自于所述量子点的所述发射的电磁波的强度。 25.根据权利要求20至24所述的生物标志物检测系统，还包括屏幕，用于显示源自于所述量子点的所述发射的电磁波的强度。 26.根据权利要求20至25所述的生物标志物检测系统，还包括含有溶剂的第四容器，其中，所述流动机构适于经由所述入口连接器将第四溶液容器的内容物分配到所述LSPR流体芯片中，并且所述阀组件还包括打开状态和关闭状态，在所述打开状态中，所述第四容器与所述LSPR流体芯片支撑件流体连通，在所述关闭状态中，所述第四容器不与所述LSPR流体芯片支撑件流体连通。 27.根据权利要求26所述的生物标志物检测系统，其中，所述控制器适于： a)通过操作所述阀组件，使得所述第一溶液容器与所述LSPR流体芯片支撑件连通，而开始将生物标志物样品流入到所述LSPR流体芯片； b)通过操作所述泵系统将生物标志物样品分配到所述LSPR流体芯片中； c)通过操作所述阀组件，使得所述第一溶液容器不与所述LSPR流体芯片支撑件流体连通，而停止流动到所述LSPR流体芯片； d)通过操作所述阀组件，使得所述第二溶液容器与所述LSPR流体芯片支撑件连通，而开始将另外的生物标志物抗体流到所述LSPR流体芯片； e)通过操作所述泵系统将另外的生物标志物抗体分配到所述LSPR流体芯片中； f)通过操作所述阀组件，使得所述第二溶液容器不与所述LSPR流体芯片支撑件流体连通，而停止流动到所述LSPR流体芯片； g)通过操作所述阀组件，使得所述第三溶液容器与所述LSPR流体芯片支撑件连通，而开始将量子点流动到所述LSPR流体芯片； h)通过操作所述泵系统将量子点分配到所述LSPR流体芯片中； i)通过操作所述阀组件，使得所述第三溶液容器不与所述LSPR流体芯片支撑件流体连通，而停止流动到所述LSPR流体芯片； j)引导所述源电磁波通过所述LSPR流体芯片；以及 k)检测源自于所述量子点的所述发射的电磁波的强度。 28.根据权利要求27所述的生物标志物检测系统，其中，所述控制器还适于在步骤c)和d)、f)和g)、以及i)和j)之间重复以下步骤： l)通过操作所述阀组件，使得所述第四溶液容器与所述LSPR流体芯片支撑件连通，而冲洗所述LSPR流体芯片； m)通过操作所述泵系统将溶剂分配到所述LSPR流体芯片中； n)通过操作所述阀组件，使得所述第四溶液容器不与所述LSPR流体芯片支撑件流体连通，而停止冲洗所述LSPR流体芯片。 29.根据权利要求20至28所述生物标志物检测系统，其中，所述生物标志物是降钙素原。 30.根据权利要求20至29所述的生物标志物检测系统，其中，所述生物标志物检测系统是降钙素原检测系统。 31.一种用于检测样品中的生物标志物的方法，包括： a)选择聚合物间隔物； b)将所述聚合物间隔物附着到纳米柱； c)将生物标志物抗体附着到所述聚合物间隔物，选择所述聚合物间隔物以具有特定数量的单体单元，使得当与生物标志物和量子点一起使用时，所述聚合物间隔物和生物标志物抗体的组合高度将所述量子点定位在距所述纳米柱的预定距离处； d)使所述生物标志物接触所述生物标志物抗体； e)将另外的生物标志物抗体接触所述生物标志物； f)将所述量子点附着到所述另外的生物标志物抗体； g)引导源电磁波通过所述纳米柱；以及 h)检测源自于所述量子点的发射的电磁波的强度。 32.根据权利要求31所述的方法，其中，能够在至少约30分钟内关于至少约50μL的样品检测至少约0.5ng/mL的生物标志物浓度。 33.根据权利要求31或32所述的方法，其中，所述生物标志物是降钙素原。
所属类别：	发明专利