精准的磁性生物传感器制造技术

本发明专利技术涉及精准的磁性生物传感器。具体地，本发明专利技术提供了一种利用磁性标记和用于检测的磁性传感器在流体样品中确定目标的浓度的方法。令人惊讶地发现，通过在信号一达到规定的阈值水平时就确定信号可以进行有效且精确的测量。在另一具体实施方案中，一旦信号达到预定的阈值水平就进行置换步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种利用传感设备确定流体中至少一种可极化或已极化磁 性标记的浓度的方法。
技术介绍
在诊断学领域，尤其是在生物诊断学，例如用于体内和体外用途，以 及用于动物诊断学的医药和食品诊断学，有关健康和疾病或者用于质量控 制的诊断学中，使用生物传感器或生物芯片是众所周知的。这些生物传感 器或生物芯片通常以生物芯片微阵列的形式使用，依靠该生物芯片微阵列可进行生物实体的分析，所述生物实体举例来说，DNA(脱氧核糖核酸)、 RNA(核糖核酸)、蛋白质或者例如激素或药物的小分子。目前，有多种用于 分析少量生物实体或生物分子或生物实体碎片的分析法，例如结合分析法、 竞争分析法、置换分析法、夹心分析法或者扩散分析法。由于流体样品中 待测目标分子的浓度低(例如pmol.r1及更低)而不同背景材料的浓度高(例如 mmol.r1)，因此给生物化学试验带来了挑战。目标可以是生物实体，诸如縮 氨酸、代谢物、激素、蛋白质、核酸、类固醇、酶、抗原、半抗原、药物、 细胞成分或者组织成分。背景材料或基质可以是尿、血液、血清、唾液或 其它源自人类或非人类的液体或提取物(extracts)。附着于目标的标记改进了 目标的检测限。标记的实例有光学标记、着色珠、荧光化学物质、酶、光 学条型码或磁性标记。生物传感器通常采用具有特定结合位点2的传感表面1，所述结合位点 2带有俘获分子(capture molecules)。这些俘获分子可特定地结合至存在于流 体中的其它分子或分子络合物。其它俘获分子3和标记4促进了检测。这 在图1中进行了图解，该图显示了偶合有俘获分子的生物传感器传感表面 对其它生物实体，例如目标分子6或目标6提供结合位点2。溶液5包含目 标6和偶合有其它俘获分子3的标记4。允许目标6和标记4以特定的方式结合至生物传感器传感表面1的结 合位点2，该方式在下文中称为"特定附着"。在图中，生物活性实体(例如俘获分子3或结合位点2)被简化为直接与 固体载体(例如传感表面1或标记4)偶合。如现有技术中所已知，这种生物 活性层通常经由中间实体(例如缓冲层或隔离分子)与固体载体相连。加入这 种中间实体是为了在表面上达到分子的高密度和高生物活性。简明起见， 图中省略了中间实体。与在传感表面1上的这种生物附着相反，标记4还可以以非特定或非 生物的方式附着于传感表面1，即在没有特定目标分子6作为媒介的情况下 结合于表面l。在磁性生物传感器中，未结合或非特定结合珠粒的存在可能扰乱特定 结合于表面的珠粒的浓度的测量。因此，只有在从表面除去未结合和非特 定结合珠粒时才能取得可靠的数据点。此外，生物分析法通常需要很长的时间来达到平衡。而实际上，远在 到达平衡之前测量就已经完成。一种适于减少测量时间的方法就是所谓的动态测量。该方法依赖于作 为时间函数的信号的测量。在本申请的详细描述中对该方法进行了更详细 地说明。为了能进行仅专门用于特定结合珠粒的动态测量，通常以循环的方式运用以下程序-将珠粒拉向表面；由此可能发生结合；-然后必须从表面将珠粒拉开，从而区分特定结合于表面的珠粒和非特 定结合或未结合的珠粒；-在该置换步骤之后，可以测量真实信号。在需要点测试中，例如在用于检测唾液中药物滥用(例如，为了交通安 全)的路旁通过窗口测试中，必须要提供足够坚固的以供天天使用的测试设 备，并且提供产生结果足够快并且精确的测试方法。本专利技术的目标在于提供一种快速且精确的目标分析方法。
技术实现思路
5本专利技术的第一方面，提供了一种利用包含传感表面(l)的磁性传感设备，在含有至少一种可极化或已极化的磁性标记(4)的流体(5)中确定至少一种目标(6)的浓度的传感方法，该方法包括步骤-在传感表面(1)上提供含有至少一种磁性标记(4)的流体(5);-将所述磁性标记拉向所述表面； -确定由所述标记产生的信号，其特征在于， 一旦信号达到预定的阈值水平就开始确定信号。 在另一方面，本专利技术涉及一种进一步包括置换步骤的方法，所述置换步骤包括从所述传感表面除去标记，或者将它们移至传感表面的一侧，从而区分特定结合至所述表面的珠粒和非特定结合或未结合的珠粒，在该方法中， 一旦信号达到预定的阈值水平就进行置换步骤。在上述方法中，最优选通过结合确定的信号与用磁性标记培养开始至信号确定之间的时间，或者与用磁性标记培养开始至置换步骤之间的时间来确定目标浓度。以下将相对于特定具体实施方案并且参照特定附图来描述本专利技术，但 本专利技术并不局限于此，其仅由权利要求来限定。所述附图仅仅是示例性的， 而是非限制性的。在附图中，出于说明的目的， 一些元件的尺寸可能被放 大而没有按比例绘制。除非另有说明，否则，在提及单数名词而使用不定冠词或定冠词，例 如"一"、"一种"、"该"之处，这包括了该名词的复数形式。此外，说明书和权利要求中的术语第一、第二、第三等等是用于区别 类似的元件，而不是必定描述某种顺序的或时间的次序。应当理解，适当 环境下如此使用的术语可以互换，而且本文所述专利技术的具体实施方案可以 用除本文所描述或说明以外的其它顺序来操作。此外，说明书和权利要求中的术语"顶部"、"底部"、"在……上"、 "在……下"等等是用于描述的目的，而未必用于描述相对的位置。应当 理解，适当环境下如此使用的术语可以互换，而且本文中所描述专利技术的具 体实施方案可以以除本文所描述或说明以外的其它方式来操作。应当注意，在本说明书和权利要求中使用的术语"包含"不应被解释为仅限制于其后所列的方式；它并不排除其它元件或步骤。因此，词句"一种包含装置A和B的设备"的范围不应当被限于仅由组件A和B组成的设 备。它是指相对于本专利技术，唯一相关的设备组件是A和B。以下，将主要参照磁性标记(也称为磁性珠粒或珠粒)来描述本专利技术。磁 性标记并不必须为球形，它可以为任何适当的形状，例如，球体、圆柱体 或棒、立方体、椭圆等等的形式，或者可以具有无轮廓或不规则的形状。 术语"磁性标记"是指包括一个磁性颗粒或更多磁性颗粒的任何适当形式 的标记，例如磁性的、抗磁的、顺磁的、超顺磁的、铁磁的，所述磁性颗 粒为在磁场中永久或暂时产生磁偶极子的任意磁性形态。对于实施本专利技术， 磁性标记的形状并没有限制，但目前，以可靠方式制造球形标记是最容易 且最便宜的。磁性标记尺寸本身不是本专利技术的限制因素。然而，对于检测 生物传感器上的相互作用，小型磁性标记将是有利的。当使用微米大小的 磁性珠粒作为磁性标记时，由于每个标记占据至少1^112的面积，因此它们 会限制尺寸的縮小。此外，小的磁性标记具有更好的扩散特性，并且通常 比大磁性珠粒显示出更低的沉积倾向。根据本专利技术，磁性标记以1和3000 nm之间，更优选5和500nm之间的尺寸范围来使用。根据本专利技术的方法尤其适合用于确定流体中生物实体的浓度。在本专利技术的说明书和权利要求中，应当广义地理解术语"生物实体"。 它包括生物活性分子，例如蛋白质、缩氨酸、RNA、 DNA、类脂、磷脂、 类似于糖的碳水化合物等等。术语"生物实体"同样包括细胞片段，例如 部分细胞膜，尤其是可能包含受体的部分细胞膜。术语生物实体也涉及潜 在地可能与生物实体结合的小化合物。实例有激素、药物、配位体、拮抗 剂、抑制剂以及调节剂。生物实体可以是单独的或者合成的分子。合成分 子可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用包含传感表面（１）的磁性传感设备在含有至少一种可极化或已极化的磁性标记（４）的流体（５）中确定至少一种目标（６）的浓度的方法，该方法包括步骤：　－在传感表面（１）上提供含有至少一种磁性标记（４）的流体（５）；　－将所述磁 性标记拉向所述表面；　－确定由所述标记产生的信号，　其特征在于，一旦信号达到预定的阈值水平就开始确定信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：FK德泰耶，AHJ伊明克，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]