专利名称：确定流体中感兴趣物质的存在和/或浓度的方法
技术领域：
本发明涉及确定流体中感兴趣物质的存在和/或浓度的方法，且特别地但非排他地涉及确定生物流体中感兴趣物质的存在和/或浓度的方法，包括在诸如人体的活体中进行测量。
背景技术：
在许多医学、生物学、制造和其它系统中，都需要确定流体中不同物质的存在和/或浓度，所述物质包括但不限于诸如蛋白质、激素或DNA的分子。在通常的分析过程中，利用免疫测试系统来测量这样的分子。这些免疫测试依赖于附着或结合到感兴趣分子上的带标签抗体或探针(配体)的存在。带标签探针的存在被检测，并且所检测到的探针的量与被分析分子的浓度相关。具有捕获探针或抗体以及第二标记探针或抗体来揭示捕获分子的多探针系统是常见的。已经使用过的探针具有的标签为放射性、酶、荧光、化学发光和分光光度测定的或比色测定的。标记探针测量的终点因此可以在包括分光光度测定、电化学、放射性、比色测定、电流测定或电势测定的不同系统中被揭示。
已经在多探针系统中采用磁珠作为用于捕获探针的固定相，这提供了具有用于捕获探针附着的高表面积的高度移动性珠系统[1]。然后可以在分子附着到捕获探针之后添加第二探针或抗体，且在最常见的应用中，然后使用磁场将珠子吸引到一起，这允许了在可以测量标签水平的地方形成浓缩物。例如如果标签是荧光的，那么这可以被直接读取，或者可以通过如下的间接方法读取，即引入可以与探针标签反应的溶液以产生可测量的效应(例如通过与标签的化学发光反应而产生光)。
有大量文献US 6,046,585、US 6,275,031、US 6,437,563和US 6,483,303(均被转让给Quantum Dynamics Inc.)都公开了使用免疫测试来确定与样品中感兴趣物质复合的磁性颗粒的存在。磁场被施加于样品，并且由此使得磁性颗粒在激发频率下以偶极子的形式振动而产生它们自己的场。这些场被感应耦合到至少一个传感器以产生所述磁性颗粒存在的有用指示。
发明内容
本发明的一个目的是提供确定流体中感兴趣物质的存在和/或浓度的替代方法。本发明实施方案的一个目的是使得能够确定小体积流体中，典型地少于5μL，物质的存在和/或浓度。本发明的一种优选结果是这些测试应该在快速毛细管和/或湍流条件下进行以缩短测试时间。
根据本发明的一方面，提供了确定流体中一或多种感兴趣物质的存在和/或浓度的方法，该方法包括如下步骤将磁性颗粒附着到流体中感兴趣物质或每种感兴趣物质上，并将流体引入到具有场梯度的不均匀磁场中并从而确定流体中磁性颗粒的存在和/或浓度，由此确定一或多种感兴趣物质的存在和/或浓度。
迄今为止，以此方式确定磁性颗粒的存在和/或浓度还没有被用来推断附着到那些颗粒上的感兴趣物质的存在。使用这种技术使得能够对流体快速分析以及对非常小体积的流体有效分析。
流体可以是液体或气体，并且可以是生物流体如体液。
感兴趣物质可以包括天然存在的物质，化学或生物反应产生的物质，如药物副产物，以及被引入流体样品中的物质。物质可以是化合物，尤其是分子，并且例如可以是蛋白质、激素或DNA片段。
“磁性”颗粒被理解成是具有非零磁化率的颗粒。磁性颗粒或每个磁性颗粒可以是铁磁性、反磁性、顺磁性或超顺磁性的。可以使用这种颗粒的均匀或非均匀混合物。在一个实施方案中，所述颗粒或每个颗粒由氧化铁形成。可以使用大小在5纳米到100微米范围的颗粒，或者在一些实施方案中可以使用大小在5纳米到50微米范围的颗粒。
颗粒或每个颗粒可以通过被称作结合物质的其它物质而被附着到感兴趣物质上。颗粒或每个颗粒可以用结合物质包被。结合物质可以是蛋白质，并且在一些实施方案中其是抗体或探针(配体)。
磁性颗粒或每个磁性颗粒可以用有助于结合物质附着到颗粒上的材料包被。一种合适的包被材料是聚苯乙烯。
磁性颗粒可以在它们被引入流体中之前附着到感兴趣物质上，例如在药物被注射到人体中的情况下。或者包被有合适结合物质的磁性颗粒可以被引入含感兴趣物质的流体中，使得它们将附着到感兴趣物质上，例如适当包被的磁性颗粒可以被注射到人体中以鉴定特定药物副产物的存在和/或浓度。
通过适当选择结合物质，可以安排磁性颗粒附着到多种感兴趣物质上。磁性颗粒或每个磁性颗粒可以安排为使得它只能附着到感兴趣物质的单个单元上，例如单个分子上。这样，每个颗粒可以被提供有单个抗体或捕获探针。
可以区分流体中具有不同特性的磁性颗粒。通过使用附着到第一结合物质上并具有常见已知特性的磁性颗粒，并使用附着到其它结合物质上并具有不同已知特性的磁性颗粒，有可能确定给定流体中多于一种感兴趣物质的存在和/或浓度。磁性颗粒的任何适当特性都可以被改变，包括大小、形状和磁化率。
在一些情况下，还可能通过感兴趣物质的差异特性如质量，来区分附着到流体中不同感兴趣物质上具有相同或相似特性的磁性颗粒。
在一个实施方案中，用磁场传感器测定流体中磁性颗粒并从而测定感兴趣物质的存在和/或浓度，来测量待分析流体对磁场的影响。优选地，磁场梯度在空间上沿一条线。当流体中磁性颗粒被引入到磁场梯度中时，它们将受力。每个颗粒所受的力将取决于其特性。在含有对磁场有不同反应的大量磁性颗粒的流体被放到不均匀磁场中时，不同颗粒受到不同的力，因此将倾向于迁移到场的不同区域。流体中存在的磁性颗粒也会以不同方式影响磁场。已知引入流体中的不同颗粒影响磁场的方式，就可能推断它们的存在以及流体中颗粒的浓度。在一个实施方案中，具有不同磁化率的颗粒存在于流体中，并且流体被引入磁场梯度中。具有相同磁化率的颗粒将倾向于迁移到磁场梯度内的相同位置。在任何一点存在的颗粒量将影响该点的场强。通过测量流体区域中沿磁场梯度的磁场强度，可以确定流体样品中具有不同磁化率的磁性颗粒的存在和量以及具有相同或相似磁化率的颗粒的浓度。
典型地可以使用在50到200特斯拉每米范围内的磁场梯度，并且不排斥其它磁场梯度。具有成形极靴的永磁体可以典型地被用于提供磁场梯度。
在另一个实施方案中，颗粒可以在经典的“置换测试”或“流动置换测试”中检测。在此，颗粒被固定在表面上但是能够通过诸如抗体的特异性结合物质而结合至感兴趣物质。含有未知量感兴趣物质的样品被引至该表面。来自样品中感兴趣物质对颗粒上结合点的竞争将磁性颗粒与样品中感兴趣物质的浓度成比例地释放到溶液中。在本发明中，被释放的颗粒受到磁场梯度，因此被浓缩在由它们的磁化率确定的点。该浓缩改变了磁场，并产生具有高磁场密度的点。磁传感器被放在具有最高磁场密度的点用于检测颗粒，因此大大提高了测量敏感度。传感器可以是霍耳传感器，或者任何其它的磁性测量传感器。固定化颗粒可以经由任何适当的结合物质结合至感兴趣物质上，多层不同的结合物质可以用来产生样品中感兴趣物质竞争的合适位点。
有优势地是，不需要第二抗体捕获位点来将颗粒“收集”到一起用于感测。这使得可弃性元件更简单且更便宜。此外，也不需要在传感器与可弃性元件之间有复杂的匹配系统来得到准确度和一致性。磁场梯度自动地将所有游离颗粒集中在感测区中。而且，NdFeb(钕铁硼)永磁体与正确设计的极靴一起使用允许产生非常高的磁场密度。这在没有功率输入的情况下给出了大得多的灵敏度，而这对小型、低成本的护理点系统是必需的。
在现有技术中，置换测试被用在分析系统中，但是测量是通过复杂的振荡线圈系统以及用于颗粒的抗体捕获点来进行的。即使通过非常高的功率输入，这也不能产生相同水平的场密度，因此灵敏度受影响。这导致感测系统和可弃性测验元件的制造更复杂。因此，其不适用于小型、低成本的护理点机器。
而且，使用磁性颗粒的现有技术方法利用免疫测试和相邻磁体来移动和测量磁性颗粒的空间分离，本发明利用磁场梯度的特性、对颗粒对整个场的作用的了解以及灵敏的磁传感器而能够在测试期间在时间和空间两方面测定颗粒流，并因而能够确定在所检查样品中存在的感兴趣物质的量。
应该理解，本发明中理解并利用磁场梯度与磁性颗粒的能力还可以被用于使免疫测试的效率和性能最大化。通过这种方式，本发明可以利用振荡和其它磁场安排来增强颗粒与样品间的相互作用和/或通过操作颗粒来操作测试期间的流速。例如，可以引入磁场，这将直接导致磁性颗粒在设备内聚集或成簇而使样品中流速变慢。更高的幅度可以被用于实现更大的灵敏度。而且，该方法可以包括向待分析流体和磁性颗粒的溶液施加振荡磁场以确保在将流体引入到所述具有场梯度的不均匀场之前的混合。
根据本发明的另一方面，提供了确定流体中一或多种感兴趣物质的存在和/或浓度的方法，该方法包括如下步骤将待分析的流体引入到含磁性颗粒的室中，其中所述磁性颗粒与特异性用于捕获感兴趣分子的探针相结合；通过向所述室施加振荡磁场将磁性颗粒与流体混合，由此来确定流体中磁性颗粒的存在和/或浓度，并从而来确定一或多种感兴趣物质的存在和/或浓度。
流体可以是液体或气体，并且可以是诸如体液的生物流体。
感兴趣物质可以包括天然存在的物质，化学或生物反应产生的物质，如药物副产物，以及被引入流体样品中的物质。物质可以是化合物，尤其是分子，并且例如可以是蛋白质、激素或DNA片段。
“磁性”颗粒被理解成是具有非零磁化率的颗粒。磁性颗粒或每种磁性颗粒可以是铁磁性、反磁性、顺磁性或超顺磁性的。可以使用这种颗粒的均匀或非均匀混合物。在一个实施方案中，所述颗粒或每种颗粒由氧化铁形成。可以使用大小在5纳米到100微米范围的颗粒，或者在一些实施方案中可以使用大小在5纳米到50微米范围的颗粒。
颗粒或每种颗粒可以通过被称作结合物质的其它物质而被附着到感兴趣物质上。颗粒或每种颗粒可以用结合物质包被。结合物质可以是蛋白质，并且在一些实施方案中其是抗体或探针(配体)。
磁性颗粒或每种磁性颗粒可以用有助于结合物质附着到颗粒上的材料包被。一种合适的包被材料是聚苯乙烯。
磁性颗粒可以在它们被引入流体中之前附着到感兴趣物质上，例如在药物被注射到人体中的情况下。或者包被有合适结合物质的磁性颗粒可以被引入含感兴趣物质的流体中，使得它们将附着到感兴趣物质上，例如适当包被的磁性颗粒可以被注射到人体中以鉴定特定药物副产物的存在和/或浓度。
通过适当选择结合物质，可以安排磁性颗粒附着到多种感兴趣物质上。磁性颗粒或每种磁性颗粒可以安排为使得它只能附着到感兴趣物质的单个单元上，例如单个分子上。这样，每个颗粒可以被提供有单个抗体或捕获探针。
可以区分流体中具有不同特性的磁性颗粒。通过使用附着到第一结合物质上并具有常见已知特性的磁性颗粒，并使用附着到其它结合物质上并具有不同已知特性的磁性颗粒，有可能确定给定流体中多于一种感兴趣物质的存在和/或浓度。磁性颗粒的任何适当特性都可以被改变，包括大小、形状和磁化率。
在一些情况下，还可能通过感兴趣物质的差异特性如质量，来区分附着到流体中不同感兴趣物质上具有相同或相似特性的磁性颗粒。
所述室可以具有小于10μL、优选小于5μL的体积。通过向所述室施加振荡磁场，磁性颗粒与流体混合。灵敏的磁场检测器，如霍耳效应探针，被用于检测磁性颗粒在整个流体中的移动。当探针和颗粒结合到感兴趣物质上时，颗粒群将开始在振荡场中一起移动，产生将以独特方式分布在整个室中的磁场模式。这可以通过磁场传感器来检测，并且其分布和时空发展都可以用于确定流体中感兴趣物质的浓度。
在该实施方案的变化方案中，对感兴趣分析物有特异性的捕获抗体在空间上被固定在所述室的一个部分，并且磁性颗粒用对感兴趣物质有特异性的第二抗体(标签探针)包被。当所述分子结合至到捕获和标签抗体时，在室中捕获抗体的位置处磁场因已结合颗粒的存在而增加，并且可以在该位点被特异性测量，从而来推断感兴趣物质的浓度。在另一个变化方案中，所施加磁场被用于特异性浓缩样品中具有不同磁化率的颗粒。这允许测量样品如血样中的多种物质、分子或分析物，其中每种不同类型的磁性颗粒携带不同的捕获探针。
额外的灵敏度可以通过提供两个室和感测区来获得，其中一个室包含流体和颗粒，另一个是控制室。通过一起感测两个室以及通过取得差异信号，系统变得对外部磁影响不敏感，因为一起影响两个传感器的信号被有效抵消。
为了更清楚地理解本发明，现在将参照附图以举例方式来描述其实施方案，在附图中图1是用于实施本发明实施方案的装置的示意图。
具体实施例方式
在本发明的一个实施方案中，提供两种类型的氧化铁颗粒，第一种类型具有第一尺寸和磁化率，第二种类型具有第二尺寸和磁化率。两种类型的颗粒都用聚苯乙烯包被以向颗粒提供惰性表面。随后，第一种类型的颗粒用安排用于结合至第一感兴趣物质的第一抗体包被，第二种类型的颗粒用安排用于结合至第二感兴趣物质的第二抗体包被。
两种类型的颗粒然后都被引入到流体中，期望在所述流体中检测第一和第二感兴趣物质的存在和/或量。经一段时间并搅拌流体，第一种类型的颗粒将附着到第一感兴趣物质上，并且第二种类型的颗粒将附着到第二感兴趣物质上。引入足量的每种类型的颗粒以确保颗粒与每种感兴趣物质结合。
流体随后用图1所示的装置分析。该装置包括两个空间分离的稀土永磁体1、5，它们具有基本平行相对的平坦表面7，在其中一个上安装有成形的软铁极靴2。极靴的横截面基本是三角形，从其相结合磁体1向外延伸呈楔形轮廓，并且指向另一磁体5。磁体1、5和极靴2可以操作在两个磁体之间的空间中产生磁场梯度。磁场梯度沿着图1中3所指示方向延伸。
磁体系统还包括位于磁体之间沿方向3延伸的霍耳效应设备6的线性阵列，或者作为替代可以包括可在磁体之间沿方向3移动的单个霍耳效应设备。在任一种情况下，多个霍耳效应设备或单个霍耳效应设备可以操作以沿方向3测量磁体1、5之间的磁场强度。
将待分析流体在容器中，或者活体中引入两个磁体1、5之间的磁场梯度区域，并且沿方向3在磁体之间由于上述利用磁性颗粒的任何测试所导致的磁场变化通过一或多个霍耳效应设备3来测量。极靴2、4成形并控制磁场。
适用于分析含有用磁性颗粒标记的物质的流体样品的装置还在WO02/088696中被公开。
如果如上所述，附着到各自感兴趣物质的两种类型颗粒被用于该设备中，那么它们将倾向于沿轴3迁移到两个分离的点，它们的存在将影响在该点所测量的磁场。这些点和颗粒存在对磁场的影响可以经验性确定。通过校正装置，可以确定流体样品中与每种类型颗粒相结合的物质的存在和/或浓度。当然，任意数量的不同类型颗粒可以在单个流体中使用，来鉴定相应数量的感兴趣物质。
在本实施方案的变化方案中，颗粒可以用于经典的“置换测试”或“流动置换测试”中。在这种实施方案中，颗粒被固定在表面上。如前所述，颗粒能够通过附着至特异性抗体而结合至感兴趣物质。当样品流体被引至该表面时，来自感兴趣物质对颗粒上结合位点的竞争导致颗粒被以与样品流体中感兴趣物质的浓度成比例的量释放到溶液中。所释放颗粒被如上所述暴露于磁场梯度，因此，根据其磁化率，颗粒在沿磁场梯度的特定点被浓缩。在该点处，磁场密度因此增加。场的变化可以使用霍耳效应设备或任何其它合适的磁传感器来测量。如上所述，合适的校准使得能够确定样品中(一或多种)感兴趣物质的存在和/或浓度。
在替代性实施方案中，如上所述的一种或多种类型的氧化铁颗粒被提供在室中。所述室典型地将具有小于10μL或者在一些实施方案中小于5μL的体积。含一或多种感兴趣物质的流体然后被引入该室中。在流体被引入室中以后，向所述室施加振荡磁场，其具有混合颗粒与流体的作用。颗粒流体混合物然后可以如前面的第一实施方案中描述的那样进行分析，来确定所述一或多种感兴趣物质的存在和/或浓度。
在另一个替代性实施方案中，如上描述的一种或多种类型的氧化铁颗粒被提供在室中。所述室典型地将具有小于10μL或者在一些实施方案中小于5μL的体积。含一或多种感兴趣物质的流体然后被引入室中。在流体被引入室中以后，向所述室施加振荡磁场，其具有混合颗粒与流体的作用。连续施加振荡磁场导致颗粒群在振荡场中一起移动，从而产生在整个室中以独特方式分布的磁场模式。磁场模式通过合适的磁传感器如霍耳效应设备来检测。通过合适的校准，模式的分布和时空发展可以用来确定流体中感兴趣物质的存在和/或浓度。
在上述实施方案的变化方案中，捕获抗体被固定在室内特定位置处，所述捕获抗体对感兴趣物质有特异性。磁性颗粒用对感兴趣物质特异的第二抗体(标签探针)包被。感兴趣物质结合至捕获抗体和标记探针两者，因此，磁性颗粒被固定在捕获抗体的位置处。合适的磁场传感器如霍耳效应设备然后被用于测量该位置处的磁场。通过合适的校准，然后可以用场强确定流体中感兴趣物质的存在和/或浓度。作为替代，不用固定化捕获抗体，可以使用所施加磁场来特异性浓缩具有特定磁化率的颗粒在室内特定位置处。只要每种不同类型的磁性颗粒都携带不同的捕获探针，这将允许确定样品中多种不同物质的存在和/或浓度。
在上述实施方案的另一个变化方案中，为了获得额外的灵敏度，可以使用两个相似的室，一个含有流体和颗粒，另一个是控制室。通过一起感测两个室并获取差异信号，系统不受外部磁场影响，因为这些等同地影响两个室并因而相互抵消。
以上实施方案只是作为举例说明，不偏离本发明可以进行很多变化。
参考文献1、Application of magnetic techniques in the field of drug discovery andbiomedicine ZM Saiye，SD Telang and CN Ramchand，BioMagneticResearch and Technology Volume 权利要求
1.一种确定流体中一或多种感兴趣物质的存在和/或浓度的方法，该方法包括如下步骤将磁性颗粒附着至流体中所述感兴趣物质或每种感兴趣物质，并将流体引入具有场梯度的不均匀磁场中，并从而确定流体中磁性颗粒的存在和/或浓度，由此确定所述一或多种感兴趣物质的存在和/或浓度。
2.权利要求1所述的方法，其中流体是液体。
3.权利要求2所述的方法，其中流体是生物流体如体液。
4.权利要求1所述的方法，其中流体是气体。
5.前述任一项所述的方法，其中所述物质是化合物。
6.前述任一项权利要求所述的方法，其中所述物质是蛋白质、激素或DNA片段中的任一种。
7.前述任一项权利要求所述的方法，其中所述磁性颗粒或每种磁性颗粒可以是铁磁性、反磁性、顺磁性或超顺磁性的。
8.前述任一项权利要求所述的方法，其中可以利用磁性颗粒的均匀或不均匀混合物。
9.前述任一项权利要求所述的方法，其中所述磁性颗粒或每种磁性颗粒由氧化铁形成。
10.前述任一项权利要求所述的方法，其中所述磁性颗粒的大小在5纳米到100微米范围内。
11.前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述磁性颗粒或每种磁性颗粒通过其它结合物质附着到感兴趣物质上。
12.权利要求11所述的方法，其中所述磁性颗粒或每种磁性颗粒用所述结合物质包被。
13.权利要求11或权利要求12所述的方法，其中所述结合物质是蛋白质、抗体或探针(配体)中的任一种。
14.权利要求11-13中任一项所述的方法，其中所述磁性颗粒或每种磁性颗粒用有助于结合物质附着至颗粒的材料包被。
15.权利要求14所述的方法，其中所述材料是聚苯乙烯。
16.前述任一项权利要求所述的方法，其中在它们被引入流体中之前磁性颗粒被附着至感兴趣物质。
17.权利要求11-16中任一项所述的方法，其中用适当结合物质包被的磁性颗粒被引入含感兴趣物质的流体中，使得它们将附着至所述感兴趣物质。
18.权利要求11-17中任一项所述的方法，其中选择所述结合物质以便安排磁性颗粒附着至不同感兴趣物质。
19.前述任一项权利要求所述的方法，其中所述磁性颗粒或每种磁性颗粒被安排成它只能附着到感兴趣物质的单个单元。
20.前述任一项权利要求所述的方法，其中所述颗粒或每种颗粒被提供有单个抗体或捕获探针。
21.前述任一项权利要求所述的方法，其中具有常见已知特性并附着至第一结合物质的磁性颗粒和具有不同已知特性并附着至其它结合物质的其它磁性颗粒被用于确定给定流体中超过一种感兴趣物质的存在和/或浓度。
22.权利要求21所述的方法，其中磁性颗粒的大小、形状和磁化率中的任何一个被改变。
23.前述任一项权利要求所述的方法，其中所述感兴趣物质的差异特性被用来区分附着至不同感兴趣物质上并具有相同或相似特性的磁性颗粒。
24.前述任一项权利要求所述的方法，其中使用磁场传感器测量待分析流体对磁场的影响以确定流体中的磁性颗粒，并从而确定感兴趣物质的存在和/或浓度。
25.前述任一项权利要求所述的方法，其中磁场梯度在空间上沿一条线。
26.前述任一项权利要求所述的方法，其中具有差异磁化率的颗粒存在于流体中。
27.权利要求26所述的方法，其中通过测量流体区域中沿磁场梯度的磁场强度，确定流体样品中具有差异磁化率的磁性颗粒的存在和量以及具有相同或相似磁化率的颗粒的浓度。
28.前述任一项权利要求所述的方法，其中使用在50到200特斯拉每米范围的场梯度。
29.前述任一项权利要求所述的方法，其中具有成形极靴的永磁体被用于提供磁场梯度。
30.前述任一项权利要求所述的方法，其中在经典的“置换测试”或“流动置换测试”中检测所述颗粒。
31.权利要求30所述的方法，其中，所述磁性颗粒被固定在通过特异性结合物质如抗体结合至感兴趣物质的表面上。
32.权利要求30或权利要求31所述的方法，其中所释放颗粒进入磁场梯度，并且在由其磁化率确定的梯度中的特定点被浓缩。
33.权利要求32所述的方法，其中磁传感器被放在具有最高场密度的点。
34.前述任一项权利要求所述的方法，其中所述传感器是霍耳传感器。
35.权利要求30-34中任一项所述的方法，其中所述固定化颗粒经由结合物质被结合至感兴趣物质。
36.权利要求30-35中任一项所述的方法，其中使用多层不同的结合物质来创建适于样品中感兴趣物质竞争的位点。
37.权利要求30-36中任一项所述的方法，其中施加振荡磁场安排以增强颗粒-样品相互作用和/或操纵流速。
38.权利要求30-37中任一项所述的方法，其中引入场，其将直接导致磁性颗粒在设备内聚集或成簇而使样品中流速变慢。
39.前述任一项权利要求所述的方法，其中向待分析流体和磁性颗粒的溶液施加振荡磁场，以确保在将流体引入所述具有场梯度的不均匀场之前混合。
40.一种确定流体中一或多种感兴趣物质的存在和/或浓度的方法，该方法包括如下步骤将待分析流体引入含与探针结合的磁性颗粒的室中，其中所述探针对捕获所述感兴趣分子有特异性；通过向该室施加振荡磁场将磁性颗粒与流体混合，由此确定流体中磁性颗粒的存在和/或浓度，并从而确定一或多种感兴趣物质的存在和/或浓度。
41.权利要求40所述的方法，其中流体是液体。
42.权利要求41所述的方法，其中流体是生物流体如体液。
43.权利要求40所述的方法，其中流体是气体。
44.权利要求40所述的方法，其中所述物质是化合物。
45.权利要求44所述的方法，其中所述物质是蛋白质、激素或DNA片段中的任一种。
46.权利要求40-45中任一项所述的方法，其中所述磁性颗粒或每种磁性颗粒可以是铁磁性、反磁性、顺磁性或超顺磁性的。
47.权利要求40-46中任一项所述的方法，其中可以利用磁性颗粒的均匀或不均匀混合物。
48.权利要求40-47中任一项所述的方法，其中所述磁性颗粒或每种磁性颗粒由氧化铁形成。
49.权利要求40-48中任一项所述的方法，其中所述磁性颗粒的大小在5纳米到50微米范围内。
50.权利要求40-49中任一项所述的方法，其中所述磁性颗粒或每种磁性颗粒通过其它结合物质附着至感兴趣物质。
51.权利要求40-50中任一项所述的方法，其中所述颗粒用所述结合物质包被。
52.权利要求51所述的方法，其中所述结合物质是蛋白质、抗体或探针(配体)中的任一种。
53.权利要求51或权利要求52所述的方法，其中所述磁性颗粒或每种磁性颗粒用有助于结合物质附着至颗粒的材料包被。
54.权利要求53所述的方法，其中所述材料是聚苯乙烯。
55.权利要求40-54中任一项所述的方法，其中在它们被引入流体中之前磁性颗粒被附着至感兴趣物质。
56.权利要求40-55中任一项所述的方法，其中用适当结合物质包被的磁颗粒被引入含感兴趣物质的流体中，使得它们将附着至所述感兴趣物质。
57.权利要求51-56中任一项所述的方法，其中选择所述结合物质以便安排磁性颗粒附着至不同感兴趣物质。
58.权利要求40-57中任一项所述的方法，其中所述磁性颗粒或每种磁性颗粒被安排成它只能附着到感兴趣物质的单个单元。
59.权利要求40-58中任一项所述的方法，其中所述颗粒或每种颗粒被提供有单个抗体或捕获探针。
60.权利要求40-59中任一项所述的方法，其中具有常见已知特性并附着至第一结合物质的磁性颗粒和具有不同已知特性并附着至其它结合物质的其它磁性颗粒被用于确定给定流体中超过一种感兴趣物质的存在和/或浓度。
61.权利要求60所述的方法，其中磁性颗粒的大小、形状和磁化率中的任何一个被改变。
62.权利要求40-61中任一项所述的方法，其中所述感兴趣物质的差异特性被用来区分附着至不同感兴趣物质上并具有相同或相似特性的磁性颗粒。
63.权利要求40-62中任一项所述的方法，其中使用磁场传感器测量待分析流体对磁场的影响以确定流体中的磁性颗粒，并从而确定感兴趣物质的存在和/或浓度。
64.权利要求40-63中任一项所述的方法，其中所述室具有小于10μL的体积。
65.权利要求40-63中任一项所述的方法，其中所述室具有小于5μL的体积。
66.权利要求40-65中任一项所述的方法，其中使用霍耳效应探针来检测磁性颗粒在整个流体中的移动。
67.权利要求40-66中任一项所述的方法，其中当探针和颗粒结合至感兴趣物质时，颗粒群将开始在振荡场中一起移动，产生将以独特方式分布在整个室中的磁场模式。
68.权利要求67所述的方法，其中所述模式的分布和/或时空发展被用于确定流体中感兴趣物质的浓度。
69.权利要求40-68中任一项所述的方法，其中对感兴趣分析物特异的捕获抗体在空间上被固定在所述室的一个部分，并且磁性颗粒用对所述感兴趣物质特异的第二抗体(标签探针)包被。
70.权利要求69所述的方法，其中当感兴趣物质结合至捕获和标签抗体时，在室中捕获抗体的位置处磁场由于已结合颗粒的存在而增加。
71.权利要求69或权利要求70所述的方法，其中，在室中捕获抗体的位置处特异性测量磁场，以推断感兴趣物质的浓度。
72.权利要求40-71中任一项所述的方法，其中，所施加磁场用于特异性浓缩样品中具有不同磁化率的颗粒。
73.权利要求40-72中任一项所述的方法，其中提供两个室和感测区，其中一个室含流体和颗粒，另一个是控制室。
全文摘要
用对感兴趣物质有特异性的抗体包被的磁性颗粒被引入到流体样品中。经过一段时间并搅拌，磁性颗粒附着到流体中感兴趣物质上。流体然后被引入到提供在两个磁体(1、5)之间的磁场梯度。所导致的磁体(1、5)之间的磁场变化用单个霍耳效应设备(3)或多个霍耳效应设备(3)测定。这使得样品中感兴趣物质的存在和/或浓度能够被确定。
文档编号G01N33/49GK101027558SQ200580024324
公开日2007年8月29日 申请日期2005年6月20日 优先权日2004年6月19日
发明者帕特里夏·康诺利, 约翰·富勒 申请人:霍尔效应技术有限公司