公开一种用于检测体内或体外分析物浓度的装置，具体是葡萄糖浓度。光路管道，最好是光纤，在光路管道的远端有光学系统。检测元件粘附到光路管道的远端，并包括：适合与至少一个目标分析物结合的至少一个结合蛋白。检测元件还包括：至少一个报道基团，该报道基团经受随分析物浓度变化的发光变化。任选地，检测元件包括：有发光性质的参考基团，该发光性质在分析物浓度发生变化时基本保持不变。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可用于监测生理相关化合物浓度的装置。
技术介绍
监测体内生理相关化合物浓度以改进诊断和治疗各种疾病和障碍是理想的目标并能增强许多人员的生命。这个领域的进展说明在促使正确代谢控制糖尿病方面有具体的前景。当前，大多数糖尿病患者利用“扎手指”方法监测血液中的葡萄糖水平，但是病人的顺从是有问题的，因为频繁的扎手指给病人带来痛苦。所以，人们一直试图努力开发非侵入式或最小侵入式和更有效利用体外方法，可以频繁和/或连续监测血液或其他生物液体中的葡萄糖。频繁和/或连续体内监测的方法可以分成两大类“非侵入式”和“最小侵入式”。通过直接跟踪皮肤和组织中的光谱变化，非侵入式监测方法可以确定分析物水平。红外辐射和无线电波阻抗光谱术是这种技术的例子。由于需要频繁的定标，可重复的样本照射，以及各个个体之间光谱背景的变化，这些方法的进展是缓慢的。“最小侵入式”方法可以避免直接从身体中抽取血液，并利用中间检测元件监测生物液体中的信号变化。利用与变换(检测)元件组合的生物识别元件，这种类型的生物传感器是能够提供定量或半定量分析信息的装置。用于频繁或连续分析物监测的大多数常规系统涉及电流分析生物传感器，它采用诸如葡萄糖氧化酶(GOx)的酶，可以把酶氧化成葡萄醛酸和过氧化氢，从而产生点化学信号。由于氧的缺乏和氧化副产品的堆积，这种传感器的测量是不精确的。精确测量葡萄糖浓度需要大量的氧，这在人体血液或间隙液体中通常是不存在的。此外，电化学反应本身产生氧化副产品的堆积，这些氧化副产品可以抑制和退化酶及其保护层。人们还开发了基于光信号而不是电化学信号的生物传感器，它们在稳定性和定标方面有重大的改进。例如，参照分析物有关光信号与另一个分析物独立信号可以校正传感器中的噪声源和不稳定性。然而，我们还没有实现用于体内分析物检测的光检测潜力。其中一个原因是，许多当前的光检测方法依靠酶化学，例如，葡萄糖氧化酶。在一个普通的方法中，氧敏荧光染料用于监测GOx酶反应的氧消耗。虽然这是一种光生物传感器，其荧光信号强度是随变化的氧水平而改变，但是基于相同的化学，这种传感器存在与电流分析装置相同的问题氧的缺乏和酶的退化。为了克服与酶检测(例如，GOx)相关的挑战，不管是利用电化学或光学的非酶蛋白基光或荧光检测。标记刀豆球蛋白A和葡聚糖一直用于产生竞争的FRET测定；然而，这种系统要求收集两种成分，而测定的动态范围是受限制的。参阅Ballerstadt，R.，Schultz，J.S.；“Competitive-binding assay method based on fluorescencequenching of ligands held in close proximity by a multivalentreceptor”，Anal.Chem.Acta345(1-3)203-312(1997)。还参阅Russell R.J.，Pishko M.V.，Gefrides C.C.，McShane M.J.，Cote G.L.；“A fluorescence-based glucose biosensor using concanavalin A anddextran encapsulated in a poly(ethylene glycol)hydrogel”，Anal.Chem.71(15)3126-3132(1999)。另一种蛋白基检测化学利用Escherichia Coli(E.coli)周质感受体，葡萄糖-半乳糖结合蛋白(GGBP)产生荧光信号以响应葡萄糖结合，例如，参阅Tolosa L.I.，Gryczynski L.R.，Eichhorn J.D.，Dattelbaum F.N.，Castellano，G.Rao，and J.R.Lakowicz；“Glucosesensor for low-cost lifetime-based sensing using a geneticallyengineered protein”Anal.Biochem.267113-120(1999)；Hellinga H.W.and J.S.Marvin；“Protein engineering and the development ofgeneric biosensors”Trends Biotechnol 16183-189(1998)；Salins L.L.，R.A.Ware，C.M.Ensor and S.Daunert；“A Novel reagentless sensingsystem for measuring glucose based on the galactose/glucose-bindingprotein”Anal.Biochem.29419-26(2001)；和de Lorimier R.M.，J.J.Smith，M.A.Dwyer，L.L.Looger，K.M.Sali，C.D.Paavola，S.S.Rizk，S.Sadigov，D.W.Conrad，L.Loew，and H.W.Hellinga，“Construction of a fluorescent biosensor family”Protein Sci.112655-2675(2002)。在配体结合之后，GGBP经受基本的构型变化，俘获它的两个球形区之间的配体。例如，参阅Shilton B.H.，M.M.Flocco，M.Nilsson and S.L.Mowbray；“conformational changes ofthree periplasmic receptors for bacterial chemotaxis and transportthe maltose-，glucose/galactose-and ribose-binding proteins”J.Mol.Biol.264350-363(1996)。利用环境灵敏荧光基团专用位置标记蛋白，这个属性可用于产生荧光信号。例如，参阅Salins L.L.，R.A.Ware，C.M.Ensor and S.Daunert；“A novel reagentless sensing system formeasuring glucose based on the galactose/glucose-binding protein”，Anal.Biochem.29419-26(2001)。因为GGBP没有消耗葡萄糖，也没有产生反应产品，它可以用作无试剂的传感器。与电流分析生物传感器比较，这种传感器可以有更高的精确度和可靠性。虽然不同群体已开发能够响应于生理范围内葡萄糖的GGBP突变，但是还没有报告基于结合蛋白技术的功能性生物传感器装置，这种装置适合于体内分析物监测。功能频繁和/或连续的生物传感器必须连接检测元件与光检测元件，与此同时保持传感器的完整性和功能性以及病人的舒服性。例如，最好是，生物识别元件和伴随的变换元件应当包含在生物兼容的材料内，它可以使检测元件与免疫系统隔离，允许分析物扩散进入和排出，并避免检测元件浸入病人的血液或其他的生物液体(例如，间隙液体)。由于结合蛋白要求能够有本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于检测样本中目标分析物的装置，包括： 有近端和远端的光路管道； 在光路管道近端的光学系统，包括：至少一个电磁能发射器和至少一个电磁能检测器；和 与光路管道远端光路相邻的检测元件，包括：适合与至少与一个目标分析物结合的至少一个结合蛋白，和与结合蛋白相关的至少一个报道基团，其中报道基团在结合蛋白与目标分析物结合之后适合于经受发光变化，和 可选地，至少一个参考基团。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：加维尔艾拉康，克里斯丁韦德梅尔，特里J埃米斯，约翰D丹纽兹奥，克里斯托夫C赫德曼，罗斯W雅克布森，JB皮特纳，道格拉斯B舍曼，
申请(专利权)人：贝克顿迪金森公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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