專利名稱：通過(guò)團(tuán)簇的形成對(duì)不同目標(biāo)成分進(jìn)行檢測(cè)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢測(cè)樣本中的多種不同種類的目標(biāo)成分的方法、設(shè)備和試劑盒。
背景技術(shù)：
US 2008/0206104A1公開(kāi)了一種磁性生物傳感器，在所述生物傳感器中，能夠使以磁珠為標(biāo)簽的不同目標(biāo)物質(zhì)特異性地結(jié)合到傳感器表面上的抗體上。應(yīng)用檢測(cè)磁珠的旋轉(zhuǎn)和/或平移活動(dòng)性的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以在不同類型的結(jié)合之間進(jìn)行區(qū)分。

發(fā)明內(nèi)容
基于這種情況，本發(fā)明的目的在于提供一種同時(shí)檢測(cè)樣本中的不同種類的目標(biāo)成分的替代手段，其中，希望檢測(cè)過(guò)程便利、快速且準(zhǔn)確。這一目的是通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法、根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備和根據(jù)權(quán)利要求12所述的試劑盒實(shí)現(xiàn)的。在從屬權(quán)利要求中公開(kāi)了優(yōu)選實(shí)施例。根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)樣本中的數(shù)量為N(自然數(shù))> 2種的不同種類的目標(biāo)成分的方法。例如，“目標(biāo)成分”可以是諸如生物分子、配合物、細(xì)胞片段或細(xì)胞的生物物質(zhì)。例如“樣本”可以是諸如血液、尿液或唾液的具有生物學(xué)來(lái)源的流體。所述方法包括下述步驟，這些步驟優(yōu)選按照所列舉的順序至少執(zhí)行一次，所述步驟包括a)向?qū)⒈粶y(cè)試以確定是否存在目標(biāo)成分的樣本添加粒子，其中，在下文中將這些粒子稱為“標(biāo)記粒子”?？梢詫⑺砑拥臉?biāo)記粒子細(xì)分為N個(gè)類別，從而來(lái)自每一類別的標(biāo)記粒子能夠經(jīng)由相同的、類別特異性種類的目標(biāo)成分相互結(jié)合。此外，每一類別的標(biāo)記粒子優(yōu)選具有至少一種共有的類別特異性(例如，磁或機(jī)械)屬性?！邦悇e特異性”這種表述在本語(yǔ)境下表示，相應(yīng)的屬性對(duì)于一種類別中的任意兩個(gè)標(biāo)記粒子都是(至少大致上)相同的，但是隨著類別的不同而不同，因而選自不同類別的任意兩個(gè)標(biāo)記粒子在其屬性上存在差別。類似地，來(lái)自相同類別的任意兩個(gè)標(biāo)記粒子能夠經(jīng)由相同種類的目標(biāo)成分相互結(jié)合， 但是對(duì)于不同類別而言，目標(biāo)成分的該種類是不同的。作為一項(xiàng)附加的要求，每一類別應(yīng)當(dāng)有至少一個(gè)標(biāo)記粒子為磁性粒子(即，磁化粒子或可磁化粒子)。這些磁性粒子任選是直徑處于IOnm到10 μ m的范圍內(nèi)，優(yōu)選處于IOOnm到3 μ m的范圍內(nèi)的超順磁珠。b)使標(biāo)記粒子形成團(tuán)簇(clusters)的步驟。通常，術(shù)語(yǔ)“團(tuán)簇”表示或多或少彼此強(qiáng)勁結(jié)合的至少兩個(gè)標(biāo)記粒子的聚集。團(tuán)簇的形成可以是(在一延遲時(shí)間內(nèi))自然發(fā)生的，并且/或者可以是(例如)通過(guò)在樣本內(nèi)施加磁場(chǎng)以進(jìn)行輔助而發(fā)生的。c)對(duì)不同類型的前述團(tuán)簇進(jìn)行選擇性致動(dòng)，所述致動(dòng)優(yōu)選包括團(tuán)簇的振蕩運(yùn)動(dòng)或者全旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。所述全旋轉(zhuǎn)的角速度可以是均勻的，也可以隨時(shí)間(周期性和/或非周期性地)變化。不同類型的團(tuán)簇的“選擇性致動(dòng)”是指，能夠有意地使磁場(chǎng)(至少)在第一模式和第二模式之間變化，其中，所考慮的團(tuán)簇類型中的至少兩者以不同的方式改變其對(duì)這些模式的反應(yīng)，這允許對(duì)它們做出區(qū)分。具體而言，感興趣的反應(yīng)可以具有“全部或全無(wú)”方式，從而使一種團(tuán)簇類型僅被第一模式致動(dòng)而不被第二模式致動(dòng)，另一種團(tuán)簇類型則被兩種模式致動(dòng)(或不被任何模式致動(dòng))。d)對(duì)前述被選擇性致動(dòng)的團(tuán)簇的檢測(cè)。通過(guò)事先選擇對(duì)哪些類型的團(tuán)簇致動(dòng)，這一檢測(cè)步驟能夠?qū)崿F(xiàn)在不同類型的團(tuán)簇之間進(jìn)行區(qū)分。在步驟C)中，優(yōu)選通過(guò)施加時(shí)變磁場(chǎng)以旋轉(zhuǎn)方式(部分旋轉(zhuǎn)或完全旋轉(zhuǎn))激勵(lì)團(tuán)簇。所施加的場(chǎng)生成機(jī)械轉(zhuǎn)矩。所述轉(zhuǎn)矩是由團(tuán)簇的磁性屬性引起的，例如，所述磁性屬性可以是永磁矩或感生磁矩、形狀各向異性、磁晶各向異性或磁性材料的有限磁弛豫時(shí)間。根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種優(yōu)選采用上述類型的方法檢測(cè)樣本中的數(shù)量 N ^ 2種的不同種類的目標(biāo)成分的設(shè)備，所述設(shè)備包括下述部件a)用于容納樣本的樣本室?！皹颖臼摇蓖ǔ０涨换蛘咛畛淞丝梢晕諛颖疚镔|(zhì)的諸如凝膠的一些物質(zhì)的腔；其可以是開(kāi)放的腔，也可以是閉合的腔，或者是通過(guò)流體連接通道連接至其他腔的腔。b)用于向樣本室施加磁場(chǎng)的磁場(chǎng)發(fā)生器，其中，所述磁場(chǎng)適于對(duì)不同類型的標(biāo)記粒子團(tuán)簇選擇性地致動(dòng)，所述致動(dòng)優(yōu)選包括振蕩運(yùn)動(dòng)或全旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。c)用于檢測(cè)前述被選擇性地致動(dòng)的標(biāo)記粒子的團(tuán)簇的檢測(cè)系統(tǒng)。上文所述的方法和對(duì)應(yīng)的設(shè)備允許使用標(biāo)記粒子，所述標(biāo)記粒子經(jīng)由特異的目標(biāo)成分而相互結(jié)合，從而形成團(tuán)簇，其中，如果所述團(tuán)簇包括不同的目標(biāo)成分(如果結(jié)合特異性與特異的磁/機(jī)械屬性配對(duì))，那么所述團(tuán)簇在其磁屬性或機(jī)械屬性方面存在差異?？梢詫?duì)不同團(tuán)簇進(jìn)行選擇性地致動(dòng)，相應(yīng)地，可以對(duì)不同團(tuán)簇進(jìn)行選擇性地檢測(cè)。因此，有可能定性和/或定量地判斷樣本中不同種類的目標(biāo)成分的存在。由于可以在樣本的體積(bulk) 介質(zhì)內(nèi)執(zhí)行所需的處理步驟，所以對(duì)應(yīng)的測(cè)定易于執(zhí)行，并且快速、準(zhǔn)確。在下文中，將描述既涉及上述方法，又涉及上述設(shè)備的本發(fā)明的各種優(yōu)選實(shí)施例。可以采用各種各樣的磁場(chǎng)配置來(lái)誘發(fā)包括至少一個(gè)磁性粒子的團(tuán)簇的振蕩。例如，創(chuàng)建以下述兩個(gè)正交分量為特征的平面磁場(chǎng)將成功地誘發(fā)兩粒子團(tuán)簇的振蕩運(yùn)動(dòng)第一分量可用于引起團(tuán)簇按優(yōu)選取向。這一分量可以是恒定場(chǎng)、一系列具有任意長(zhǎng)度的脈沖或正弦波。應(yīng)當(dāng)對(duì)這一分量的幅度進(jìn)行調(diào)整，從而使只有達(dá)到感興趣尺寸的團(tuán)簇才能夠?qū)ν獠恐聞?dòng)做出響應(yīng)。周期性地開(kāi)啟第二分量，從而在標(biāo)記粒子之間誘發(fā)磁斥力。這種場(chǎng)配置可以是一系列脈沖或正弦波。這一分量的幅度應(yīng)當(dāng)最多是第一分量的10倍。公式(1)包含了對(duì)全旋轉(zhuǎn)場(chǎng)的描述，其中，幅度、相位和頻率都具有時(shí)間相關(guān)性。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測(cè)樣本中的數(shù)量N彡2種的不同種類的目標(biāo)成分(T1、T2、...TN)的方法，包括a)向所述樣本添加N個(gè)類別的標(biāo)記粒子(1、2、...N)，其中，每一類別的所述標(biāo)記粒子 (1、2、...N)中的至少一個(gè)為磁性粒子，并且其中，來(lái)自每一類別的標(biāo)記粒子可以經(jīng)由類別特異性種類的目標(biāo)成分(Tl、T2、... TN)而相互結(jié)合；b)使所述標(biāo)記粒子(1、2)形成團(tuán)簇(C11、C22、C12、C11'、C22'、C12'、…CNN)；c)通過(guò)生成磁場(chǎng)(B)對(duì)不同類型的所述團(tuán)簇進(jìn)行選擇性致動(dòng)，所述致動(dòng)優(yōu)選包括振蕩運(yùn)動(dòng)或全旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；d)對(duì)被選擇性致動(dòng)的團(tuán)簇進(jìn)行檢測(cè)。
2.一種用于檢測(cè)樣本中的數(shù)量N彡2種的不同種類的目標(biāo)成分(T1、T2、...TN)的設(shè)備(100)，包括a)用于容納所述樣本的樣本室(10)；b)用于向所述樣本室施加磁場(chǎng)(B)的磁場(chǎng)發(fā)生器(20)，其中，所述磁場(chǎng)適于對(duì)包括至少一個(gè)磁性粒子(1、2、...N)的不同類型的團(tuán)簇(C11、C22、C12、C11'、C22 ‘、 C12'、. . . CNN)進(jìn)行選擇性致動(dòng)，所述致動(dòng)優(yōu)選包括振蕩運(yùn)動(dòng)或全旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；c)用于對(duì)被選擇性致動(dòng)的團(tuán)簇進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)系統(tǒng)(30)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法或根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備(100)，其特征在于，所述磁場(chǎng)(B)包括至少一個(gè)振蕩分量，在所述振蕩分量中，場(chǎng)幅度隨時(shí)間變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法或根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備(100)，其特征在于，只有達(dá)到預(yù)定尺寸的團(tuán)簇(C11、C22、C12、C11'、C22'、C12' > . . . CNN) 才被所述磁場(chǎng)(B)致動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法或根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備(100)，其特征在于，只有由兩個(gè)標(biāo)記粒子(1、2、...N)構(gòu)成的團(tuán)簇(Cll、C22、C12、Cll'、 C22'、C12'、. . . CNN)才被所述磁場(chǎng)(B)致動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法或根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備(100)，其特征在于，所述磁場(chǎng)⑶的最大幅度和最小幅度之間的比率在1.1和10之間，優(yōu)選在2和8之間，最優(yōu)選在4和6之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法或設(shè)備(100)，其特征在于，對(duì)被選擇性致動(dòng)的團(tuán)簇(C11、C22、C12、C11'、C22'、C12'、. . . CNN)的檢測(cè)包括對(duì)與所述磁場(chǎng)(B)的振蕩分量同步的振蕩和/或旋轉(zhuǎn)的檢測(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法或根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備(100)，其特征在于，所述磁場(chǎng)是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(B)，其中，優(yōu)選能夠使旋轉(zhuǎn)頻率(f)在給定范圍上掃掠。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法或設(shè)備(100)，其特征在于，所述范圍包括至少一個(gè)高于臨界頻率的頻率和至少一個(gè)低于臨界頻率的頻率，在所述臨界頻率上，一種類型的團(tuán)簇(C11、C22、C12、C11'、C22'、C12'、…CNN)改變其對(duì)所述旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(B)的反應(yīng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法或根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備(100)，其特征在于，對(duì)被選擇性致動(dòng)的團(tuán)簇(C11、C22、C12、C11'、C22'、C12'、…CNN)進(jìn)行光學(xué)檢測(cè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法或根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備(100)，其特征在于，對(duì)所述團(tuán)簇(C11、C22、C12、C11'、C22'、C12'、. . . CNN)的致動(dòng)包括打破非特異性地結(jié)合的團(tuán)簇(C12、Cll'、C22'、C12')。
12.一種用于選擇性地檢測(cè)樣本中的數(shù)量N > 2種不同種類的目標(biāo)成分(Tl、 T2、...TN)的試劑盒，所述試劑盒包括N個(gè)類別的標(biāo)記粒子(1、2、...N)，其中，每一類別中的標(biāo)記粒子(1、2、...N)中的至少一個(gè)為磁性粒子，并且其中，每一類別的標(biāo)記粒子可以經(jīng)由類別特異性種類的目標(biāo)成分(T1、T2、...TN)相互結(jié)合。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法、根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備(100)或者根據(jù)權(quán)利要求 12所述的試劑盒，其特征在于，至少一個(gè)類別的所有粒子為磁性粒子(1、2、. . . N)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法、根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備(100)或者根據(jù)權(quán)利要求 12所述的試劑盒，其特征在于，不同類別的標(biāo)記粒子(1、2、...N)具有基本相同的尺寸。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法、根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備(100)或者根據(jù)權(quán)利要求 12所述的試劑盒，其特征在于，所述標(biāo)記粒子(1、2、...N)被涂覆以針對(duì)目標(biāo)粒子(T1、T2、...TN)的類別特異性結(jié)合試劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于檢測(cè)樣本中的多種不同種類的目標(biāo)成分(T1、T2)的方法、試劑盒和設(shè)備(100)。所述目的是通過(guò)使用多種類別的標(biāo)記粒子(1、2)實(shí)現(xiàn)的，其中，每一類別中的標(biāo)記粒子(1、2)中的至少一個(gè)是磁性粒子，并且其中，每一類別的標(biāo)記粒子(1、2)能夠經(jīng)由相同的、類別特異性種類的目標(biāo)成分相互結(jié)合。然后，可以形成標(biāo)記粒子(1、2)的團(tuán)簇，在該形成中，與特定的目標(biāo)成分(T1、T2)的結(jié)合伴有某些特征屬性，例如，相關(guān)標(biāo)記粒子(1、2)的磁化率。因而，通過(guò)具有至少一個(gè)振蕩分量并且具有可變場(chǎng)幅度的磁場(chǎng)(B)對(duì)這樣的團(tuán)簇進(jìn)行選擇性致動(dòng)，加之對(duì)這樣的被選擇性致動(dòng)的團(tuán)簇的檢測(cè)，將實(shí)現(xiàn)對(duì)團(tuán)簇的特異性檢測(cè)。其提供了有關(guān)樣本中的不同目標(biāo)成分(T1、T2)的信息。
文檔編號(hào)G01N33/543GK102472750SQ201080036488
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月19日
發(fā)明者A·蘭佐尼, M·M·奧夫揚(yáng)科, M·W·J·普林斯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司