本发明专利技术公开了一种测量纳米磁性液体交流磁化率装置，该测量装置包括：样品测量单元、样品控制单元和数据分析处理单元；所述，样品测量单元的作用为测量待测样品，所述样品控制单元上设置两个材料和尺寸完全一样的毛细管，所述两个毛细管其中一个装有待测样品，另一个为空试管；所述样品控制装置使两个试管交替进出样品测量单元；数据分析处理单元用于采集、存储和处理所述样品测量单元的数据，并控制所述样品控制单元运动。本发明专利技术还公开了，使用上述装置对纳米磁性液体交流磁化率进行测量的方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超高灵敏的纳米磁性液体交流磁化率测量领域。
技术介绍
免疫检定是一种应用在医学及生物学中的利用抗体反应或其对抗原的反应，来对 生物样品，如血液，中生物分子浓度的测量方法。其原理是基于两种反应成分连接所具有的 特有的标配性来对样品进行检测。免疫检定在临床医学中对检测浓度极小生物分子具有非 常重要的意义。通过检测与已知抗原(或抗体)成分相连接的标记物浓度，进而得到待检 测的对应抗体(或抗原)的浓度。为能够在早期准确的发现人类的各种疾病，所以，提高免 疫检测的灵敏度、简化免疫检测的方法和装置一直是医学，生物学，物理学。化学等学科研 究所共同努力的目标。现有技术中，常用的免疫标记检定技术，按照使用的标记物和实验方法的不同可 分为放射免疫检定法、酶联免疫吸附检定法和荧光免疫检定法等。以酵素连接免疫检测定 为例，检定过程大体为1、将未知抗原样品与已知附有酵素反应而产生荧光的抗体试剂结 合；2、通过冲洗移除未结合的抗原、抗体、酵素等其它成分；3、测量荧光的强度可检定抗原 或抗体的浓度。上述的常规生物免疫测定的原理是基于抗体与抗原或半抗原之间的高选择 性反应而建立起来的一种生物化学分析法。其缺点为检定过程比较复杂、灵敏度低、误测 率较高等。随着纳米科学技术的发展，磁性标记免疫检定越来越呈现出它的应用前景。该种 检测方法相对与传统的方法有诸多优点如免清洗、简化了检测步骤、可实现连续监控、可 实现定量测量、有较高的灵敏度、不受有色物质干扰等。磁性标记免疫检测是一种利用分散 在水溶液中的包裹有生物标记物的磁性纳米粒子(生物纳米磁性液体)与待测生物分子结 合成磁性团簇后，通过对这些纳米粒子和团簇的磁性检测，来测量待测抗体浓度的新型检 测方法〔1〕。磁性纳米粒子的直径通常为几纳米到三十纳米的超顺磁性氧化铁!^e3O4颗粒。 生物标记物的选择是使用与待测生物分子具高专一性及强力结合性的抗体或抗原。磁性 纳米粒子通过表面一层有机活性材料，例如葡聚糖dextran与生物标记物偶链后悬浮于 溶液中组成生物免疫检定的纳米磁性液体试剂。例如在检测avidin时，可以选用其抗原 biotin为生物标记物。通过化学反应将biotin包裹在!^e3O4纳米磁性粒子表面活性剂上， 当它们与抗体avidin相结合时，部份磁性粒子会形成团簇。测量这些磁性粒子或团簇的磁 特性，可定量的测量出待测抗体avidin的含量。这种免疫检测磁性液体试剂的磁极化弛豫 性能与纳米磁性粒子的粒径、浓度等有关，免疫检定磁性液体试剂将遵从布朗(Brownian) 磁弛豫行为，当与待测的抗体或抗原结合后磁性粒子聚合到一起形成团簇后，表现为尼尔 (Neel)极化弛豫行为。标记物与待测物结合后，所形成团簇的量与待测物成正比，与剩余标 记物的量成反比。目前，用于磁性标记免疫检定的磁性测量的方法包括磁弛豫、残磁量和混 频交流磁化率等。磁性标记免疫检定是近期随着纳米技术发展而开发的一种新的免疫检定 技术。目前它仍处在实验室的试验阶段。为了提高测量灵敏度，各种测量方法都在深入研究中，需要积累更多的生物活性试验数据。
技术实现思路
针对现有技术中的检测装置和方法所存在的不足，本专利技术提供一种灵敏度高，操 作简便的检测装置和方法，所述装置包括样品测量单元、样品控制单元和数据分析处理单 元；所述，样品测量单元的作用为测量待测样品，所述样品控制单元上设置两个材料和尺寸 完全一样的毛细管，所述两个毛细管其中一个装有待测样品，另一个为空试管；所述样品控 制装置使两个试管交替进出样品测量单元；数据分析处理单元用于采集、存储和处理所述 样品测量单元的数据，并控制所述样品控制单元运动。进一步，所述样品测量单元包括信号发生器，激励线圈，感应线圈，所述信号发生 器为测量系统的激励源；所述激励线圈与所述信号发生器相连，由分别绕制在两个线圈框 架上的两个同相线圈串联在一起组成；所述感应线圈与激励线圈同轴设置，包括两个反向 绕制的结构和匝数相同的线圈。进一步，所述样品控制单元包括样品设置圆盘、连杆和电机；将所述两个毛细管 设置在所述样品设置圆盘上，所述样品设置圆盘的在电机的驱动下，通过所述连杆带动两 个毛细管交替进出所述样品测量单元。进一步，所述数据分析处理装置包括锁相放大器，数据采集卡，计算机和多路触发 器；所述锁相放大器输入端与所述感应线圈输出相连，将感应线圈两端差分输入到锁相放 大器的输入端进行测量，通过测量得到的数据通过所述数据采集卡传输至所述计算机；所 述计算机对所述数据进行存储和处理。进一步，所述整个测量系统由电脑程序实现样品的提拉和数据采集时间的同步； 多路触发器的两个通道分别输出方波脉冲来控制电机转动和数据采集卡采集时间。一种使用权利要求1中装置测量纳米磁性液体交流磁化率的方法，其特征为，包 括下列步骤a、实验准备装有待测样品装入一个毛细管中；将装有待测样品的试管和空试管 设置在所述样品控制单元上；b、进行测量使用样品测量单元分别对装有待测样品的试管和空试管进行测量；C、对测量结果进行分析，最终得到已消除毛细管影响的与待测样品磁化率即磁性 粒子浓度成正比的信号。进一步，所述b步骤具体为bl、使用所述数据采集单元开始采集在空毛细管4d在样品控制单元中的感应线 圈内，样品毛细管在所述感应线圈外时数据，采集时间为、；b2、对装有待测样品的毛细管进行测量在电机驱动下使装有待测样品的毛细管 4c进入到所述感应线圈中，空毛细管位于所述感应线圈外；数据采集卡采集到待测样品和 毛细管磁性产生的输出信号，装有待测样品的试管在感应线圈内的停留时间为t2，b3、再次对空毛细管进行测量，将装有待测样品试管被从所述感应线圈中拉出，空 毛细管再次进入到感应线圈中，恢复到测试的初始状态。进一步，将所述b步骤重复多次，并将每次测量所得到的信号进行平均。该方法使用提拉样品和相位相干平均方法对纳米磁性液体交流磁化率进行测量，本专利技术所公开的测量纳米磁性液体交流磁化率的装置和方法，使用该装置和方法 对纳米磁性液体的交流磁化率进行测量，其优势在于相对于不提拉样品的测量(即直接测 量)的装置和方法可极大提高测量精度。测量信号的频率与感应线圈未平衡的信号(背底 噪声)频率相同，如果采用直接测量，待测物产生的信号必须与背底噪声数量级相当才可 能测量出来。采用样品提拉法，让样品周期性地进出线圈，测量有无样品时差值信号，并对 信号做多次采样平均，实现相位相干检测，从而极大的提高测量精度。附图说明图1.用提拉样品和相位相干平均法测量磁性纳米粒子液体的交流磁化率设备的 示意图。图2.样品控制装置的结构示意图。图3.单次测量，多路触发器用于触发电机与数据采集卡的方波脉冲时间序的示 意图。图4，被测样品的位置与所得信号之间的对应关系图。 具体实施例方式如图1中所示，本专利技术中所使用的测量系统主要包括测量装置，样品控制装置4 和数据分析处理装置5。其中，测量装置包括信号发生器1，激励线圈2，感应线圈3，信号 发生器1为测量系统的激励源；信号发生器1的频率是可调的，可根据待测磁性试剂的粒 径和浓度选择最佳的工作频率。激励线圈2与信号发生器1相连，由分别绕制在两个线圈 框架上的两个同相的串联在一起的线圈组成。感应线圈3与激励线圈同轴设置，包本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种测量纳米磁性液体交流磁化率装置，其特征为，该测量装置包括：样品测量单元、样品控制单元和数据分析处理单元；所述，样品测量单元的作用为测量待测样品，所述样品控制单元上设置两个材料和尺寸完全一样的毛细管，所述两个毛细管其中一个装有待测样品，另一个为空试管；所述样品控制装置使两个试管交替进出样品测量单元；数据分析处理单元用于采集、存储和处理所述样品测量单元的数据，并控制所述样品控制单元运动。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王宁，金贻荣，李洁，陈莺飞，邓辉，吴玉林，张玉，田海燕，郑东宁，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：发明
国别省市：11
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