[go: up one dir, main page]

TWI889799B - 用於增強靈敏度之誘導聚集試驗 - Google Patents

用於增強靈敏度之誘導聚集試驗

Info

Publication number
TWI889799B
TWI889799B TW110112852A TW110112852A TWI889799B TW I889799 B TWI889799 B TW I889799B TW 110112852 A TW110112852 A TW 110112852A TW 110112852 A TW110112852 A TW 110112852A TW I889799 B TWI889799 B TW I889799B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
particles
indicator
analyte
particle
sample
Prior art date
Application number
TW110112852A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202232440A (zh
Inventor
杰 Ｔ 果夫斯
Original Assignee
美商伊利帝卡有限責任公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商伊利帝卡有限責任公司 filed Critical 美商伊利帝卡有限責任公司
Publication of TW202232440A publication Critical patent/TW202232440A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI889799B publication Critical patent/TWI889799B/zh

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5215—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data
    • A61B8/5223—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data for extracting a diagnostic or physiological parameter from medical diagnostic data
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/01—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials specially adapted for biological cells, e.g. blood cells
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
    • G01N15/0205—Investigating particle size or size distribution by optical means
    • G01N15/0227—Investigating particle size or size distribution by optical means using imaging; using holography
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
    • G01N15/0606—Investigating concentration of particle suspensions by collecting particles on a support
    • G01N15/0612—Optical scan of the deposits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/1429—Signal processing
    • G01N15/1433—Signal processing using image recognition
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/1468—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry with spatial resolution of the texture or inner structure of the particle
    • G01N15/147—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry with spatial resolution of the texture or inner structure of the particle the analysis being performed on a sample stream
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/78—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/82—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a precipitate or turbidity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/5302—Apparatus specially adapted for immunological test procedures
    • G01N33/5304—Reaction vessels, e.g. agglutination plates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/544—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being organic
    • G01N33/545—Synthetic resin
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/569—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for microorganisms, e.g. protozoa, bacteria, viruses
    • G01N33/56966—Animal cells
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/569—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for microorganisms, e.g. protozoa, bacteria, viruses
    • G01N33/56983—Viruses
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N2015/0038—Investigating nanoparticles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N2015/0092—Monitoring flocculation or agglomeration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N2015/1006—Investigating individual particles for cytology
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N2015/1477—Multiparameters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N2015/1493—Particle size
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N2021/178—Methods for obtaining spatial resolution of the property being measured
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N2021/6417—Spectrofluorimetric devices
    • G01N2021/6421—Measuring at two or more wavelengths
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N2021/7769—Measurement method of reaction-produced change in sensor
    • G01N2021/7786—Fluorescence
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/82—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a precipitate or turbidity
    • G01N2021/825—Agglutination
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2333/00—Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
    • G01N2333/005—Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from viruses
    • G01N2333/08—RNA viruses
    • G01N2333/165—Coronaviridae, e.g. avian infectious bronchitis virus
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2333/00—Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
    • G01N2333/435—Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from animals; from humans
    • G01N2333/46—Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from animals; from humans from vertebrates
    • G01N2333/47—Assays involving proteins of known structure or function as defined in the subgroups
    • G01N2333/4701—Details
    • G01N2333/4737—C-reactive protein

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

本文係提供一種用於快速且準確地測量待分析物粒子結合所誘導之指示粒子聚集的系統、裝置及方法。在感興趣之待分析物粒子存在的情況下，聚集體中的指示粒子的平均顆粒大小係隨著待分析物濃度增加而增加。藉由測定樣品圖框之平均顆粒大小分析，可測定待分析物的存在及／或濃度。

Description

用於增強靈敏度之誘導聚集試驗
本文係藉由結合現象的試驗提供用於待分析物粒子之快速且準確測量的系統、裝置及方法。該感應器裝置係含有一或多種型態的指示粒子，該指示粒子包含大分子(macromolecular)或奈米等級(nanoscale)的組分，例如奈米粒子。該指示粒子(或「指示物」)係產生足夠大的光訊號，以使個別指示粒子可被影像化，並作為單獨可檢測的物件顯現於樣品圖框中。在感興趣的待分析物(例如分子、病毒顆粒、或細菌)存在的情形下，指示粒子係形成含有多個指示粒子的聚集體且以較大的物件顯現於樣品圖框中。隨著待分析物的濃度增加，聚集程度與聚集體的大小皆隨之增加。根據可於影像中識別的特徵(例如：由樣品影像圖框測定之平均物件大小、周長、形狀、顏色等)，可測定待分析物的存在及/或濃度。此檢測策略的關鍵為在統整結果以測定待分析物濃度之前，應用經設計以移除來自影像之誤差與雜訊的影像處理及過濾步驟，並選擇可行的分析物件。
本文係提供一種用於測定樣品中待分析物粒子之存在或濃度的方法，其係包含以下步驟：在檢測器體積內將樣品與一數量之一或多種型態的指示粒子進行結合；記錄該檢測器體積的一或多個圖框(frame)；在一或多個圖框中，鑑別對應於指示粒子之聚集體及視需要之個別未聚集之指示粒子的粒子影像； 測定一或多個物件特性；以及由該物件特性測定該待分析物粒子的存在及/或濃度；其中：該待分析物粒子的存在係誘導聚集體形成，且各聚集體係包含至少二個指示粒子、以及至少一個待分析物粒子。
可於現場執行的即時診斷及其他試驗係迫切需要的。若可除去與發送試驗(例如診斷測試，尤其是血液測試)至專用實驗室進行分析相關的延遲及費用，則可更有效率且有效地做出反應。臨床實驗室係透過在精密的臺式儀器上進行生化試驗來提供診斷測試。將該些儀器小型化或在行動電子裝置上複製其功能的嘗試充滿了困難。在許多情況下，結果並不可用。
需要便宜但準確、即時的試驗，舉例言之，提供例如醫生及其病患快速且準確之結果的診斷測試。
本發明係關於用於進行具有改善之速度、準確度、精密度及可負擔性(affordability)的生化試驗方法。該方法係利用聚集處理，經由多個指示粒子結合感興趣之待分析物粒子而誘導聚集成大分子集合體，以利於藉由容易獲得的光學裝置進行直接成像。
在具有改善診斷試驗的速度、準確度、靈敏度、及可負擔性之潛力的移動電子裝置上進行生化試驗存在著很大的需求。已有用於捕獲三維物件之二維(X/Y)影像的實質技術。技術已經從膠捲相機發展到錄影機、影像板(image plate)、電荷耦合裝置、及互補式金屬氧化物半導體(「CMOS」)芯片。該些影像係三維物件於二維平面上的投影。一般而言，將二維圖框細分成稱為像素的圖像單元以進行處理及後續操作，可藉由雙座標定址系統(two-coordinate addressing system)便利地引用。舉例而言，可將方形圖框細分成512 x 512的圖塊陣列，其可各自藉由有條理的整數對(x,y)定址，其中x及y皆可在1至512的範圍內(包含1及512)。
因為以下二個原因，在溶液中之常見的「小分子」有機化合物及較小的生物分子通常無法被觀察到：(a)檢測器的空間分辨率相較於該些小分子的大小較為粗糙，以至於各像素係捕獲來自大量溶質分子的訊號；以及(b)此大小之來自個別分子的訊號通常過於微弱，其檢測訊號無法高於雜訊。雖然已可使個別分子進行成像，但目前為止的方法通常緩慢、繁瑣、及/或昂貴的。反之，因為粒徑較大，且較大的粒子通常可提供增強的訊號，目前技術可使奈米級或更大的溶質進行成像。
本發明係利用包含大分子或奈米級組分的指示粒子(例如奈米粒子)來解決待分析物粒子的低訊噪比(signal-to-noise)問題。該指示粒子(或「指示物」)係足夠大，以使個別指示粒子可被影像化，且在部分實施態樣中，作為具有有限大小的粒子顯現於樣品圖框中。在感興趣之待分析物粒子存在的情形下，該指示粒子係形成含有多個指示物的聚集體且以較大的粒子顯現於樣品圖框中。隨著待分析物濃度增加，聚集程度及聚集體的大小皆隨之增加。根據由樣品圖框測定的平均粒子大小，可測定待分析物的存在及/或濃度。
本文係提供一種用於測定一樣品中待分析物粒子之存在或濃度的方法，其包含以下步驟：在檢測器體積內將樣品與一數量之一或多種型態的指示粒子進行結合；記錄該檢測器體積的一或多個圖框(frame)；在一或多個圖框中，鑑別對應於指示粒子之聚集體及視需要之個別未聚集之指示粒子的粒子影像；測定一或多個物件特性；以及 由該物件特性測定該待分析物粒子的存在及/或濃度；其中：該待分析物粒子的存在係誘導聚集體形成，且各聚集體係包含至少二個指示粒子、以及至少一個待分析物粒子。
在某些實施態樣中，該粒子影像係對應於指示粒子的聚集體以及個別未聚集的指示粒子。在某些實施態樣中，該粒子影像係對應於指示粒子的聚集體。
在某些實施態樣中，該一或多個圖框係各自由像素陣列所組成。
在某些實施態樣中，該聚集體的形成係經由指示粒子上之結合位與待分析物粒子上之結合位的結合而產生。
在某些實施態樣中，該指示粒子係含有二或多個結合位。在某些實施態樣中，該指示粒子係含有二或多個相同的結合位。在某些實施態樣中，該指示粒子係包含二或多個不同的結合位。
在某些實施態樣中，該物件特性係隨著平均聚集體大小而單調遞增。在某些實施態樣中，該物件特性係隨著平均聚集體大小而成比例增加。在某些實施態樣中，該平均聚集體大小可藉由校準曲線而由該物件特性測定。在某些實施態樣中，該方法係進一步包含獲得校準曲線的步驟。
在某些實施態樣中，該指示粒子係提供一光訊號。在某些實施態樣中，該光訊號係選自紫外光/可見光吸收(UV/Vis absorbance)、螢光發射(fluorescence emission)及磷光發射(phosphorescence emission)。在某些實施態樣中，該光訊號於指示粒子結合至待分析物粒子後實質上不改變。在某些實施態樣中，該光訊號係經由表面電漿子共振(surface plasmon resonance，SPR)而產生。在某些實施態樣中，該表面電漿子共振為局部表面電漿子共振。
在某些實施態樣中，該方法進一步包含移除背景特徵的步驟。在某些實施態樣中，該方法進一步包含移除大於給定大小之最大值的背景特徵的步驟。在某些實施態樣中，該方法進一步包含移除小於給定大小之最小值的背景特徵的步驟。
在某些實施態樣中，該方法係進一步包含以下步驟：侵蝕(eroding)影像；重建影像；以及膨脹(dilating)影像。
在某些實施態樣中，該方法係進一步包含一或多個在檢測器體積之一或多個圖框中的邊界形成步驟。
在某些實施態樣中，該指示粒子係包含奈米粒子(nanoparticle)或量子點(quantum dot)。在某些實施態樣中，該指示粒子係包含奈米粒子。在某些實施態樣中，該指示粒子係包含金奈米粒子(gold nanoparticle，GNP)。
在某些實施態樣中，該指示粒子係經由一或多個待分析物結合部位官能化(functionalized)。
在某些實施態樣中，該存在於一數量之指示粒子中的一或多種型態的指示粒子係各自含有一或多個相同型態的結合位。
在某些實施態樣中，該一或多種型態的指示粒子係單一型態的指示粒子。在某些實施態樣中，該單一型態的指示粒子係含有單一型態的結合位。在某些實施態樣中，該單一型態的結合位係位在該單一型態指示粒子所含有的抗體上。在某些實施態樣中，該單一型態的結合位係位在該單一型態指示粒子所含有的奈米抗體(nanobody)上。在某些實施態樣中，該單一型態的指示粒子可同時結合至二或多個待分析物粒子。在某些實施態樣中，該待分析物粒子可同時結合至二或多個指示粒子。
在某些實施態樣中，該一或多個型態的指示粒子係二種型態的指示粒子。在某些實施態樣中，該二種型態指示粒子係各自含有來自其他型態之指示粒子的不同型態結合位。在某些實施態樣中，該二種型態的不同結合位係各自位於該二種型態的指示粒子所各自含有的抗體或奈米抗體上。在某些實施態樣中，該二種型態的不同結合位係各自位於該二種型態的指示粒子所各自含有的抗體上。在某些實施態樣中，該二種型態的指示粒子係各自含有不同於其他型態之指示粒子的抗體。在某些實施態樣中，該二種型態的不同結合位係各自位於該二種型態之指示粒子所各自含有的奈米抗體上。在某些實施態樣中，該二種型態的指示粒子係各自含有不同於其他型態之指示粒子的奈米抗體。在某些實施態樣中，該二種型態的指示粒子可各自同時結合至二或多個待分析物粒子。在某些實施態樣中，該待分析物粒子可同時結合至該二種型態的指示粒子各自的一或多個。
在某些實施態樣中，該一或多種型態的指示粒子係含有一或多種型態的抗體。在某些實施態樣中，該一或多種型態的指示粒子係含有一或多種型態的人類抗體(human antibodies)。在某些實施態樣中，該一或多種型態的指示粒子係含有一或多種型態的抗人類抗體(anti-human antibodies)。在某些實施態樣中，該一或多種型態的指示粒子係含有一或多種型態的抗C反應蛋白抗體(anti-C-reactive protein antibodies)。在某些實施態樣中，該一或多種型態的指示粒子係含有一C2抗C反應蛋白抗體。在某些實施態樣中，該一或多種型態的指示粒子係含有一C6抗C反應蛋白抗體。
在某些實施態樣中，一或多種型態的指示粒子係含有一或多種生物分子。在某些實施態樣中，一或多種型態的指示粒子係含有在病毒套膜中的一或多種型態的生物分子。在某些實施態樣中，一或多種型態的指示粒子係含有一或多種型態的棘蛋白。
在某些實施態樣中，該待分析物係血液蛋白(hematological protein)。在某些實施態樣中，該血液蛋白為C反應蛋白(C-reactive protein，CRP)。
在某些實施態樣中，待分析物係一抗體。在某些實施態樣中，待分析物係一針對病毒之病毒套膜中生物分子的抗體。在某些實施態樣中，待分析物係一針對病毒之病毒套膜中的生物分子的抗體，且係選自膜蛋白、套膜蛋白、及棘蛋白。在某些實施態樣中，待分析物係一針對棘蛋白的抗體。在某些實施態樣中，待分析物係一針對SARS-CoV-2之棘蛋白的抗體。
在某些實施態樣中，待分析物係選自病毒、古細菌(archaeum)、及細菌。在某些實施態樣中，待分析物係一病毒。在某些實施態樣中，待分析物係一冠狀病毒。在某些實施態樣中，待分析物係SARS-CoV-2。在某些實施態樣中，該結合位係結合至棘蛋白。在某些實施態樣中，待分析物為細菌。在某些實施態樣中，該結合位係結合至在該細菌上的表面醣蛋白。
在某些實施態樣中，該樣品係一生物液體(biological fluid)。在某些實施態樣中，該樣品為經稀釋、濃縮、及/或預處理的生物液體。在某些實施態樣中，該樣品係衍生自血液。在某些實施態樣中，該樣品係經稀釋、濃縮、及/或預處理的血液。在某些實施態樣中，該樣品係含有完整的血液細胞。在某些實施態樣中，該樣品係含有完整的紅血球。
在某些實施態樣中，係以一顯微鏡分析該樣品。在某些實施態樣中，係以一可進行暗場成像(darkfield imaging)的顯微鏡分析該樣品。在某些實施態樣中，該顯微鏡可進行明場成像(brightfield imaging)。在某些實施態樣中，該顯微鏡可進行自動對焦。在某些實施態樣中，顯微鏡係包含一螢光發光器。在某些實施態樣中，該螢光發光器係包含一複眼透鏡(fly-eye lens)。
在某些實施態樣中，係以一微流控設備(microfluidic apparatus)處理該樣品。在某些實施態樣中，該光徑長度係不大於0.1毫米厚。在某些實施 態樣中，該光徑長度係不大於0.05毫米厚。在某些實施態樣中，該光徑長度係不大於0.02毫米厚。在某些實施態樣中，該光徑長度係不大於0.01毫米厚。
本文亦提供一種用於進行本文揭露之方法的設備或系統，其包含：‧一影像感應器；‧一可展示影像的螢幕；‧一微處理器；‧記憶體；‧儲存在記憶體中且透過處理器執行的影像分析軟體，其可分析影像感應器所捕獲的數據且數位分類數據；以及‧一視需要之通信介面。
在某些實施態樣中，該設備或系統係包含一通信介面。
在某些實施態樣中，該影像感應器可作為暗場顯微鏡的一部分進行操作。在某些實施態樣中，該影像感應器係選自相機及/或顯微鏡。在某些實施態樣中，該影像感應器係一互補式金屬氧化物半導體(complementary metal-oxide semiconductor，CMOS)相機。
在某些實施態樣中，該設備或系統還包含光或其他電磁輻射的來源。在某些實施態樣中，該光或其他電磁輻射的來源係包含一發光二極體(LED)。在某些實施態樣中，該光或其他電磁輻射的來源係包含魚眼透鏡(fish-eye lens)。
在某些實施態樣中，該設備或系統還包含可視需要移除的樣品室。
在某些實施態樣中，該設備或系統還包含：‧玻璃或聚合物製造的指示表面，其係在一側上固定有光指示粒子，該光指示粒子係包含經捕獲元素官能化的電漿子奈米粒子；以及 ‧適用於暗場顯微鏡的波導(waveguide)，其係與該指示表面的另一側接觸。
在某些實施態樣中，該指示粒子為光指示粒子。
在某些實施態樣中，固定的光指示粒子係各自為空間上可分辨的(spatially resolvable)。在某些實施態樣中，該固定的光指示粒子係隨機排列。在某些實施態樣中，該固定的光指示粒子係排列於網格(grid)或其近似物中。在某些實施態樣中，固定的光指示粒子係各自可分辨為記錄裝置的一個像素。
在某些實施態樣中，捕獲元素係選自：一或多個結合待分析物的奈米體；一或多個結合待分析物的核苷酸序列；以及一結合待分析物的抗體或其片段。
在某些實施態樣中，該設備或系統可用於進行本文所揭露之用於測定一樣品中待分析物粒子之存在或濃度的方法。在某些實施態樣中，待分析物係一抗體。在某些實施態樣中，待分析物係一抗原。在某些實施態樣中，待分析物係選自病毒、古細菌、及細菌。在某些實施態樣中，待分析物係一病毒。在某些實施態樣中，待分析物係一冠狀病毒。在某些實施態樣中，待分析物係一核苷酸序列。
在某些實施態樣中，該設備或系統可用於進行以下的一或多者：侵蝕影像；重建影像；以及膨脹影像。
在某些實施態樣中，該設備或系統可用於進行以下的二或多者：侵蝕影像；重建影像；以及 膨脹影像。
在某些實施態樣中，該設備或系統可用於進行以下的全部：侵蝕影像；重建影像；以及膨脹影像。
在某些實施態樣中，該設備或系統可用於進行影像中的一或多個邊界形成步驟。
在某些實施態樣中，該設備或系統係全部包含在單一裝置內。在某些實施態樣中，該設備或系統係全部包含在一單一之便攜式裝置內。在某些實施態樣中，該設備或系統可使用智慧型手機或平板電腦進行通信。在某些實施態樣中，該設備或系統可使用電腦、智慧型手機或平板電腦進行通信。在某些實施態樣中，該通信能力係無線通信能力。在某些實施態樣中，該設備或系統還包含用於放置智慧型手機、樣品室、及光源使其彼此緊密且穩定接近的外殼。
本文係提供實施態樣，其中可將上述任何實施態樣與該些實施態樣的任何一或多者結合，所提供的結合並沒有相互排斥。如本文所使用，當一實施態樣被定義為不能與另一者重疊時，二個實施態樣為「相互排斥(mutually exclusive)」。舉例言之，其中分析物為病毒的實施態樣係與其中分析物為細菌的實施態樣相互排斥。
圖1係顯示用於具有二個結合位之指示粒子的設計原則。
圖2係顯示用於具有四個結合位之指示粒子的設計原則。
圖3係顯示使用偶聯至C2與C6抗體之金奈米粒子的抗原檢測。
圖4係顯示用於將檸檬酸封端之金奈米粒子與抗體偶聯的步驟。
圖5係顯示與以下偶聯之金奈米粒子的吸收光譜：(a)C2抗體；(b)C6抗體。(i)裸GNP(金奈米粒子)；(ii)GNP-抗體偶聯物(conjugate)；(iii)GNP-抗體偶聯物+CRP(C反應蛋白)。
圖6係顯示GNPs的暗場(darkfield)圖框。(a)控制組，無CRP；(b)添加CRP，顯示聚集體形成。
圖7係顯示個別群集(cluster)的放大視圖。
圖8係顯示圖框處理的實施例。(a)原始圖框；(b)假影(artifact)移除後；(c)物件分割後；(d)量化群集大小。
圖9係顯示圖框清理程序的實施例。(a)原始圖框；(b)背景；(c)經清理的灰階。
圖10係顯示邊界形成程序的實施例。(a)經清理的灰階圖框；(b)邊界；(c)B/W圖框。
圖11係顯示特徵識別程序的實施例。(a)經清理的灰階圖框；(b)雜訊移除前的B/W圖框；(c)雜訊移除後的B/W圖框。
圖12係顯示CRP的滴定。(a)使用DF檢測的聚集試驗，水平軸=CRP濃度(毫克/公升)，垂直軸=平均聚集體大小(平方微米/群集)；(b)常規電漿子感測，水平軸=CRP濃度(毫克/公升)，垂直軸=散射強度(A.U.)。
圖13係顯示於全血中進行的試驗。(a)毛細管於：(i)0.1毫米深度、以及(ii)0.05毫米深度。也顯示在以下厚度之毛細管中的血液暗場影像：(b)0.1毫米、(c)0.05毫米、以及(d)0.01毫米。
圖14係顯示在具有以下影像深度之全血中的奈米粒子暗場影像：(a)0.11毫米、(b)0.05毫米、以及(c)0.01毫米。也顯示強度(亮度)輪廓(profile)，水平刻度=自粒子中心的像素長度，垂直刻度=16位(bit)強度，用於以下影像深度：(d)0.11毫米、(e)0.05毫米、以及(f)0.01毫米。
圖15係顯示在全血中進行的CRP試驗。水平軸=CRP濃度(毫克/分升)；垂直軸=平均群集大小(像素)。
圖16係顯示用於SARS-CoV-2抗體(圖解說明如(iii))檢測的設計原理。(i)及(v)係分別對應於從Au奈米粒子到以下的PEG連結子：(ii)抗人類抗體、以及(iv)SARS-CoV-2棘蛋白RBD。
圖17係顯示在全血中進行的SARS-CoV-2試驗。(a)聚集體顯微鏡影像；(b)校準曲線：水平軸=SARS-CoV-2抗體(毫克/分升)，垂直軸=聚集大小(像素)。
圖18係顯示用於直接病毒檢測試驗的組分。(a)突出顯示冠狀病毒的細節：(i)棘蛋白多重性。顯示在三部分奈米抗體(ii)與棘蛋白(i)之間的交互作用的：(b)俯視圖、及(c)側視圖。
圖19係顯示SARS-CoV-2病毒的檢測。(a)設計原理：(i)SARS-CoV-2棘蛋白奈米抗體、(ii)PEG連結子、(iii)Au奈米粒子。(b)及(c)：在不同病毒濃度下的聚集體顯微鏡影像。在其他部分所描述的小生物分子聚集機制清楚地有效於完整病毒。
圖20係顯示影像處理的流程圖。
術語及定義
除非有另外定義，否則本文所使用之全部技術及科學術語皆具有與本發明所屬領域具有通常知識者通常理解的相同含意。
如本文所使用，以下術語具有所指含意。
當揭露數值範圍且使用「n1...至n2」或「介於n1...及n2間」(其中n1及n2為數字)表示時，除非有另外指出，否則此表示方式係指包含該數值本身及介於該數值間的範圍。此範圍可為介於及包含端點值的整數值或連續值。舉例 而言，因為碳為整數單位，該範圍「二至六個碳」係指包括二個、三個、四個、五個、及六個碳。相較而言，例如，範圍「1至3μM(微莫耳濃度)」係指包括1μM、3μM、以及介於二者之間的全部任意有效數字(例如：1.255μM、2.1μM、2.9999μM等)。
本文所使用之術語「約」係指限定其修改的數值，表示該等數值為誤差範圍內的變量。當沒有列出特定的誤差範圍時(例如，圖表或數據表中所給之平均值的標準偏差)，術語「約」應被理解為係指涵蓋所述數值的範圍、以及包含四捨五入至該數字的範圍(考量到有效數字)。
本文中單獨或結合使用之術語「準確度(accuracy)」係指報告值或估計值與真實值的接近程度。不準確的測量、觀察、或估計會偏離真實值。準確的測量、觀察、或估計不會偏離真實值。
本文中單獨或結合使用之術語「聚集體」係用於描述包含至少一個指示粒子及至少一個待分析物粒子的集合體(assembly)。在部分實施態樣中，術語「聚集體」係代表包含五或多個總粒子(指示粒子及待分析物粒子)的集合體。在部分實施態樣中，術語「聚集體」係代表包含十或更多個總粒子的集合體。在部分實施態樣中，術語「聚集體」係代表包含二十或更多個總粒子的集合體。在部分實施態樣中，術語「聚集體」係代表包含五十或更多個總粒子的集合體。
本文中單獨或結合使用之術語「待分析物分子」係用於描述在樣品中其存在或不存在、或含量原本為未知的分子或粒子，且在樣品中存在或不存在、或含量的知識係有用的。待分析物分子的例子包括生物分子，例如：胜肽、蛋白質、細胞激素、及普恩蛋白(prion)；抗體及其片段；核酸(DNA/RNA)及含有其的粒子(例如組蛋白)；有機(organic)及生物無機(bioinorganic)小分子(例如醣類、脂質、荷爾蒙、及代謝的中間物與產物)；大分子(macromolecule， 例如大環化合物)、生物聚合物(例如寡醣、多酚、及塑料)；以及病毒、病毒顆粒、病毒產物(例如病毒因子(virokine))。
本文中單獨或結合使用之術語「待分析物粒子(analyte particle)」係用於涵蓋如上所述之「待分析物分子」、以及在樣品中其存在或不存在、或含量原本為未知的較大粒子，且在樣品中存在或不存在、或含量的知識係有用的。待分析物粒子的例子包括病毒；原核生物，包括細菌及古細菌；原生生物，包括變形蟲(amoebas)、鞭毛蟲(choanaflagellates)、纖毛蟲(ciliates)、矽藻(diatoms)、鞭毛藻(dinoflagellates)、梨形鞭毛蟲(Giardia)、瘧原蟲(Plasmodium)及卵菌(oomycetes)。
待分析物粒子也可被歸類為生物標誌物(biomarker)，即，與生物體的生物學階段(例如：如疾病或非疾病狀態的條件)相關之組成物及/或分子、或組成物及/或分子的複合體，且可報告疾病、外傷、或者細胞或生物體損傷的存在。當該些標誌物結合至抗體或其片段時，其可歸類為抗原。透過本文揭露之聚集試驗檢測之待分析物粒子的有意義(例如正常或不正常)水平數值將為具相關領域知識者所知。
術語「待分析物(analyte)」可指由待分析物粒子所組成之某些型態的物質，例如：可待因(codeine)、白三烯(leukotriene)、或PSA。術語「待分析物」也可指一含量或濃度之待分析物粒子。術語「待分析物」還可指一數目之待分析物粒子。在某些用法中，從上下文可以明顯看出，術語「待分析物」可指單一之待分析物粒子。
本文中單獨或結合使用之術語「區域檢測器(area detector)」係指可自來源記錄影像(即，不僅記錄了入射光訊號的強度，也記錄了原始光訊號的記錄裝置)。區域檢測器的常見例子為電視相機、數位SLR相機、及手機相機。
本文中單獨或結合使用之術語「結合(binding)」係指指示粒子與待分析物粒子間的非共價交互作用。在部分實施態樣中，係以氫鍵結合。在部分實施態樣中，係以凡德瓦(van der Waals)交互作用結合。在部分實施態樣中，係以靜電及/或偶極交互作用結合。在部分實施態樣中，係以上述交互作用之一或多者的組合結合。在部分實施態樣中，該結合係對應於1mM或更小的解離常數。在部分實施態樣中，該結合係對應於1μM或更小的解離常數。在部分實施態樣中，該結合係對應於1nM或更小的解離常數。
本文中單獨或結合使用之術語「結合等溫線(binding isotherm)」係指指示粒子/待分析物粒子系統的結合行為。對於指示粒子及待分析物均具有單一結合位(且因此不可能形成聚集體)的系統而言，術語「結合等溫線」僅指已結合的指示粒子/總指示粒子比例。應當理解，此比例將隨著增加的待分析物粒子濃度而增加，並且因為幾乎全部的指示粒子皆與待分析物粒子結合，此比例最終會接近1。此行為也會在指示粒子或待分析物具有單一結合位時獲得，因為不可能產生聚集(其需要指示粒子及待分析物粒子皆有多個結合)。當指示粒子及待分析物粒子皆具有多個結合位時，該數目與粒子大小亦包括在結合等溫線中。
本文中單獨或結合使用之術語「結合位」係指在指示粒子或待分析物粒子中的特徵(feature)，其可與結合夥伴形成非共價鍵以保持該粒子與結合夥伴接近。在部分實施態樣中，在指示粒子上的結合位僅會與在待分析物粒子上的結合位進行結合。在部分實施態樣中，在待分析物粒子上的結合位僅會與在指示粒子上的結合位進行結合。某些指示粒子及某些待分析物粒子係含有單一結合位。某些指示粒子及某些待分析物粒子係含有二個結合位。某些指示粒子及某些待分析物粒子係含有二或多個結合位。某些指示粒子及某些待分析物粒子係含有二個相同的結合位。某些指示粒子及某些待分析物粒子係含有二個不同 的結合位。某些指示粒子及某些待分析物粒子係含有二或多個相同的結合位。某些指示粒子及某些待分析物粒子係含有二或多個不同的結合位。在部分實施態樣中，指示粒子或待分析物係含有複數個結合位。在部分實施態樣中，該複數個結合位個別的結合行為係與其餘各個結合位無關；換言之，一個結合位與夥伴形成非共價鍵的可能性係不受在相同粒子上之其他結合位的非共價鍵存在或不存在影響。
本文中單獨或結合使用之術語「像素重合(binning)」係指來自二或多個像素的訊號組合成一個訊號。在為了改善訊噪比而犧牲空間分辨率的情形下，可使用像素重合。舉例言之，「2x2像素重合」係指將像素分成2x2方格，並統整來自各個方格中含有的像素訊號。
本文中單獨或結合使用之術語「生物分子」係包括可能需要對其(定性或定量)檢測的任何型態的有機或生物無機分子，包括但不限於胜肽、蛋白質、核酸、糖類、單醣及多醣、脂質、脂蛋白、完整細胞等。
本文使用之術語「相機」係指用於記錄視覺影像(例如數位圖框)的影像感應器型態。「百萬像素相機」係為每個影像框可記錄一百萬或數百萬像素的相機。許多智慧型手機的相機係包含千萬像素或以上的相機。
本文使用之術語「通信介面」係指將數據自本文使用之裝置或系統傳輸至其他裝置或系統的手段。無線通信介面的例子包括該些在無線裝置(例如行動電話)中使用者，例如蜂巢式(cellular)、wi-fi、及藍芽技術。
本文中單獨或結合使用之術語「臨床用途」係用於描述分析含有未知濃度之待分析物粒子樣品的方法。術語「臨床用途」旨在與「非臨床用途」區別。臨床用途包括但不限於，用於測定在醫療環境中病患之待分析物粒子濃度的用途。本文中單獨或結合使用之術語「非臨床用途」係用於描述分析含有已知濃度之待分析物粒子樣品的方法。非臨床用途包括但不限於，用於在已知的待分 析物粒子濃度下測定裝置及方法之表現的樣品測試。非臨床用途係涵蓋臨床前及臨床後用途。
本文中單獨或結合使用之術語「濃度」係指在溶液中每單位溶液體積的溶質含量。濃度可特指莫耳濃度單位(即，每公升溶液的溶質莫耳數目)、或者數目濃度(number concentration)單位(即，每公升溶液的溶質分子數目、或每公升溶液的溶質粒子數目)。莫耳濃度及數目濃度可容易地相互轉換。如本文所使用，術語「濃度」係擴展為包括在傳統「溶液」定義以外的系統(例如含有束縛在固體支持物上之分子的系統)以及在傳統「分子」定義以外的粒子(即，病毒與微生物)。
本文中單獨或結合使用之術語「檢測(detect或detection)」係用於描述測定待分析物粒子在樣品中的生存(existence)、存在(presence)、或事實的方法。
術語「發散性(divergence)」表示經記錄裝置所容納垂直度(Perpendicularity)偏差。理想的區域檢測器記錄裝置係僅接收垂直至檢測器平面的光線。實際上的區域檢測器允許接收到與垂直成一角度入射的光線。雖然此特徵可能增加訊噪比(因為更多個光源被檢測器接收)，但其亦降低了空間分辨率(依據所允許的發散角度大小、以及區域檢測器像素的大小、以及區域檢測器與樣品平面間的距離)。
本文中單獨或結合使用之術語「圖框(frame)」係指記錄裝置所捕獲之影像的基本整體。某些相機一次捕獲一個圖框。某些相機在一段時間內捕獲一系列的圖框。
本文中單獨或結合使用之術語「影像」係指記錄裝置所捕獲因特定物體而產生之相機訊號中的特徵。舉例言之，月亮的影像可被裝有望遠鏡的相機捕獲，以及顧客的影像可被在ATM中的相機捕獲。在部分內文中，術語「影 像」係指與訊號來源無關之相機訊號的整體。根據內文，該術語的意義將顯而易見。
本文中單獨或結合使用之術語「反應(incubate)」係用於描述將指示粒子暴露於潛在含有待分析物粒子之樣品的過程。
本文中單獨或結合使用之術語「長橢圓形(oblong)」係用於描述具有不相等維度(dimension)的體積。長橢圓形體積的例子包括棱柱體或圓柱體，其端面間的距離顯著大於或顯著小於平行至該端面的維度。長橢圓形體積的另一個例子為橢圓體(ellipsoid)，該橢圓體的一個軸顯著大於或顯著小於另一個軸。
本文中單獨或結合使用之術語「光徑(optical path)」係用於描述自指示粒子至檢測器的路徑。
本文中單獨或結合使用之術語「光指示粒子(optical reporter particle)」或「光指示物(optical reporter)」係用於描述可使用光訊號報告待分析物粒子之存在或不存在、或其含量或濃度的指示粒子。與該光指示粒子接觸之待分析物粒子的存在或不存在(視需要地，在某些試驗形式中，使用其他光指示粒子)係誘導光訊號的改變。結合至待分析物粒子的光指示粒子(「經結合的光指示粒子」)相較於未與待分析物粒子結合的光指示粒子(未經結合的光指示粒子)將發出不同訊號。
本文中單獨或結合使用之術語「光訊號」係用於描述來自光指示粒子的訊號。該光訊號可落於光譜的可見範圍中、或光譜的可見範圍外。該訊號可為例如：‧光的波長；‧訊號強度；‧亮度； ‧訊號或光譜的形狀；‧光譜帶(spectral band)的存在或不存在；‧吸收帶(absorption band)的消光係數(extinction coefficient)；‧吸收帶的λmax；‧發射帶(emission band)的量子產率；或‧發射帶的螢光異向性(anisotropy)。
在部分實施態樣中，指示粒子的光訊號係隨著待分析物粒子的結合而改變。在部分實施態樣中，指示粒子的光訊號係維持不會隨著分析物粒子的結合而改變。
本文中單獨或結合使用之術語「像素(pixel)」係指一在區域檢測器(例如影像感應器)上的區域，其訊號可獨立於其他像素進行測量。區域檢測器通常被劃分為二維像素網格(two-dimensional grid)，其中各像素大小、及二個方向上的像素數由該區域檢測器的製造商決定。
本文中單獨或結合使用之術語「精密度(precision)」係使用於與報告值或估計值相關的誤差估計。低精密度的測量、觀察、或估計係與該數字及實際值接近程度的高度不確定性相關。高精密度的測量、觀察、或估計係與該數字及實際值接近程度的低度不確定性相關。通常可透過使用圖表上的誤差線或數值範圍來量化精密度。舉例言之，報告為10.5±0.1的估計值係表示真實值很可能在10.4和10.6之間；該真實值在此範圍外的機會很小，但非為零。
術語「蛋白質」、「多肽」、「胜肽」、及「寡肽」在本文中可交換使用，且包括任意之含有二或多個藉由胜肽鍵連接在一起之胺基酸的組成物。應該理解，多肽可含有二十種胺基酸(通常係指二十個天然存在的胺基酸)以外的胺基酸。並且，多肽可含有一或多個藉由任何本領域已知手段進行修飾(無論是天然或非天然)之胺基酸，包含終端胺基酸。多肽修飾的例子包括例如醣化、 或其他轉譯後修飾。可存在於本說明書之多肽的修飾包括但不限於：乙醯化、醯化、ADP-核糖苷化、醯胺化、黃素(flavin)的共價連接、血紅素部分(heme moiety)的共價連接、多核苷酸或多核苷酸衍生物的共價連接、脂質或脂質衍生物的共價連接、磷脂酸肌醇的共價連接、交聯、環化、雙硫鍵形成、去甲基化、共價交聯形成、胱胺酸(cystine)形成、焦麩胺酸(pyroglutamate)形成、甲醯化、γ-羧化、醣化(glycation)、醣化(glycosylation)、多醣磷脂肌醇錨定物(GPI anchor)形成、羥基化、碘化、甲基化、豆蔻酸化(myristoylation)、氧化、蛋白水解加工、磷酸化、聚異戊二烯化、消旋化、硒化(selenoylation)、硫酸化、RNA轉移介導之向蛋白質的添加胺基酸(例如精胺醯基化(arginylation)及泛素化(ubiquitination))。
本文中單獨或結合使用之術語「定性分析(qualitative analysis)」係用於描述用於測定待分析物粒子在樣品中存在或不存在的方法。在部分實施態樣中，定性分析方法係報告待分析物的單一分子在樣品中存在或不存在。在部分實施態樣中，定性分析方法係報告分析物的單一粒子在樣品中存在或不存在。在部分實施態樣中，定性分析方法不正確地報告導待分析物在含有低於一定閾值水平下之待分析物分子的樣品中不存在。在部分實施態樣中，定性分析方法不正確地報告待分析物粒子在含有低於一定閾值水平下之待分析物粒子的樣品中不存在。
本文中單獨或結合使用之術語「定量分析(quantitative analysis)」係用於描述用於測定待分析物粒子在樣品中之含量的方法。
本文中單獨或結合使用之術語「記錄裝置」係指用於記錄光訊號的裝置。在某些實施態樣中，該光訊號係轉換成電子訊號。在某些實施態樣中，記錄裝置係電荷耦合(charge-coupled，CCD)裝置。在某些實施態樣中，記錄裝置係互補式金屬氧化物半導體(「CMOS」)裝置。
本文中單獨或結合使用之術語「指示粒子(reporter particle)」係用於描述一分子、超分子粒子(supramolecular particle)、或奈米級粒子，其係結合至感興趣的待分析物粒子上，且在結合待分析物後形成包含複數個指示粒子的聚集體。
術語「指示物(reporter)」可指由指示粒子組成的物質型態。該術語「指示物」亦可指指示粒子的含量或濃度。由內文可看出，在某些用法中，該術語「指示物」可指單一指示粒子。
本文中單獨或結合使用之術語「指示物體積(reporter volume)」係用於描述指示粒子所在之測量裝置的體積。該指示物體積可能基本上等同於樣品元件，或者可能較小。在某些實施態樣中，與指示粒子光徑平行之指示物體積的維度是小的。在某些實施態樣中，該指示物體積係構成單層。
本文中單獨或結合使用之術語「樣品」係用於描述含有感興趣之待分析物粒子的組成物。樣品通常為液體，例如水溶液、溶液。樣品可為化學性或生物性的。血液、血漿、來自待測源的水、來自植物、動物或人類組織樣品的萃取物係生物樣品的例子。化學樣品係不含有生物性來源物質者，例如含有石化或工業廢物的水樣品。自生物體中提取之生物樣品可包括但不限於以下：血液、血清、血漿、尿液、黏液、唾液、痰、糞便、與其他生理分泌物、以及組織萃取物、及/或可含有感興趣之目標粒子的身體的任何其他組分。其他相似的樣品(例如細胞或組織培養物或培養液)亦為感興趣者。
生物樣品可為新鮮的或經儲存的(例如儲存在血庫中的血液或血液級分(fraction))。該生物樣品可為特地為本發明試驗而獲得的體液、或為了其他目的而獲得的體液(其可經次取樣(sub-sampled)而用於本發明試驗)。在一實施態樣中，該生物樣品為全血。全血可使用標準臨床程序自個體獲得。在另一實施態樣中，該生物樣品為血漿。血漿可經由抗凝血液離心自全血樣品獲得。 該些處理係提供白血球組分的膚色血球層(buffy coat)以及血漿的上清液。在另一實施態樣中，該生物樣品為血清。血清可經由全血樣品的離心而獲得，該全血樣品係以不含抗凝血劑的試管收集。該血液可於離心前凝結。經由離心獲得的淡黃紅色液體為血清。在另一實施態樣中，該樣品為尿液。可依需求使用任意種方法對該樣品進行稀釋於適當緩衝溶液中、肝素化、濃縮(若需要)、或分餾之預處理，該方法包括但不限於：超高速離心、經由快速液態層析儀(FPLC)分餾、或使用硫酸葡聚糖或其他方法沉澱含脂蛋白B的蛋白質。可使用任何在生理pH下的多種標準緩衝水溶液，例如磷酸鹽、Tris等。
本文使用之關於結合現象的術語「飽和」係指幾乎全部指示粒子都結合至待分析物粒子的狀態。飽和狀態的特性為待分析物粒子濃度的增加僅造成指示粒子結合程度的微幅增加。
本文使用之術語「智慧型手機」係指具有行動處理系統及整合行動寬帶蜂巢式網路連接的手提個人電腦，其係用於聲音、SMS、及網路數據通信，且通常為wi-fi。
本文使用之術語「平板電腦」或「平板」係指通常具有行動處理系統、LCD觸控螢幕顯示器、可重複充電的電池、及無線(視需要為蜂巢式)通信介面的輕薄、扁平、便攜的個人電腦。
聚集體形成
為了促進聚集體形成，指示粒子係包含複數個結合位，其可各自鑑別並結合至感興趣之待分析物粒子上之複數個結合位的一者。因為指示粒子及待分析物粒子皆含有多個結合位，故其皆可同時與多個結合夥伴進行結合，使多核(polynuclear)的聚集體能夠形成。此設計的需求為：(a)單一待分析物粒子可同時結合至二或多個指示粒子；以及，(b)單一指示粒子可同時結合至二或多個待分析物粒子。
此檢測系統的原理係描述於圖1(a)至(d)。感興趣之待分析物粒子含有二個相同的結合位，以連接二個三角形之橢圓形示意地表示於圖1(a)中。將該待分析物粒子暴露於繪製在反應箭頭上方的二個指示粒子，各指示粒子分別含有三角形結合位。該待分析物粒子及該二個指示粒子結合以形成超分子三元(待分析物粒子：指示粒子=1：2)複合體。重要地，該二個指示粒子係藉由形成超分子聚集體而接近。圖1(b)係顯示一相似系統，其差異為待分析物粒子具有二個不同的結合位(三角形及矩形)，且該介質含有二種型態的指示粒子(含有三角形及矩形的結合位)。
圖1(c)係詳細說明了圖1(a)之系統，該系統含有具有二個相同(三角形)結合位且可各自結合至待分析物粒子結合位之指示粒子。該反應的產物係含有二個指示粒子及二個待分析物粒子；然而，因為在指示粒子及待分析物粒子上均存在自由結合位，其他指示粒子及待分析物粒子還可結合至該超分子結構。
圖1(d)係建立於圖1(b)之系統，該系統含有具有二個不同(三角形及矩形)結合位且可各自結合至待分析物粒子結合位之指示粒子。與圖1(c)系統相同，所揭露的產物係含有二個指示粒子及二個待分析物粒子；其他指示粒子及待分析物粒子還可結合至該超分子結構。
設計原理的詳細說明示於圖2(a)至(b)中，其係使用具有個別四個結合位且欲結合至具有二個結合位之待分析物粒子的指示粒子。圖2(a)所示係具有此設計的指示粒子，其同時結合至四個待分析物粒子(各自具有二個相同的結合位)。反之，該待分析物粒子係各自結合至其他的指示粒子。顯然地，這四個其他的指示粒子各自可反過來與三個其他的待分析物粒子結合，以形成具有總共五個指示粒子及十六個待分析物粒子的集合體。此過程可進一步藉由其他待分析物粒子的結合來擴展(為了簡潔而未示出)。
該原理可藉由引入第二種具有不同結合位的指示粒子來擴展。圖2(b)所示係一對不同的指示粒子，其具有不同結合位且欲結合具有二個不同結合位之待分析物粒子。於右邊所示之集合體係藉由形成第一種指示粒子及四個待分析物粒子的1：4聚集體來形成核心，各待分析物粒子的二個結合位之一被結合。反之，該待分析物粒子係各自結合至該第二種型態指示粒子的一者。與前述相同地，這四個額外的指示粒子可各自反過來與三個其他的待分析物粒子結合，以形成具有總共五個指示粒子(一個第一型態及四個第二型態)及十六個待分析物粒子的集合體。此過程也可進一步藉由其他待分析物粒子的結合來擴展。
待分析物粒子的存在促進含有數種指示粒子之聚集體的集合。為了簡單起見，假設在指示粒子上的發光團不會彼此作用，單一聚集體中之多個指示粒子的反應將為加成的，即，在集合體中的二個指示粒子將提供單一指示粒子的二倍光譜訊號。此外，為了本發明之目的，含有二或多個指示粒子的集合體須為單一指示粒子的二倍大小或更多。
指示粒子及待分析物粒子分別具有單一結合位且僅能形成1：1複合體之較簡單系統的結合現象已被研究，並在化學及生物化學中被廣泛地作為模型。在二個粒子間的結合程度以及1：1複合體的形成程度係受分子間交互作用的強度限制。在給定之總指示粒子濃度固定的情況下，隨著待分析物粒子濃度的增加，未結合的指示粒子的濃度係逐漸趨近於零。
若該指示粒子或該待分析物粒子含有多個結合位，可形成具有大於1：1化學計量的複合體。假設該多個結合位係獨立作用，建立結合行為的數學模型仍為易操縱的。舉例言之，具有3個等效結合位的指示物可形成1：1、1：2、及1：3的指示物：待分析物複合體。而且，在全部指示物90%之結合位被待分析物粒子佔據(且指示物10%之結合位未被待分析物粒子佔據)的情形下，99%的指示粒子將與至少一個待分析物結合。根據各個指示物結合位的部分佔有率 (fractional occupancy)，可藉由統計來估計各種類(即，游離的指示粒子、以及該1：1、1：2、與1：3之複合體)的比例。
若該指示粒子及該待分析物粒子皆含有多個結合位，則對於各個可能的複合體比例進行的數學預測將變得更加困難且準確度低。結合行為可藉由某些簡化及假設而預測；更實際地，校準曲線可根據已知的待分析物粒子濃度的溶液分析建構。獲得這些校準曲線可用於原型裝置、或現場的個別裝置。而且，在某些實施態樣中，校準曲線可在該裝置重複使用或延長使用時間後重新測定，尤其是當該指示粒子隨時間降解時。
指示粒子
該測量裝置及系統係包含指示粒子，且本文揭露之方法係使用指示粒子。對於指示粒子的需求為：(a)用於與複數個待分析物粒子結合的複數個結合位；(b)可提供光訊號以影像化的能力；(c)足夠大以使得個別指示粒子可被影像化。術語「指示粒子」係涵蓋可能比「分子」之替代定義所涵蓋者更大的原子集合體。指示粒子係在待分析物粒子之存在與視需要不存在的情形下提供一光訊號。
為了使單一指示粒子可結合至複數個待分析物粒子，該指示粒子係包含複數個結合位。在某些實施態樣中，該指示粒子係包含複數個相同的結合位，其各自可結合至一個在該待分析物粒子上之複數個相同的結合位之一。在某些實施態樣中，該指示粒子係包含複數個實質上相同的結合位，其各自可結合至一個在該待分析物粒子上之複數個相同的、或實質上相同的結合位。在某些實施態樣中，該指示粒子係包含複數個不相同的結合位，其各自可結合至一個在該待分析物粒子上之複數個相同的、實質上相同的、或不同的結合位。
該指示粒子的結合位可藉由不同種類的分子官能性提供。指示粒子可包含抗體(或其片段)、核酸、蛋白質、及胜肽，其均可經化學或生物化學 修飾且均可與待分析物粒子提供結合交互作用。現代的免疫化學方法可合成適於本發明之方法的指示粒子。可針對各種不同感興趣的待分析物粒子來提供抗體，且特別是針對較大的待分析物粒子，提供被識別出可結合至待分析物粒子之不同區域且能同時與待分析物粒子結合的不同抗體。或者，指示粒子可含有合成模體(motif)，例如該些使用主體/客體或超分子化學進行設計者、及/或該些使用有機化學進行合成者，其可結合至某些待分析物粒子。
指示粒子係在結合之存在與視需要不存在的情形下提供一光訊號。在部分實施態樣中，該光訊號係藉由紫外光-可見光(「UV/vis」)吸收提供。在部分實施態樣中，該光訊號係藉由螢光或磷光發射提供。在某些實施態樣中，指示粒子的光訊號在與一或多個待分析物粒子結合時實質上不改變。在某些實施態樣中，指示物的光訊號在與單一待分析物粒子結合時實質上不改變，且在與多個待分析物粒子結合時改變。在某些實施態樣中，指示粒子的光訊號在與一或多個待分析物粒子結合時改變。在部分實施態樣中，光訊號的改變為消光係數的改變。在部分實施態樣中，光訊號的改變為量子產率的改變。在部分實施態樣中，光訊號的改變為吸收波長的改變。在部分實施態樣中，光訊號的改變為發射波長的改變。在部分實施態樣中，光訊號的改變為螢光異向性的改變。
該指示粒子可含有一發光團(chromophore)。在某些實施態樣中，該發光團係共價連接至指示粒子；或者，其可經由官能化連接至指示粒子，例如：連接至量子點或電漿子奈米粒子的表面。在某些實施態樣中，該發光團係吸收了電磁輻射。在某些實施態樣中，該發光團係吸收了在選自可見光及紫外光之光譜區域中的電磁輻射。或者，該發光團可散射電磁輻射。在某些實施態樣中，該發光團為冷光的(luminescent)。在某些實施態樣中，該發光團為螢光的。在某些實施態樣中，該發光團為磷光的。
在部分實施態樣中，指示粒子具有足夠的大小且沒有進一步的修飾，使得個別的指示粒子可被影像化。在部分實施態樣中，指示粒子可為包含生物化學來源部分及合成部分的嵌合粒子；例子包括抗體官能化的電漿子奈米粒子或量子點、以及核苷酸官能化的電漿子奈米粒子或量子點。該合成部分可提供所需的光訊號及/或大小，使個別指示粒子可被影像化。在部分實施態樣中，指示粒子係包含奈米粒子或量子點。在部分實施態樣中，奈米粒子或量子點係經由共價鍵偶聯至結合位。在部分實施態樣中，奈米粒子或量子點係經由酯鍵或醯胺鍵偶聯至結合位。在部分實施態樣中，奈米粒子或量子點係經由硫醚鍵或硫酯鍵偶聯至結合位。
物件特性
本說明書係測量聚集體的特性，其可提供聚集程度的訊息，並反過來提供待分析物之存在或濃度的訊息。因此，術語「物件特性」係指與聚集體大小相關之聚集屬性。在部分實施態樣中，物件特性係關於聚集體大小的中位數。在部分實施態樣中，物件特性係關於聚集體大小的平均值。在部分實施態樣中，物件特性係關於聚集體大小的RMS。在部分實施態樣中，物件特性係直接與聚集體大小(中位數/平均值/RMS)成比例。在部分實施態樣中，物件特性係單調地與聚集體大小(中位數/平均值/RMS)相關。在部分實施態樣中，可藉由校準曲線估計物件特性與該聚集體大小(中位數/平均值/RMS)的關係。在部分實施態樣中，可藉由Newton-Raphson最小平方湊合法估計物件特性與該聚集體大小(中位數/平均值/RMS)的關係。在部分實施態樣中，物件特性係選自聚集體的大小(中位數/平均值/RMS)(直接觀察或估計)、聚集體的周長(中位數/平均值/RMS)(直接觀察或估計)、聚集體的形狀、聚集體的顏色、聚集體的亮度、聚集體的反射率、聚集體的發光(螢光/磷光)。在部分實施態 樣中，粒子大小(中位數/平均值/RMS)的估計係根據二或多個該些物件特性來測定。
影像處理
在某些實施態樣中，檢測器體積的圖框被評估為「原始(raw)」、未經任何進一步的影像處理。在某些實施態樣中，檢測器體積的圖框係經過濾以自真正的粒子聚集體中分離雜訊。在某些實施態樣中，檢測器體積的圖框係經過濾以自真正的粒子聚集體中分離誤差。
失活的指示粒子
本文描述之方法可容許一部分失活的指示粒子，即，來自該些失活指示粒子的光訊號係不存在或實質上不同於大部分的指示粒子。此行為可起因於：(a)指示粒子結合至待分析物粒子的失敗；或者，(b)指示粒子可結合至待分析物粒子，但無法產生光訊號、或產生實質上不同於其餘指示粒子的光訊號。
相較於其他各種方法，二種型態之失活指示粒子的存在對於本說明書之基於聚集的試驗(aggregation-based assay)來說引起較少的複雜性。在第一種情況中，未結合至待分析物粒子之指示粒子將不會參與聚集體形成的過程，且在試驗中單純地保持為個別的粒子。在第二種情況中，基於聚集的試驗不需要指示粒子與待分析物粒子的結合而干擾光訊號，因為光訊號的作用係將聚集體成像且估計其大小。因此，在與待分析物粒子結合時光訊號保持不變的指示粒子可能較佳。反之，在指示粒子間的光訊號變化不一致的情況下，依賴指示物/待分析物結合的許多試驗將難以進行或無法進行。
在本發明的某些實施態樣中，失活之指示粒子係包含已聚集的個別蛋白質(包括抗體)、未正確摺疊的胜肽或蛋白質、包含錯誤殘基、殘缺發光團的胜肽或蛋白質。
失活之指示粒子的數目可在測量裝置的工作壽命期間實質上保持恆定。因為指示粒子的化學惡化(尤其是重複暴露於高強度光源所導致的光化學惡化)或是該指示粒子的蛋白質形成部分產生聚集，失活粒子數目也可能在測量裝置的工作壽命期間增加。
可藉由光學行為的改變來鑑別失活的指示粒子：其在暴露於待分析物粒子時產生光訊號失敗、或者在暴露於待分析物粒子時產生了實質上不同於大部分指示粒子的光訊號。
訊號處理
在某些實施態樣中，該檢測器體積陣列的一或多個圖框係各自由像素陣列組成。該一或多個圖框可各自使用本領域已知的方法進行數位記錄。
在某些實施態樣中，對於一或多個影像之記錄係含有對各像素的強度資訊。在部分實施態樣中，各像素之強度資訊係透過類比-數位轉換器(「ADC」)測定，該類比-數位轉換器係將在檢測器之各像素觀察到的強度訊息轉換成數位形式。該強度訊息的動態範圍可與ADC的性質相關：例如使用12位元ADC係對各像素提供0至(212-1)、或0至4095範圍的強度值。在部分實施態樣中，係獲得彩色訊號。在部分實施態樣中，彩色訊號係被轉換成灰階。在部分實施態樣中，係獲得灰階訊號。
電腦記錄的處理可包括移除假雜訊的步驟。在某些實施態樣中，電腦記錄中小於使用者提供之閾值的特徵被認為是雜訊且自處理中移除。在某些實施態樣中，電腦記錄中大於使用者提供之閾值的特徵被認為是雜訊且自處理中移除。在某些實施態樣中，電腦記錄中強度低於使用者提供之閾值的特徵被認為是雜訊且自過程中移除。
電腦記錄的處理可包括鑑別對應於聚集體之影像特徵的步驟。該電腦可鑑別特徵與背景間的邊界。該些邊界可藉由在圖框中使用大的明暗梯度 定位圖框中的區域來鑑別，該明暗梯度係對應於(亮的)聚集體與(暗的)背景間的過渡。
電腦記錄的處理可包括計算圖框上各個特徵之面積的步驟。該處理可進一步包括計算各個聚集體之大小的步驟，該聚集體係對應於在圖框上的各個特徵。
電腦記錄的處理也可包括分析各個聚集體之大小資訊的步驟，且可根據此分析估計待分析物的濃度。在部分實施態樣中，該分析可基於該指示粒子/待分析物粒子對的結合等溫線屬性。在部分實施態樣中，該分析可基於控制組與待分析物粒子的比較，其中該控制組係具有預定量的指示粒子。在部分實施態樣中，該比較可使用溶液中的平均聚集體大小進行。在部分實施態樣中，該比較可使用所觀察到之聚集體大小分布的整體進行。在部分實施態樣中，該比較係使用最小平方湊合(least square fit)進行。在部分實施態樣中，該最小平方湊合係藉由各粒子大小估計的估計誤差進行加權。
用於進行分析的流程圖係提供於圖20。簡言之，樣品係與檢測器粒子在溶液中進行反應，而後記錄該溶液的時間圖框。對個別粒子及聚集體的影像進行鑑別。可依據特定的試驗使用選擇標準以保留或廢棄個別影像。背景扣除(background subtraction)係藉由遮罩所選影像並將所獲像素自整體圖框中扣除來達成。接著選擇出特定適於分析的個別影像，且使用已建立的算法來產生硬邊(hard edges)。然後自二元影像(binary image)估計粒子大小。再者，為了鑑別及移除任何假影，將回饋分析應用至原始圖框中。根據所選且定量之影像組測定的屬性(平均大小、周長、計數等)，可測定待分析物之存在及/或濃度。
應用
本文揭露之聚集試驗的方法、系統、及裝置係有助於各種領域及應用。尤其是，聚集試驗係有助於「現場」，即，有助於便攜式環境中。舉例言 之，聚集試驗係有用助醫療評定與診斷、以及病原體的檢測，尤其是在偏遠地區、無服務或難以抵達(例如因為暴力衝突)的地區、受流行病影響的地區、以及在傳統試驗設備及/或專業人員受限的其他狀況。其亦有助於醫院或診所內、或是家庭訪問的環境中，其可在定點照護或床邊進行或使用。
無論是在獸醫辦公室、牧場或農場、或是需要測試之動物所在地，聚集試驗在獸醫環境中的作用係與在醫學上一樣有用。其也可用於園藝或農業應用中，以測試植物或土壤中的病原體或共生微生物、或檢測其他感興趣的基因型及表型。
聚集試驗也可用於測試水汙染，例如：被細菌、藻類、或真菌、或其有毒產物汙染、或者被石油或其產物及副產物、以及工業廢料汙染。該些試驗係有用於食品安全性測試及農業用途，例如對於病原體、毒素、摻雜物、污染物、及害蟲的田野或加工設施測試。
試驗
許多型態的生物化學試驗係適於本文揭露之聚集試驗形式。例子包括：經由抗體或其片段捕獲及結合抗原的免疫試驗；使用與待分析物粒子DNA/RNA互補之一或多個DNA/RNA片段以捕獲該待分析物粒子的雜交試驗；以及配體結合試驗，其係使用與受體、酵素、或其他蛋白質的結合夥伴(反之亦然)作為夥伴待分析物粒子(例如蛋白質或其片段)的捕獲試劑。
在部分實施態樣中，係使用利用一種以上型態之指示粒子的異質試驗程序。多種型態之指示粒子的存在可簡化合成與聚集的問題。而且，因為該方法將包含多個指示粒子之聚集體整體影像化，僅單一型態的指示粒子需要提供光訊號以提供聚集體的影像。
本文揭露之方法可用於鑑別與臨床診斷疾病狀態相關之感興趣的表型或基因型狀態。該些疾病狀態包括例如癌症、心血管疾病、發炎性疾病、自 體免疫疾病、神經性疾病、感染性疾病、及懷孕相關疾病。或者也可使用標誌物檢測健康狀態。
癌症表型係包括在本發明的部分態樣中。本文中癌症的例子包括但不限於：乳癌、皮膚癌、骨癌、前列腺癌、肝癌、肺癌、腦癌、喉癌、膽囊癌、胰腺癌、直腸癌、副甲狀腺癌、甲狀腺癌、腎上腺癌、神經組織癌、頭頸癌、結腸癌、胃癌、支氣管癌、腎臟癌、基底細胞癌、潰瘍及乳突狀的鱗狀細胞癌、轉移性皮膚癌、骨肉瘤、尤文氏肉瘤(Ewing's sarcoma)、網狀細胞肉瘤、骨髓瘤、巨細胞瘤、小細胞肺腫瘤、非小細胞肺癌、膽結石、胰島細胞瘤、原發性腦瘤、急性及慢性的淋巴細胞瘤與顆粒細胞瘤、毛細胞瘤、腺瘤、過度增生、髓樣上皮癌、嗜鉻細胞瘤、黏膜神經瘤、腸神經結細胞瘤(intestinal ganglioneuromas)、增生性角膜神經瘤(hyperplastic corneal nerve tumor)、類馬凡氏症體型種瘤(marfanoid habitus tumor)、威爾姆氏腫瘤(Wilm's tumor)、精原細胞瘤、卵巢腫瘤、平滑肌瘤、子宮頸發育不良及原位癌瘤、神經母細胞瘤、視網膜胚細胞瘤、軟組織肉瘤、惡性類癌瘤、局部皮膚損害、蕈樣真菌病、橫紋肌肉瘤、卡波西氏肉瘤(Kaposi's sarcoma)、成骨及其他肉瘤、惡性高鈣血症、腎臟細胞瘤、真性紅血球增多症(polycythermia vera)、腺細胞癌、多形性膠質母細胞瘤、白血病、淋巴瘤、惡性黑色素瘤、表皮樣癌及其他癌瘤及肉瘤。
心血管疾病可包括在本發明之其他應用中。心血管疾病的例子包括但不限於：鬱血性心臟衰竭、高血壓、心律不整、動脈粥樣硬化、膽固醇、沃爾夫-帕金森-懷特症候群(Wolff-Parkinson-White syndrome)、長QT症候群、心絞痛、心搏過速、心搏過緩、心房震顫、心室顫動、心肌缺氧、心肌梗塞、心包填塞、心肌炎、心包炎、促心律不整右心室發育不全(arrhythmogenic right ventricular dysplasia)、肥厚性心肌病、威廉氏症候群(Williams syndrome)、心臟瓣膜疾病、心內膜炎、細菌性疾病、肺動脈閉鎖、主動脈瓣狹窄、雷諾氏症候 群(Raynaud's disease)、膽固醇栓塞、Wallenberg症候群、Hippel-Lindau病、及毛細血管擴張(telangiectasias)。
發炎性疾病及自體免疫疾病可包括在本發明的其他實施態樣中。發炎性疾病及自體免疫疾病的例子包括但不限於：類風濕關節炎、非特異性關節炎、喉炎、發炎性腸道疾病、牛皮癬、甲狀腺低能症(例如橋本氏甲狀腺炎(Hashimoto thyroidism))、結腸炎、第1型糖尿病、骨盆發炎症、中樞神經系統發炎性疾病、顳動脈炎、風濕性多肌痛、僵直性脊椎炎、結節性多動脈炎、萊特氏症候群(Reiter's syndrome)、硬皮病、全身性紅斑性狼瘡。
本文揭露之組成物及方法係有助於病毒檢測。如其他地方所示，病毒係包含負責使病毒入侵細胞的表面大分子，其通常為蛋白質。該些表面大分子係包含與入侵細胞上之相對特徵進行作用的鑑別元件。該些表面大分子的已知例子為冠狀病毒的棘蛋白。該些表面分子可用作為適當官能化之指示粒子的結合位。
本發明之方法及組成物也可提供關於感染性疾病標誌物的實驗室訊息，包括以下的標誌物：腺病毒、百日咳嗜血桿菌、肺炎披衣菌、砂眼披衣菌、霍亂毒素、霍亂毒素β、空腸彎曲桿菌、巨細胞病毒、白喉毒素、E-B病毒(Epstein-Barr)NA、E-B病毒EA、E-B病毒VCA、幽門螺旋桿菌、B型肝炎病毒(HBV)核心、B型肝炎病毒(HBV)包膜、B型肝炎病毒(HBV)表面(Ay)、C型肝炎病毒(HCV)核心、C型肝炎病毒(HCV)NS3、C型肝炎病毒(HCV)NS4、C型肝炎病毒(HCV)NS5、A型肝炎、D型肝炎、E型肝炎病毒(HEV)orf2 3KD、E型肝炎病毒(HEV)orf2 6KD、E型肝炎病毒(HEV)orf3 3KD、人類免疫不全病毒(HIV)-1 p24、人類免疫不全病毒(HIV)-1 gp41、人類免疫不全病毒(HIV)-1 gp120、人類乳突狀瘤病毒(HPV)、單純皰疹病毒(HSV)-1/2、單純皰疹病毒(HSV)-1 gD、單純皰疹病毒(HSV)-2 gG、人類T細胞淋巴瘤病毒 (HTLV)-1/2、A型流感、A型流感H3N2、B型流感、黑熱病利什曼原蟲、萊姆病、腮腺炎、肺炎黴漿菌、結核分枝桿菌、副流行性感冒1、副流行性感冒2、副流行性感冒3、小兒麻痺病毒、呼吸道融合病毒(RSV)、德國麻疹、麻疹、鏈球菌溶血素O、破傷風毒素、梅毒螺旋體15kd、梅毒螺旋體p47、克氏錐蟲、弓蟲、及水痘帶狀疱疹。
亦應理解，能夠用於基於聚集之病毒檢測的相同鑑別特徵可應用於較大生物體，例如古細菌、細菌、及其他微生物。舉例言之，細菌通常包含表面上的醣蛋白，其可用作為鑑別位。
本文揭露之方法可用於檢測基因變異。本文之基因變異可包含，但不限於在核苷酸序列(例如DNA及RNA)及蛋白質(例如胜肽及蛋白質)中的：一或多個取代、反轉、插入、缺失、或突變；一或多個微缺失(microdeletion)；一或多個稀有等位基因(rare allele)；多型性；單核苷酸多型性(SNP)；大規模的基因多型性(例如反轉及易位)；一或多個核苷酸分子(例如DNA)之富集度及/或複製數(例如複製數變異(CNVs))的差異；三染色體；單染色體；以及基因體重組。在一些實施態樣中，遺傳變異可能與以下有關：例如癌症等疾病的轉移、存在、不存在、及/或風險；藥物動力學的變異性；藥物毒性；不良事件；復發；及/或受試者器官移植排斥的存在、不存在、或風險。例如，HER2基因的複製數變化會影響乳癌患者是否會對賀癌平(Herceptin)治療產生反應。同樣地，檢測孕婦血液中21號染色體(或18、13或性染色體)複製數的增加可用於胎兒之唐氏症(或巴陶氏症候群或愛德華氏症)的非侵入性診斷。另一個實施例係檢測移植器官中不存在於受體基因組中的等位基因-監測這些等位基因的頻率或複製數可以識別潛在器官排斥的跡象。
測量裝置及系統
本文描述之聚集試驗方法係使用一測量裝置或系統，其包含樣品分析所需要的部分。該測量裝置含有樣品元件，而將感興趣的樣品直接加入其中、或經由插入比色管或載玻片(其本身含有感興趣的樣品)將樣品引入其中。該樣品元件進一步提供含有指示粒子的元件，該指示粒子的功能係結合至感興趣之待分析物粒子並形成聚集體。對於依賴發射(emission)方法的設計，該測量裝置係提供用於激發含有指示粒子之發光團的發光裝置。該測量裝置含有記錄裝置(例如影像感應器、例如數位相機)，其係偵測並記錄來自指示粒子之光訊號。最後，該測量裝置可含有其他組分，例如：操作控制、用於展示或報告分析結果的裝置、及使用外部電腦的介面。在測量裝置的各種設計中，各種視需要之組分的存在及其細節可能有所不同。
該系統或裝置整體可加上用於調整設備方向的支架，以便於添加或取出樣品。該系統可連接至行動計算裝置。該行動計算裝置可為智慧型手機、手提電腦、平板電腦、或相似的便攜式計算裝置。在部分實施例中，該行動計算裝置包括全部所需組分(例如：顯示器、處理器、記憶體、以及儲存在記憶體中且可由處理器執行的程式指令)，以實現高度自動化的步驟，例如：(i)引入樣品；(ii)光激發；(iii)視需要對樣品進行預篩選以評估樣品質量及光暴露時間，使用記錄裝置來記錄圖框；(iv)若需要，扣除檢測器偏差；(v)數位化檢測器訊號；(vi)記錄在非揮發性記憶體(nonvolatile memory)中的數位訊號；(vii)若需要，回收檢測器；以及(viii)處理數位訊號。該功能可進一步包含測定聚集試驗的結果，以及將結果以視覺形式傳達給終端使用者。
使用智慧型手機或其他行動計算裝置作為用於聚集試驗的檢測儀器，可在現場(即，實驗室以外的地方)以便宜、便攜、且多功能的系統進行試驗。應用可包括定點照護診斷系統，其用於在不需要將樣品運送至中央實驗室的情形下測量病毒量、營養狀態、疾病生物標誌物、或環境污染。該些測試可在私 人住宅、全球衛生設施、執法機構及醫療診所中進行。該行動計算裝置可連接至網路，其將使感應器數據與病患訊息及地理位置結合。可提供連接至外部計算設備，以進行數據解釋、繪製地理及人口地圖、數據庫建構及維護、及傳遞通知給遠程的醫療專家與主管部門。小型、可現場操作的數位測量裝置係使得試驗不受限於經訓練之實驗室技術人員的需求。取而代之地，因為該檢測系統的大小及可負擔性，該些試驗可由任何人進行。
樣品元件
該測量裝置係提供適於引入感興趣之樣品的樣品元件。使用光測試技術的測量裝置係受益於具有一短維度之橢圓形樣品元件。從指示粒子到記錄裝置之光訊號的光徑係與短維度平行排列。此方針將使得會對較長光徑造成問題之光訊號的吸收與散射最小化。此標準係允許稜柱狀或圓柱狀樣品元件的使用。
指示物體積
該樣品元件係包含一稱為指示物體積的組分，該組分含有指示粒子。此組分消除了需要添加指示粒子至感興趣之樣品的需求，相反地使該指示粒子能夠回收。在部分實施態樣中，該指示物體積係藉由將指示粒子保留於其本身內的物理外殼定義。該物理外殼可為多孔的，使得待分析物粒子可進入指示物體積中以與指示粒子接觸。在部分實施態樣中，該指示物體積非藉由物理外殼定義；而是，可提供其他手段以將指示粒子保留在指示物體積內。
光徑重疊的程度可根據定義指示物體積的少量參數來估計，包含指示粒子的特定分布(隨機的、半隨機的、聚集的、整齊的)、指示粒子的濃度及有效大小、及指示物體積的厚度。在本說明書的某些實施態樣中，基本上介於指示粒子與記錄裝置間全部的光徑沒有其他指示粒子。在某些實施態樣中，基本上介於指示粒子與記錄裝置間全部的光徑最多僅有一個其他的指示粒子。
在某些實施態樣中，該指示物體積係足夠薄，以允許單層的指示粒子。在此設計中，因為全部指示粒子基本上都在一垂直於光徑且平行於記錄裝置的平面上，光徑不可能重疊。
記錄裝置及顯微鏡
提供記錄裝置以記錄來自指示粒子的光訊號。在某些實施態樣中，該來自指示粒子的光訊號係通過樣品元件的透明窗。在某些實施態樣中，該記錄裝置為影像感應器，例如相機。舉例言之，CMOS(互補式金屬氧化物半導體)相機為有用的，因為其可個別讀取各個像素；此外，CMOS相機消耗非常小的電量，當其作為現場裝置的一部分可持續較長的時間。幾乎所有智慧型手機的相機皆有CMOS相機，許多具有超過百萬像素(megapixel)的解析度，使其有用於本文揭露之方法、系統、及裝置。
在本說明書的某些實施態樣中，該記錄裝置允許觀察來自樣品元件的一或多個光訊號。在某些實施態樣中，複數個訊號係各自源於該樣品元件的不同區域。在某些實施態樣中，在複數個訊號中的各個訊號係源自跨樣品元件之規則幾何網格的像素。
在某些實施態樣中，記錄裝置的像素係排列成矩形或正方形陣列。在某些實施態樣中，記錄裝置的像素係排列成512 x 512的正方形陣列、1024 x 1024的正方形陣列、2048 x 2048的正方形陣列、或4096 x 4096的正方形陣列。在某些實施態樣中，來自各像素的訊號係與其他全部像素分開記錄。在某些實施態樣中，來自2 x 2組像素的訊號係被結合在一起。
該測量裝置可允許觀察來自複數個指示粒子之不同區域的複數個訊號。在某些其他實施態樣中，該複數個指示粒子之不同區域係在規則的網格中。或者，基本上來自全部指示粒子的個別光訊號可在不受其他指示粒子干擾的情況下進行觀察。
結合放大鏡的使用，該記錄裝置甚至可偵測更小的訊號。該些鏡頭為本領域已知。在某些實施態樣中，該記錄裝置可捕獲個別的像素及/或個別的指示粒子。使用電漿子奈米粒子/量子點作為經官能化之捕獲元素的基質有助於此檢測。
該記錄裝置可使用本領域已知任何檢測及定量指示粒子/待分析物粒子複合體的技術。記錄裝置可使用與指示粒子設計配對的光吸收及發射方法。
或者，該光輸出可包括螢光團發出的螢光，該螢光團係在指示粒子上或與受光源激發之指示粒子結合。接著藉由該螢光發射強度來報告待分析物粒子的存在及數量。該螢光團可接近表面(例如光子晶體)，以增強該螢光發射。多個螢光團可用於調和該螢光訊號至所欲輸出。因此，可藉由在二或多個螢光團中的激發轉移來調節光訊號。
在本說明書中預設螢光及磷光的量子產率、λmax位移、及異向性。對於異向性的測量，將偏光鏡引入激發或發射、或二者的光路徑中。光源可與發射方法結合。該光源可為傳統的寬帶來源、發光二極體、或雷射，且可直接傳遞至樣品、或者為了最佳化激發作用而經由波長選擇裝置(例如格柵)傳遞至樣品。光可被引導通過包含波導及形成指示物體積基礎的全內反射組件，因而提供暗場激發。
失活指示粒子的鑑別
本文係提供用於鑑別失活指示粒子的方法，稱為「鑑別方法」。對於某些系統，二個溶液(第一個溶液沒有待分析物粒子、第二個溶液具有高濃度的待分析物粒子)將依序與指示物體積進行呈送。應當理解，該二個溶液分別會造成與指示粒子結合之待分析物粒子不存在、以及與指示粒子結合之待分析物粒子接近飽和。使用記錄裝置記錄圖框，並對於在沒有待分析物粒子及待分析物 粒子飽和之條件下的圖框進行比較。不符合選擇性標準的指示粒子被認為是失活的。
在因奈米粒子聚集而失活的情況下，鑑別失活指示粒子是容易的。在目視檢查來自記錄裝置的圖框時，聚集體之形成係顯而易見的，且將不需要上述之「沒有分析物粒子」及「待分析物粒子飽和」步驟。
該鑑別方法係維持在測量裝置中指示粒子位置的記錄。該指示粒子位置可藉由x/y座標引用，例如，相對於在測量裝置中適當的幾何網格、或相對於在記錄裝置上的像素座標。失活指示粒子的記錄可保存於非揮發電腦記憶體。
該鑑別方法係提供對於將指示粒子標記為失活的標準。為了測量裝置特殊的準確度及靈敏性，設立該標準以在使用中消除表現不良之指示粒子，但同時維持充足的高量指示粒子之間取得平衡。為了消除偏差且實現自動標誌，係基於所觀察到的光訊號型態選擇數字閾值。僅作為例示地，某些指示粒子在結合至待分析物粒子時可能會發生發射λmax位移，且在此例中之大部分化合物發生20奈米(nm)的λmax位移。可為此特定的例子，選擇5奈米位移的閾值。
為了滿足對準確性和靈敏度的要求，可以選擇數字閾值以排除一定比例的指示粒子。參考先前的例子，於95%的指示粒子可觀察到12奈米的λmax位移。然後，為了保留95%有活性的指示粒子並捨棄5%失活的指示粒子，可選擇12奈米的閾值λmax。
可將各種標準應用至指定失活狀態。重要地，可選擇任何標準以指定失活的指示粒子。因為任一指示粒子的結合係獨立於其他全部指示粒子，自有活性指示粒子集合中排除指示粒子並不影響剩餘粒子的行為。
若有指出，上述鑑別方法可在測量裝置的操作壽命期間週期性地重複。此做法對於性能隨時間變差的指示裝置尤其有用。理想地，該鑑別方法係 需要最少的操作員干預、且該測量裝置係自動進行全部所需的步驟。在基於奈米粒子之指示粒子的情形下，週期性地記錄圖框且以圖樣比對軟體來鑑別可能隨時間推移產生的任何聚集。
該鑑別方法亦可包含使測量裝置接受一或多種含有中間濃度之待分析物粒子溶液的步驟。此對於待分析物粒子的定量測量尤為重要，其係預設了指示粒子飽和的範圍。透過使用多種跨濃度範圍之待分析物粒子溶液，可建構校準曲線以較佳地將光學報告數據與待分析物粒子濃度匹配。
使用自指示粒子環境空間分辨訊號的主要好處在於可依此標立特別有問題的記錄裝置區域並在隨後的分析中捨棄。此不僅包括針對失活指示粒子(即，未適當摺疊的抗體)的情況，還針對任何出現困難的區域。此可包括二或多個間隔接近之指示粒子的重疊點，或是出於任何理由難以分辨其游離與鍵結狀態的指示粒子。各個單獨指示粒子的結合係獨立於其他全部指示粒子，而且捨棄一小束光訊號可改善準確度及精密度、且對靈敏度的影響很小。
準確度/精密度/靈敏度
可預期的，本文所揭露之數位測量方法的準確度係至少與類似的傳統方法一樣好。該數位測量方法係最小化或排除了數種誤差之來源，該來源根據定義係為低準確度的。舉例而言，潛在的誤差係由失活的指示粒子所引起：其不會結合至待分析物粒子、或者結合至待分析物粒子但未提供所預期的光訊號。如其他地方討論，存在無法結合至待分析物粒子的指示粒子僅代表一部分無法形成聚集體的指示粒子，且可透過對已知待分析物濃度的樣品進行校準來考慮。而且，因為該聚集試驗設計不需要在待分析物結合時干擾光訊號，可使用其發光團對客體之結合相對不靈敏的指示粒子。由於這二個原因，與許多其他基於宿主/客體的分析系統相比，失活粒子對於準確度及精密度的影響遠遠較少。
可預期的，本文所揭露之數位測量方法的精密度係至少與類似的傳統方法一樣好。觀察來自大部分指示粒子之大部分訊號的傳統方法大多可使用各種統計及數值方法來提供精密的估計，但並非全部的狀況下都可以。
反之，使用聚集試驗，尤其是造成相對小的聚集體形成之系統及條件，該試驗在僅有少數指示粒子構成各個聚集體的情況下被認為是「數位的」。可將觀察到的粒子大小(特指例如在樣品體積中的像素跨度或物理大小)指定為含有整數個指示粒子的「數位」聚集體大小。在部分實施態樣中，較佳係因微弱的指示粒子/待分析物結合、或者因樣品的預稀釋有意地形成小的聚集體。
結合等溫線
待分析物粒子濃度與數量及粒子大小間的關係(本文中稱為「結合等溫線(binding isotherm)」)為複雜且間接的。簡言之，假定一固定的指示粒子濃度，在該指示粒子上之已結合/總結合位的比例係隨著總待分析物粒子的濃度增加而逐漸增加至1。在任何給定的待分析物粒子濃度下，較高親和力的指示粒子係結合至較大部分的待分析物粒子。重要地，總指示粒子濃度僅表示具有活性的指示粒子。
在為所揭露之方法預設的許多用途中，係建立了對應於臨界值之閾值或截止點。該些閾值或截止點可對應於環境法設定的法規程度、或是對應於某些健康條件的重要生物標誌物水平。為了提供適於所欲用途的測量條件，該測量方法可調整建議的掃描參數及稀釋程度。
在某些實施態樣中，該測量裝置可提供用於樣品自動稀釋的機器。此可透過排出一部分現有樣品來達成，接著引入溶質稀釋。此亦可透過引入已使用溶質進行預稀釋的新樣品來達成。
在某些實施態樣中，可透過計算裝置計算建議稀釋程度，該計算裝置可合併至測量裝置中、或與測量裝置連接。該計算裝置可經由界面(例如顯 示器、印表機、或合成的語音報告)提供建議稀釋程度給操作者。該計算裝置亦可直接控制測量裝置，以在不需使用者干預的情況下進行自動化分析經稀釋樣品所需的任何步驟。
在某些實施態樣中，該閾值或截止點可以韌體的形式(其可在閾值或截止點改變時視需要更新)或者以軟體的形式在計算裝置中預先設定。此外，操作軟體可提示使用者進一步輸入被測樣品。舉例言之，在測量生物標誌物的情形下，使用者可輸入受試者的歷史參數，例如年齡、體重、性別等，其可能會改變閾值或截止點並可能因此影響一給定測量所需的精密度。
如實施例說明，該聚集試驗的重要特徵為平均粒子大小可在一定的待分析物濃度範圍內平穩增加。此行為係起因於在統計上減少了不易形成之較大聚集體，該較大聚集體需要多個同時結合的交互作用。此行為係與常規的1：1結合行為相反，該1：1結合行為係通常在狹小的待分析物濃度範圍中展現出S型的開關行為(sigmoidal off-on behavior)。換言之，該1：1結合等溫線係造成以下情況：對於大多數的待分析物濃度範圍，指示粒子實質上係經結合的或實質上未經結合的。因此，常規的1：1結合對於測定待分析物濃度係有其限定值(與待分析物的存在/不存在相反)。反之，待分析物濃度與粒子大小間平穩的關係使其本身適於精準的測定待分析物濃度。
縮寫
在本說明書中係使用以下縮寫。也可使用本領域中具通常知識者所理解的其他縮寫。
PEG：聚乙二醇(Poly(ethylene glycol))；EDC：1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳醯二亞胺(1-ethyl-3-(-3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride)；NHS：N-羥基丁二醯亞胺(N-hydroxysuccinimide)；DDI水： 二次去離子水(double deionized water)；PBS：磷酸緩衝鹽溶液(Phosphate-buffered saline)；RBD：SARS-CoV-2棘蛋白的受體結合區域(receptor binding domain)。
實施例
本發明進一步透過以下實施例進行說明。
實施例1：羧基官能化的奈米粒子
在EtOH中添加1毫升的3-巰基丙酸溶液(10mM)以將在1毫升的EtOH中100nM的金(Au)奈米粒子(「GNP」，NanoComposix，聖地牙哥，加州)懸浮。所獲混合物係以間歇性搖晃及超音波處理，在室溫下於離心管中反應數小時。將該混合物進行最終的超音波處理，接著在約5000RCF下離心5分鐘、或者離心直到粒子充分沉澱。小心地移除上清液，以避免擾動固體沉澱物。進行如下EtOH沖洗：添加EtOH(1毫升)並對該混合物進行超音波處理以重新懸浮該粒子。該混合物係在約5000RCF下離心5分鐘、或者離心直到粒子充分沉澱。額外重覆2次EtOH沖洗，總共進行三次EtOH沖洗。在EtOH沖洗步驟後使用水取代EtOH進行水沖洗，總共進行3次水沖洗。
實施例2：C2抗CRP抗體偶聯的奈米粒子
將該羧基官能化奈米粒子的水懸浮液(1毫升)添加20微升之含有10毫克/毫升EDC的水溶液，接著加入40微升之含有10毫克/毫升sulfo-NHS的水溶液。將該混合物在旋轉下反應30分鐘，接著在5000RCF下離心5分鐘。小心地移除上清液，以避免擾動固體沉澱物。將該沉澱物添加1毫升的0.1x PBS，並使用震盪及/或超音波處理(<30秒)以重新懸浮該粒子。對該懸浮液添加20微克的C2抗CRP(C反應蛋白)抗體(Abcam，劍橋，英國)，並將該混合物於室溫下反應2小時，然後進行離心。小心地移除上清液，以免擾動固體沉澱物。進行如下PBS沖洗：對該沉澱物添加1毫升之0.1x PBS，並使用震盪及/或超音波處理(<30秒)以重新懸浮該粒子。額外重覆2次PBS沖洗，總共進行三次沖洗。在 第三次沖洗時，使用1毫升之含有0.5%(體積/體積)Tween 20的0.1x PBS。所獲物質係儲存於4℃下。
實施例3：C6抗CRP抗體偶聯的奈米粒子
比照實施例2所用步驟進行，但使用C6抗CRP抗體(Abcam，劍橋，英國)取代C2抗CRP抗體。
實施例4：偶聯物(conjugate)的光吸收研究
圖5係顯示與C2抗體(圖(a))及C6抗體(圖(b))偶聯之GNPs(金奈米粒子)的紫外光-可見光吸收(UV-Vis absorption)光譜。對於各個偶聯物，觀察到從裸GNP(i)至GNP抗體偶聯物(ii)有輕微的紅位移，大概是因為GNP介電屬性的擾動，導致局部表面電漿子共振(LSRP)產生改變。對於各個偶聯物，CRP的添加進一步造成光吸收改變(iii)，確定抗體在溶液中保持活性以捕獲CRP。相較於C2抗體(圖(a)、跡線(iii))，觀察到C6抗體(圖(b)、跡線(iii))的光吸收改變較大。
實施例5：聚集研究
與C2抗體及C6抗體偶聯的GNPs係以1：1的比例進行結合，且於具有0.05%之TWEEN® 20的PBS中懸浮。添加清潔劑以穩定粒子懸浮液。接著，將CRP溶液(10微升)與GNP-抗體偶聯物的溶液(20微升)進行混合，並於37℃下反應一段時間。在反應後，將15微升之CRP/GNP-抗體偶聯物的混合物夾在二個顯微鏡玻璃之間，形成一液態薄膜。使用立式光學顯微鏡的DF模式(通常使用40X物鏡)觀察聚集行為。全尺寸DF圖框通常在250毫米x200毫米的區域內含有2,000至10,000個粒子。使用較高的濃度預計將增加聚集體圖框的重疊程度，進而使訊號處理變複雜。
圖6及7係顯示控制組及陽性實驗的DF顯微圖。在CRP不存在的情況下，對個別GNPs進行影像化(圖6(a))。添加CRP使得GNP群集形成，在顯微圖中明顯可見(圖6(b))。個別群集係影像化於圖7(a)-7(c)。
一般實驗係由10個圖框所組成，需要分析20,000至100,000個粒子。對分析大量粒子的需求促使了影像處理方法的發展(如實施例6-9所述)，以自動化該步驟且避免勞動密集的人工評估。訊號處理所考慮的因素包括：因為焦平面外的灰塵/碎屑導致在圖框中出現明亮的圓形缺陷、來自個別GNPs之調光光訊號、以及聚集體的不均勻形狀。
該訊號處理方法的概要係於圖8中說明。將轉換成灰階的原始圖框(圖(a))進行處理以移除假影(圖(b))。在此步驟後，將圖框分為多個區域，各區域係對應至一粒子或粒子聚集體(圖(c))。接著將各部分的大小進行定量(圖(d))。
實施例6：訊號背景的扣除
以下的MATLAB編碼係移除來自圖框的背景。該編碼係作用於j索引的圖框I上，且需要使用者所提供bglvl參數。
i=I{j,1}-Iobrcbr；
此步驟的影響可參見圖9。將圖(a)中的原始圖框進行處理以收穫背景圖框(圖(b))，其係自該原始圖框中扣除以得出背景扣除的圖(c)。
實施例7：邊界形成
以下的MATLAB編碼係自經清理之灰階圖框建構了圖框，該經清理之灰階圖框係含有對應於各個聚集體的B/W特徵。該步驟係在高梯度(即，快速由黑轉白)的位置創造了邊界。該梯度規模閾值係透過使用者提供之參數FudgeFactor進行修飾。大部分的分析係使用FudgeFactor為1.05的數值。為了調節無法被此步驟所產生之邊界完整地圈起的特徵，係擴展該邊界大小。然後，對邊界完整圈起的區域進行填充，且對該擴展進行逆轉。
圖10係顯示邊界形成步驟的實施例。對經背景扣除步驟清理的圖框(顯示於圖(a))進行邊界形成步驟。圖(b)係顯示成功鑑別在此圖框之四個特 徵的邊界。接著，將該邊界進行填充以提供對應於該四個特徵的B/W圖框(圖(c))。
實施例8：特徵鑑別
以下MATLAB編碼係鑑別了對應於各個聚集體的特徵。使用MATLAB的bwconncomp功能自該B/W圖框創建特徵載體。像素少於使用者提供之參數T的特徵被視為雜訊，並還原為背景。
圖11係顯示特徵鑑別步驟的實施例。圖(a)係於處理前清理了灰階圖框。圖(b)係顯示來自該邊界形成步驟的B/W圖框。圖(c)係顯示在雜訊移除後的B/W圖框。可注意到，已成功移除了在全部三個圖中所圈起的假影。
實施例9：圖框填充(Frame padding)
為了易於比較，以下MATLAB編碼係將圖框填充至其原始大小。使用對應於各特徵的元素來建構標籤矩陣。計算並儲存各特徵的區域。
實施例10：CRP滴定
圖12係說明CRP試驗，其係使用本文所揭露之聚集方法並與傳統的電漿子感應方法比較。該粒子群集的多分散性造成對於整體平均值分析的雜訊反應。相反地，粒子至粒子(particle-to-particle)的分析提供了粒子聚集的詳細訊息，從而改善靈敏度及動態範圍。圖(a)係顯示衍生自對許多CRP濃度分析群集大小分布的校準曲線。平均群集大小與CRP濃度間的線性關係值得注意的，且與傳統電漿子感應方法(示於圖(b))對比，其係相反地展現出許多試驗常見的飽和等溫線。重要地，圖(a)的線性關係清楚地展現出2至3毫克/毫升之CRP濃度(對應於心臟病的風險閾值)與10毫克/毫升之CRP濃度(對應於正常水平)顯著不同的平均群集大小。傳統電漿子感應方法無法分辨此二個水平。
實施例11：檢測全血中的C反應蛋白(CRP)
全血中粒子的檢測係示於圖13。(i)0.1毫米及(ii)0.05毫米的毛細管深度係示於圖(a)。使用0.1毫米、0.05毫米、及0.01毫米厚毛細管之在全血中粒子的暗場影像係分別示於圖(b)、(c)、及(d)。
在各種深度之全血中個別奈米粒子的影像係示於圖14。在具有0.1毫米、0.05毫米、及0.01毫米深度的介質中描繪奈米粒子，分別示於圖(a)、(b)、及(c)。該些影像之16位強度(亮度)座標圖係分別示於圖(d)、(e)、及(f)。
該在全血中CRP試驗的表現係示於圖15的座標圖中，其水平軸=CRP濃度(毫克/分升)且垂直軸=平均群集大小(像素)。如圖12所示，該試驗係利用待分析物濃度與聚集體大小間的線性關係。
實施例12：合成抗人類抗體奈米粒子
使用實施例2所述方法製備抗人類抗體官能化之Au奈米粒子。
實施例13：合成RBD連結奈米粒子
使用以下方案以製備用於檢測完整SARS-CoV-2病毒的RBD連結Au奈米粒子。
金奈米粒子 1毫升之PEG化的80奈米金奈米粒子溶液(20OD=1.3E11粒子/毫升)(Nanocomposix.Bio ready，Carboxyl，20OD，SKU：AUXR80-5M)如所需規格。
RBD Thermo Fisher Scientific，SARS-CoV-2棘蛋白(S-RBD)(aa319-541)，His Tag重組蛋白。
其他化學物 EDC、NHS、DDI水、PBS緩衝液、KH2PO4、20KDa PEG(經重組)、Glycine(或Tris緩衝液)、Tween 20。
藉由在水中溶解1至10毫克的EDC製備含有10毫克/毫升的EDC溶液。相似地，藉由在水中溶解1至10毫升的sulfo-NHS製備含有10毫克/毫升的sulfo-NHS溶液。對於此二溶液而言，每毫克溶質係使用100微升H2O，且該溶液係於使用前隨即製備。
於1毫升之-COOH封端的粒子(懸浮於DDI水中)中加入7微升的EDC溶液，然後再加入14微升的sulfo-NHS溶液。將該溶液混合均勻，接著於試管旋轉器上在室溫下進行反應30分鐘。將該溶液在5000RCF下離心5分鐘。小心地移除上清液，並添加1毫升的反應緩衝液(pH 7.4之5mM的KH2PO4與0.5%(體積/體積)20KDa的PEG)。對該混合物進行震盪及超音波處理(低於30秒)以重新懸浮粒子。於該混合物中加入20微升之1毫克/毫升的RBD蛋白質，並將該混合物進行震盪以混合，接著在室溫下反應2小時。於該混合物中添加5微升的飽和甘胺酸(於DDI水中)，並將內容物混合且反應10分鐘。
將該粒子以反應緩衝液進行如下清洗：將該混合物在5000RCF下離心5分鐘，移除上清液，使用1毫升的反應緩衝液以30秒或更短的超音波處理將沉澱物重新懸浮。該反應緩衝液沖洗係額外重複二次，總共三次沖洗。在第三次沖洗時，該沉澱物係重新懸浮於1毫升之含有0.5%(體積/體積)Tween 20的0.1x PBS中。所獲物質係儲存在4℃下。
為了避免非特異性的聚集，以下係使用PEG來重新填充粒子表面。製備於50毫升0.1X PBS中之2毫克SH-PEG-COOH(MW6000)的溶液。將此溶液、偶聯粒子溶液、及PEG溶液以等體積進行混合，並在25℃下搖晃反應6小時、或者在4℃下搖晃反應隔夜。
將該粒子以反應緩衝液進行如下清洗：將該混合物在5000RCF下離心5分鐘，移除上清液，以及使用1毫升之含有0.5%(體積/體積)Tween 20的0.1x PBS將沉澱物重新懸浮。該反應緩衝液係額外重複二次，總共三次沖洗。所獲物質係儲存在4℃下。
實施例14：檢測全血中的SARS-CoV-2抗體
進行以下試驗以檢測及定量SARS-CoV-2棘蛋白的抗體。該設計原理係描述於圖16。實施例12所示之奈米粒子係抗人類抗體(ii)藉由PEG(i)連接至奈米粒子。實施例13所示之奈米粒子係RBD區域(iv)藉由PEG(v)連接至奈米顆粒。該待分析物(iii)(即，SARS-CoV-2棘蛋白的抗體)可同時結合至二種型態的官能化奈米粒子。
化學物 抗體：SARS-CoV-2棘蛋白S1嵌合重組人類單株抗體(H6)。
全血 ZenBio,Inc.，產品編號：SER-WB10ML。
將全血樣品製備為所欲之抗體濃度。製備含有10微升之RBD偶聯粒子的溶液(20OD=1.3E11粒子/毫升)以及10微升之含有0.5%(體積/體積) Tween 20的0.1X PBS溶液。將20微升之經稀釋的粒子溶液(10OD=6.5E10粒子/毫升)與5微升之全血樣品混合，並將該混合物緩和震盪，接著在25℃下反應1小時。
將5微升溶液塗於大的玻璃片(CORNING蓋玻片，厚度1，24X50毫米，產品編號：2975-245)，並使用小的蓋玻片(CORNING蓋玻片，厚度1，18X18毫米，產品編號：2845-18)覆蓋。使用20X物鏡記錄暗場影像。使用自製的影像分析程式處理該影像。
試驗結果係於圖17中描述。圖(a)係顯示聚集體的顯微鏡影像。圖(b)係提供校準曲線：水平軸=SARS-CoV-2抗體(毫克/分升)、垂直軸=聚集大小(像素)。抗體濃度在5毫克/分升以上可觀察到良好的線性。注意到在病患血清中的COVID-19 IgG濃度係介於0.14及420毫克/分升之間，對應至介於1.4及4200微克/毫升之間。而且，10毫克/分升(或100微克/毫升)為供體具備恢復期血清療法資格的截止濃度。
實施例15：檢測定整SARS-CoV-2病毒
用於檢測完整SARS-CoV-2之試驗所利用的組分係描述於圖18。圖(a)係顯示新冠病毒的細節，突出顯示(i)裝飾病毒表面且負責細胞入侵的棘蛋白多重性。奈米粒子係藉由其他設計結合至棘蛋白。圖(b)及(c)係顯示介於三部分奈米抗體(ii)及棘蛋白(i)間交互作用的俯視圖及側視圖。
使用實施例2所述方法製備針對SARS-CoV-2棘蛋白之奈米抗體官能化的奈米粒子。檢測SARS-CoV-2的細節係描述於圖19。圖(a)係顯示奈米抗體官能化的奈米粒子：(i)SARS-CoV-2棘蛋白奈米抗體；(ii)PEG連接子；(iii)Au奈米粒子。圖(b)及(c)係顯示在不同病毒濃度下之聚集體的顯微鏡影像。
本文中所載之所有美國或其他國家之參考文獻、專利或申請案係透過引用併入本文，如同其全文寫於本文中。當有任何不一致出現時，係以本文中之文字揭露內容為準。
根據以上描述，本領域中具通常知識者可容易地確定本發明的必要特徵，且在不脫離本發明的精神及範圍的情況下，可對本發明進行各種改變與修飾以使其適於各種用途及條件。

Claims (14)

  1. 一種用於測定一樣品中待分析物粒子之存在或濃度的方法，其包含以下步驟： 在一測量裝置之樣品元件內將該樣品與一數量之一或多種型態的指示粒子進行結合； 以測量裝置記錄該樣品元件的一或多個圖框（frame）； 在該一或多個圖框中，透過一處理器鑑別對應於指示粒子之聚集體及視需要之個別未聚集之指示粒子的粒子影像； 透過該處理器測定一或多個物件特性；以及 透過該處理器由該物件特性測定該待分析物粒子的存在及／或濃度； 其中： 該待分析物粒子的存在係誘導聚集體形成，且各聚集體係包含至少二個該指示粒子、以及至少一個待分析物粒子。
  2. 如請求項1的方法，其中聚集體的形成係經由該指示粒子上之結合位與該待分析物粒子上之結合位的結合而產生。
  3. 如請求項1的方法，其中該物件特性係隨著平均聚集體大小而單調遞增。
  4. 如請求項1的方法，其中該指示粒子係提供一光訊號。
  5. 如請求項1的方法，係進一步包含一透過該處理器移除背景特徵的步驟。
  6. 如請求項5的方法，係進一步包含透過該處理器進行以下步驟： 侵蝕（eroding）影像； 重建影像；以及 膨脹（dilating）影像。
  7. 如請求項6的方法，係進一步包含一或多個透過該處理器在該樣品元件之一或多個圖框中的邊界形成步驟。
  8. 如請求項1的方法，其中該指示粒子係包含奈米粒子或量子點（quantum dot）。
  9. 如請求項4的方法，其中該光訊號係經由表面電漿子共振（surface plasmon resonance，SPR）而產生。
  10. 如請求項1的方法，其中該存在於一數量之指示粒子中的一或多種型態的指示粒子係各自含有一或多個相同型態的結合位。
  11. 如請求項1的方法，其中該待分析物係一抗體、一血液蛋白（hematological protein）、一病毒、一細菌、一生物液體（biological fluid）、或衍生自生物液體。
  12. 一種用於進行如請求項1至11中任一項所述之測定一樣品中待分析物粒子之存在或濃度的方法的設備或系統，其包含： 一影像感應器； 一可展示影像的螢幕； 一微處理器； 記憶體；以及 儲存在記憶體中且透過處理器執行的影像分析軟體，其中可分析該影像感應器所捕獲的數據且數位分類數據， 其中該影像感應器、可展示影像的螢幕、微處理器、記憶體、及影像分析軟體係配合執行如請求項1至11中任一項所述的步驟。
  13. 如請求項12的設備或系統，還包含： 玻璃或聚合物製造的指示表面，其係在一側上固定有光指示粒子，該光指示粒子係包含經捕獲元素官能化的電漿子奈米粒子；以及 適用於暗場顯微鏡的波導（waveguide），其係與該指示表面的另一側接觸； 且其中該捕獲元素係選自： 一或多個結合該待分析物的奈米抗體； 一或多個結合該待分析物的核苷酸序列；以及 一結合該待分析物的抗體或其片段。
  14. 如請求項12的設備或系統，還包含一通信介面。
TW110112852A 2020-04-09 2021-04-09 用於增強靈敏度之誘導聚集試驗 TWI889799B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063007701P 2020-04-09 2020-04-09
US63/007,701 2020-04-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202232440A TW202232440A (zh) 2022-08-16
TWI889799B true TWI889799B (zh) 2025-07-11

Family

ID=78006112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110112852A TWI889799B (zh) 2020-04-09 2021-04-09 用於增強靈敏度之誘導聚集試驗

Country Status (11)

Country Link
US (1) US12411138B2 (zh)
EP (1) EP4132708A4 (zh)
JP (1) JP2023522172A (zh)
KR (1) KR20220166305A (zh)
CN (1) CN115768559A (zh)
AU (1) AU2021253945A1 (zh)
BR (1) BR112022020325A2 (zh)
CA (1) CA3174770A1 (zh)
IL (1) IL297099A (zh)
TW (1) TWI889799B (zh)
WO (1) WO2021207656A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112019018869A2 (pt) 2017-03-12 2020-04-14 Ilytica Llc método para determinar a presença ou concentração de pelo menos um analito em uma amostra, método para determinar a presença ou concentração de antígeno em uma amostra, método para determinar a presença ou concentração de uma sequência de nucleotídeos alvo em uma amostra e sistema de ensaio digital para determinar uma concentração de analito em uma amostra
US11561221B2 (en) * 2018-05-02 2023-01-24 Trustees Of Boston University Dynamic tracking of captured targets for enhanced digital biosensing
BR112022020325A2 (pt) 2020-04-09 2022-12-13 Ilytica Llc Método para determinar a presença ou a concentração de uma partícula de analito em uma amostra e aparelho ou sistema para realizar o método
CN117035243B (zh) * 2023-10-10 2024-01-30 中国铁塔股份有限公司吉林省分公司 面向基站规划的业务需求调研报告分析方法及系统
CN119985960A (zh) * 2025-04-16 2025-05-13 深圳安侣医学科技有限公司 定量免疫检测、算法获取及其ai训练方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201107736A (en) * 2009-07-08 2011-03-01 Sony Corp Microfluidic device having a flow channel within a gain medium
US20130316467A1 (en) * 2010-08-30 2013-11-28 Mks Technology (D/B/A Snowy Range Instruments) Spectroscopic assays and tagging
CN103492859A (zh) * 2011-02-28 2014-01-01 皇家飞利浦有限公司 物质确定装置
US20170159113A1 (en) * 2010-07-06 2017-06-08 T2 Biosystems, Inc. Methods and compositions for detection of analytes
CN109858605A (zh) * 2019-01-22 2019-06-07 交通运输部天津水运工程科学研究所 基于gpu计算技术的应用sph计算流体出流的方法

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6435373A (en) * 1987-07-31 1989-02-06 Fujirebio Kk Method and device for high-sensitivity immunoassay
US7169556B2 (en) 1996-07-29 2007-01-30 Nanosphere, Inc. Nanoparticles having oligonucleotides attached thereto and uses therefor
US20030092029A1 (en) 2001-06-06 2003-05-15 Lee Josephson Magneitc-nanoparticle conjugates and methods of use
US20060127946A1 (en) 2002-08-16 2006-06-15 Montagu Jean I Reading of fluorescent arrays
US7397043B2 (en) 2005-01-26 2008-07-08 Nomadics, Inc. Standoff optical detection platform based on surface plasmon-coupled emission
US7723120B2 (en) * 2005-10-26 2010-05-25 General Electric Company Optical sensor array system and method for parallel processing of chemical and biochemical information
WO2008051287A2 (en) 2006-04-06 2008-05-02 Amerigenics, Inc. Real time detection of molecules, cell and particles using photonic bandgap structures
CN101467045A (zh) 2006-06-15 2009-06-24 皇家飞利浦电子股份有限公司 通过测定结合和未结合的标记增加分析物检测的专一性
CN103173346B (zh) 2006-11-06 2017-04-19 科隆迪亚戈有限公司 使用结合元件用于分析的装置和方法
JP2008157923A (ja) 2006-12-01 2008-07-10 Canon Inc 化学センシング装置及び化学センシング方法
US20100285490A1 (en) 2006-12-29 2010-11-11 Invitrogen Corporation Detection apparatus
WO2009009779A2 (en) * 2007-07-11 2009-01-15 Cualing Hernani D Automated bone marrow cellularity determination
WO2009117168A2 (en) * 2008-01-03 2009-09-24 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Detection of analytes using metal nanoparticle probes and dynamic light scattering
PL2265931T5 (pl) 2008-03-19 2017-10-31 Univ Heidelberg Ruprecht Karls Sposób i urządzenie do lokalizacji pojedynczych cząsteczek barwnika w mikroskopii fluorescencyjnej
US8358852B2 (en) 2008-03-31 2013-01-22 Lexmark International, Inc. Automatic forms identification systems and methods
US20090258371A1 (en) 2008-04-09 2009-10-15 Abbott Point Of Care, Inc. Method of detecting very low levels of analyte within a thin film fluid sample contained in a thin thickness chamber
US9240043B2 (en) * 2008-09-16 2016-01-19 Novartis Ag Reproducible quantification of biomarker expression
US8222047B2 (en) 2008-09-23 2012-07-17 Quanterix Corporation Ultra-sensitive detection of molecules on single molecule arrays
CA2776405C (en) 2009-10-20 2020-08-18 Sanofi Pasteur Vaxdesign Corp. Surface-assisted hemagglutination and hemagglutination inhibition assays
US20140256593A1 (en) 2011-11-22 2014-09-11 University Of Maryland, Baltimore Plasmonic substrates for metal-enhanced fluorescence based sensing, imaging and assays
US9389229B2 (en) 2012-07-18 2016-07-12 Theranos, Inc. Methods for detecting and measuring aggregation
ES2440368B1 (es) 2012-07-26 2015-03-06 Univ Zaragoza Biosensor con nanoparticulas metálicas
US8947656B2 (en) 2013-01-04 2015-02-03 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Smartphone biosensor
EP3178035B1 (en) 2014-08-04 2020-09-23 Ventana Medical Systems, Inc. Image analysis system using context features
EP3001183B1 (en) 2014-09-25 2019-02-13 Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) Detection of analytes using nanoparticles as light scattering enhancers
WO2016187588A1 (en) 2015-05-21 2016-11-24 Lamdagen Corporation Plasmonic nanoparticles and lspr-based assays
BR112019018869A2 (pt) 2017-03-12 2020-04-14 Ilytica Llc método para determinar a presença ou concentração de pelo menos um analito em uma amostra, método para determinar a presença ou concentração de antígeno em uma amostra, método para determinar a presença ou concentração de uma sequência de nucleotídeos alvo em uma amostra e sistema de ensaio digital para determinar uma concentração de analito em uma amostra
CN107064493A (zh) * 2017-04-17 2017-08-18 武汉赛思锐微生物技术有限公司 微量样本中抗原/抗体的检测方法
CN113260862A (zh) * 2018-08-16 2021-08-13 Essenlix 公司 采用颗粒聚集或解聚的均相测定
BR112022020325A2 (pt) 2020-04-09 2022-12-13 Ilytica Llc Método para determinar a presença ou a concentração de uma partícula de analito em uma amostra e aparelho ou sistema para realizar o método

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201107736A (en) * 2009-07-08 2011-03-01 Sony Corp Microfluidic device having a flow channel within a gain medium
US20170159113A1 (en) * 2010-07-06 2017-06-08 T2 Biosystems, Inc. Methods and compositions for detection of analytes
US20130316467A1 (en) * 2010-08-30 2013-11-28 Mks Technology (D/B/A Snowy Range Instruments) Spectroscopic assays and tagging
CN103492859A (zh) * 2011-02-28 2014-01-01 皇家飞利浦有限公司 物质确定装置
CN109858605A (zh) * 2019-01-22 2019-06-07 交通运输部天津水运工程科学研究所 基于gpu计算技术的应用sph计算流体出流的方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220166305A (ko) 2022-12-16
US12411138B2 (en) 2025-09-09
WO2021207656A1 (en) 2021-10-14
JP2023522172A (ja) 2023-05-29
US20210318309A1 (en) 2021-10-14
TW202232440A (zh) 2022-08-16
CA3174770A1 (en) 2021-10-14
BR112022020325A2 (pt) 2022-12-13
AU2021253945A1 (en) 2022-11-03
EP4132708A4 (en) 2024-04-03
IL297099A (en) 2022-12-01
EP4132708A1 (en) 2023-02-15
CN115768559A (zh) 2023-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI889799B (zh) 用於增強靈敏度之誘導聚集試驗
JP7566863B2 (ja) ディジタル分子アッセイ
CN103026232B (zh) 扩大用于检测分子或颗粒的测定法中的动态范围的方法和系统
Monroe et al. Single nanoparticle detection for multiplexed protein diagnostics with attomolar sensitivity in serum and unprocessed whole blood
CN111366563B (zh) 数字化等离子免疫吸附试剂盒及其制造和测试方法
JP2021535369A (ja) インテリジェントモニタリング構造を用いた画像ベースのアッセイ
Zhou et al. Gold nanoparticle probe-assisted antigen-counting chip using SEM
US20130224768A1 (en) Immunochromatographic assay method and apparatus
CN113552041B (zh) 一种基于单颗粒成像的外泌体亚型分析方法
JP2012503196A (ja) 固体生物学的物体の分析のための方法
Wang et al. Identification of Molecular Profile of Cell Membrane via Magnetic Plasmonic Nanoprobe
HK40097711A (zh) 数字分子测定
HK40022415B (zh) 数字分子测定
HK40022415A (zh) 数字分子测定
François et al. Real-time analysis of biomolecular interactions in surface plasmon resonance imaging