[發明專利]磁性顆粒及其聚類的檢測

在審

• 申請號: 201080067561.3
• 申請日: 2010-11-30
• 公開（公告）號: CN102947900A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: J·B·A·D·范佐恩;M·M·奧夫揚科;T·H·埃弗斯;M·J·J·希伯爾斯
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: H01F1/00
• 分類號: H01F1/00;H01F1/44
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王英;劉炳勝

技術領域

本發明涉及用于檢測樣本室中的磁性顆粒的設備和方法。

背景技術

磁性顆粒是例如用在生物傳感器中以標記人感興趣的樣本的成分。在US?2009/148933A1中描述了這種應用的典型范例。根據本文獻，在關掉外部磁場時超導珠的磁化強度消失，使得這些顆粒不會成團（[0102]）。

發明內容

基于這一背景，本發明的目的是提供實現對磁性顆粒的更魯棒和精確檢測的手段。

這一目的是由根據權利要求1所述的方法和根據權利要求4到6所述的設備實現的。在從屬權利要求中公開了優選實施例。

根據第一方面，本發明涉及一種用于檢測樣本室中的磁性顆粒的“基本方法”，其中，術語“磁性顆粒”應表示持久的磁性顆粒或可磁化顆粒，尤其是納米顆粒或微米顆粒。在很多情況下，磁性顆粒用作標簽，即它們要結合到人實際感興趣的一些目標成分（例如分子）。“樣本室”通常是腔，尤其是開放腔、閉合腔或者通過流體連接通道連接到其他腔的腔。該方法將包括如下步驟，可以按照列舉的或任何其他適當次序執行：

a）確定與第一檢測區域中的磁性顆粒的量相關的參數，下文稱為“顆粒參數”。可以通過任何適當定義來表示“磁性顆粒的量”，包括絕對值（例如，磁性顆粒的總數量或總質量）和相對值（例如，每單位體積或面積的磁性顆粒數量或質量）。

b）確定與第二檢測區域中的磁性顆粒的聚類的量或程度相關的參數，下文稱為“聚類參數”。可以通過任何適當定義（例如，每個聚類的磁性顆粒平均數量或質量），包括取決于顆粒聚類的任何參數，表示“聚類的程度”。

第一和第二檢測區域通常是樣本室的子區域。它們可以是相同的，部分交疊的或者不同的。此外，它們可以包括整個樣本室。

c）顆粒參數的評估基于聚類參數。例如可以在數據處理裝置中自動進行這種評估，所述數據處理裝置可以用專用電子硬件、具有適當軟件的數字數據處理硬件或兩者的混合來構建。

該方法具有如下優點：除了檢測樣本中的磁性顆粒之外，它還提供了關于所述顆粒的可能聚類的信息。在實踐中證明這種信息很重要，因為顆粒檢測過程的輸出結果常常受到磁性顆粒聚類存在的影響。如果不存在磁性顆粒的（不可逆）聚類則產生正確結果的檢測方法例如可以在發生越多磁性顆粒聚類時產生越來越弱的結果。因此可以利用確定這樣聚類的程度提高顆粒檢測的可靠性、魯棒性和/或精確度。

能夠將關于顆粒參數和聚類參數的信息用于不同目的。在優選實施例中，如果聚類參數偏離預定值集合，即預定“正常范圍”，則生成警報信號。于是能夠通知用戶異常狀況發生，這削弱了顆粒檢測結果的可靠性，并可能例如必須要改變操作參數。

根據另一實施例，可以基于聚類參數校正顆粒參數。這種方法要求關于顆粒參數對顆粒聚類程度依賴性的一些信息是已知的，例如從理論研究或校準流程已知。

本發明的“基本方法”需要確定顆粒參數（與第一檢測區域中的磁性顆粒量相關）和聚類參數（與第二檢測區域中的聚類的程度相關）作為必要先決條件。在下文中，描述了能夠應用于該方法中的各種設備，以提供這些參數或至少可以從其導出顆粒參數和聚類參數的信息（優選通過純粹計算，即無需額外測量）。然而，應該注意，這些設備也可以用于其他目的。

用于“基本方法”中的第一設備包括如下部件：

a）磁場發生器，其用于在樣本室中生成磁場，其中，所述場在結合表面的“第一場區域”和“第二場區域”中分別相對于結合表面具有不同的傾斜（inclination）。磁場發生器例如可以包括一個或多個永磁體和/或可以有選擇地進行控制的電磁體。優選同時采取磁場在第一和第二場區域中的不同的傾斜，但通常也可以相繼地采用它們（即，在部分交疊期間甚至在不同時段）。此外，第一和第二場區域優選是不同的，但通常它們也可以部分交疊，甚至相同（其中，在場區域交疊的那些部分中必須要相繼采用具有不同的傾斜的磁場）。此外，“結合表面”通常應該是樣本室和磁性顆粒能夠駐留其上或附近的相鄰部件之間的界面。如其名稱所示，在所述“結合”表面和磁性顆粒之間優選有每種鏈接或結合。

b）傳感器元件，其用于（分離地）檢測第一和第二場區域中的磁性顆粒，其中，傳感器元件產生與其檢測結果對應的檢測信號。

c）評估單元，其用于使上述傳感器元件提供的第一和第二場區域的檢測信號彼此相關。可以在專用電子硬件、具有關聯軟件的數字數據處理硬件或兩者的混合中實現評估單元。檢測信號的相關例如可以包括計算其比值、差異或這兩個變量的任何其他函數。