[發(fā)明專利]用于確定磁性標(biāo)記的靶成分的量的方法和設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980140688.0
• 申請日: 2009-10-06
• 公開（公告）號: CN102187222A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: T·H·埃弗斯;W·U·迪特默
• 申請（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: G01N33/543
• 分類號: G01N33/543;G01N35/00;G01R33/00;G06F19/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 王英;劉炳勝

本發(fā)明涉及一種用于確定樣品中靶成分的量的方法，其中磁性粒子在取決于該靶成分的樣品量的動力學(xué)下可以特異性結(jié)合至接觸表面。此外，它涉及用于執(zhí)行這種方法的傳感器設(shè)備和相關(guān)計算機程序。

US?6991938?B1公開的方法連續(xù)監(jiān)視樣品中靶物質(zhì)與表面的結(jié)合，并將其與該樣品中所述靶物質(zhì)的量相關(guān)。然而這一方法的問題在于測量常常受到靶物質(zhì)的非特異性結(jié)合部分的影響。

基于這一背景，本發(fā)明的目的在于提供一種用于可靠地確定樣品中靶成分的量的方法。

這一目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的方法，根據(jù)權(quán)利要求13的傳感器設(shè)備，根據(jù)權(quán)利要求14的計算機程序，以及根據(jù)權(quán)利要求15的使用來實現(xiàn)。優(yōu)選實施例在從屬權(quán)利要求中公開。

根據(jù)本發(fā)明的方法用于樣品中靶成分的量的確定，其中磁性粒子可以特異性地結(jié)合至填充有樣品的樣品室的接觸表面，并且其中所述結(jié)合在取決于靶成分的樣品量的動力學(xué)下發(fā)生。所尋求的靶成分的量在以下將簡稱為“樣品量”。其典型地按照濃度，例如單位體積的質(zhì)量或者單位體積的粒子數(shù)進行測量。“靶成分”例如可以包括如生物分子、復(fù)合物、細胞片段或者細胞的生物物質(zhì)。

術(shù)語“磁性粒子”應(yīng)表示被磁化或者可磁化的粒子(分子、復(fù)合物、納米粒子、微粒子，等等)，例如超順磁性珠子。該磁性粒子通常將用作針對感興趣靶成分的標(biāo)記并與其化學(xué)結(jié)合。

“樣品室”典型地是空腔，或者填充有一些諸如可吸收樣品物質(zhì)的凝膠體的物質(zhì)的腔體；它可是開放的腔體，封閉的腔體、或者通過流體連接通道與其他腔體連接的腔體。樣品室的壁的一部分是磁性粒子可以特異性結(jié)合的“接觸表面”。典型地，該接觸表面將在一端覆蓋著該磁性粒子(包括相應(yīng)抗原)可以特異性結(jié)合的結(jié)合位點(例如，抗體)。

該方法包括以下步驟：

a)至少兩個“沖洗步驟”，其中將磁力施加于該接觸表面的磁性粒子從而使未結(jié)合的磁性粒子從該接觸表面被移走。雖然通常將該移動定向為垂直地遠離該接觸表面，但是它也可包括橫向分量或者甚至(至少中間的)對該表面的接近。具體地通過在該接觸表面產(chǎn)生定向為遠離該表面的非零梯度的磁場來施加適當(dāng)?shù)拇帕ΑＴ摯帕θ芜x可以是足夠大的，以同時將結(jié)合的但是不是特異性結(jié)合(例如不是經(jīng)由與特異性結(jié)合位點的雜交而只經(jīng)由較弱的力)的磁性粒子從該接觸表面移除。沖洗步驟的至少兩次執(zhí)行由其中沒有發(fā)生磁性粒子的移除將等價于一次沖洗的(非零)時間間隔分隔。

b)至少兩個“測量步驟”(它們中的每一個與前述沖洗步驟的另外的一個相關(guān)聯(lián))，其中在相關(guān)聯(lián)的沖洗步驟期間測量該接觸表面上的磁性粒子的總量。應(yīng)該注意的是，“磁性粒子的總量”包括特異性結(jié)合的磁性粒子以及非特異性結(jié)合和未結(jié)合的粒子。此外，測量的持續(xù)時間與沖洗步驟的持續(xù)時間無關(guān)。因此，在沖洗步驟“期間”的測量典型地意味著在沖洗步驟的間隔中的任意時間點處的瞬時測量，其中這一間隔也應(yīng)定義為包括在磁性粒子的主動移除已經(jīng)結(jié)束之后的瞬間。

進一步應(yīng)該注意的是，可以磁性地測量磁性粒子的量，也即，經(jīng)由對它們磁性的檢測，或者經(jīng)由任意其他適當(dāng)方法，例如對附著于該磁性粒子的熒光標(biāo)記的檢測。

c)“估計步驟”，其中在測量步驟的測量結(jié)果的幫助下估計期望的靶成分的樣品量。

所描述的方法具有的優(yōu)點在于其允許根據(jù)接觸表面處的測量確定樣品中靶成分的量(“樣品量”)，其中該測量可以在磁性粒子與接觸表面結(jié)合的進行過程期間執(zhí)行。這是歸因于這樣的事實，使用未結(jié)合磁性粒子的磁性沖洗，其提供了精確的測量而不需要樣品的交換。該方法是很快速的，因為其不必等到到達穩(wěn)定狀態(tài)(可能非常慢)。此外，該方法通過允許確定靶成分的高樣品量而提供了提高的動態(tài)范圍，其中靶成分的高樣品量導(dǎo)致了該接觸表面處的結(jié)合達到穩(wěn)態(tài)飽和，并且因而無法在穩(wěn)定狀態(tài)中可靠地確定。動態(tài)上限的這一擴展允許使用更大的磁性粒子，其繼而改善了較低的靈敏度限制。

磁性粒子優(yōu)選通過例如在沖洗步驟a)之前和/或之后由適當(dāng)取向的磁場梯度產(chǎn)生的吸引磁力而吸引到接觸表面上。以此方式，可以加速磁性粒子與接觸表面的結(jié)合。磁性吸引的強度應(yīng)該是已知的和/或被精確地控制，因為它影響了在非靜止過程期間作出的測量步驟b)的結(jié)果。

在測量步驟b)中對接觸表面的磁性粒子總量的測量優(yōu)選在相關(guān)聯(lián)的沖洗步驟a)結(jié)束時作出，以保證盡可能多的未結(jié)合磁性粒子從接觸表面被移除。

沖洗步驟a)可重復(fù)幾次，其中該沖洗步驟的執(zhí)行由其中沒有發(fā)生未結(jié)合磁性粒子移除的(非零)時間間隔分隔。典型地，中間時間間隔將用于粒子到接觸表面的磁性吸引。應(yīng)該注意的是，以上和以下說明的關(guān)于“沖洗步驟a)”的所有備注和修改也應(yīng)用于這一步驟的所有重復(fù)。