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CN101512344A - 分析物检测 - Google Patents

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CN101512344A
CN101512344A CNA2007800334640A CN200780033464A CN101512344A CN 101512344 A CN101512344 A CN 101512344A CN A2007800334640 A CNA2007800334640 A CN A2007800334640A CN 200780033464 A CN200780033464 A CN 200780033464A CN 101512344 A CN101512344 A CN 101512344A
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CN
China
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sensor
analyte
aforementioned
polymer precursor
hologram
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CNA2007800334640A
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English (en)
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A·M·霍根
G·J·沃斯利
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Smart Holograms Ltd
Original Assignee
Smart Holograms Ltd
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Abstract

一种检测样品中分析物的方法，所述方法的步骤包括：a)将样品与可与所述分析物特异结合并且被固定于传感器上或传感器附近的第一配体接触；b)在步骤(a)之前将所述样品，或在步骤(a)之后将固定化的分析物，与包括可与所述分析物特异结合的第二配体的材料接触，所述材料可被活化以形成聚合引发剂；和(c)活化所述材料；其中所述聚合引发剂与传感器相互作用而改变了它的物理性质，这引起了所述传感器的光或声学特性的变化。

Description

分析物检测
技术领域
本发明涉及检测样品中分析物的方法和可用于进行此方法的试剂盒。
背景技术
当结合于特异结合位点的分析物(如抗原或芽孢)以非常低的水平存在时，能够将其检测出来通常是很重要的。特别是医疗、诊断、产品安全和保障等领域。因此，扩增由所述分析物的结合引起的信号是很有利的。
在WO2005/024386和WO2006/031248中已经提出了检测和扩增方法，其包括使分子识别活动发生从而形成一个复合体，将光引发剂标记连接到所述复合体上，使所述光引发剂标记的复合体与聚合物前体连接并且照射所述复合体和聚合物前体，从而形成一个可检测的聚合物。在这些方法中，优选的是，所述形成的聚合物自身是可因荧光、磁性、放射性或电传导性而被检测的，或是大量形成从而可被肉眼检测到的。或者，所述聚合物也可用附加步骤检测，其中所述聚合物溶胀于具有荧光、磁性、放射性或电传导性的溶液中。WO2005/024386和WO2006/031248以引用的方式纳入本文中。
这些系统工作良好，但需要进一步提高增幅，以及提供可更灵活地使用所述可以使用的聚合物前体或根本不需要聚合物前体的方法。
发明内容
根据本发明的第一方面，一种检测样品中分析物的方法，包括下述步骤：
a)将所述样品与可与所述分析物特异结合并且被固定于传感器上或传感器附近的第一配体接触；
b)在步骤(a)之前将所述样品，或在步骤(a)之后将固定化的分析物，与包括可与所述分析物特异结合的第二配体的材料接触，所述材料可被活化以形成聚合引发剂；和
(c)活化所述材料；
其中所述聚合引发剂与所述传感器相互作用而改变了它的物理性质，这引起了所述传感器的光或声学特性的变化。
根据本发明的第二方面，一种本发明第一方面的分析物检测方法所用的试剂盒，包含：
能够与所述分析物特异结合的第一配体和传感器，其中所述第一配体或者固定于所述传感器上，或者固定于在使用时位于所述传感器附近的基底上；以及
包括能够与所述分析物特异结合的第二配体的材料，所述材料可被活化以形成聚合引发剂。
本发明利用传感器经由所述可活化材料的存在来检测所述分析物的存在。通过活化所述可活化材料产生的所述聚合引发剂直接或间接与所述传感器相互作用以改变其物理性质，例如令其膨胀或收缩。这种相互作用改变了所述传感器的光学或声学特性，然后这种变化被检测到。
因为在本发明中使用传感器，聚合物自身就不必是可被独立地检测到的。使用传感器意味着可获得比直接检测所产生聚合物的方法更大的扩增。
多种不同的传感器可用于本发明，适合的主要标准是对所述传感器的物理性质改变的灵敏度。一类合适的传感器是基于衍射作用的传感器(如只是具有表面浮突的传感器)，或者包括全息图或晶体胶体阵列的传感器。或者，也可能使用声学传感器，例如基于共振石英晶体的传感器。
在一个简单的实施方案中，所述聚合引发剂——通常是或包括自由基的——直接与所述传感器相互作用导致其物理性质改变，通常是导致快速膨胀。该实施方案涉及步骤较少，并且意味着可提供结构非常简单的传感器，不需要聚合物前体。
在一个优选的实施方案中，所述聚合引发剂间接与所述传感器相互作用。这在所述聚合引发剂与传感器中的聚合物前体相互作用导致聚合作用时发生，这对所述传感器的物理结构有影响。这可通过将聚合物前体与所述传感器自身连接，或通过将所述传感器与含有聚合物前体的溶液接触来完成。当在一个单独的步骤中添加所述聚合物前体时，其通常发生在步骤b)和c)之间，即恰在活化之前。
本发明所述方法是非常敏感的，并可用于检测低水平的分析物，因为存在的每种分析物都能导致所述可活化材料的结合，所述可活化材料在活化之后在所述传感器中引起的反应比单一结合事件所导致的反应大得多。所存在的每单位的可活化材料在活化以后都可引起大约106个聚合物前体的聚合，因此扩增效果显著。
适用于本发明的可活化材料的使用是比较经济的，并且甚至当使用聚合物前体时，这些也不昂贵。与自身昂贵并且需要昂贵底物的标记物如酶相比尤其如此。而且，可活化标记物的体积(bulky)一般比酶小。
在一个优选的实施方案中，所述传感器是一种全息传感器。在反应起始之后，使用全息传感器来检测可活化材料的存在会产生比现有技术中的方法更大的增幅，因为基质物理性质的微小改变可导致所述传感器光学性质产生随后可被检测的实质改变。此方案还提供一种非常简单的读出。所述全息图可用于不透明样品，并且就荧光团而言，其读数是光稳定的。
许多已知的全息传感器系统的基础是具有对分析物化学敏感的基质，从而使得分析物的存在直接导致所述传感器的物理性质发生可检测的改变。这种传感器已经非常成功，但是检测限比较高，这在某些应用中是主要缺陷，并完全妨碍了用于其他应用。
本发明不要求所述基质对特定分析物化学敏感，只要求其直接或间接通过聚合物形成对与聚合引发剂的相互作用物理敏感。这意味着所述传感器的生产更容易和更加具有成本效益。这还意味着本发明的传感器的灵敏度相比现有技术中的全息传感器有极大的提高，因为与单一分析物种类连接的可活化材料的存在可引发链式反应，所述链式反应导致基质物理性质发生重大改变，并导致所述传感器的光学特性发生相应改变。
具体实施方式
在一个优选的实施方案中，第一配体固定于传感器本身上(即直接连接在传感器的表面上)。然而，也可将所述固定的第一配体置于传感器附近单独的基底如滤膜(membrane filter)上，从而使得在活化后所形成的聚合引发剂被冲洗到传感器上，并且因此与其接触并相互作用。在这个实施方案中，可以使用任何可供所述配体固定于其上的基底，但是优选滤膜，如由硝酸纤维素制备得到的滤膜。术语“在...附近”是指所述基底处于与所述传感器直接接触或流体接触(physical or fluid contact)的位置，从而使得聚合引发剂一旦形成，就可与基质相互作用。
本发明利用光学或声学传感器。已知的声学传感器参见，例如，WO01/02857(其内容以引用的方式纳入本文中)。它们通常包含在电流作用下会振荡的石英晶体。所述晶体的上面具有提供所述电流的电极。振荡频率取决于所施加的电流并可被电流控制。振荡频率可被检测，且可测出很小的变化。
由于传感器质量的改变，振荡频率受表面上分子的结合的影响。通过这种方式，这种系统已用于直接检测分析物。WO02/12873和EP1171769给出了这种系统的实例，并以引用的方式纳入本文中。
在本发明中，除了提供于石英晶体上或在其附近的第一配体之外，还将聚合物前体连接到石英晶体表面上。附加的聚合物前体是在活化之前加入的。因此，在活化时，所述固定化的和附加的聚合物前体在所述晶体表面聚合形成聚合物，因此，附在晶体表面上的质量增加，这改变了振荡频率。这种频率改变可以被检测到。
在一个优选的实施方案中，所述传感器是一种光学传感器。光学传感器在本领域中是已知的，并且多种不同的光学传感器都适用于本发明。
所述光学传感器一般包括基质和位于其中或其上的敏感元件。所述基质通常是可由天然或合成的亲水单体聚合而形成的水凝胶。例如，WO03/087899、WO99/63408和WO95/26449中公开了用作基质(也称为支持介质)的合适材料和形成它们的方法。例如，所述基质可由丙烯酰胺(异丁烯酰胺)和/或丙烯酸酯(异丁烯酸酯)来源的共聚单体的共聚形成。具体地，单体HEMA(羟乙基异丁烯酸酯)容易聚合和交联。因为具有膨润性、亲水性和广泛的生物相容性，多聚HEMA是一种通用的支持材料。全息支持介质的其他实例是明胶、K-鹿角菜胶、琼脂、琼脂糖、聚乙烯醇(PVA)、溶胶-凝胶(如广义分类的)、水凝胶(如广义分类的)和丙烯酸酯。其他材料为多糖、蛋白和蛋白样材料、寡核苷酸、RNA、DNA、纤维素、乙酸纤维素、硅氧烷、聚酰亚胺和聚丙烯酰胺。
水凝胶可被改造为对自由基特别敏感以用于本发明。例如，如果所述聚合物主链有不饱和侧链，就可增加灵敏度。这可以使用如3-异丙烯基-α，α-二甲基卞基异氰酸酯(m-TMI)的单体实现，它是一种在一端含有异氰酸酯基团，在另一端含有乙烯基基团的化合物的一个实例。HEMA水凝胶的后衍生化作用包括羟基与m-TMI的异氰酸酯反应，以提供侧链乙烯基基团，其在存在自由基的情况下交联。通过这种方式，聚合物前体可连接在经历交联的水凝胶基质上从而形成聚合物。
在水凝胶中使用低水平交联也是有优势的，这产生了一种更加高度膨胀的水凝胶，所述水凝胶由于更容易收缩而对聚合更敏感。还可以使用接近其旋节点(相之间的稳定性)的水凝胶以增加灵敏度。
在一个实施方案中，所述光学传感器基于固定在基质上的粘度敏感的荧光探针。这种探针在本领域中是已知的，如在例如M.A.Haidekker等人的Bioorganic Chemistry 33(2005)415-425和A.Petric等人的Bioorganic Medicinal Chemistry Letters 8(1998)1455-1460的文章中所述那样，其内容以引用的方式纳入本文中。
如其名称所表示的，由于环境的粘度，粘度敏感的荧光探针改变它们的光学性质。当聚合引发剂直接或间接与基质相互作用时，它引发所述基质的膨胀或收缩。因此，所连接的荧光团的光学性质以一种可检测的方式被影响。
合适的粘度敏感的荧光探针包括2-(1，1-二氰基丙烯基)-2，6-二甲基氨基萘(DDNP)、4，4-二甲基氨基苄腈(DMABN)、(7-氨基-4-甲基香豆素-3-乙酰氨基)己酸(AMCA)和9-(二氰基乙烯基)-julidine-三乙烯乙二醇酯(CCVJ-TEG)。
可以使用的另一种传感器是一种包含如下结构的传感器：由具有高屈光指数的材料制成的光栅或表面浮突、支持所述光栅的基底层和一种或多种固定在所述基底层对侧的所述光栅表面上的特异性结合物质。当使用宽谱带光波长照射所述生物传感器时，窄谱带光波长可从所述生物传感器或光学设备反射回来。分析物的结合可根据反射光的波长移动检测出来。这种传感器在本领域中是已知的，例如，如B.Cunningham等人在Sensorsand Actuators B，2002，81，p.316-328中所述。
或者，所述传感器可包含一种其中具有晶体胶质阵列(CCA)的基质。这种传感器在本领域中是已知的，例如，如S.A.Asher等人在The Journalof the American Chemical Society，2003，125，3322-3329或V.L.Alexeev等人在Analytic Chemistry Vol 75，No 10，May 15 2003中所述。合适的基质如上面的文献所述，具体实例在以引用的方式纳入本文的参考文章中列出。在这个实施方案中聚丙烯酰胺是特别适用的基质。所述CCA可用任何胶粒制备，以这种方式使得其在水凝胶中稳定。在过去，高电荷的单分散性聚苯乙烯已经被用于此目的。
在一种与全息传感器相似的方法中(在下面讨论)，包埋的CCA衍射可见光，其衍射波长取决于所述水凝胶的体积。因此，导致收缩或膨胀的自由基与水凝胶的相互作用会使所述传感器的光学性质发生可检测的改变。水凝胶内的聚合作用对水凝胶的体积有迅速且明显的作用，这通过所述传感器光学性质的可检测的改变获知。
另一种可用的光学传感器基于表面等离子共振，籍此目标分析物通过介电常数的改变来检测。这种传感器在本领域中是已知的，例如，如I.D.Parsons等人在Nucleic Acids Res.1995，23,211-216和Anal.Biochem.1997，254(1)，82-87中所述。
在优选的实施方案中，所述传感器是包含一种其中或其上具有全息图的基质的全息传感器。例如，WO03/087899、WO99/63408和WO95/26449公开了适用于本申请的全息传感器，它们都以引用的方式纳入本文中。
所述基质通常是上文所列出的水凝胶。或者，明胶是一种用于支持光敏物质(如卤化银颗粒)的标准基质材料。还可以利用铬III离子对明胶进行光交联，交联位置为胶链上的羧基基团之间。
以任何常规方法将全息图记录在基质上。例如，如WO99/63408所述，可将可溶性盐(如卤化银)灌注在胶体中，然后使其发生反应形成其中形成了图像的不可溶感光沉淀。或者，如WO04/081676所述，可构建“无银系统”。
本发明传感器中的全息图可通过光衍射产生。所述全息图可能仅在放大时可见，或可能在白光、UV线或红外线下可见，或在特定的温度、磁力或压力条件下可见。所述全息图优选为一个物体，或具有2维或3维效果。
所述传感器还包含用于在用激光照射时产生干涉效应的工具，所述工具优选地含有消偏层。
由所述聚合引发剂与所述传感器的相互作用引起的光学性质的变化可通过肉眼或使用设备检测。所述设备优选地选自光学阅读器、移动电话、计算机和数码相机。应当预想到，可使用任何形式的计算机，如笔记本、台式机或掌上设备如个人数字助理(PDA)，所述个人数字助理为一种个人电脑记事本设备。
光学性质的改变应该是全息图的颜色或图像的明显和明确的改变，优选在电磁波谱的可见范围内。这提供了可通过肉眼观察的精确和可靠的读数。为了确保达成这一目的，所述传感器的上面优选地含有滤光器。所述滤光器应该覆盖所述传感器的部分或全部表面，观察所述表面以监测分析物相互作用。
所述滤光器可以是低通滤光器(允许低于某一波长的光照通过)、高通滤光器(允许高于某一波长的光照通过)或带通滤光器(允许具有某一谱带内或者在多带通滤光器的情况下某些谱带内的波长的光照通过)。因此，这些滤光器的使用控制了到达所述传感器的光线的频率。全息传感器中的全息图起到了带通反射器的作用，从而所述全息图的反射波长肯定在从所述传感器传送回所述观察者或检测者的被滤过光线的区域内。
选择滤光器以为高波长或低波长或二者的光线提供一个截断点，从而能够保证任何反应都在特定范围内，例如，在可见范围内。它们可用于识别在不同波长出现的不同反应(例如针对不同分析物或不同分析物浓度的反应)。假如所述传感器用于非最佳光线条件下，则它们也可用于防止不明确的反应。滤光器可被特异性改造以优化所观察到的对特定分析物的反应。
透明基底通常与滤光器联合使用并被置于所述传感器和所述滤光器之间。滤光器和透明基底所产生的镜面反射观察不到。
本发明的试剂盒适用于农业研究、环境研究、人类或兽医预后、治疗诊断学、诊断学、治疗。适当时，所述全息传感器位于试纸条、芯片、药筒、药签(swab)、试管、移液管或者流体取样或分析设备。
本发明第一配体与待检测的分析物结合，并且可以是适用于此目的的任何基团，例如当分析物是抗原时，所述第一配体可以为抗体。所述配体也可是核酸探针如用于与核酸分析物结合的DNA。cDNA——在实验室中从mRNA模板合成的复制DNA——适用于本发明。类似地，第二配体可以是与所述分析物特异性结合的任何材料。第二配体自身可以是可活化材料或可与可活化材料直接或间接地相连。
通常第二配体在结合于所述分析物之前与所述可活化材料相连，但是所述可活化材料也可后来再与所述第二配体相连，例如可在最后一步引入所述可活化材料，使得它取代与第二配体连接的物体或连接于其上。这在所述可活化材料特别灵敏并需要作为最后一个组分加入以使不需要和过早活化减到最少时特别有用。一个实例是当所述第二配体是最初与生物素(水溶性B复合物，也称为维生素H或B7，分子式为C10H16N2O3S)相连的核苷酸时。一旦其与所述分析物相连且形成含有第一配体的多层结构，则抗生物素蛋白——一种可被光活化的材料——就被引入，所述抗生物素蛋白是一种与生物素紧密结合的蛋白(在蛋清中发现的)。
因为所述结合是在结合位点和特定分析物之间特异的，因此通过检测其对位于不同传感器上或位于同一传感器的不同区域的不同配体的抗性，不仅可以检测，也可以识别样品中存在的分析物。
任何分析物都可被检测到，但是本发明优选地用于检测发生分子识别事件的分析物，如带有抗原的物体(如病毒或细胞)、芽孢、核酸(包括RNA或DNA)、酶、肽、蛋白或药物。
所述可活化材料可以是在活化时产生聚合引发剂(如自由基)的任何材料，所述聚合引发剂可直接或通过聚合作用改变所述传感器的物理性质。例如，本发明可使用经历不同类型活化的可活化材料，例如：化学活化，如使用TEMED催化剂和过硫酸铵/钾；还原氧化活化系统，如使用过苯甲酸叔丁酯、硫酸铁、盐酸或维生素C钠；热活化，如使用V50；或光活化，如使用2，2-双甲氧基-2-苯基苯乙酮(DMPA)、(4-苯甲酰苄基)三甲基氯化铵(Quantacure BTC)、核黄素或2-蒽醌磺酸钠(AQS)。
如果使用可光活化的材料，则可通过使用更亮的光源使反应时间和灵敏度增加，所述光源的波长范围匹配所述光敏引发剂的吸收最大值。加热可加速聚合反应，导致灵敏度的增加。
可活化材料单独或当与第二配体连接时，应该是可溶于水或普通有机溶剂的，并籍由此将其引入该系统中。这种溶剂的实例是水、乙醇、DMSO或DMF或者它们的混合物。
通常通过洗涤将未结合的可活化材料从所述系统中除去以保证获得的任何信号纯粹是由于存在分析物。洗涤步骤也可发生在将样品添加到传感器中之后，以洗去未反应的分析物。
根据所用的材料，通过多种方式进行活化，例如通过照射或加热。
当本发明涉及形成聚合物时，聚合物前体可与传感器偶联或在一个如上面详述的额外步骤中被加入。所述聚合物前体可以是与所述聚合引发剂相容并且以所需要的的方式在所述传感器中反应形成聚合物的任何单体，例如，丙烯酰胺或m-TMI。某些单体可被氧气抑制，某些单体需要氧气才能起作用(如核黄素)。可对所述单体和聚合引发剂加以选择以对聚合反应和贮存条件有更好的控制。
根据所用的聚合引发剂系统，所述多聚反应可通过自由基聚合或“活”聚合反应(如原子转移聚合(ATP))进行。可使用链转移试剂来控制分子量和聚合速率。
由于分析物结合事件，本发明会导致反应的大量扩增，但在某些情况下，尤其是当所述分析物是核酸时，需要更进一步地增加反应以获得最大的敏感度。
在这种情况下，可能使用已知方法复制所述分析物，这又会使得更多的第二配体结合，并因此存在更多的可活化材料。在这个实施方案中，进行了两重扩增，首先是分析物量的扩增，导致更多的可活化材料相结合；其次是通过使用可活化材料扩增每个结合事件。
合适的复制方法包括聚合酶链式反应(PCR)或反转录酶PCR、连接酶链式反应、链置换扩增技术、基于DNA分割的信号扩增或滚环扩增。这些方法涉及能够结合核苷酸的经修饰的聚合酶，所述核苷酸被可活化材料或用于在扩增后结合可活化材料的分子团(如生物素)所标记。这些方法在本领域中是已知的。
滚环扩增在本发明中特别有用，因为它是最特异和通用的扩增方法。此方法也包括增加特异性的连接反应，因为连接酶对3’错配比聚合酶更严格。
本发明中使用滚环复制的实例如下：诸如cDNA或表达序列标记(EST)的第一配体被固定在传感器上；引入分析物，如得自流感病毒的mRNA遗传物质；引入复制配体——互补单链DNA；连接第一配体和复制配体；引入环状(滚环)DNA；在环状DNA存在的条件下延伸所述复制配体；除去所述滚环；引入连接于可光活化材料上的第二配体，如单链DNA；引入聚合物前体，并照射该系统，这导致在所述基质中形成聚合物，导致所述基质的收缩，及因此产生可检测的光学性质变化。
实施例
已经用全息传感器进行的原理论证实验表明聚合作用导致可检测反应。实施例使用常规的葡萄糖敏感的全息传感器来说明本发明是如何工作的。在实施例中，在引入聚合物前体之后再引入活化的可活化材料。实施例1-3使用化学活化，实施例4使用光活化。
实施例1
将0.265克丙烯酰胺和0.0179克的N，N′-亚甲基双丙烯酰胺交联剂溶解在652μl MQ-水中。添加4.6μl的TEMED催化剂(所述TEMED可用化学方法连接在所述第二抗体上)。将所述溶液混匀，然后添加到含有葡萄糖敏感全息图(5摩尔％的双丙烯酰胺交联剂，8摩尔％的3-丙烯酰胺基苯硼酸)的比色杯中。反应平衡后，将40μl的0.05g/mL的过硫酸钾溶液添加到所述比色杯的内容物中(不搅拌)，并监控所述全息图的反应。聚合伴随着所述全息图快速且突然的收缩，可见到衍射峰值波长下降。在聚合反应结束时在所述比色杯内可观察到固体凝胶。
实施例2(对照)
将4.6μl TEMED催化剂(所述TEMED可用化学方法连接到所述第二抗体上)添加到652μl MQ-水中。将溶液混匀然后添加到含有葡萄糖敏感全息图(5摩尔％的双丙烯酰胺交联剂，8摩尔％的3-丙烯酰胺基苯硼酸)的比色杯中。反应平衡后，将40μl 0.05g/mL的过硫酸钾溶液添加到所述比色杯的内容物中(不搅拌)，并监控所述全息图的反应。可观察到所述全息图稍微膨胀，可见到衍射峰值波长少量升高。没有观察到该比色杯内有凝胶形成。
实施例3(对照的重复)
将0.265克的丙烯酰胺和0.0179克的N，N′-亚甲基双丙烯酰胺交联剂溶解在652μl MQ-水中。添加4.6μl的TEMED催化剂(所述TEMED可用化学方法连接在所述第二抗体上)。将溶液混匀然后添加到含有葡萄糖敏感全息图(5摩尔％的双丙烯酰胺交联剂，8摩尔％的3-丙烯酰胺基苯硼酸)的比色杯中。反应平衡后，将40μl MQ-水添加到所述比色杯的内容物中(不搅拌)。在进一步平衡后，将40μl 0.05g/mL的过硫酸钾溶液到所述比色杯的内容物中(不搅拌)，并监控所述全息图的反应。聚合伴随着所述全息图快速且突然的收缩，可见到衍射峰值波长下降。在聚合反应结束时在所述比色杯内可观察到固体凝胶。
实施例4
将0.265克丙烯酰胺和0.0179克的N，N′-亚甲基双丙烯酰胺交联剂溶解在652μl MQ-水中。将溶液混匀然后添加到含有葡萄糖敏感全息图(5摩尔％的双丙烯酰胺交联剂，8摩尔％的3-丙烯酰胺基苯硼酸)的比色杯中。反应平衡后，将20μl 2％的DMPA的DMSO溶液(所述DMPA可用化学方法连接到所述第二抗体上)到比色杯中，无需搅拌。在卤素光源下进一步平衡后，将所述比色杯在紫外灯(在350nm处)下照射。紫外灯光照产生快速聚合反应，伴随着所述全息图快速且突然的收缩，可见到衍射峰值波长下降。在聚合反应结束时在所述比色杯内可观察到固体凝胶。

Claims (33)

1.一种检测样品中分析物的方法，所述方法的步骤包括：
a)将所述样品与可与所述分析物特异结合并且被固定于传感器上或传感器附近的第一配体接触；
b)在步骤(a)之前将所述样品，或在步骤(a)之后将所述固定化的分析物，与包括可与所述分析物特异结合的第二配体的材料接触，所述材料可被活化以形成聚合引发剂；和
(c)活化所述材料；
其中所述聚合引发剂与传感器相互作用而改变了它的物理性质，这引起了所述传感器的光学或声学特性的变化。
2.根据权利要求1的方法，其中所述聚合引发剂是直接与所述传感器相互作用以改变其物理性质的自由基引发剂。
3.根据前述权利要求任一项的方法，其中所述传感器包括聚合物前体，并且所述聚合引发剂与所述聚合物前体相互作用以在所述传感器中形成聚合物。
4.根据前述权利要求任一项的方法，另外包括将所述传感器与聚合物前体接触的步骤，从而使得所述聚合引发剂与所述聚合物前体相互作用以在所述传感器中形成聚合物。
5.根据前述权利要求任一项的方法，其中所述第一配体是抗体或核酸，优选cDNA。
6.根据前述权利要求任一项的方法，其中所述分析物是抗原、芽孢或核酸。
7.根据前述权利要求任一项的方法，其中所述第二配体是与可活化材料相连的抗体。
8.根据前述权利要求任一项的方法，其中所述材料可通过化学反应、氧化还原反应、加热或照射来活化。
9.根据前述权利要求任一项的方法，其中所述分析物是核酸，且所述方法在步骤a)和b)之间另外包括复制所述分析物。
10.根据权利要求9的方法，其中所述复制包括聚合酶链式反应、反转录酶聚合酶链式反应、连接酶链式反应、链置换扩增、基于DNA分割的信号扩增或滚环扩增。
11.根据权利要求9或10的方法，其中使用被可活化材料标记的核苷酸和经修饰的聚合酶。
12.根据前述权利要求任一项的方法，其中所述传感器还包含用于在用激光照射时产生干涉效应的工具。
13.根据权利要求12的方法，其中所述工具包含消偏层。
14.根据前述权利要求任一项的方法，其中所述传感器上有滤光器。
15.根据权利要求14的方法，其中所述滤光器为通带滤光器。
16.根据前述权利要求任一项的方法，其中使用选自光学阅读器、移动电话、计算机和数码相机的设备来检测光学或声学性质的改变。
17.根据前述权利要求任一项的方法，其中所述传感器是包含其中或其上具有全息图的基质的全息传感器。
18.根据权利要求1-16任一项的方法，其中所述传感器包含其中含有晶体胶体阵列的基质。
19.根据权利要求1-16任一项的方法，其中所述传感器包含其上固定有粘度敏感的荧光探针的基质。
20.根据权利要求1-16任一项的方法，其中所述传感器包含具有表面浮突的基质。
21.根据权利要求17-20任一项的方法，其中所述基质是水凝胶。
22.根据权利要求1-16任一项的方法，其中所述传感器包含石英晶体共振器，所述石英晶体共振器连有电极并且上面固定了聚合物前体，所述方法还包括将所述传感器与附加的聚合物前体接触的步骤，从而使得所述聚合引发剂与固定化的和附加的聚合物前体相互作用以形成固定于所述共振器上的聚合物。
23.根据权利要求17的方法，其中所述全息图仅在放大的情况下才可见。
24.根据权利要求17的方法，其中所述全息图图像是一个物体，或具有2维或3维效果。
25.根据权利要求17的方法，其中所述全息图在白光、紫外线或红外线照射下可见。
26.根据权利要求17的方法，其中所述全息图在特定的温度、磁力或压力条件下可见。
27.根据权利要求17的方法，其中所述全息图是通过光的衍射产生的。
28.一种用于根据前述权利要求任一项检测分析物的方法中的试剂盒，包括：
能够与所述分析物特异结合的第一配体和传感器，其中所述第一配体或者固定于所述传感器上，或者固定于在使用时位于所述传感器附近的基底上；以及
包括能够与所述分析物特异结合的第二配体的材料，所述材料可被活化以形成聚合引发剂。
29.根据权利要求28的试剂盒，其中所述传感器上连有聚合物前体。
30.根据权利要求28的试剂盒，另外含有一种聚合物前体。
31.根据权利要求28-30任一项的试剂盒，用于农业研究、环境研究、人类或兽医预后、治疗诊断学、诊断学或治疗。
32.根据权利要求28-31任一项的试剂盒，其中所述传感器位于试纸条、芯片、药筒、药签、试管、移液管或者流体取样或分析设备。
33.根据权利要求28-32任一项的试剂盒，其中所述传感器是含有其中或其上具有全息图的基质的全息传感器。
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