专利名称：通过团簇的形成对不同目标成分进行检测的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于检测样本中的多种不同种类的目标成分的方法、设备和试剂盒。
背景技术：
US 2008/0206104A1公开了一种磁性生物传感器，在所述生物传感器中，能够使以磁珠为标签的不同目标物质特异性地结合到传感器表面上的抗体上。应用检测磁珠的旋转和/或平移活动性的旋转磁场以在不同类型的结合之间进行区分。

发明内容
基于这种情况，本发明的目的在于提供一种同时检测样本中的不同种类的目标成分的替代手段，其中，希望检测过程便利、快速且准确。这一目的是通过根据权利要求1所述的方法、根据权利要求2所述的设备和根据权利要求12所述的试剂盒实现的。在从属权利要求中公开了优选实施例。根据第一方面，本发明涉及一种用于检测样本中的数量为N(自然数)> 2种的不同种类的目标成分的方法。例如，“目标成分”可以是诸如生物分子、配合物、细胞片段或细胞的生物物质。例如“样本”可以是诸如血液、尿液或唾液的具有生物学来源的流体。所述方法包括下述步骤，这些步骤优选按照所列举的顺序至少执行一次，所述步骤包括a)向将被测试以确定是否存在目标成分的样本添加粒子，其中，在下文中将这些粒子称为“标记粒子”。可以将所添加的标记粒子细分为N个类别，从而来自每一类别的标记粒子能够经由相同的、类别特异性种类的目标成分相互结合。此外，每一类别的标记粒子优选具有至少一种共有的类别特异性(例如，磁或机械)属性。“类别特异性”这种表述在本语境下表示，相应的属性对于一种类别中的任意两个标记粒子都是(至少大致上)相同的，但是随着类别的不同而不同，因而选自不同类别的任意两个标记粒子在其属性上存在差别。类似地，来自相同类别的任意两个标记粒子能够经由相同种类的目标成分相互结合， 但是对于不同类别而言，目标成分的该种类是不同的。作为一项附加的要求，每一类别应当有至少一个标记粒子为磁性粒子(即，磁化粒子或可磁化粒子)。这些磁性粒子任选是直径处于IOnm到10 μ m的范围内，优选处于IOOnm到3 μ m的范围内的超顺磁珠。b)使标记粒子形成团簇(clusters)的步骤。通常，术语“团簇”表示或多或少彼此强劲结合的至少两个标记粒子的聚集。团簇的形成可以是(在一延迟时间内)自然发生的，并且/或者可以是(例如)通过在样本内施加磁场以进行辅助而发生的。c)对不同类型的前述团簇进行选择性致动，所述致动优选包括团簇的振荡运动或者全旋转运动。所述全旋转的角速度可以是均勻的，也可以随时间(周期性和/或非周期性地)变化。不同类型的团簇的“选择性致动”是指，能够有意地使磁场(至少)在第一模式和第二模式之间变化，其中，所考虑的团簇类型中的至少两者以不同的方式改变其对这些模式的反应，这允许对它们做出区分。具体而言，感兴趣的反应可以具有“全部或全无”方式，从而使一种团簇类型仅被第一模式致动而不被第二模式致动，另一种团簇类型则被两种模式致动(或不被任何模式致动)。d)对前述被选择性致动的团簇的检测。通过事先选择对哪些类型的团簇致动，这一检测步骤能够实现在不同类型的团簇之间进行区分。在步骤C)中，优选通过施加时变磁场以旋转方式(部分旋转或完全旋转)激励团簇。所施加的场生成机械转矩。所述转矩是由团簇的磁性属性引起的，例如，所述磁性属性可以是永磁矩或感生磁矩、形状各向异性、磁晶各向异性或磁性材料的有限磁弛豫时间。根据第二方面，本发明涉及一种优选采用上述类型的方法检测样本中的数量 N ^ 2种的不同种类的目标成分的设备，所述设备包括下述部件a)用于容纳样本的样本室。“样本室”通常包括空腔或者填充了可以吸收样本物质的诸如凝胶的一些物质的腔；其可以是开放的腔，也可以是闭合的腔，或者是通过流体连接通道连接至其他腔的腔。b)用于向样本室施加磁场的磁场发生器，其中，所述磁场适于对不同类型的标记粒子团簇选择性地致动，所述致动优选包括振荡运动或全旋转运动。c)用于检测前述被选择性地致动的标记粒子的团簇的检测系统。上文所述的方法和对应的设备允许使用标记粒子，所述标记粒子经由特异的目标成分而相互结合，从而形成团簇，其中，如果所述团簇包括不同的目标成分(如果结合特异性与特异的磁/机械属性配对)，那么所述团簇在其磁属性或机械属性方面存在差异。可以对不同团簇进行选择性地致动，相应地，可以对不同团簇进行选择性地检测。因此，有可能定性和/或定量地判断样本中不同种类的目标成分的存在。由于可以在样本的体积(bulk) 介质内执行所需的处理步骤，所以对应的测定易于执行，并且快速、准确。在下文中，将描述既涉及上述方法，又涉及上述设备的本发明的各种优选实施例。可以采用各种各样的磁场配置来诱发包括至少一个磁性粒子的团簇的振荡。例如，创建以下述两个正交分量为特征的平面磁场将成功地诱发两粒子团簇的振荡运动第一分量可用于引起团簇按优选取向。这一分量可以是恒定场、一系列具有任意长度的脉冲或正弦波。应当对这一分量的幅度进行调整，从而使只有达到感兴趣尺寸的团簇才能够对外部致动做出响应。周期性地开启第二分量，从而在标记粒子之间诱发磁斥力。这种场配置可以是一系列脉冲或正弦波。这一分量的幅度应当最多是第一分量的10倍。公式(1)包含了对全旋转场的描述，其中，幅度、相位和频率都具有时间相关性。
权利要求
1.一种用于检测样本中的数量N彡2种的不同种类的目标成分(T1、T2、...TN)的方法，包括a)向所述样本添加N个类别的标记粒子(1、2、...N)，其中，每一类别的所述标记粒子 (1、2、...N)中的至少一个为磁性粒子，并且其中，来自每一类别的标记粒子可以经由类别特异性种类的目标成分(Tl、T2、... TN)而相互结合；b)使所述标记粒子(1、2)形成团簇(C11、C22、C12、C11'、C22'、C12'、…CNN)；c)通过生成磁场(B)对不同类型的所述团簇进行选择性致动，所述致动优选包括振荡运动或全旋转运动；d)对被选择性致动的团簇进行检测。
2.一种用于检测样本中的数量N彡2种的不同种类的目标成分(T1、T2、...TN)的设备(100)，包括a)用于容纳所述样本的样本室(10)；b)用于向所述样本室施加磁场(B)的磁场发生器(20)，其中，所述磁场适于对包括至少一个磁性粒子(1、2、...N)的不同类型的团簇(C11、C22、C12、C11'、C22 ‘、 C12'、. . . CNN)进行选择性致动，所述致动优选包括振荡运动或全旋转运动；c)用于对被选择性致动的团簇进行检测的检测系统(30)。
3.根据权利要求1所述的方法或根据权利要求2所述的设备(100)，其特征在于，所述磁场(B)包括至少一个振荡分量，在所述振荡分量中，场幅度随时间变化。
4.根据权利要求1所述的方法或根据权利要求2所述的设备(100)，其特征在于，只有达到预定尺寸的团簇(C11、C22、C12、C11'、C22'、C12' > . . . CNN) 才被所述磁场(B)致动。
5.根据权利要求1所述的方法或根据权利要求2所述的设备(100)，其特征在于，只有由两个标记粒子(1、2、...N)构成的团簇(Cll、C22、C12、Cll'、 C22'、C12'、. . . CNN)才被所述磁场(B)致动。
6.根据权利要求1所述的方法或根据权利要求2所述的设备(100)，其特征在于，所述磁场⑶的最大幅度和最小幅度之间的比率在1.1和10之间，优选在2和8之间，最优选在4和6之间。
7.根据权利要求3所述的方法或设备(100)，其特征在于，对被选择性致动的团簇(C11、C22、C12、C11'、C22'、C12'、. . . CNN)的检测包括对与所述磁场(B)的振荡分量同步的振荡和/或旋转的检测。
8.根据权利要求1所述的方法或根据权利要求2所述的设备(100)，其特征在于，所述磁场是旋转磁场(B)，其中，优选能够使旋转频率(f)在给定范围上扫掠。
9.根据权利要求8所述的方法或设备(100)，其特征在于，所述范围包括至少一个高于临界频率的频率和至少一个低于临界频率的频率，在所述临界频率上，一种类型的团簇(C11、C22、C12、C11'、C22'、C12'、…CNN)改变其对所述旋转磁场(B)的反应。
10.根据权利要求1所述的方法或根据权利要求2所述的设备(100)，其特征在于，对被选择性致动的团簇(C11、C22、C12、C11'、C22'、C12'、…CNN)进行光学检测。
11.根据权利要求1所述的方法或根据权利要求2所述的设备(100)，其特征在于，对所述团簇(C11、C22、C12、C11'、C22'、C12'、. . . CNN)的致动包括打破非特异性地结合的团簇(C12、Cll'、C22'、C12')。
12.一种用于选择性地检测样本中的数量N > 2种不同种类的目标成分(Tl、 T2、...TN)的试剂盒，所述试剂盒包括N个类别的标记粒子(1、2、...N)，其中，每一类别中的标记粒子(1、2、...N)中的至少一个为磁性粒子，并且其中，每一类别的标记粒子可以经由类别特异性种类的目标成分(T1、T2、...TN)相互结合。
13.根据权利要求1所述的方法、根据权利要求2所述的设备(100)或者根据权利要求 12所述的试剂盒，其特征在于，至少一个类别的所有粒子为磁性粒子(1、2、. . . N)。
14.根据权利要求1所述的方法、根据权利要求2所述的设备(100)或者根据权利要求 12所述的试剂盒，其特征在于，不同类别的标记粒子(1、2、...N)具有基本相同的尺寸。
15.根据权利要求1所述的方法、根据权利要求2所述的设备(100)或者根据权利要求 12所述的试剂盒，其特征在于，所述标记粒子(1、2、...N)被涂覆以针对目标粒子(T1、T2、...TN)的类别特异性结合试剂。
全文摘要
本发明涉及用于检测样本中的多种不同种类的目标成分(T1、T2)的方法、试剂盒和设备(100)。所述目的是通过使用多种类别的标记粒子(1、2)实现的，其中，每一类别中的标记粒子(1、2)中的至少一个是磁性粒子，并且其中，每一类别的标记粒子(1、2)能够经由相同的、类别特异性种类的目标成分相互结合。然后，可以形成标记粒子(1、2)的团簇，在该形成中，与特定的目标成分(T1、T2)的结合伴有某些特征属性，例如，相关标记粒子(1、2)的磁化率。因而，通过具有至少一个振荡分量并且具有可变场幅度的磁场(B)对这样的团簇进行选择性致动，加之对这样的被选择性致动的团簇的检测，将实现对团簇的特异性检测。其提供了有关样本中的不同目标成分(T1、T2)的信息。
文档编号G01N33/543GK102472750SQ201080036488
公开日2012年5月23日 申请日期2010年8月16日 优先权日2009年8月19日
发明者A·兰佐尼, M·M·奥夫扬科, M·W·J·普林斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司