一种快速检测微观物质或结构的特征的方法技术

本发明专利技术涉及一种快速检测微观物质或结构的特征的方法，包括以下步骤：(1)将被检测分析的微观物质与磁性微球反应连接，形成磁性微球结合体，并分散于待分析样本液中；(2)同时应用流体限制和磁场控制，将样本液中各向异性的磁性微球结合体的空间方位严格限制一致，并以特定轨迹单个依次流动经过检测分析位，在统一的空间方位上逐个测量并统计微球结合体的特征，即完成。与现有技术相比，本发明专利技术可以在短时间内快速分析大量的单个微观物质或结构的特征，进一步通过分析得到有效的信息。进一步通过分析得到有效的信息。进一步通过分析得到有效的信息。

【技术实现步骤摘要】
一种快速检测微观物质或结构的特征的方法


[0001]本专利技术属于微观物质检测分析
，涉及一种快速检测微观物质或结构的特征的方法。

技术介绍

[0002]在科学研究和工程技术中，随着科技的进步，更深入的理解和更精准的应用需要分析和研究微观物质的构成和相互作用，如各种分子、蛋白、核酸、细胞体、有机高分子等。直接的成像方法如电子显微镜等，不仅成本高昂，而且分析效率低，检测耗时长，不利于大量样本的快速分析。另一方面，借助特别的微球，如纳米或微米级别，将被分析的微观物质如分子与微球连接，形成特殊的结构或微球结合体，借助光学等手段，可以简单快速地检测分析微球结合体的特征信号，进而分析微观物质的特征，如构成和相互作用、反应动力学，以及用于分类和浓度测定等。
[0003]一方面，让分散在样本液中的单个的微球结合体，在极小的限制空间中，以特定的轨迹依次流动经过分析光束，测量特征光学信号，可以在短时间内快速分析大量的单个微球结合体的特征，进一步通过分析得到有效的信息。
[0004]如可以应用毛细管技术进行流体限制，让单个的微球结合体，以特定的轨迹流动经过分析光束。毛细管的内径非常细如10微米，包含被分析的微粒的样本流是单一的非分层的流体。还可以应用流式细胞分析技术(Flow Cytometry)进行流体限制，让单个的微球结合体，以特定的轨迹流动经过分析光束，其中应用分层的流体，使用鞘液限制和调节样本流的技术。
[0005]具体的，流式分析技术是近代发展起来的一种有力的快速分析单个微粒的先进技术，流式分析仪检测的对象是悬浮于液体中的细胞、微粒或微球结合体。流式分析技术中，如图1所示，使用流体动力学聚焦原理(hydrodynamic focusing)，在光学流动室6中，如石英玻璃材质的具有200*200微米方形内孔，鞘液2(sheath)包裹样本液3(sample fluid)向前流动，鞘液2和样本液3是分层的，不会混合；鞘液对样本液进行限制，使样本液流的直径达到很小，如几个微米，使被分析的微粒、细胞或微球结合体排成一列，逐个通过分析光束；同时，通过分别调节鞘液和样本液的压力和流量，可以调节样本液流的直径。
[0006]如图1所示，在光学流动室6中，鞘液2将样本液3中被分析的微粒、细胞或微球结合体排成一列，逐个快速地流过分析光束1如检测激光束。高精密的光学系统收集和探测特征光学信号，如被微粒散射的多角度散射光和被激发出的多个波长的荧光；经复杂的电子学信号处理和计算机数据分析，可以在短时间内获得上万个细胞或微粒的多个物理结构特征和生物表达特征等信息。流式细胞分析仪可以配备多色激光，和多路散射光和荧光探测器，实现强大的细胞和微粒的分析功能。在特征光学信号检测中，不同角度的散射光反映了微粒、细胞或微球结合体的物理结构特征，如前向散射光和侧向散射光能够反映微粒或微球结合体的大小、内部结构等特征。不同波长的荧光检测能够反映分子表达的特征。例如为了检测特定的蛋白分子表达，使用合适的荧光标记物进行标记，如PE荧光染料在532nm激光的
激发下，在585nm波长上检测发射的荧光，能够得到特定蛋白分子表达的定量信息，为科研和临床诊断提供重要的依据。
[0007]但是，在上述的毛细管或流式分析技术中，由于流体动力学特性，样本液流的直径一般在微米级别，如5
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20微米，而被分析的微球结合体的大小约在50
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500纳米之间。即使尽可能缩小样本液流的直径，样本液流的直径是远大于被分析的纳米级的微球结合体。所以，被分析的微球结合体在样本液流中的空间方位是随机的，如图1所示，这样用光学手段分析时就不能精确的分析微球结合体的空间特征和光学特征。
[0008]因此，如何实现对微观物质或结构的特征进行快速有效检测，是非常具有价值的。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的就是为了提供一种快速检测微观物质或结构的特征的方法。为分析和研究微观物质的构成和相互作用，如各种分子、蛋白、核酸、细胞体、有机高分子等，可以借助特别的微球，如纳米或微米级别，将被分析的微观物质如分子与微球反应连接，形成特殊的结构或微球结合体，借助光学等手段，可以简单快速地检测分析微球结合体的特征信号，进而分析微观物质的特征，如构成和相互作用、反应动力学，以及用于分类和浓度测定等。特别地，在生物分析中，定量分析目标物抗原或抗体分子被广泛用于疾病的诊断。
[0010]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0011]一种快速检测微观物质或结构的特征的方法，包括以下步骤：
[0012](1)将被检测分析的微观物质与磁性微球反应连接，形成磁性微球结合体，并分散于待分析的样本液中；
[0013](2)同时应用流体限制和磁场控制，将样本液中各向异性的磁性微球结合体的空间方位严格限制一致，并以特定轨迹单个依次流动经过检测分析位，在统一的空间方位上逐个测量并统计微球结合体的特征，即完成。
[0014]进一步的，所述的微观物质为可与磁性微球反应连接的蛋白分子、核酸分子、有机高分子或细胞体。
[0015]更进一步的，所述的蛋白分子为抗原或抗体。
[0016]进一步的，所述磁场控制具体为：施加外加磁场，使得样本液中的各向异性的磁性微球结合体在磁场作用下达到一致的空间方位。
[0017]更进一步的，外加磁场由永磁铁、或方向与强度可控的电磁铁产生。
[0018]更进一步的，外加磁场的方向与磁性微球结合体通过检测分析位的流动方向一致。
[0019]进一步的，所述流体限制具体为：使用分层的流体控制技术，或使用单一样本流的毛细管技术，使得微球结合体以特定轨迹单个依次流动经过检测分析位。
[0020]更进一步的，分层的流体控制技术具体为：利用流体动力学聚焦原理，采用鞘液限制样本液流的技术，调节鞘液和样本液的压力与流速，使得样本液流的直径缩小。
[0021]进一步的，采用光学手段对微球结合体的特征进行分析，检测分析位即为分析光束与样本液所形成的样本流交汇的位置。
[0022]进一步的，检测的特征光学信号为散射光、荧光或激发发光。
[0023]与现有技术相比，本专利技术通过同时应用流体限制与磁场控制，使得单个的微观结
构(如与微观物质结合的磁性微球结合体等)以特定的轨迹、严格一致的空间方位通过检测分析位(如分析光束等)，再测量对应的特征信号，即可以在短时间内快速分析大量的单个微观物质或结构的特征，进一步通过分析得到有效的信息。
附图说明
[0024]图1为现有技术的检测过程示意图；
[0025]图2为微观物质与磁性微球的结合示意图；
[0026]图3为本专利技术的的检测过程示意图；
[0027]图4为本专利技术的另一种检测过程示意图；
[0028]图5为实施例1的检测过程示意图；
[0029]图6为实施例1所测得的二维散点图；
[0030]图中标记说明：
[0031]1‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速检测微观物质或结构的特征的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将被检测分析的微观物质与磁性微球反应连接，形成磁性微球结合体，并分散于待分析的样本液中；(2)同时应用流体限制和磁场控制，将样本液中各向异性的磁性微球结合体的空间方位严格限制一致，并以特定轨迹单个依次流动经过检测分析位，在统一的空间方位上逐个测量并统计微球结合体的特征，即完成。2.根据权利要求1所述的一种快速检测微观物质或结构的特征的方法，其特征在于，所述的微观物质为可与磁性微球反应连接的蛋白分子、核酸分子、有机高分子或细胞体。3.根据权利要求2所述的一种快速检测微观物质或结构的特征的方法，其特征在于，所述的蛋白分子为抗原或抗体。4.根据权利要求1所述的一种快速检测微观物质或结构的特征的方法，其特征在于，所述磁场控制具体为：施加外加磁场，使得样本液中的各向异性的磁性微球结合体在磁场作用下达到一致的空间方位。5.根据权利要求4述的一种快速检测微观物质或结构的特征的方法，其特征在于，外加磁场由永磁铁、...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶靖，
申请(专利权)人：上海纳衍生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：