分散有干燥磁顆粒的膜及包含有該膜的測試盒的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及干燥磁顆粒的分散和保存。更具體地，涉及一種分散有干燥磁顆粒的膜及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]磁敏傳感器是傳感器產(chǎn)品的一個重要組成部分，磁敏傳感器已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，如電腦硬盤中的磁存儲器、汽車中的角度傳感器等。直到1998年baselt等人首次報道了利用標記生物分子的磁顆粒和巨磁阻(GMR)傳感器探測生物靶標分子的研究并公開了專利(US 5981297)，由此開創(chuàng)了磁敏傳感器在生物技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用研究的先例。磁敏生物傳感器測試生物分子的原理是檢測生物功能化的微米或納米尺度磁顆粒。即在傳感器表面修飾上能夠識別靶標分子的抗體或抗原，樣品中的靶標分子與之特異性結(jié)合，然后標記有抗體或抗原的順磁顆粒識別靶標分子形成夾心結(jié)構(gòu)的復(fù)合物，被固定在傳感器表面，沒有被捕捉住的磁顆粒被移走，施加電磁場，通過對順磁顆粒數(shù)量的檢測確定靶標分子的含量。
[0003]在過去的10年里的研究顯示，磁敏生物傳感器具有低成本、快速、高靈敏度、高通量檢測的特點，目前磁電子學(xué)已經(jīng)顯現(xiàn)出作為開發(fā)生物傳感器芯片的新平臺技術(shù)的優(yōu)勢。在2006年5月生物芯片多倫多國際會議上，Philips公司的研究人員報道，世界上已經(jīng)有30多個研究組從事磁敏生物傳感器研究開發(fā)，包括美國海軍實驗室(US Naval Research),斯坦福大學(xué)(Stanford University),飛利浦(Philips),奧地利的維也納科技大學(xué),麻省理工學(xué)院，德國的Bielefield大學(xué)，日本TDK公司，加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校等等。
[0004]在以上所述公司或研究院所發(fā)表的文章或報告里，納米磁顆粒均是以溶液的形式被添加到反應(yīng)空間參與反應(yīng)。從長期保存的角度來講，以溶液形式存在的磁顆粒在化學(xué)特性上很不穩(wěn)定，并且容易發(fā)生磁顆粒沉淀現(xiàn)象，引起反應(yīng)結(jié)果的不穩(wěn)定性。US-A-2004/0043042公開了對于分子的穩(wěn)定和干燥的微量冷凍干燥技術(shù)。所描述的干燥方法包括a)提供包括溶解或分散于揮發(fā)性液體介質(zhì)中的目標試劑的液體，b)將I μ L-1O μ L的微量液體沉積至基體的預(yù)先選定的位置，c)通過使液體介質(zhì)揮發(fā)來干燥該微量以制備目標試劑的固體干燥形式。任選地，該方法是在步驟(b)之后和在步驟(C)之前包括冷凍該微量的冷凍干燥方法。然而，后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)這仍然會導(dǎo)致在干燥時顆粒的聚集，而這使得磁顆粒難以以單分散的方式在試劑中進行再分散。
[0005]因此需要一種可以使磁顆粒長期、穩(wěn)定保存并使之在磁敏生物傳感器的應(yīng)用中能以單分散的形式分散在試劑中的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種分散有干燥磁顆粒的多孔膜，在生化試劑流過此膜后，多孔膜上大部分磁顆?？梢员痪鶆虻姆稚腋≡谏噭┲?。
[0007]本發(fā)明要解決的第二個技術(shù)問題是提供一種測試盒，該測試盒內(nèi)包括分散有干燥磁顆粒的多孔膜，在干燥狀態(tài)下，磁顆粒保存期增長，這也就延長了測試盒的貨架壽命。
[0008]本發(fā)明要解決的第三個技術(shù)問題是一種形成分散有干燥磁顆粒的多孔膜的方法，本方法首先將含有磁顆粒的試劑濃縮，然后將一定量的濃縮后的磁顆粒試劑滴加在多孔膜上，將多孔膜組裝進測試盒部件，將載有多孔膜的測試盒部件速凍至低于負30攝氏度，用業(yè)界通用的方式將其邊抽真空邊升溫、形成載有分散有干燥磁顆粒的多孔膜的測試盒組件。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種分散有干燥磁顆粒的多孔膜，所述多孔膜的孔徑大于所述磁顆粒的粒徑；且所述多孔膜通過冷凍干燥承載均勻分散有磁顆粒的緩沖液的多孔膜得到。
[0010]優(yōu)選地，所述磁顆粒的粒徑的范圍為20納米-5000納米，所述多孔膜的孔徑的范圍為200納米-50微米，所述多孔膜的孔徑與所述磁顆粒的粒徑比為1.5-1000:1。該比例范圍可以保證磁顆粒均勻地分散在多孔膜中被流動的試劑分散、帶走，而不會被阻留在多孔膜內(nèi)。
[0011 ] 優(yōu)選地，多孔膜的厚度為20微米-2毫米，選用此厚度的多孔膜可保證有足夠的容積的前提下，體積不會太大以至于引起過多的磁顆粒殘留。
[0012]優(yōu)選地，所述緩沖溶液選自磷酸鹽緩沖液和碳酸鹽緩沖液。
[0013]優(yōu)選地，所述多孔膜選自包括硝酸纖維膜、玻璃纖維膜、聚酯膜和無紡布組。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種測試盒，該測試盒容納有分散有干燥磁顆粒的多孔膜和緩沖液，
[0015]該多孔膜的孔徑大于所述磁顆粒的粒徑；且所述多孔膜通過冷凍干燥承載均勻分散有磁顆粒的緩沖液的多孔膜得到，
[0016]所述多孔膜鄰近所述緩沖液且位于所述緩沖液流動路徑中。
[0017]優(yōu)選地，容納在所述測試盒中的緩沖液與用于形成分散有干燥磁顆粒的多孔膜的緩沖液相同。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供一種形成分散有干燥磁顆粒的多孔膜的方法，包括:
[0019]制備分散有磁顆粒的緩沖液；
[0020]將含有磁顆粒的溶液滴加在多孔膜上；
[0021 ] 將滴有磁顆粒溶液的膜冷凍干燥，密封保存。
[0022]冷凍真空干燥使干燥后的磁顆粒易于重新分散懸浮在試劑中。
[0023]優(yōu)選地,所述滴加的量100納升-10微升。
[0024]優(yōu)選地，所述干燥優(yōu)選冷凍干燥，所述冷凍的溫度為低于-30攝氏度。
[0025]本發(fā)明的有益效果如下:
[0026]磁顆粒凍干后保存可以在較長的時間里保持其生物化學(xué)性能，也可以避免在液體懸浮液中保存時由于沉淀而引起的團聚或者難以再均勻懸浮分散的問題。
【附圖說明】
[0027]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0028]圖1示出加磁顆粒之前的硝酸纖維膜示意圖；
[0029]圖2示出根據(jù)本發(fā)明實施例1的示意圖；
[0030]圖3示出容納有凍干磁顆粒的硝酸纖維膜的試劑室的示意圖；
[0031]圖4示出硝酸纖維膜的掃描電鏡圖；
[0032]圖5示出玻璃纖維膜的掃描電鏡圖；
[0033]圖6示出測試盒的結(jié)構(gòu)分解立體示意圖；
[0034]圖7示出測試盒反應(yīng)室兼微通道層的俯視圖。
[0035]圖中3為帶有凍干磁顆粒的硝酸纖維膜，4為流體通道，5為通道開口，6為通道開□ ,1012為測試盒的樣品室，1013，1014，1015，1016皆為測試盒的試劑室，1100為流體通道，102為測試盒的第二密封層，104為測試盒的反應(yīng)室兼通道層，1048為測試盒的微通道，1049為測試盒的反應(yīng)室。
【具體實施方式】
[0036]為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實施例和附圖對本發(fā)明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護范圍。
[0037]根據(jù)被測生物試劑的種類選擇磁顆粒的大小和緩沖液的種類，以及多孔膜的孔徑大小和孔隙率。把多孔膜，如圖1所示，裁剪成所需尺寸和形狀，把磁顆粒均勻分散在緩沖溶液中，并優(yōu)選將溶液濃縮至所需濃度，得到分散有磁顆粒的溶液。溶液的濃度既要保證磁顆粒在緩沖溶液中產(chǎn)生團聚，又要避免溶液量過大難于干燥。隨函，將一定體積例如100納升-10微升的分散有磁顆粒的緩沖液滴加在多孔膜上，使磁顆粒分散液均布在多孔膜中。把載有磁顆粒分散液的多孔膜在低溫，例如低于約負30攝氏度的環(huán)境中速凍，然后根據(jù)設(shè)定的凍干曲線進行凍干，直至帶有磁顆粒的多孔膜上除磁顆粒以外的冷凍固體全部升華，承載有磁顆粒的多孔膜全部干燥，如圖2所示。隨后將帶有已干燥磁顆粒的多孔膜組裝進測試盒，然后真空密封進真空袋，密封保存。圖3示出容納有凍干磁顆粒的硝酸纖維膜的試劑室的示意圖，其中4是流體空間，該流體空間可以是獨立的，例如是測試盒中的一個試劑室，也可以是一個更大或者更復(fù)雜的器件的一部分，例如是測試盒的流體通道的一部分。冷凍干燥好的多孔膜放入了立體空間中。除流體空間的兩端開口 5和6以外，流體空間的其他部分是密封的。開口 5和6也可以繼續(xù)延伸與其他部件連接。儲存時，多孔膜部分或處于干燥氣體中，或處于真空中，目的是確保多孔膜上的磁顆粒不能吸潮。使用時，與用于分散磁顆粒的緩沖液相同的緩沖液從開口 5或6流入，從另一開口 6或5流出。多孔膜上的磁顆粒被溶解到緩沖液中得到用于測試生物試樣的磁顆粒測試液去參與隨后的生化反應(yīng)。
[0038]圖4顯示的是一幅硝酸纖維膜的結(jié)構(gòu)，網(wǎng)孔狀結(jié)構(gòu)明顯。除硝酸纖維膜以外，玻璃纖維膜或其他疏松結(jié)構(gòu)的膜都可以使用，