[發明專利]一種基于磁珠非線性磁化特性的生物樣品檢測器

有效

• 申請號: 201410337351.1
• 申請日: 2014-07-15
• 公開（公告）號: CN104132966B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 王明;譚焱;于陽
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司11251
• 代理人: 關玲

技術領域

本發明涉及一種生物樣品檢測器，尤其涉及一種基于磁珠的生物樣品檢測器。

背景技術

生物樣品分析一般包括樣品處理和樣品檢測過程。目前的普遍做法是這兩個步驟使用不同的儀器或設備分別完成，而不是使用一套技術平臺來執行。這其中的主要原因是難以找到樣品處理和檢測過程當中順滑的技術銜接點，造成了能夠同時完成樣品處理和檢測的技術平臺稀缺的現象。處理和檢測過程分離使得生物樣品分析過程繁瑣、時間長、成本高，還可能產生人為介入過多造成的樣品污染導致的分析結果錯誤的現象。近年來，對生物樣品處理和檢測集成技術的研究受到了各國學者的廣泛注視，特別是微全分析系統(μTAS)或芯片實驗室(Lab-on-chip)等技術的研究更成為近十幾年來學界熱點。目前生物樣品處理和檢測集成技術研究中存在的主要問題是許多研究停留在概念驗證階段，缺乏實用性，且應用范圍較窄。因此，對實用的、應用領域廣泛的生物樣品的處理和檢測集成技術進行研究有利于簡化分析過程，減少分析時間和成本，使分析過程自動化，分析結果更為精確可靠，可有力的促進現代分析技術的發展。

磁珠(magnetic?beads,MB)也稱磁納米顆粒(magnetic?particles,MP)，是一種化學合成材料,其粒徑小(微米級甚至納米級),比表面極大,耦聯容量高,具有磁響應性、生物相容性及非常高的吸附能力?；谶@些特性，磁珠在磁性分離、生物樣品處理、生物分子檢測識別、藥物靶向治療、MIR、熱療、及組織工程等生物醫藥領域獲得了廣泛應用。

磁珠的高吸附能力是通過活化結合豐富的表面功能基團,再與生物樣品結合。另外，通過外加磁場可對磁珠進行操控(聚集、移動、洗脫及定位等)。利用磁珠的這兩個特性可對核酸、蛋白質、病毒及微生物等生物樣品進行分離、富集、提純等處理，國內外也有多家公司開發出多種基于磁珠吸附特性的生物樣品處理儀器。

磁珠生物樣品處理技術是一種簡單、快速、有效的方法，整個操作過程無需離心或柱分離,不使用有機溶劑及其它有毒試劑，并可實現高通量自動化操作。磁珠提取生物樣品后還要進行分離純化處理后再移至PCR、電泳、免疫分析等檢測平臺進行檢測識別，而不是直接對結合了生物樣品的磁珠進行檢測，這增加了檢測成本和時間，增加了樣品污染的可能性，并使檢測流程復雜化，這是目前該技術存在的最大問題。實際上，結合了生物樣品的磁珠本身可以作為標記物參與到檢測流程當中，這樣既省去了洗脫、純化過程，又可將生物樣品的處理和檢測過程無縫整合至一套技術平臺上。

磁珠標記法用于生物樣品檢測具有非侵入性、靈敏度高，檢測手段豐富、成本較低等優點，用于檢測標記磁珠的技術主要有以下幾種：麥克斯韋電橋(Maxwell?bridge)檢測法，共振線圈(Resonant?coil)檢測法，超導量子干涉儀(SQUIDs)檢測法，巨磁電阻(GMR)器件檢測法，霍爾傳感器(Hall?sensor)檢測法，微懸臂梁(Microcantilever)檢測法、磁性馳豫開關(MRS)檢測法、非線性磁化檢測法等。這些方法各有其優缺點，可根據不同的應用場合進行選擇。整合生物樣品處理和檢測過程的技術，首先要求整個處理檢測平臺結構緊湊、成本低、易于實現，超導量子干涉儀及磁性馳豫開關檢測法由于設備體積大使用成本高不適合這一要求；其次，為使樣品處理和檢測流程無縫過渡，要求標記磁珠與檢測探針分子的固定方法兼容樣品處理流程中使用的器材結構模式，巨磁電阻器件及霍爾傳感器檢測法需要建構平面結構傳感區，與生物樣品處理過程中常采用的樣品器材的結構模式不兼容，不適合在此處應用；再有集成生物樣品處理和檢測的技術要獲得更廣泛的應用，就要求檢測方法具有信噪比(SNR)高，檢測信號實時獲取，不易受外界環境(溫度、振動等)影響等特點，麥克斯韋電橋，共振線圈、微懸臂梁檢測法由于存在這些方面的弱點不適合應用于實時常規的生物樣品檢測領域。