CN101398428A - 用于收集磁性颗粒的磁性材料及其应用 - Google Patents

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Abstract

用于收集磁性颗粒的磁力体，其特征在于磁体以相互接触并沿平行于磁化方向并且磁体磁极交替反向的方式排列，或用于收集磁性颗粒的磁力体，其特征在于在磁极表面至少存在一个磁力峰，而且峰值磁力是600高斯或更高。通过使用这样的磁力体可收集磁性颗粒。

Description

用于收集磁性颗粒的磁性材料及其应用
本发明申请是申请日为2003年11月7日，申请号为200380108387.2，名称为“用于收集磁性颗粒的磁性材料及其应用”的发明申请的分案。
技术领域
本发明涉及用于收集磁性颗粒的磁性材料，使用所述磁性材料收集磁性颗粒的方法以及使用所述磁性材料的仪器。本发明可用于使用磁性颗粒的分析如免疫测定之中。
背景技术
近年来，已发展了很多包含使用微磁性(micro-magnetic)颗粒作为载体以及执行溶液中的各种反应的技术。使用磁性颗粒的各种技术例如免疫测定(参见，例如，J.Immunol.Methods，218；1-2，1-8，Sep.1(1998))、提取并分析核酸的方法(参见，例如，Biotechniques，13：1，124-31，Jul(1992))和分析蛋白质或配体的方法、化学反应例如组合化学，都已发展出来并被广泛使用。
例如，在广泛用作检测各种早期疾病的方法以及检测痕量物质方法的各种免疫测定中，包含使用在其上带有抗原或抗体的磁性颗粒的技术受到高度评价，因为此技术提供了高灵敏度并允许简单的B/F分离操作等等。“B/F分离”是指通过从反应容器如反应管或微量滴定板的孔中清除含有未反应物质的反应混合物以及重复进行洗涤操作从而将未反应物质和抗原-抗体反应产物分离的步骤，所述洗涤操作包括供给并清除洗涤溶液。当使用在其上带有抗原或抗体的磁性颗粒时，磁性颗粒和样品被混在一起以进行抗原-抗体反应，然后使用磁力容易并且快速地进行包括收集含有所生成的免疫复合物的磁性颗粒步骤和分离并洗涤未反应抗原或抗体的步骤的B/F分离。
特别是，已经报道了包含使磁性材料接触处于静止不动状态的反应容器等例如反应管或微量滴定板的孔并收集磁性颗粒的方法(参见，例如，JP3 -144367A)；包含通过使磁性材料接触用作流送管从容器吸取液体/向容器排出液体的管尖、不锈钢管或挠性管来收集磁性颗粒的方法(参见，例如，JP 3115501 B)；以及很多其他方法。
但是，对这些方法，提高磁性颗粒的回收率(收集效率)是一个重要问题。虽然微磁性颗粒对于以高效率进行各种反应是有用的，但微磁性颗粒倾向于漂浮于溶液中，这倾向于导致降低的回收率。当回收率降低时，磁性颗粒在洗涤、分离等过程中可能会流出从而引起错误。这会降低测量值的可靠性。但是，当为了防止磁性颗粒流出而洗涤不充分时，则不能达到完全分离。而且，使用分离后的样品例如预处理的样品可能会发生污染。特别是在免疫测定的情况下，要进行多次B/F分离，并且如果发生磁性颗粒的外流或错误，会极大地影响测量值。
为解决这些问题，已尝试了例如包括长时间沉降磁性颗粒直到所有磁性颗粒都肯定被收集起来的方法。的确，当使用其中反应混合物静止不动的反应容器如反应管或微量滴定板时，这个方法使得能够在相对短的时间收集磁性颗粒。但是，当反应混合物在例如从容器吸取液体并排出该液体的流送管中流动的时候，就难以提高回收率。而且，上述的方法需要较长的时间进行测量，所以这个方法不适于需要快速测量的临床检测或类似的情况。
另一方面，已尝试了使用具有增大尺寸的电磁体或永久磁体以便增强磁力的方法，所述电磁体或永久磁体用来作为磁性材料以收集磁性颗粒。但是，这个方法实际上不能被接受，因为其具有例如需要大仪器的问题。
如上所述，不能说已经确立了一种可容易并且高效地收集磁性颗粒的方法，所述方法即使在包含多次B/F分离操作的免疫测定中也展示出高再现性。因此，需要开发一种小的并且能够以高效率收集磁性颗粒的磁性材料。近年来在临床检测中重要的现场检测(Point of CareTesting)(POCT)等领域，尤其需要小型、容易操作并且医生和护士可利用来快速进行检测的仪器。因此，缩小仪器尺寸是必要的。此外，需要用在POCT领域的仪器能适合于检测在采集血液样品后立即使用的全血以便能够实现快速检测。但是，当含有很多污染蛋白质的全血用作样品时，磁性颗粒倾向于聚集，这会导致磁性颗粒回收率的下降。因此，强烈要求使用强磁性材料以高回收率实施B/F分离。
发明内容
本发明提供一种能够容易并且高效地收集磁性颗粒的用于收集磁性颗粒的磁性材料、使用所述磁性材料收集磁性颗粒的方法以及带有所述磁性材料的仪器。
本发明的发明人进行了广泛的研究以解决上述的问题。结果，发明人发现能够有效地收集磁性颗粒的磁性材料可以通过在平行于磁化方向组装多个磁体而制造，所述多个磁体以相邻磁体的南极和北极交替反向的方式组装。本发明以这些发现为基础而完成。
也就是说，本发明提供：
(1)用于收集磁性颗粒的磁性材料，所述磁性材料包括相互接触沿平行于磁化方向排列的多个磁体，所述多个磁体以相邻磁体的南极和北极交替反向的方式排列。
本发明另一个方面进一步提供：
(2)用于收集磁性颗粒的磁性材料，所述磁性材料在磁极表面具有至少一个磁力峰，其中峰值磁力是600高斯或更高；
(3)收集磁性颗粒的方法，该方法通过磁力将液体中的磁性颗粒吸附并保持在壁表面上，然后使磁性颗粒不再受磁力影响以释放磁性颗粒，所述方法包括从用于收集磁性颗粒的磁性材料产生磁力，其中所述磁性材料包括相互接触沿平行于磁化方向排列的多个磁体，所述多个磁体以相邻磁体的南极和北极交替反向的方式排列。
(4)上述(3)的方法，其中所述壁表面是从容器吸取液体并排出液体的分配器的液体吸入管的内壁表面；
(5)上述(3)或(4)的方法，其中所述磁性颗粒用于实施免疫测定；
(6)收集磁性颗粒的方法，该方法通过磁力将液体中的磁性颗粒吸附并保持在壁表面上，然后使磁性颗粒不再受磁力影响以释放磁性颗粒，所述方法包括从用于收集磁性颗粒的磁性材料制造磁力，其中所述磁性材料在磁极表面具有至少一个磁力峰，并且峰值磁力是600高斯或更高；
(7)上述(6)的方法，其中所述壁表面是从容器吸取液体并排出液体的分配器的液体吸入管的内壁表面；
(8)上述(6)或(7)的方法，其中所述磁性颗粒用于实施免疫测定；
(9)用于对存在于样品中待检测物质进行免疫测定的方法，该方法包括：
(a)第一反应步骤，即向样品中加入磁性颗粒，在其上带有能特异性结合样品中包含的待检测物质的第一物质，以引发反应，
(b)第一分离步骤，即从反应体系中分离在第一反应步骤中形成的第一反应产物，
(c)第二反应步骤，即加入能特异性结合所分离的第一反应产物的第二物质，以引发反应从而在反应体系中形成第二反应产物，
(d)第二分离步骤，即从反应体系中分离在第二反应步骤中形成的第二反应产物，和
(e)测量步骤，即测量所分离的第二反应产物的量，
其中，通过使用用于收集磁性颗粒的磁性材料实施第一和第二反应产物从反应体系中的分离，所述磁性材料包括相互接触沿平行于磁化方向排列的多个磁体，所述多个磁体以相邻磁体的南极和北极交替反向的方式排列；
(10)上述(9)的方法，其中通过化学发光法或荧光法实施第二反应产物量的测量；
(11)用于对存在于样品中待检测物质进行免疫测定的方法，该方法包括：
(a)第一反应步骤，即向样品中加入磁性颗粒，在其上带有能特异性结合样品中包含的待检测物质的第一物质，以引发反应，
(b)第一分离步骤，即从反应体系中分离在第一反应步骤中形成的第一反应产物，
(c)第二反应步骤，即加入能特异性结合所分离的第一反应产物的第二物质，以引发反应从而在反应体系中形成第二反应产物，
(d)第二分离步骤，即从反应体系中分离在第二反应步骤中形成的第二反应产物，和
(e)测量步骤，即测量所分离的第二反应产物的量，
其中，通过使用磁性材料实施第一和第二反应产物从反应体系中的分离，所述磁性材料在磁极表面具有至少一个磁力峰，并且磁力是600高斯或更高；
(12)上述(11)的方法，其中通过化学发光法或荧光法实施第二反应产物量的测量；
(13)一种仪器，其包括具有从容器吸取液体并排出该液体的液体吸入管的分配器和装备于液体吸入管中的磁性材料，其中该仪器被配置成以下述这种方式进行控制，即通过磁性材料的磁力将液体吸入管所吸入液体中的磁性颗粒吸附并保持于液体吸入管内壁表面，然后使磁性颗粒不再受磁性材料的磁力影响以从液体吸入管释放磁性颗粒并和液体一起排出液体吸入管外，并且其中所述磁性材料包括相互接触沿平行于磁化方向排列的多个磁体，所述多个磁体以相邻磁体的南极和北极交替反向的方式排列；
(14)一种仪器，其包括具有从容器吸取液体并排出该液体的液体吸入管的分配器和装备于液体吸入管中的磁性材料，其中该仪器被配置成以下述这种方式进行控制，即通过磁性材料的磁力将液体吸入管所吸入液体中的磁性颗粒吸附并保持于液体吸入管内壁表面，然后使磁性颗粒不再受磁性材料的磁力影响以从液体吸入管释放磁性颗粒并和液体一起排出液体吸入管外，并且其中所述磁性材料在磁极表面具有至少一个磁力峰，并且峰值磁力是600高斯或更高。
附图简述
图1是说明磁性材料A，B，C和D构型的图，其中A是单一磁体磁性材料，B，C和D分别是本发明的多层磁性材料；
图2是说明在B/F分离步骤中，本发明的磁性材料和管尖安装在使用磁性材料的仪器中的状态的图；
图3是包括8个容器的用于自动测量的筒(cartridge)的横截面。
图4是说明使用磁性材料A和B的HTLV-1磁性颗粒回收率的图，纵轴表示回收率(单位：％×1/100)，横轴表示时间(单位：秒)，其中使用磁性材料A所得的结果用菱形符号表示，使用磁性材料B所得的结果用正方形符号表示；
图5是说明分别使用磁性材料A，B和C的TP-N磁性颗粒回收率的图，纵轴表示回收率(单位：％×1/100)，横轴表示时间(单位：秒)，其中使用磁性材料A所得的结果用菱形符号表示，使用磁性材料B所得的结果用正方形符号表示，使用磁性材料C所得的结果用三角形符号表示；
图6是说明使用磁性材料A，B和D的不带有抗原的磁性颗粒回收率的图，纵轴表示回收率(单位：％×1/100)，横轴表示时间(单位：秒)，其中使用磁性材料A所得的结果用菱形符号表示，使用磁性材料B所得的结果用正方形符号表示，使用磁性材料D所得的结果用三角形符号表示；
图7是说明使用手持式高斯计测量磁性材料磁力时测量探针相对于该磁性材料的位置的图。
图8是说明在磁极表面的位置磁力测量结果的图，纵轴表示磁力(单位：高斯)，横轴表示磁极表面的位置(单位：mm)，其中使用磁性材料A所得的结果用菱形符号表示，使用磁性材料B所得的结果用正方形符号表示，使用磁性材料C所得的结果用三角形符号表示，并且这些结果用实线表示，而使用磁性材料D所得的结果用小一些的正方形符号以及虚线表示。
发明的最佳实施方式
下文将更加详细地解释本发明。
1.本发明用于收集磁性颗粒的磁性材料
本发明用于收集磁性颗粒的磁性材料包括多个以相邻磁体相互接触方式排列的磁体。本发明磁性材料中的磁体具有以相邻磁体的南极和北极交替反向的方式沿平行于磁化方向排列的特征(在下文中，这也被称作“层叠的”)。在此所用的术语“平行”，并不意味着构成磁性材料的每一个磁体的磁化方向都是相同的。术语“平行”也包括其中一个磁体的磁化方向和另一个磁体的磁化方向相反的情形。
通常，磁体的磁力在磁体产生磁力的侧面(垂直于构成磁性材料的磁体的磁化方向的侧面：在下文中，这也被称为“磁极表面”)的端部强而在该侧面的中部弱。因此，当例如使用由单个磁体(在下文中，这也被称为“单磁体-磁性材料”)组成的磁性材料时，即使使用大磁体也只在所述磁性材料的端部得到强磁力。因而不能在磁体的整个磁极表面上得到强磁力。这使得磁性颗粒收集效率低。
相反地，在本发明的磁性材料情况下，多个磁体以相邻磁体的南极和北极交替方向的方式沿平行于磁化方向排列。因而，发现磁性材料中在磁体相互接触的位点可以得到强磁力(在下文中，这也被称为“层叠部分”)并且在每一个磁体中部的磁力弱。即，在单磁体磁性材料中，只能在具有特定的固定区域的磁极表面中的磁体端部得到强磁力。相反地，本发明的磁性材料具有在磁性材料的磁极表面的多个位点得到强磁力的特征，因为多个磁体层叠起来构成了所述磁性材料。换言之，本发明的磁性材料在磁极表面具有至少一个磁力峰。“具有峰”意味着在磁体的横截面方向磁极表面中的某点处的磁力大于上述该点两侧的各点处的磁力，该点被称为“峰”。
例如，单磁体磁性材料只有在磁极表面的两端具有得到强磁体的位点。对具有层叠的两个磁体的磁性材料的情况，在一个层叠部分以及两端都得到了强磁力(该磁性材料有峰)。对具有层叠的三个磁体的磁性材料的情况，在两个层叠部分以及两端都得到了强磁力(该磁性材料有峰)。
通常，磁力线达到的距离(磁场范围)随磁体尺寸的增加而增加。因此，曾经设想使用来自大磁体的强磁力应该会同样增强例如收集磁性颗粒的效果。但是，近期的技术进步已使得能够将精密的一次性管尖等用作从容器吸取液体并排出液体的流送管(在下文中，这也可称为“液体吸入管”)，并且简单地将大磁体用于这样的流送管导致磁力线达到的范围太宽以至于不能将磁力线集中于管尖等的内径部分之内。因此，就有杂散磁场扩张的问题。
相反地，本发明的磁性材料包括多个相互结合的磁体，所以每个磁体都可具有适当的小尺寸。这使得磁力线达到的距离短并且磁力线在接近磁极表面处积聚，从而导致降低的杂散磁场。因而，例如，当本发明的磁性材料用作收集磁性颗粒的磁性材料并与具有细流动通道的液体吸入管相接触时，可以有效地收集磁性颗粒。
通过上述的两个杰出特征，本发明的磁性材料可以非常有效地在液体吸入管或容器的内壁上收集磁性颗粒，因而非常适合于作为用于收集磁性颗粒的磁性材料。
任何具有S极(南极)和N极(北极)并且能够产生能收集磁性颗粒的磁力的磁体都可使用。磁体的例子包括永久磁体和电磁体。考虑到所产生的磁场的强度和稳定性以及因为不需要电源，优选使用永久磁体。永久磁体的例子包括通过将合适的磁性材料模制成任何期望的形状并磁化所模制的磁性材料所得到的那些永久磁体，所述合适的磁性材料如铝镍钴永磁合金、钡铁氧体、钕和钐钴磁体，所述期望的形状如棒、板、立方体、盘和马蹄弓形。棒型永久磁体优选具有矩形的横截面。在上述的磁体中，优选使用模制成棒或板的钕磁体。
本发明的磁性材料可通过以相邻磁极的南极和北极交替反向的方式沿平行于磁化方向相互接触地排列多个上述磁体而制造。即使在磁体之间存在间隙的时候，只要磁性材料是整体构成并且充分地得到所期望的磁力，也认为磁体基本上是相互接触的。本发明中的术语“接触”包括其中磁体以这种方式基本上相互接触的情况。但是，优选磁体之间不存在间隙。
至少两个磁体，优选至少三个磁体，结合使用。磁体数目的上限，取决于所用磁体的尺寸以及将要由多个磁体制造的本发明磁性材料的设计尺寸(外尺寸)。磁体的尺寸可以相同也可以互不相同。优选磁体具有相同的尺寸。
例如，当每一个磁体都太小的时候，所产生的磁力就弱并且收集磁性颗粒的效率可能会降低。优选根据将要制造的磁性材料的外尺寸，以在收集磁性颗粒的位点具有最大磁力这样的方式，选择具有适当尺寸的磁体。优选的磁体数目和尺寸，可以通过测量在磁性材料接触位点的磁力或实际测得磁性颗粒的回收率并且证实磁性材料的磁力对于收集磁性颗粒是足够的而确定，其中磁力的测量使用后面介绍的方法。可通过参考磁性材料要接触的反应容器等的尺寸以及在其中排列磁性材料的仪器的规格来确定外尺寸。要充分考虑到，例如，相对于仪器来说磁性材料的外尺寸不能太大以及对于磁力的影响敏感的仪器部分如光电倍增管必须不能被磁力影响。
更加特别地，例如，当磁性材料按预定排列方式用于具有液体吸入管的自动测量仪器(“SX-6G”，Precision System Science Corporation制造，等)时，该磁性材料的外尺寸可能会依赖于用作管线的管尖的长度、内径、壁厚、材料等等而确定。接触管线的单个磁体的面(磁极表面)长度依赖于壁厚等等而确定。重要的是使用在相邻磁体之间能够产生大约到达磁性颗粒移动线的磁力线的磁性材料。更加特别地，当使用壁厚为0.75mm的管尖时，单个磁体的纵向长度(在层叠方向的该磁体的纵向长度)优选3mm或更多。对于在静止状态使用的容器例如反应管和微量滴定板，磁体的纵向长度可依赖于例如反应管的长度、内径、壁厚和材料或微量滴定板的尺寸和其上的孔的尺寸而确定。
在下文中，以按预定排列方式用于小型自动化测量仪器如Precision System Science Corporation制造的“SX-6G”的磁性材料为例，更加详细地说明本发明的磁性材料和选择用于制造所述磁性材料的磁体的方法。在仪器中，具有约2-3mm内径以及约0.5-1mm壁厚的一次性管尖被排列起来作为液体吸入管以吸取和排出液体。例如，优选使用具有2.25mm内径和0.75mm壁厚的聚丙烯一次性管尖。
如上所述用于与液体吸入管相接触以收集磁性颗粒的磁性材料具有的尺寸是，例如，纵向长度(层叠方向)50mm或更小，优选20mm或更小以及横向长度(磁化方向)20mm或更小，优选15mm或更小。磁性材料的宽度为10mm或更小，优选5mm或更小。只要能满足收集磁性颗粒的目的，尺寸的下限可以是任何所期望的尺寸。当制造具有例如纵向长度15mm×横向长度14mm×宽度4mm的外尺寸的磁性材料时，要层叠的磁体的数目优选是2-4，特别优选3。即，一个磁体的纵向长度合适地是约3.75-7.5mm。
构成本发明磁性材料的每个磁体的尺寸可以通过例如测量液体吸入管内壁表面处的磁力而可靠地确定，该内壁表面是磁性颗粒被吸附以证实所测得的磁力对于吸附磁性颗粒是足够的位点。同样，优选使用包括实际测量磁性颗粒回收率(收集效率)以证实所测得的回收率优选是80％或以上，特别优选90％或以上的方法。
测量内壁表面处磁力方法的例子包括，使用常用的磁力测量仪器如手持式高斯计(型号4048：F.W.BELL制造)实际测量施加于液体吸入管内壁表面处的磁力的方法。更加特别地，例如，将测量探针(例如，对上述的测量仪器来说，T-4048-001(F.W.BELL制造))放置到磁性材料磁极表面附近并测量磁力。对这种情况，考虑到管尖具有一定的壁厚，所以应有利地将探针放置到离开磁极表面一小段距离的位置。同样，可以通过例如将磁性材料实际与管尖外壁表面接触并将探针放置于内壁表面以测量管尖内壁表面处磁力的方法来测量磁力。
如前面所描述的，本发明磁性材料的磁极表面在磁体相互接触的位点(层叠部分)具有强峰而在每个磁体的中心部分具有弱磁力。也就是说，当制造本发明的磁性材料时，优选采用的指标使得不仅在端部而且在每一个层叠部分都可以得到足够的磁力。本发明的磁性材料优选包括多个层叠部分并具有使每个层叠部分的磁力能收集磁性颗粒的足够尺寸。“在每个层叠部分足够的磁力”意思是例如600高斯或更多，优选800高斯或更多，更加优选1000高斯或更多。
因此，当测量本发明磁性材料的磁力的时候，优选在磁极表面的多个位点进行测量以证实在上述多个点处都可得到足够的磁力。只要是根据预先确定的技术实施测量并且测量结果可以对比，探针就可以垂直于或平行于磁极表面放置。然而，因为探针的测量部分通常具有一定的面积，所以难于测量单个点处的磁力。但是，通过相对于磁极表面垂直放置探针并测量磁极表面多个点处的磁力，可以进行精确的对比。特别是，优选测定层叠部分的磁力。更加优选地，在包括层叠部分的点的多个点进行连续测量并分析磁力峰的数目和磁力强度。
当使用磁性颗粒回收率作为指标进行判断的时候，可以通过实际地将商购磁性颗粒分散于在其中安装了本发明磁性材料的自动测量仪器并采用与目标测量方法相同的方法进行实验而实现磁性颗粒的回收。磁性颗粒的例子包括HTLV-1磁性颗粒试剂Lumipulse HTLV-1(FUJIREBIO，INC.制造)、TP-N磁性颗粒试剂LumipulseII TP-N(FUJIREBIO，INC.制造)和磁性颗粒RP-M1(Rohne-Poulenc制造)。
通过互相平行接触多个磁体制造本发明的磁性材料的方法可以利用磁体相互结合的保持力，因为磁体是南磁极和北磁极交替反向相邻排列的，或者可以利用粘合剂等。如前面所述，只要磁性材料具有足够的磁力，相邻磁体之间可以存在间隙。
2.使用本发明磁性材料收集磁性颗粒的方法
本发明收集磁性颗粒的方法包括，通过磁力将液体中的磁性颗粒吸附并保持在壁表面上，然后使磁性颗粒不再受磁力影响以释放该磁性颗粒，并且该方法特征在于由上述本发明的磁性材料产生磁力。
用于本发明的磁性材料是本发明上述的磁性材料。上述的磁性材料在磁体的层叠部分能产生强磁力并具有磁力线积聚在磁性材料附近的特征，所以杂散磁场降低，从而在垂直于组成磁性材料的磁体的磁化方向的侧面(磁极表面)磁力增加。所以，使用该磁极表面可以有效地收集磁性颗粒。
此处使用的术语“壁表面”是指例如反应管或微量滴定板的孔的反应容器的内壁表面等，以及从容器吸取液体并排出该液体的分配器的液体吸入管的内壁表面等。本发明中，优选的壁表面是上述液体吸入管的内壁表面。通过将本发明的磁性材料与用作液体吸入管的例如管尖、不锈钢管以及挠性管的外壁表面接触，可以有效地将磁性颗粒吸附并保持在和磁性材料接触的位点的内表面上(在下文中，这也被称为“磁力位点”)。同样，通过从磁力位点释放磁性颗粒以使磁性颗粒不再受磁性颗粒磁力的影响，磁性颗粒可以简单并容易地从内壁表面被释放。常规技术具有磁性颗粒倾向于损失的问题。然而，通过本发明的磁性材料，可达到高回收率，从而解决了该问题。
为了使磁性颗粒不受磁力影响，当磁性材料是永久磁体的时候可使磁性材料离开壁表面，而当磁性材料是电磁体的时候，通过上述的相同方法或以上述的相同的方式通过停止向电磁体施用电流而达到目的。
可以使用任何磁性颗粒，只要该磁性颗粒具有在磁性材料产生的磁力的影响下能被收集的性质。不限制直径。磁性颗粒的形状不限制于球形，并且可以选择和使用那些取决于客观测量、分析、反应等具有合适材料、涂层和尺寸的磁性颗粒。
更加特别地，例如，当进行免疫测定的时候，优选使用由金属制成的磁性颗粒，例如四氧化三铁(Fe3O4)、三氧化二铁(Fe2O3)、各种铁氧体、铁、锰、镍、钴和铬、以及钴、镍和锰的合金。这些磁性颗粒可以通过包含于聚合物乳胶中或固定于乳胶表面之上而制备，所述聚合物如聚苯乙烯、明胶和脂质体。磁性颗粒的形状优选是球形。磁性颗粒的颗粒尺寸可以是任何的颗粒尺寸，只要使用本发明的磁性材料能够高精度地实施B/F分离。然而，如果颗粒尺寸太小，分离效率就低，而如果颗粒尺寸太大，磁性颗粒就倾向于沉淀。更加特别地，例如，颗粒尺寸的下限是0.05μm，优选0.1μm，颗粒尺寸的上限是10μm，优选4μm，更加优选2μm。颗粒尺寸的范围选自上限和下限的结合。颗粒尺寸的特别例子通常是0.05-10μm，优选0.05-4μm，更加优选0.1-2μm。
通过通常使用并且本身是公知的方法，磁性颗粒上可以带有抗原或抗体，并将该生成物用于免疫测定。使磁性颗粒带上抗原或抗体的方法的例子包括物理吸附法和化学结合法。根据所用的磁性颗粒、抗原或抗体、测量目标、样品等，可以适当地选择吸附量、其中磁性颗粒悬浮的溶液的类型、溶液中磁性颗粒的浓度等等。
上述的大多数磁性颗粒以及带有任何抗原或抗体的磁性颗粒都是作为磁性颗粒或试剂商业供给的并且容易得到。
例如，那些用于提取并分析核酸的磁性颗粒可以是任何磁性颗粒，只要该磁性颗粒能够和含有核酸的溶液相混合并进行必需的反应以使核酸附着到磁性颗粒表面。
收集磁性颗粒的位点和方法可以根据使用本身是公知并且是通常所用的磁性材料收集磁性颗粒的方法实施。如上所述，优选以其中垂直于组成本发明磁性材料的磁体的磁化方向的侧面(磁极表面)接触用于目标测量、分析和反应的反应器等的外壁表面的方式使用磁性材料。更加特别地，例如，当磁性颗粒被收集于以静止状态使用的容器例如反应管或微量滴定板时，可以使磁性材料与反应管或微量滴定板的孔在其侧面或底部接触而使用本发明的磁性材料。当磁性颗粒被收集于用作分配器的液体吸入管的管尖、不锈钢管、挠性管等中的时候，本发明的磁性材料可通过与管尖、不锈钢管或挠性管的侧面相接触而使用，所述分配器安装在通过使用磁性颗粒实施测量、分析和反应的仪器中。在这些情况下，本发明的方法尤其利于用在其中装有液体吸入管的自动测量仪器中。
本发明的方法可用于通过使用磁性颗粒实施的各种测量、分析和反应等。将要检测的作为测量目标的物质包括，例如，免疫物质、生物物质、分子物质等例如抗原、抗体、蛋白质、配体、酶、底物、DNA、载体DNA、RNA和质粒。为了定性/定量地确定这些物质，使用了各种用于同位素、酶、化学发光、荧光、电化学发光等的标记物质。可以使用的测量方法和仪器可以是那些本身公知且普遍使用的方法和仪器。
更加特别地，本发明的方法有利地用于，例如，免疫测定、提取并分析核酸的方法、分析蛋白质/配体的方法、组合化学、如预处理各种样品的化学反应。例如，在免疫测定中，本发明收集磁性颗粒的方法用于B/F分离步骤。例如，在提取/分析核酸的方法中，本发明的方法用于分离/纯化核酸的步骤。例如，当从其中提取核酸的样品是各种细胞时，用已知方法溶解细胞以制备细胞提取溶液，然后将其与磁性颗粒混合以使核酸粘附到磁性颗粒表面上。采用本发明收集磁性颗粒的方法通过收集在其上粘附有核酸的磁性颗粒，可以简单并且容易地从含有大量污染物的细胞提取溶液中分离/纯化核酸。对化学反应如组合化学的情况，本发明的方法用于分离/纯化通过化学反应合成的产物的步骤。
在各种方法中，本发明的收集磁性颗粒的方法特别优选用于免疫测定中的B/F分离。
3.本发明的免疫测定
本发明的免疫测定以使用上述的磁性材料在B/F分离中收集磁性颗粒为特征。
更加特别地，例如，在一个方法中，其中包括：(a)第一反应步骤，即向来自病人的样品中加入在其上带有能特异性结合样品中包含的待检测物质的磁性颗粒，以引发反应；(b)第一分离步骤，即从反应体系中分离在第一反应步骤中形成的第一反应产物；(c)第二反应步骤，即加入能特异性结合所分离的第一反应产物的第二种物质，以引发反应从而在反应体系中形成第二反应产物；(d)第二分离步骤，即从反应体系中分离在第二反应步骤中形成的第二反应产物；和(e)测量步骤，即测量所分离的第二反应产物的量，通过使用本发明的磁性材料收集磁性颗粒的方法实施上述步骤(b)和(d)中从反应系统分离(B/F分离)第一和第二反应产物。免疫测定也可以使用自动免疫测定仪器实施。
第一和第二物质是抗原和抗体且反应产物意味着是免疫复合物。样品含有待测的能特异性和第一物质反应的物质，例如生物样品、环境样品、食物样品等。生物样品是得自活有机体，例如人，优选得自病人的样品。得自病人的样品可以是任何来自病人需要检测或分析的样品，例如，体液、各种细胞、组织或从其中提取的溶液，其中体液如血液、血清、血浆、尿和唾液。环境样品包括河、海、湖等的水以及土壤等。
反应产物量的测量可以通过本身公知并且普遍使用的方法实施。例如，优选用标记物质标记第一物质或第二物质并测量包含于从反应体系分离出的反应产物中的标记物质的量。更加特别地，对酶免疫测定的情况，可以通过用标记了第二抗体的酶和其底物反应并采用光学技术等测量反应产物的量而实施测定。对化学发光免疫测定的情况，测量发光反应体系的发光量。对荧光抗体方法的情况，测量荧光物质的荧光强度。在放射免疫测定中，测量放射活性物质的放射性的量。标记物质的例子包括酶例如过氧化物酶、碱性磷酸酶、β-D-半乳糖苷酶和葡萄糖氧化酶；荧光物质例如异硫氰酸荧光素和稀土金属螯合物；放射性同位素例如3H、14C和125I；以及化学发光物质。酶和化学发光物质不能发出能被它们自己测量的信号，所以选择并使用与它们相应的合适底物。同样，生物素、抗生物素蛋白等也可以用于这些反应。
例如，在酶化学发光酶免疫测定(CLEIA)中使用酶。这样的酶的例子包括碱性磷酸酶、过氧化物酶、半乳糖苷酶以及葡萄糖氧化酶。可以用于此的底物是那些与上述酶相应的底物。例如，衍生自1，2-二氧杂环丁烷的化学发光底物金刚烷基甲氧基苯基磷酰基二氧杂环丁烷(AMPPD)和2-氯-5-(4-甲氧螺{1，2-二氧杂环丁烷-3，2’-(5’-氯)-三环[3.3.1.13，7]癸}-4-基)-1-苯基磷酸二钠(商品名“CDP-STAR”：Tropix制造)，可以用于碱性磷酸酶，氨基苯二酰一肼/过氧化物可以用于过氧化物酶以及金刚烷基甲氧苯基-β-D-半乳糖基二氧杂环丁烷(AMPGD)可以用于半乳糖苷酶。在使用了本发明方法的免疫测定中，优选使用采用酶化学发光免疫测定的探测方法，并且特别优选使用碱性磷酸酶作为标记物以及特别优选使用衍生自1，2-二氧杂环丁烷的化学发光底物(例如，Tropix制造的“CDP-STAR”)作为底物。同样，优选使用荧光方法。
下面，以在自动免疫测定仪器包含本发明磁性材料并采用磁性颗粒实施免疫测定的情况为例子更加详细的解释本发明。以采用磁性颗粒进行免疫测定的仪器为例，分步讲解本发明的方法，其中所述仪器配备有作为分配器液体吸入管的管尖，并能够使用连接有多个反应器的自动测量筒等实施简单的测量(参见，例如，JP 3115501B)。
(1)本发明的磁性材料作为用于收集磁性颗粒的磁性材料，被整合于能够采用磁性颗粒实施免疫测定的自动免疫测定仪器之中。
(2)制备含有磁性颗粒的溶液，当目标检测物质是抗原时在该磁性颗粒上带有抗体，当目标检测物是抗体时在该磁性颗粒上带有抗原。
(3)将得自病人的样品溶液、样品稀释溶液、含有磁性颗粒的溶液、用于B/F分离的洗涤溶液、标记的抗体溶液、底物溶液等注入自动测量筒，并且该测量筒安装于所述仪器中。
(4)对其中整合了本发明磁性材料的上述(1)中的仪器进行操作以实施测量，首先将用稀释溶液调节到任意稀释因数的样品溶液和含有磁性颗粒的溶液进行混合以实施第一抗原-抗体反应。
(5)然后，进行B/F分离以去除未反应的物质。首先通过用作为液体吸入管的管尖吸取反应混合物，同时，本发明的磁性材料接触管尖的外壁表面。优选地，其中在磁性材料仍然接触从而在磁力位点的内壁表面充分地将磁性颗粒吸附并保持的情况下，将溶液的吸取和排出重复几次。接下来，在其中磁性颗粒被吸附并保持于管尖的内壁表面的情况下排出溶液，然后吸取并排出装存在独立反应器中的用于B/F分离的洗涤溶液以进行洗涤。
(6)在从管尖外壁表面释放本发明的磁性材料以去除磁力的影响之后，吸取并排出标记的抗体溶液以分散上述(5)中的吸附并保持于管尖内壁表面的磁性颗粒，并且使得该标记的抗体能够特异地结合到检测物质上从而进行第二抗原-抗体反应以产生免疫复合物，标记的抗体溶液例如碱性磷酸酶(ALP)标记的第二抗体溶液。
(7)以上述(5)中相同方式实施第二B/F分离以去除并洗涤未反应的标记的抗体(ALP标记的第二抗体)。
(8)测量包含于上述(6)中产生的免疫复合物中的标记物质的量。当使用ALP作为标记物质时，衍生自1，2-二氧杂环丁烷的化学发光物质(例如，“CDP-STAR”，Tropix制造)和ALP反应并用光电倍增管测量所产生的信号。以测量值为基础，可以得到病人样品中检测物质的量。
4.使用本发明磁性材料的仪器
本发明的磁性材料和利用该磁性材料收集磁性颗粒的方法是非常适合用于测量仪器中的，因为和具有相同尺寸的单磁体磁性材料相比，本发明的磁性材料具有在特定的磁力位点产生强磁力的性质。特别是，本发明的磁性材料可以特别有利地用于需要提供更小但磁力强的磁性材料的仪器，例如其中磁性材料的尺寸(外尺寸)被限制到一定程度的仪器、需要小型化的仪器等。
磁性材料和在其中整合有本发明磁性材料的仪器可以是使用上述磁性颗粒实施各种测量、分析、反应等的任何仪器。在其中，特别优选其中结合有本发明磁性材料的自动免疫测定仪器。本身公知的完全或部分自动的免疫测定仪器或这样的自动免疫测定仪器的结合可用作自动免疫测定仪器。特别优选在该仪器中本发明的磁性材料被安置于分配器的从容器中吸取液体并排出该液体的液体吸入管中使用。
也就是说，本发明提供了一种仪器，该仪器包括带有从容器中吸取液体并排出该液体的液体吸入管的分配器和在液体吸入管中提供的磁性材料，并被配置成以如下方式进行控制，即在由液体吸入管吸入的液体中的磁性颗粒被磁性材料的磁力吸附并保持在液体吸入管的内壁表面上，然后使磁性颗粒不再受磁性材料的磁力影响以从液体吸入管释放并和液体一起排出液体吸入管，并且其中磁性材料包括相互接触沿平行于磁化方向排列的多个磁体，所述多个磁体以相邻磁体的南极和北极交替反向的方式排列。
进一步，提供了上述的仪器，其中该仪器包括带有从容器中吸取液体并排出该液体的液体吸入管的分配器和设置在液体吸入管中的磁性材料，并被配置成以如下方式进行控制，即在由液体吸入管吸入的液体中的磁性颗粒被磁性材料的磁力吸附并保持在液体吸入管的内壁表面上，然后使磁性颗粒不再受磁性材料的磁力影响以从液体吸入管释放并和液体一起排出液体吸入管，并且其中磁性材料在磁性材料的磁极表面具有至少一个磁力峰，且峰磁力是600高斯或更多。
提供有液体吸入管的仪器不是在包含液体的容器上而是在吸取并排出液体的分配器的液体吸入管中进行从含有磁性颗粒的液体中收集磁性颗粒，并且其特征在于利用磁性材料的磁力在短时间基本全部吸附并保持磁性颗粒从而实现测量精确度的显著提高，其中所述磁性材料安置在用作液体吸入管的管尖吸取及排出系统的侧面。当使用一次性管尖等作为液体吸入管时，可以完全防止试剂之间或样品之间的交叉污染，并且仪器可以容易地以各种反应步骤和处理步骤操作各种测试方法，从而使多项目测量可行。此外，本发明的仪器具有划时代的效果，其中使用磁性颗粒的仪器可以做的简单，容易操作，以及多用途并且成本降低。但是，在这样的仪器中，因为磁性材料起作用的位点不是包含液体的容器而是液体吸入管，液体是流体，所以必须在小范围内牢固地捕获磁性颗粒。通过使用本发明的磁性材料，解决了磁力不足问题并且可以达到高回收率，导致测量精度的进一步提高。
根据液体吸入管的孔径、吸附并保持的磁性颗粒的量和尺寸等在液体吸入管中安置至少一个上述的磁性材料。可以设想各种具体的安置实施方案。例如，磁性材料可以沿着液体吸入管中液体的流动方向安置，或以面对面方式将液体吸入管夹在中间，或以放射状安置。
进一步，在本发明中，磁性材料可以安置于上述液体吸入管的外部或直接接触附着于液体吸入管。当磁性材料安置于液体吸入管的外部时，磁性材料由永久磁体组成并且该磁性材料靠近液体吸入管放置，所以在吸入液体吸入管中的液体中的磁性颗粒可以被吸附并保持在液体吸入管的内壁表面。通过从液体吸入管释放磁性材料，可以从液体吸入管释放磁性颗粒并与液体一起排出液体吸入管外。
当管尖用作液体吸入管的时候，在根据以预定的测定为基础的方法处理样品的步骤中，希望管尖只重复用于相同样品。用于相同样品的管尖的数目至少是一个并且可以使用各种测量中反应和处理步骤所需的数目的管尖。当液体吸入管形成于管尖既不附着到也不从其上分离的喷嘴系统的时候，通过吸取和排出操作洗涤液体吸入管中的液体所接触的液体接触部分的内部和外部，直到可以避免交叉污染出现从而实施从液体中分离磁性颗粒、搅拌并洗涤磁性颗粒的程度。
也就是说，在这个仪器中液体和磁性颗粒的分离是通过仅排出液体而磁性颗粒是被磁性材料吸附并保持而实施的。然后，将在其中带有通过磁性材料的磁力吸附并保持在内壁表面上的磁性颗粒的上述管尖插入包含于另一个容器中的液体之中，并且使磁性颗粒不受来自磁性材料磁力的影响，从而重复吸取和排出溶液的操作。当管尖附着到液体吸入管时，搅拌和洗涤可以通过将在内壁表面上吸附并保持有磁性颗粒的上述管尖转移到搅拌/洗涤位置并重复吸取和排出溶液的操作而实施。在这种情况下，搅拌/洗涤可以在将磁性颗粒吸附并保持于管尖内壁表面的时候实施或者在其中没有来自磁性材料的磁力的影响的情况下通过吸取/排出液体至少一次实施。
在上述的仪器中，优选使用以具有多个容器位置(孔)(参见，例如，WO 01/84152)而形成的自动测量筒。通过提前分配反应所需的样品、试剂等并封装它们，以及通过以磁性材料的磁力吸附并保持于液体吸入管内壁表面的磁性颗粒可被原样不变地转移到下一个孔的方式配置所述筒，可以快速并容易地进行测量从而导致减少污染和误差的发生。在这种情况下，每一个要分配的溶液可以以如上述的试剂等相同的方式提前分配在筒的孔中，或者可以由独立安置在仪器中的瓶等提供。进一步，在直接确定样品量以后，样品可以从例如样品的原始容器分配。可以根据样品、试剂、溶液等的数目确定模块中必需的孔的数目。所述的孔可以以微量滴定板的形式排列成单行或多行。通过形成这种形式的孔，可以同时测量多个项目并且可以进行多样品测量。
进一步，通过使用信息管理技术如条形码或IC卡，这样的自动测量仪器可以使测量以及测量结果的管理、分析等更加快速和容易。例如，在自动测量模块中提供有条形码并具有自动识别条形码功能的仪器中，可自动识别从其获取样品的病人的数据以及测量项目等并且不用重新输入/设定测量条件如反应温度、光度条件等即可实施测量。以由条形码读取的数据为基础，有效分组及管理所得到的测量结果。通过与其中提前输入了用于判断每个测量项目的校正曲线和参考值的IC卡结合使用，可以分析并判断所分组的/管理的测量结果。
本发明的上述仪器包括和单磁体磁性材料相比具有更小的尺寸和更强的磁力的磁性材料，所以仪器可以小型化并减少重量以及稳定地实施免疫测定并具有高准确度。这样的小型自动免疫测定仪器特别优选用于高度要求紧急检测以及检测可由医生和护士容易地实施的领域，例如现场检测(POCT)。
实施例
下面，用实施例说明本发明。但是，不应认为本发明限于这些实施例。
实施例1.制造本发明的磁性材料
使用可商购的磁体(Magna Co.，Ltd制造)，制造了单磁体-磁性材料以及具有以相邻磁体的南极和北极交替反向的方式沿平行于磁化方向相互接触排列的多个磁体的本发明的磁性材料。
提供了单磁体磁性材料，“磁性材料A”，其由具有尺寸为纵向长度15mm×横向长度14mm×宽度4mm(图1A)的单个磁体组成。
然后，制造了“磁性材料B”，其由两个分别具有尺寸为纵向长度7.5mm×横向长度14mm×宽度4mm的磁体以相邻磁体的南极和北极交替反向的方式沿平行于磁化方向相互接触结合而组成(图.1B：纵向长度15mm×横向长度14mm×宽度4mm)，“磁性材料C”，其由三个分别具有尺寸为纵向长度5mm×横向长度14mm×宽度4mm的磁体以相邻磁体的南极和北极交替反向的方式沿平行于磁化方向相互接触结合而组成(图.1C：纵向长度15mm×横向长度14mm×宽度4mm)。进一步，制造了“磁性材料D”，其由五个分别具有尺寸为纵向长度3mm×横向长度14mm×宽度4mm的磁体以相邻磁体的南极和北极交替反向的方式沿平行于磁化方向相互接触结合而组成(图.1D：纵向长度15mm×横向长度14mm×宽度4mm)。通过磁体之间的保持力或使用粘合剂使磁体互相结合。
实施例2.使用本发明磁性材料进行磁性颗粒的回收率测试
使用实施例1中制备的磁性材料，如下进行磁性颗粒回收率测试。
(1)所用设备和试剂等
测试中，使用Precision System Science Corporation制造的核酸提取仪器SX-6G。该仪器设计为使用磁性颗粒实施核酸提取并且在其中整合了用于B/F分离步骤的磁性材料。用实施例1中制备的每一个磁性材料代替原磁性材料并进行磁性颗粒回收率的测试。图2展示的是其中磁性材料(1)和管尖(2)安装于仪器中的状态。
安装于仪器中用于实施吸取/排出的管尖是一次性管尖(2)，其由聚丙烯制成，内径约2.25mm，在磁性颗粒(3)被收集的位点(磁力位点)的壁厚约为0.75mm。使用在其上连接有八个容器的自动测量模块作为自动测量模块。
所用的含有磁性颗粒的溶液是三类含有磁性颗粒的可商购的溶液，即，含有在其上带有HTLV-1抗原的磁性颗粒的溶液(在下文中，也称为“HTLV-1磁性颗粒试剂”：Lumipulse HTLV-1，FUJIREBIO制造)，含有在其上带有TP-N抗原的磁性颗粒的溶液(在下文中，也可以称为“TP-N磁性颗粒试剂”：Lumipulse II TP-N，FUJIREBIO制造)，以及含有在其上不带抗原的磁性颗粒的溶液(RP-M1：Rohne Poulenc制造)。可商购的B/F洗涤溶液(Lumipulse洗涤溶液，LOT NO.JJ2080，FUJIREBIO制造)用作B/F分离的洗涤溶液。
通过吸光度评价磁性颗粒的回收。使用Multiskan MS分光光度计(Labsystem Corporation制造)实施溶液吸光度的测量。
(2)测量方法
i)按如下所示将溶液装入自动测量模块(图3)中：
容器1：B/F洗涤溶液(100μl)
容器2：含有磁性颗粒的溶液(150μl)
容器3：B/F洗涤溶液(500μl)
容器4：B/F洗涤溶液(500μl)
容器5：B/F洗涤溶液(500μl)
容器6：B/F洗涤溶液(500μl)
容器7：B/F洗涤溶液(500μl)
容器8：B/F洗涤溶液(200μl)
ii)将在上述i)中装有溶液的模块放置到SX-6G中，根据下面的步骤1-27进行实验。
(步骤1)从容器1吸取100μl样品溶液并将该样品溶液排入容器2中。
(步骤2)通过在容器2中吸取和排出溶液搅拌并混合该溶液。
(步骤3)在容器2中进行B/F分离。
(步骤4)将管尖移到容器3，其中磁性颗粒被收集在管尖中。
(步骤5)在容器3中将磁性材料从管尖移开。
(步骤6)在容器3中通过吸取和排放搅拌该溶液使磁性颗粒分散。
(步骤7)在容器3中进行B/F分离。
(步骤8)将管尖移到容器4，其中磁性颗粒被收集在管尖中。
(步骤9)在容器4中将磁性材料从管尖移开。
(步骤10)在容器4中通过吸取和排放搅拌该溶液使磁性颗粒分散。
(步骤11)在容器4中进行B/F分离。
(步骤12)将管尖移到容器5，其中磁性颗粒被收集在管尖中。
(步骤13)在容器5中将磁性材料从管尖移开。
(步骤14)在容器5中通过吸取和排放搅拌该溶液使磁性颗粒分散。
(步骤15)在容器5中进行B/F分离。
(步骤16)将管尖移到容器6，其中磁性颗粒被收集在管尖中。
(步骤17)在容器6中将磁性材料从管尖移开。
(步骤18)在容器6中通过吸取和排放搅拌该溶液使磁性颗粒分散。
(步骤19)在容器6中进行B/F分离。
(步骤20)将管尖移到容器7，其中磁性颗粒被收集在管尖中。
(步骤21)在容器7中将磁性材料从管尖移开。
(步骤22)在容器7中通过吸取和排放搅拌该溶液使磁性颗粒分散。
(步骤23)在容器7中进行B/F分离。
(步骤24)将管尖移到容器8，其中磁性颗粒被收集在管尖中。
(步骤25)在容器8中将磁性材料从管尖移开。
(步骤26)在容器8中通过吸取和排放搅拌该溶液使磁性颗粒分散。
(步骤27)使用分光光度计测量分散于容器8中的溶液。
在上述步骤中，“将磁性颗粒从管尖移开”是指释放与管尖接触的磁性材料以消除施加在上面的磁力的影响，从而将吸附并保持在管尖内表面上的磁性颗粒排放进容器中。
在上述的步骤中，“B/F分离”包括五个步骤：
a)给管尖设置磁性材料(使磁性材料和管尖接触)
b)B/F吸取1：吸取溶液通过磁力位点：流量A[μl/秒]，
c)B/F排放1：排放溶液通过磁力位点：流量B[μl/秒]，
d)B/F吸取2：吸取溶液通过磁力位点：流量C[μl/秒]，和
e)B/F排放2：排放溶液通过磁力位点：流量D[μl/秒]。
也就是说，在其中磁性材料接触管尖的状态下(在其中磁性颗粒被吸附并保持在管尖内壁表面上的状态下)吸取并排放溶液两次。流量和吸取/排放持续的时间根据进行B/F分离的总时间(其中磁性颗粒被吸附并保持的时间(收集时间))进行设定，设定如下：
<在收集时间为80秒的情况下>
B/F吸取1：流量A＝32μl/秒，持续时间＝20秒
B/F排放1：流量B＝32μl/秒，持续时间＝20秒
B/F吸取2：流量C＝32μl/秒，持续时间＝20秒
B/F排放2：流量D＝32μl/秒，持续时间＝20秒
<在收集时间为160秒的情况下>
B/F吸取1：流量A＝16μl/秒，持续时间＝40秒
B/F排放1：流量B＝16μl/秒，持续时间＝40秒
B/F吸取2：流量C＝16μl/秒，持续时间＝40秒
B/F排放2：流量D＝16μl/秒，持续时间＝40秒
<在收集时间为240秒的情况下>
B/F吸取1：流量A＝10.7μl/秒，持续时间＝60秒
B/F排放1：流量B＝10.7μl/秒，持续时间＝60秒
B/F吸取2：流量C＝10.7μl/秒，持续时间＝60秒
B/F排放2：流量D＝10.7μl/秒，持续时间＝60秒
iii)对HTLV-1磁性颗粒试剂，使用磁性材料A和B并设定其中磁性颗粒被吸附并保持80秒、160秒和240秒的三类时间(收集时间)进行实验。对TP-N磁性颗粒试剂，使用磁性材料A、B和C并分别设定80秒、160秒和240秒的三种收集时间进行测量。对在其上不带有抗原的磁性颗粒(RP-M1：Rohne Poulenc制造)，使用磁性材料A、B和D并分别设定80秒、160秒和240秒的三种收集时间进行测量。
在490nm的测量波长进行吸光度的测量。
(3)分析和结果
使用上述(2)中得到的测量值，根据下式得到磁性颗粒的回收率。
磁性颗粒回收率(％)＝((B-b)/(A-a))×(200/150)×100
在上式中，“A”是在测量前提前得到的含有磁性颗粒的溶液的吸光度，“a”是在测量前提前得到的分散剂的吸光度，“B”是作为测量结果得到的含有磁性颗粒的溶液的吸光度，“b”是作为磁性颗粒在容器8中的分散剂的B/F洗涤溶液的吸光度。关于a值，使用如下获得的吸光度值：通过单独分离两类上述(2)中描述的含有磁性颗粒的溶液，离心上述溶液并只回收作为上清液的分散剂，并测量该上清液。“(200/150)”是体积校正。也就是说，第一次包含磁性颗粒的溶液的量是150μl(容器2)，从该溶液通过磁力回收磁性颗粒，最后磁性颗粒分散于200μl溶液中(容器8)并测量吸光度。从这里，所得到的吸光度要乘上液体量的比例200/150以校正液体的量，从而得到回收率。
使用HTLV-1磁性颗粒试剂的测量结果列于表1中而以图的形式表示的结果示于图4中。使用TP-N磁性颗粒试剂的测量结果列于表2中而以图的形式表示的结果示于图5中。使用在其上不带有抗原的磁性颗粒(RP-M1：Rohne Poulenc制造)的测重结果列于表3中而以图的形式表示的结果示于图6中。
表1
Figure A200810166186D00261
表2
表3
Figure A200810166186D00263
使用HTLV-1磁性颗粒试剂和TP-N磁性颗粒试剂的实验结果表明使用两者之中的任何一种磁性颗粒，相对于由单磁体组成的磁性材料A，层叠的磁性材料B和C能更加有效地收集磁性颗粒。当收集时间延长，可得到更高的回收率并且在240秒可达到90％或更高的高回收率。
另一方面，使用在其上不带有抗原的磁性颗粒的实验表明由5个层叠磁体组成的磁性材料D展示出降低的磁性颗粒收集效率，低于磁性材料A和B。
实施例3.使用本发明磁性材料的免疫测定
使用上述实施例1制造的磁性材料，进行了使用磁性颗粒的免疫测定并对所得的结果进行了分析。
(1)所用的设备和试剂等
使用的仪器、磁性材料、管尖和模块和上述实施例2中所用的相同。实施例1中制造的磁性材料A和C用作磁性材料。
使用在其上带有HBs抗体的磁性颗粒(在下文中，也称为“HBs-Ag磁性颗粒试剂”，Lumipulse II HBs-Ag，Lot No.NC3022，FUJIREBIO制造)测量含有HBs抗原的样品(Lot No.NW3011，FUJIREBIO制造，两种不同浓度)。同样，使用在其上带有HIV抗原的磁性颗粒(在下文中，也称为“HIV磁性颗粒试剂”，Lumipulse ortho HIV-1/2，LotNo.CD2104，FUJIREBIO制造)测量含有HIV抗体的样品(LotNo.CD0085，FUJIREBIO制造)。
(2)测量方法
i)按如下所示将溶液装入自动测量模块(图3)中：
容器1：样品溶液(100μl)
容器2：含有磁性颗粒的溶液(150μl)
容器3：B/F洗涤溶液(500μl)
容器4：B/F洗涤溶液(500μl)
容器5：标记的第二抗体溶液(ALP)(250μl)
容器6：B/F洗涤溶液(500μl)
容器7：B/F洗涤溶液(500μl)
容器8：发光底物溶液(200μl)
ii)将在上述i)中装有溶液的模块放置到SX-6G中，根据下面的步骤1-27进行测量。每个样品测量三次。
(步骤1)从容器1吸取100μl样品溶液并将该样品溶液排入容器2中。
(步骤2)在容器2中通过吸取和排出搅拌溶液并混合样品溶液和含有磁性颗粒的溶液以进行第一抗原-抗体反应。
(步骤3)在容器2中进行B/F分离。
(步骤4)将管尖移到容器3，其中磁性颗粒被收集在管尖中。
(步骤5)在容器3中将磁性材料从管尖移开。
(步骤6)在容器3中通过溶液的吸取/排放搅拌该溶液使磁性颗粒分散。
(步骤7)在容器3中进行B/F分离。
(步骤8)将管尖移到容器4，其中磁性颗粒被收集在管尖中。
(步骤9)在容器4中将磁性材料从管尖移开。
(步骤10)在容器4中通过吸取和排放搅拌该溶液以使磁性颗粒分散。
(步骤11)在容器4中进行B/F分离。
(步骤12)将管尖移到容器5，其中磁性颗粒被收集在管尖中。
(步骤13)在容器5中将磁性材料从管尖移开。
(步骤14)在容器5中，吸取并排放标记的第二抗体溶液以分散磁性材料，使其处于这种状态：其中磁性颗粒被吸附并保持在管尖内壁表面上，从而磁性颗粒特异性结合检测物质以进行第二抗原-抗体反应以产生免疫复合物。
(步骤15)在容器5中进行B/F分离。
(步骤16)将管尖移到容器6，其中磁性颗粒被收集在管尖中。
(步骤17)在容器6中将磁性材料从管尖移开。
(步骤18)在容器6中通过吸取和排放搅拌该溶液使磁性颗粒分散。
(步骤19)在容器6中进行B/F分离。
(步骤20)将管尖移到容器7，其中磁性颗粒被收集在管尖中。
(步骤21)在容器7中将磁性材料从管尖移开。
(步骤22)在容器7中通过吸取和排放搅拌该溶液使磁性颗粒分散。
(步骤23)在容器7中进行B/F分离。
(步骤24)将管尖移到容器8，其中磁性颗粒被收集在管尖中。
(步骤25)在容器8中将磁性材料从管尖移开。
(步骤26)在容器8中通过吸取和排放发光底物溶液搅拌该溶液使磁性材料分散。
(步骤27)在ALP上反应CDP-STAR(Tropix制造)，所述ALP包含在(步骤14)产生的免疫复合物中，并用光电倍增管测量所产生的信号。
(3)分析和结果
从在上述(2)中得到的三次测量值(发光计数(cps))，可以得到平均值(Avg)、标准差(SD)和变差系数(cv)。
使用HBs-Ag磁性颗粒试剂的测量结果列于表4中，使用HIV磁性颗粒试剂的测量结果列于表5中。
表4
Figure A200810166186D00291
表5
Figure A200810166186D00292
分析结果表明在使用两种磁性颗粒的任一种的免疫测定中，使用本发明的磁性材料C能使测量相对于使用单磁体-磁性材料A更加稳定并表现出高再现性。
实施例4.本发明磁性材料磁极表面上的磁力分布分析
在实施例1-3中，具有多个层叠磁体的本发明的磁性材料的效果得到了证实。所以，对上述实施例1中制造的磁性材料A、B、C和D进行了更加详细的磁力分析。
使用手持式高斯计(型号4048：F.W.BELL制造)和测量探针(T-4048-001型：F.W.BELL制造)测量了每个磁性材料的磁力。首先，如图7所示，探针(4)的测量部分垂直放置于距离磁性材料(5)的磁极表面1mm的位置上，磁性材料(5)是要测量的目标。通过将测量探针以每次2.5mm的距离从磁极表面的一端移动到另一端的方式，测量了磁性材料A、B和C在各个点处的磁力。通过将测量探针以每次1.5mm的距离从磁极表面的一端移动到另一端的方式，测量了磁性材料D在各个点处的磁力。
测量结果示于表6和图8中。
表6  磁力(静磁场：高斯)
 
在磁极表面的位置[mm] A B C D
0 1027 661 683 255
1.5 113
2.5 532 233 223
3 566
4.5 196
5 184 522 1371
6 320
7.5 2.8 1679 34.4 6.3
9 272
10 154 523 1350
10.5 225
12 542
12.5 561 219 290
13.5 98
15 1042 686 635 266
作为测量结果，如图8所示，各个磁性材料磁极表面连续测量的磁力的图示表明磁性材料具有它们自己的磁力峰以及峰的个数。在单磁体磁性材料A中，只在磁性材料端部观测到强磁力。另一方面，具有层叠的两个磁体的磁性材料B除了在磁性材料两个端部的峰以外在磁体的一个层叠部分具有存在于磁性材料磁极表面的磁力峰，并测量到1000高斯或以上的强磁力。具有层叠的三个磁体的磁性材料C除了在磁性材料两个端部的峰以外在磁体的两个层叠部分具有存在于磁性材料磁极表面的磁力峰，并测量到1000高斯或以上的强磁力。但是，具有层叠的五个磁体的磁性材料D除了在磁性材料两个端部的两个峰以外在磁体的四个层叠部分具有存在于磁性材料中央的磁力峰，但每个峰都是600高斯或更低的磁力所以没有表现出清晰的峰形。
这些结果证明本发明的磁性材料具有不仅在磁性材料的端部而且也在磁体的层叠部分展现强磁力的性质。从磁性材料D中缺少超过600高斯的强磁力峰以及这些小而且峰形不清晰的峰，可以想到当磁性材料具有纵向长度15mm×横向长度14mm×宽度4mm级别的外部尺寸时，使用五个或更多的磁体会导致不充足的磁力。以这些测量结果作为指导进行考虑可以确定本发明的磁性材料的尺寸以具有最佳构型。这些结果和实施例2和3得到的结果相符。也就是说，本发明的磁性材料B和C除了在磁性材料端部的峰以外在磁极表面具有至少一个磁力峰，并且该磁力峰的磁力高达1000高斯或更高。这表明磁性材料B和C，相对于是单磁体磁性材料的磁性材料A，具有更有效的收集磁性颗粒的能力。
另一方面，磁性材料D在磁极表面具有磁力峰，但是该峰的磁力是600高斯或更少，而这是不够的。当使用磁性材料D时，与磁性材料A相比，磁性颗粒的回收率下降了。
实施例1至4得到的结果证实了本发明的磁性材料的两个主要特征，(1)不仅在磁性材料的端部而且在磁体的层叠部分也可以产生强磁力，和(2)磁力线在靠近磁极表面的位置累积并且该磁力可以有效的施加到用作液体吸入管的管尖等的上面。所以，该磁性材料对收集磁性颗粒特别有用。
工业应用性
通过使用本发明的磁性材料和本发明的收集磁性颗粒的方法，可以以非常高的精确度、稳定和高速度进行磁性颗粒的收集。这使得在即使需要进行多次B/F分离的免疫测定等中也可能进行高精确度的测量。同样，本发明使得磁性材料能够小型化，所以仪器可以减小尺寸。

Claims (4)

1.用于对存在于样品中的待检测物质进行免疫测定的方法，该方法包括：
(a)第一反应步骤，即向样品中加入磁性颗粒，磁性颗粒上带有能特异性结合样品中包含的待检测物质的第一物质，以引发反应，
(b)第一分离步骤，即从反应体系中分离在第一反应步骤中形成的第一反应产物，
(c)第二反应步骤，即加入能特异性结合所分离的第一反应产物的第二物质，以引发反应从而在反应体系中形成第二反应产物，
(d)第二分离步骤，即从反应体系中分离在第二反应步骤中形成的第二反应产物，和
(e)测量步骤，即测量所分离的第二反应产物的量，
其中，通过使用用于收集磁性颗粒的磁性材料实施第一和第二反应产物从反应体系中的分离，所述磁性材料包括相互接触沿平行于磁化方向排列的多个磁体，所述多个磁体以相邻磁体的南极和北极交替反向的方式排列，其中所述磁性材料在磁极表面具有至少一个635高斯或更高的磁力峰。
2.根据权利要求1所述的方法，其中通过化学发光法或荧光法实施第二反应产物量的测量。
3、用于对存在于样品中的待检测物质进行免疫测定的仪器，其包含：
(a)向样品中加入其上带有能特异性结合样品中包含的待检测物质的第一物质的磁性颗粒，以引发反应的装置，
(b)从反应体系中分离在第一反应步骤中形成的第一反应产物的装置，
(c)加入能特异性结合所分离的第一反应产物的第二物质，以引发反应从而在反应体系中形成第二反应产物的装置，
(d)从反应体系中分离在第二反应步骤中形成的第二反应产物的装置，和
(e)测量所分离的第二反应产物的量的装置，
其中，通过使用用于收集磁性颗粒的磁性材料实施第一和第二反应产物从反应体系中的分离，所述磁性材料包括相互接触沿平行于磁化方向排列的多个磁体，所述多个磁体以相邻磁体的南极和北极交替反向的方式排列，其中所述磁性材料在磁极表面具有至少一个635高斯或更高的磁力峰。
4、根据权利要求3所述的仪器，其中通过化学发光法或荧光法实施第二反应产物量的测量。
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