ДЕТЕКТИРОВАНИЕ АНАЛИТОВ

1. Способ детектирования аналита в образце, который включает:
(a) приведение образца в контакт с зондом в виде пептидо-нуклеиновой кислоты (ПНК);
(b) выполнение спектрометрического измерения электрохимического импеданса (EIS) образца;
(c) определение присутствия, отсутствия, количества аналита и/или его идентификацию, исходя из EIS измерения;
причем аналит включает нуклеиновую кислоту,
и причем количество аналита в образце при отборе образца является, по существу, одинаковым с количеством аналита в образце при подвергании образца EIS измерению.
2. Способ по п. 1, в котором этап амплификации и/или этап концентрирования образца не выполняется до этапа (b).
3. Способ по п. 1, в котором аналит включает рибосомную РНК и/или геномную ДНК.
4. Способ по п. 1, в котором нуклеиновая кислота в качестве аналита включает 1000 оснований (1 т.о.) или больше.
5. Способ по п. 1, в котором до этапа (b) этап ПЦР не выполняется.
6. Способ по п. 1, в котором до этапа (b) этап ОТ-ПЦР не выполняется.
7. Способ по п. 1, в котором этап (b) включает:
i) приложение переменного напряжения к аналиту;
ii) определение скорости изменения EIS измерений через
аналит;
iii) определение присутствия, отсутствия аналита, его идентификацию и/или определение его количества, исходя из данных о скорости изменения.
8. Способ по п. 7, в котором EIS измерениями являются измерения сопротивления переносу электронов, Ret.
9. Способ по п. 7 или 8, в котором EIS измерениями являются определения, рассчитанные исходя из полученных данных о диаметре полукруглого элемента на диаграмме Найквиста.
10. Способ по любому из пп. 1-6, в котором этап (b) включает:
i) приложение переменного напряжения к аналиту, причем переменное напряжение включает множество наложенных частот, достаточное для распознания присутствия аналита с помощью спектроскопии электрохимического импеданса (EIS); и
ii) определение присутствия, отсутствия аналита, его идентификацию и/или определение его количества, исходя из данных EIS.
11. Способ по п. 10, в котором данные EIS включают параметры данных, получаемые исходя из комплексного импеданса (x+iy), которые выбирают из одного или более из следующего:
• Реального компонента (x)
• Нереального компонента (y)
2
2
1/2
• Модуля или абсолютной величины [r=|z|=(x+y)]
• Угла [θ=tg-1(y/x)]
• Основного компонента 1
• Основного компонента 2
12. Способ по п. 10, в котором множество частот определяют до этапа (а) с помощью статистического анализа и/или с помощью эмпирических способов.
13. Способ по любому из пп. 11 или 12, в котором минимальное число наложенных частот составляет 2-20.
14. Способ по п. 13, в котором число наложенных частот составляет по крайней мере 3-10.
15. Способ по любому из пп. 11, 12 или 14, в котором число наложенных частот составляет по крайней мере 7.
16. Способ по любому из пп. 1-8, 11, 12 или 14, в котором этап (b) включает выполнение преобразования Фурье над данными EIS.
17. Способ по любому из п.п. 1-8, 11, 12 или 14, в котором электролит добавляют к системе для облегчения EIS измерения.
18. Способ по п. 17, в котором электролитом является переходный металл комплекс.
6
3-/4-
19. Способ по п. 18, в котором переходный металл комплекс включает [Fe(CN)] систему.
20. Способ по любому из пп. 1-8, 11, 12, 14, 18 или 19, в котором жидкую систему используют в системе для облегчения EIS измерения.
21. Способ по п. 20, в котором жидкая среда является кислой или щелочной.
22. Способ по любому из пп. 1-8, 11, 12, 14, 18, 19 или 21, который предназначен для анализа двух или более аналитов и, кроме того, включает этап мечения каждого аналита одной или
более меток для образования меченых аналитов, отличимых друг от друга по их меткам.
23. Способ по п. 22, в котором одна или более меток подходят для оптического и/или электрического детектирования.
24. Способ по п. 23, в котором метки выбирают из наночастиц, одиночных молекул, хемилюминесцентных ферментов и флуорофоров.
25. Способ по п. 24, в котором метками являются наночастицы, включающие совокупность молекул и/или атомов.
26. Способ по п. 25, в котором наночастицы выбирают из металлов, металлических нанооболочек, бинарных соединений металлов и квантовых точек.
27. Способ по любому из пп. 23-26, в котором оптический способ детектирования выбирают из детектирования оптической эмиссии, детектирования оптического поглощения, детектирования рассеивания света, детектирования спектрального сдвига, визуализации с использованием поверхностного плазмонного резонанса и усиленного поверхностными явлениями рамановского рассеивания от адсорбированных красителей.
28. Способ по любому из пп. 23-26, в котором оптический способ детектирования представляет собой детектирование оптической эмиссии и включает этапы облучения меченых аналитов светом, способным к возбуждению меток, и детектирования частоты и интенсивности эмиссий света от меток.
29. Способ по п. 28, в котором светом является лазерный свет.
30. Способ по п. 28, в котором свет выбирают из инфракрасного света, видимого света и УФ света.
31. Способ по п. 30, в котором светом является белый свет.
32. Способ по любому из пп. 1-8, 11, 12, 14, 18, 19, 21, 23-26, 29 или 31, в котором ПНК-зонд содержит спейсерную часть и ПНК-часть.
33. Способ по п. 32, в котором спейсерная часть включает две или более групп, выбираемых из концевой группы для присоединения спейсера к поверхности, алкильной группы, простой эфирной группы и карбонильной группы, и/или в котором спейсерная часть включает 3 или более атомов в своей основной цепи.
34. Способ по п. 32, в котором спейсерная часть включает следующие формулы:
,
1
2
3
4
5
6
где T представляет собой концевую группу, способную к присоединению к поверхности; каждый из R, R, R, R, R и R представляет собой независимо органическую группу; w является целым числом 0 или 1; x является целым числом из 0-15; y является целым числом из 0-15; z является целым числом 0 или 1; n является целым числом из 0-10; m является целым числом из 0-15; и где [n.m+w+x+y+z] равна по крайней мере 3.
35. Способ по любому из пп. 1-8, 11, 12, 14, 18, 19, 21, 23-26, 29, 31, 33 или 34, который, кроме того, включает этап подвергания образца этапу приготовления образца до этапа (а), причем этап приготовления образца включает фрагментацию нуклеиновой кислоты, предпочтительно этап приготовления образца включает нагревание образца и/или обработку образца ультразвуком.
36. Способ по п. 35, в котором на этапе приготовления образца осуществляется такая фрагментация нуклеиновой кислоты в образце, что средний размер последовательностей нуклеиновых кислот составляет меньше 1000 п.о. (п.о. = пар оснований), меньше 800 п.о., меньше 500 п.о., 20 п.о. или больше, 30 п.о. или больше, 40 п.о. или больше, 50 п.о. или больше, 60 п.о. или больше, 70 п.о. или больше, 80 п.о. или больше, 90 п.о. или больше, 100 п.о. или больше, 110 п.о. или больше, 120 п.о. или больше, 130 п.о. или больше, 140 п.о. или больше или 150 п.о. или больше, 20-800 п.о., 30-600 п.о., 40-500 п.о., 50-400 п.о., 60-350 п.о., 70-300 п.о., 80-250 п.о., 90-200 п.о., 100-180 п.о. или приблизительно 120 п.о.
37. Способ детектирования аналита в образце, включающем нуклеиновую кислоту, который включает:
(a) подвергание образца этапу приготовления образца для фрагментации нуклеиновой кислоты;
(b) приведение образца в контакт с зондом в виде пептидо-нуклеиновой кислоты (ПНК);
(c) выполнение спектрометрического измерения электрохимического импеданса (EIS) образца;
(d) определение присутствия, отсутствия, количества аналита и/или его идентификацию, исходя из EIS измерения.
38. Способ по п. 37, в котором нуклеиновой кислотой является нуклеиновая кислота размером 1000 п.о. или больше, такая как большая нуклеиновая кислота, гДНК или рРНК.
39. Способ по п. 37 или 38, в котором этап приготовления образца включает нагревание образца и/или обработку образца ультразвуком.
40. Способ по любому из пп. 37 или 38, в котором на этапе приготовления образца осуществляется такая фрагментация нуклеиновой кислоты, что средний размер результирующих последовательностей нуклеиновых кислот составляет меньше 1000 п.о. (п.о. = пар оснований), меньше 800 п.о., меньше 500 п.о., 20 п.о. или больше, 30 п.о. или больше, 40 п.о. или больше, 50 п.о. или больше, 60 п.о. или больше, 70 п.о. или больше, 80 п.о. или больше, 90 п.о. или больше, 100 п.о. или больше, 110 п.о. или больше, 120 п.о. или больше, 130 п.о. или больше, 140 п.о. или больше или 150 п.о. или больше, 20-800 п.о., 30-600 п.о., 40-500 п.о., 50-400 п.о., 60-350 п.о., 70-300 п.о., 80-250 п.о., 90-200 п.о., 100-180 п.о. или приблизительно 120 п.о.
41. Способ выявления патогена в ране у субъекта, который включает детектирование нуклеиновой кислоты, характерной для патогена, посредством выполнения способа по любому из предшествующих пунктов.
42. Способ по п. 41, в котором образцом является образец, взятый из раны у субъекта.
43. Способ по п. 41 или 42, в котором субъектом является человек.
44. Способ по любому из пп. 41 или 42, в котором патоген является патогеном, не поддающимся лечению.
45. Способ по любому из пп. 41 или 42, в котором патоген выбирают из E.coli и MRSA.