[發明專利]通過散射對致動的簇的探測

無效

• 申請號: 201180032753.5
• 申請日: 2011-05-25
• 公開（公告）號: CN103097894A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: A·蘭佐尼;M·W·J·普林斯
• 申請（專利權）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
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 舒雄文;蹇煒

技術領域

本發明涉及簇（cluster）測定，特別是涉及基于磁性顆粒的簇的旋轉致動的簇測定。

背景技術

活體外診斷中的測試能夠具有數種測定形式。簇測定是一類測定，其中，形成的顆粒簇的量指示樣品中生物成分的存在和/或濃度。由于迅速的體動力學、容易制造及成本低，簇測定是有吸引力的。

簇測定的問題是缺乏靈敏度。提高靈敏度的一種方式是利用磁性顆粒來執行簇測定。使用磁性顆粒的優點是在培養期間能夠形成場感生鏈。這已經由例如Baudry等在“Acceleration?of?the?recognition?rate?between?grafted?ligands?and?receptors?with?magnetic?forces”，Proc.Natl.Acad.Sci.103，2006，p.16076-16078中示出。

為了在執行簇測定時探測其它磁性顆粒的背景中的非常低的濃度的簇，WO2010/026551A1建議通過施加旋轉磁場來選擇性地致動歸因于分析物而形成的超順磁顆粒的簇。

根據WO2010/026551A1，提供了待分析的流體中的例如珠子的超順磁顆粒的懸浮物，其中超順磁顆粒涂覆有生物活性劑（bioactive?agent）。于是，歸因于存在于流體內的分析物，容許顆粒形成簇。隨后，通過施加旋轉磁場來選擇性地致動超順磁顆粒的簇。磁場的幅度隨時間變化。優選地，旋轉磁場的頻率在臨界頻率以下，使得特定尺寸的簇以與外場相同的頻率旋轉。最終，探測選擇性地致動的簇。WO2010/026551A1還提供了用于根據上述方法來執行簇測定的設備。

發明內容

在基于磁性顆粒的簇的旋轉致動的上述類型的簇測定中，仍然存在以高度控制的方式來選擇性地致動特定尺寸的簇的需求。具體地，存在探測不同尺寸的簇并區分不同簇尺寸的需求。

能夠通過光學散射來探測溶液中的簇。由于簇具有細長形狀，所以當將光引導至溶液時，簇的暴露于入射光束的截面根據簇的取向變化。簇散射的光的量從而依賴于簇相對于入射光束的取向。由于顆粒的球形形狀，所以單顆粒對散射光的作用是可以忽略的。

當施加外部旋轉磁場時，如WO2010/026551A1中描述的方法中用于選擇性地致動簇所做的，給定長度的每一個簇能夠與高達臨界頻率的外場同步旋轉，當超過臨界頻率時，凈旋轉速率降低。在滿旋轉期間，每一個周期，簇將相同的面積暴露于入射光束兩次。對于線性簇，并且特別是圍繞垂直于入射光束的軸旋轉的兩顆粒簇，基本對應于僅單個顆粒的截面的面積每一個周期暴露于入射光束兩次，因為其它顆粒由顆粒覆蓋。因此，以外部磁場的頻率的兩倍的頻率對散射光強度進行調制。

散射光能夠與輸入光具有相同波長，但是也能夠與其具有不同波長。例如，能夠使用熒光顆粒或熒光標記顆粒，熒光顆粒或熒光標記顆粒以與輸入光束光的波長不同的波長輻照光。波長濾波器能夠用于探測路徑中以在不同波長之間進行區別，以提高信噪比并能夠區分來自不同類型的顆粒的信號（即，顆粒多路復用）。能夠使用具有不同光學性質的顆粒，并且能夠在光路中對具有不同光學性質的顆粒進行區別。

基于這些總體思想，本發明根據一個實施例提供一種用于探測涂覆有生物反應（bioreactive）劑的超順磁顆粒的簇的方法。提供了待分析的流體中的超順磁顆粒的懸浮物。歸因于流體內分析物的存在，容許顆粒形成簇，并且將以至少一個給定頻率旋轉的磁場施加于溶液。將光引導至流體并且提取磁場的頻率的較高次諧波處的散射光的強度的幅度。因為調制信號通常在旋轉磁場的頻率的兩倍的頻率處，所以優選地提取磁場的頻率的兩倍的頻率處的散射光的強度的幅度。優選地，在暗場配置中，即在遠離光束至流體的方向的方向上，測量散射光的強度。因為所有散射光對信號做貢獻，所以期望收集全部的散射光以得到最大信號。實踐中，諸如透鏡的光學構件優選地用于收集以數個角度散射到探測器上的光。旋轉磁場的優選頻率和強度取決于顆粒的尺寸和磁性性質。旋轉磁場的頻率應當優選地至少約為1Hz。作為上限，臨界頻率的30倍大的頻率值是優選的。關于場強，下限應當是最小強度以具有兩顆粒簇的旋轉。上限應當是在測量時間期間感生可忽略的磁性鏈接的最大場強。典型地，可以使用約1至50Hz的頻率值和約1至10mT的強度值。