具不同可湿性的样品呈递装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及在进行分析测量时有用的样品呈递装置。将这些装置配置成能够进行多方面液体处理诸如滞留、贮存、转运、浓缩、定位和转移。此外，这些装置能够增强分析物的检测和鉴定。本发明专利技术的样品呈递装置由一个或多个具有多个不同可湿性区域的基底组成。本文公开了使用本发明专利技术样品呈递装置分析样品的方法以及制造样品呈递装的方法。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
专利
本专利技术涉及在进行分析测量中有用的样品呈递装置。此外，本专利技术涉及该样品呈递装置的制造和用法。背景涉及对样品进行某种化学和生物分析的大多数科学领域要求研究人员能够鉴定和测量水溶液中存在的复合物或分析物(例如血浆中蛋白质的测量或溪流径流中杀虫剂的测量)。本文中，分析物通常指研究者感兴趣的液体样品的成分。一般地，将包含分析物的流体样品借助于容器(如试管、多孔板或比色杯)或其它呈递装置(如载玻片或生物芯片)呈递到分析测量仪器上。由于最重要的目的在于快速测量大量样品(因此称为样品的“高通量”测量)，所以将许多注意力用于开发能与自动化分析仪器连用的标准化容器和装置上。例如，在药物研发领域，对筛选候选药物感兴趣的研究者经常使用各种分析技术(如荧光偏振检测)筛选数千甚至数百万种可能的候选药物，其中许多分析技术用标准的384孔板来容纳包含候选药物的样品溶液。同样地，在从基因组学和蛋白质组学、药物研制、临床诊断到环境或生物毒素或制剂分析(如评估环境污染和筛选可能用于生物恐怖主义的物质)的大范围的科学领域中，样品呈递装置构成了研究者的分析设备中非常重要的组成部分。例如，在基因组学和蛋白质组学中，其焦点分别是鉴定和研究DNA/RNA和蛋白质/肽。这些领域共同涉及对活的生物体中的化学和生物部分、它们之间的相互作用以及辨别它们的分析技术进行系统研究。了解复杂的生命系统而非单个细胞成分是两个领域中当前生物学和生物医学研究的主要焦点。具体而言，基因组学的首要目的是测序和产生整个生物体基因含量的庞大数据库。已经编译出细菌、酵母、线虫和果蝇的基因组并且最近已编译出人类基因组。相似地，蛋白质组学是对细胞中特定时期表达的所有蛋白质进行研究，其首要目的是获得能用于使用数据库匹配工具鉴定整个蛋白质的部分蛋白质氨基酸序列，这与蛋白质完全测序不同。蛋白质的鉴定许可进行蛋白质表达的研究(重要的是鉴定在不同条件下差异表达的蛋白质和代表疾病状态的生物标记)以及对蛋白质相互作用进行作图(这有助于完善细胞结构图)。因为蛋白质是生物物质的主要成分并且行使几乎所有关键的生物功能(从调节反应到运输氧，再到提供细胞和细胞外结构)，所以了解蛋白质的作用对于我们了解生命系统至关重要。和基因组学一样，发展中的蛋白质组学领域已经产生了关于人类和其它生物蛋白质组的信息，并且虽然这些信息还不完整但是许多这类信息已储存于或者即将储存于数据库中。预计我们可以从这些基因组和蛋白质组数据库中获得许多对生命系统未来的理解。在临床诊断学领域，研究者集中于鉴定和测量大范围的分析物。目的分析物可以是实际的候选药物，例如在临床试验中开展的生物利用度研究中，该研究揭示了候选药物在生物体各处存在的程度。备选地，目的分析物可以反映对候选药物产生的生理反应，例如在测量激酶的酶反应中磷酸化反应产物存在与否的例子中。由于激酶在细胞生长和繁殖中是重要的，所以在患有生长异常疾病(如癌症)的病人体内可观察到高水平的激酶活性。因此能降低激酶活性的药物是可能的抗癌治疗剂，并且检测此类候选药物疗效的分析方法通常集中于测量激酶反应产物形式的分析物的存在与否。对临床诊断和药物研发中重要分析物进行的此类以及其它类型的直接和间接测量方法依赖于利于该测量方法的分析技术和样品呈递装置的存在。样品呈递装置的重要性决不仅仅局限在生物医学方面。例如，对测量环境污染(或复育)程度感兴趣的研究者需要能够监测各种环境样品，包括水、空气和土壤样品。许多用于分析此类样品的分析技术涉及对液体样品的分析，如水质研究例子中的样品或者土壤样品，其中所述土壤样品是通过在有机和/或无机溶剂中稀释以除去多种成分而提取出来的。因此，能呈递液体样品进行分析的样品呈递装置是完成这些分析测量的重要工具。在后9.11世界，各国政府面临着在军事和国内场合需要易于化学和生物试剂检测的平台和分析技术。对生物战侦查的挑战包括样品收集以及对无毒和有毒的有机体的辨别。当前对于生物制剂的战场技术是利用热分解使生物化合物转变为更易于用质谱分析法(MS)检测的小分子。然而，由于依赖于蛋白质或肽生物标记的技术比目前已知的方法更为特异，所以可以预期该种依赖于蛋白质或肽生物标记的技术会发展并且能够同呼吸试验、尿分析或血液抽提技术联合使用以确定对战剂的潜在的暴露。诸如报警装置的独立生物传感器在战场和公共场所中的用途令人具有极大的兴趣。所有这些方法都显示出对样品收集、预处理和向检测器进行样品呈递方面的挑战。为了鉴定和测量液体样品中的目的化合物如血清中的DNA、RNA、蛋白质和肽、环境样品中的环境毒素和试剂，已经开发出多种分析技术。在这些分析技术的每一种各自有用的同时，每项技术都至少部分地依赖于所采用样品呈递装置的类型。因此，这些装置的内在局限性可能对于使用这些分析技术测量目的化合物产生不利影响。此外，许多聚焦于鉴定、分离或测量液体样品中分析物的分析技术要求样品经过分开的预处理步骤—即在使用特定分析技术分析样品以确定目的分析物存在及其数量之前处理样品。例如，许多蛋白质细胞提取技术产生复杂的蛋白质混合物并掺入去污剂和盐，而所掺入的去污剂和盐会干扰质谱分析，因此必须在分析蛋白质之前去除。当前的分级分离和纯化方法是耗时的。其它纯化方法(如用于纯化蛋白质的液相层析法和凝胶电泳法)一般涉及体积大于10μL的样品回收，这迫使在用多种蛋白质检测技术(如MALDI-MS)分析之前进行额外的浓缩。对当前已知分析技术—以及与它们相连的样品呈递装置—的需求强化了样品纯化、样品制备、自动化数据采集和自动化数据分析的重要性。例如，在蛋白质组学领域中最常用和最优选的质谱分析法是基质辅助激光解吸电离质谱分析法(MALDI-MS)。MALDI-MS是标准激光解吸飞行时间质谱分析法的变种，其中在大量摩尔过量的酸性、吸收紫外线的化学基质(例如，烟酸)存在下将相对高分子量的蛋白质沉积在表面上。该技术使得这些高分子量的不稳定大分子以完整状态进行解吸。因为质谱分析法以适中的费用提供了微量样品的质量准确度、敏感监测和快速分析，所以其已经成为蛋白质组学工作中重要的分析工具。然而，MALDI-MS存在多种缺陷，尤其是与样品制备有关的问题。因为它们不能容下多于2μL的样品体积，所以当今的MALDI-MS样品支持物全部受到严格的样品体积限制。通常使用高达2μL的体积，并且提供直径为1mm-2mm的干点(dried-droplet)(Karas，M.和Hillenkamp，F.，Anal.Chem.1988，60，2299-2301，本文整合作为参考)。由于在单点数据采集过程中激光只照射干点的一小部分(0.015mm2-0.030mm2)，所以不能保证样品中的所有蛋白质都被检测到。此外，样品体积(高达2μL)明显小于常规样品纯化后所回收的体积，这迫使在MALDI-MS之前进行进一步的浓缩；例如，通过液相层析和电泳方法纯化的肽和蛋白质样品通常回收于大于10μL的体积中。结果，在MALDI-MS之前必须对该样品进行进一步的浓缩。许多样品还包含干扰质谱分析的去污剂和盐，这迫使在MALDI-MS之前除去这些物质。缺乏样品同质性是伴随MALDI-MS的另一个缺陷。当使用干点法点样时，由于样品异质性使得即使小至2μL的体积也存在问题。本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于检测样品中分析物的样品呈递装置，其中所述样品呈递装置包含具有表面的基底，其中表面由多个不同可湿性区域组成，并且检测样品中分析物的区域基本上是分析物结合抵抗的。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：ML斯托洛维茨，CM贝里斯勒，DP帕坎，JA沃克二世，
申请(专利权)人：奇亚根科学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]