采用磁性传感器进行的分析物检测制造技术

本发明专利技术提供了利用磁性传感器检测分析物的方法。所述方法的各方面包括：制备具有来自样品(诸如血清样品)的磁性标记分析物的磁性传感器装置，所述磁性标记分析物与该装置的磁性传感器表面相结合；以及从所述磁性传感器获得信号(例如，实时信号)以确定所述分析物是否存在于该样品中。本发明专利技术还提供了可用于实践本发明专利技术方法的装置、系统和试剂盒。本发明专利技术的方法、装置、系统和试剂盒可用于包括如疾病标记物等生物标记物的检测的各种不同应用中。

Analyte Detection Using Magnetic Sensors

The present invention provides a method for detecting analytes by using magnetic sensors. Various aspects of the method include the preparation of a magnetic sensor device with a magnetic label analyzer from a sample (such as a serum sample), the combination of the magnetic label analyzer with the surface of the magnetic sensor of the device, and the acquisition of signals (e.g., real-time signals) from the magnetic sensor to determine whether the analyte exists in the sample. The invention also provides a device, a system and a kit for practicing the method of the invention. The method, device, system and kit of the present invention can be used in various applications including the detection of biological markers such as disease markers.

【技术实现步骤摘要】
采用磁性传感器进行的分析物检测本申请是申请日为2008年9月19日、申请号为200880116933.X、专利技术名称“采用磁性传感器进行的分析物检测”的专利申请的分案申请。对政府支持的致谢本专利技术在由NIH授予的第1U54CA119367-01、PO1-HG000205、N43C0-2007-00030和R43AI072800号基金、DARPA/海军基金第N00014-02-1-0807号和美国国防局基金第HDTRA1-07-1-0030-P-1号的政府支持下进行。政府具有本专利技术的一定权利。相关申请的交叉引用遵循35U.S.C.§119(e)，本申请涉及提交于2007年9月20日的美国临时申请第60/973,973号和提交于2008年8月5日的美国临时申请第61/086,411号；上述申请的公开内容通过引用并入本文。
技术介绍
现在正在出现这样一种共识：即，基于约4～20个生物标记物的遗传学和蛋白质组分布(geneticandproteomicprofiles)在临床中进行早期检测和个性化治疗是改善患有如癌症等复杂疾病的患者的存活率的关键。尽管存在可用的用于进行具有成百上千的生物标记物的大规模生物标记物发现的工具，但几乎没有能够对能在临床设定中容易地用于进行生物标记物验证及用于个性化诊断和治疗的生物标记物进行多重和灵敏的检测的生物分子检测工具。
技术实现思路
本专利技术提供了采用磁性传感器进行分析物检测的方法。本专利技术的各方面包括：制备具有来自样品(如血清样品)的磁性标记分析物的磁性传感器装置，所述磁性分析物与该装置的磁性传感器表面相结合；以及从所述磁性传感器获得信号(例如，实时信号)以确定所述分析物是否存在于该样品中。在某些实施方式中，该方法包括同时对样品中的一种或多种分析物进行定量。本专利技术还提供了可用于实践本专利技术方法的装置、系统和试剂盒。本专利技术的方法、装置、系统和试剂盒可用于包括检测生物标记物(如疾病标记物)的各种不同应用中。附图说明图1显示了基于磁性纳米标签(magneticnanotag-based)的蛋白检测测试的示意图。图2显示了来自基于多重MNT的测试的结果的曲线图。图3显示了四倍蛋白测试的结果。图4显示了基于磁性纳米标签的蛋白测试芯片。图5显示了磁性纳米标签的SEM图像。图6显示了PBS中的直接结合抗IFN-γ测试的示意图。图7显示了对传感器几何形状及其对灵敏度的效果的测试。图7a显示了宽传感器与窄传感器的几何形状。图7b显示了信号发生与传感器尺寸的图。图8显示了具有纳米标签放大的多重蛋白测试的图。图9显示了反相测试芯片(reversephaseassaychip)的示意图和图像。图9a显示了反相蛋白芯片的示意图，其中分析物被直接点在芯片上然后使检测抗体与点进行位点特异性温育。图9b显示了点在磁性纳米芯片上的64个样品的图像。图10显示了在反相蛋白检测实验中阳性和对照传感器的磁信号与时间的图。定义本文所用术语“探针(probe)”是指与所关注的靶标分析物互补的部分。在某些情况中，靶标分析物(targetanalyte)的检测需要将探针与靶标相关联。在某些实施方式中，可将探针固定于基质表面上，其中所述基质可具有诸如但不限于板、珠或其它结构的各种构造。在某些实施方式中，探针可存在于例如阵列形式的平面支持体上。“阵列(array)”包括可寻址区域的二维或基本二维(以及三维)的排列，例如，可寻址区域，例如，带有探针(特别是对于所关注的靶标分析物具有特异性的探针)的空间可寻址区域或光学可寻址区域。当阵列为核酸或蛋白阵列时，所述核酸或蛋白可在沿核酸链的任何一点或多点处吸附、物理吸附、化学吸附或共价连接于所述阵列。当阵列具有多个不同部分(例如，不同探针)的区域从而使该阵列上的特定预定位置(即“地址”)处的区域(即阵列的“特征点”或“点”)含有特定探针时，该阵列是“可寻址”的。阵列特征点通常但不一定被介入空间分隔开。如果阵列的特征点各自具有能确定该特征点处存在的部分的可检测特征(例如，磁场特征)，则该阵列也是“可寻址”的。本文所用术语“核酸(nucleicacid)”描述了由核苷酸组成的长度为例如大于约2个碱基、大于约10个碱基、大于约100个碱基、大于约500个碱基、大于约1000个碱基、乃至约10,000个或更多个碱基的聚合物(例如，脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸)并且可通过酶或合成而制备(例如，如美国专利第5,948,902号及其中所引用的参考文献所述的PNA)，所述聚合物可与天然存在的核酸以类似于两个天然存在核酸的序列特异性方式(例如，能参与沃森-克里克碱基配对相互作用)的序列特异性方式来进行杂交。天然存在的核苷酸包括鸟嘌呤、胞嘧啶、腺嘌呤和胸腺嘧啶(分别为G、C、A和T)。本文所用术语“生物标记物(biomarker)”是指特定疾病状态或特定生物体状态的指示物。在某些情况下，生物标记物的特征在于其被作为正常生物过程、致病过程或对于治疗性干预的药理学响应的指示物而测定和评估。在某些情况下，生物标记物可以是诸如但不限于血压或心率等生理学指标。在某些情况下，生物标记物可以是分子生物标记物，例如但不限于蛋白、核酸、糖类和小分子等。例如，分子生物标记物的实例包括但不限于升高的前列腺特异性抗原(其可用作前列腺癌分子生物标记物)或使用酶测试作为肝功能测试。在某些实施方式中，生物标记物可指示蛋白表达或状态的改变，所述蛋白表达或状态的改变与疾病的风险或进展相关或者与疾病对于给定治疗的易感性相关。在某些情况下，疾病可以是增殖性疾病。如本文所用，术语“增殖性疾病(proliferativedisease)”是指其特征为组织或细胞的尺寸或数目的增长或快速增加的疾病。实例包括但不限于癌症、肿瘤、乳头状瘤、肉瘤和癌性瘤等。如本文所用，术语“处理器(processor)”、“中央处理单元(centralprocessingunit)”或“CPU”是指进行数据处理的计算机部件(即微处理器芯片)。在某些实施方式中，处理器可处于软件程序的控制下并因而被适当地编程以执行其所需的所有步骤或功能，并且还可包括将执行该所需功能的任何硬件或软件组合。例如，在某些情况下，处理器可输入数据(例如，数据信号)、处理该数据以获得结果并将该结果以用户可读格式输出至计算机可读介质上。在某些实施方式中，处理器可设置为获取实时信号。如本文所用，术语“实时(realtime)”是指在其发生时或在其发生后尽可能快地检测或获取的事件或信号。具体实施方式本专利技术提供了采用磁性传感器进行分析物检测的方法。本专利技术的各方面包括：制备具有来自样品(如血清样品)的磁性标记分析物(magneticallylabeledanalyte)的磁性传感器装置，所述磁性标记分析物与该装置的磁性传感器表面相结合；以及从所述磁性传感器获得信号(例如，实时信号)以确定所述分析物是否存在于样品中，并且在某些实施方式中同时对样品中的一种或多种分析物进行定量。本专利技术还提供了可用于实践本专利技术方法的装置、系统和试剂盒。本专利技术的方法、装置、系统和试剂盒可用于包括检测如疾病标记物等生物标记物的各种不同应用中。在对本专利技术进行更详细的描述之前，应理解的是，本专利技术不限于所描述的特定实施方式，因为这些实施方式当然可进行改本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定样品中是否存在分析物的方法，所述方法包括：通过使样品与胶体磁性纳米颗粒相接触，对所述样品进行磁性标记，以制备磁性标记分析物；使磁性标记样品与磁性传感器装置的磁性传感器相接触，所述磁性传感器包括与该磁性传感器表面上的所述分析物特异性结合的探针；在所述接触发生时，在无需从所述磁性传感器的表面去除非特异性磁性标记的情况下，从所述磁性传感器获取实时分析物特异性信号；和从所述实时分析物特异性信号对所述分析物进行定量，其中所述实时分析物特异性信号的斜率用于对所述分析物进行定量，以确定所述分析物是否存在于所述样品中以及基于所述实时分析物特异性信号对所述分析物进行定量。

【技术特征摘要】
2007.09.20 US 60/973,973;2008.08.05 US 61/086,4111.一种确定样品中是否存在分析物的方法，所述方法包括：通过使样品与胶体磁性纳米颗粒相接触，对所述样品进行磁性标记，以制备磁性标记分析物；使磁性标记样品与磁性传感器装置的磁性传感器相接触，所述磁性传感器包括与该磁性传感器表面上的所述分析物特异性结合的探针；在所述接触发生时，在无需从所述磁性传感器的表面去除非特异性磁性标记的情况下，从所述磁性传感器获取实时分析物特异性信号；和从所述实时分析物特异性信号对所述分析物进行定量，其中所述实时分析物特异性信号的斜率用于对所述分析物进行定量，以确定所述分析物是否存在于所述样品中以及基于所述实时分析物特异性信号对所述分析物进行定量。2.如权利要求1所述的方法，其中所述磁性传感器装置包括2个或更多个各自特异性地检测不同分析物的不同磁性传感器。3.如权利要求2所述的方法，其中所述磁性传感器装置包括4个或更多个各自特异性地检测不同分析物的不同磁性传感器。4.如权利要求3所述的方法，其中所述磁性传感器装置包括各自特异性地检测不同分析物的20个或更少个不同磁性传感器。5.如权利要求1所述的方法，其中所述磁性传感器是自旋阀传感器。6.如权利要求1所述的方法，其中所述磁性传感器是磁性隧道结传感器。7.如权利要求1所述的方法，其中所述分析物是蛋白。8.如权利要求1所述的方法，其中所述分析物是核酸。9.如权利要求1所述的方法，其中所述分析物是复合样品。10.如权利要求9所述的方法，其中所述复合样品是血清样品。11.一种确定在血清样品中是否存在两种或更多种不同蛋白分析物的方法，所述方法包括：通过使血清样品与胶体磁性纳米颗粒相接触，对所述血清样品进行磁性标记，以产生两种或更多种不同的磁性标记的蛋白分析物；使所述血清样品与磁性传感器装置的表面相接触，所述磁性传感器装置具有针对所述两种或更多种不同蛋白分析物中每一种的显示分析物特异性探针的磁性传感器，所述磁性传感器显示了与其表面上的分析物特异性结合的探针；和在所述接触发生时，在无需从所述磁性传感器的表面去除非特异性磁性标记的情况下，从所述装置的每个磁性传感器获取实时分析物特异性信号；和从所述实时分析物特异性信号对所述两种或更多种不同蛋白分析物进行定量，其中所述实时分析物特异性信号的斜率用于对所述分析物进行定量，以确定所述样品中是否存在所述两种或更多种不同蛋白分析物以及基于所述实时分析物特异性信号对所述两种或更多种不同蛋白分析物进行定量。12.如权利要求11所述的方法，其中所述传感器是自旋阀传感器。13.如权利要求11所述的方法，其中所述传感器是磁性隧道结传感器。14.如权利要求11所述的方法，其中所述两种或更多种不同蛋白分析物是生物标记物。15.如权利要求11所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王善祥，塞巴斯蒂安J奥斯特菲尔德，余珩，纳德波曼德，罗伯特L怀特，
申请(专利权)人：马格雷股份有限公司，里兰斯坦福初级大学理事会，
类型：发明
国别省市：美国,US