CN104303057B - 用于在失重中进行免疫测定的方法 - Google Patents

用于在失重中进行免疫测定的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104303057B
CN104303057B CN201380012324.0A CN201380012324A CN104303057B CN 104303057 B CN104303057 B CN 104303057B CN 201380012324 A CN201380012324 A CN 201380012324A CN 104303057 B CN104303057 B CN 104303057B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sample volume
permanent magnet
magnetic carrier
magnetic
immunoassays
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201380012324.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104303057A (zh
Inventor
P.柯恩
H.巴克斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Defence and Space GmbH
Original Assignee
Airbus DS GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Airbus DS GmbH filed Critical Airbus DS GmbH
Publication of CN104303057A publication Critical patent/CN104303057A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104303057B publication Critical patent/CN104303057B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54313Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being characterised by its particulate form
    • G01N33/54326Magnetic particles
    • G01N33/54333Modification of conditions of immunological binding reaction, e.g. use of more than one type of particle, use of chemical agents to improve binding, choice of incubation time or application of magnetic field during binding reaction
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/10Integrating sample preparation and analysis in single entity, e.g. lab-on-a-chip concept
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2446/00Magnetic particle immunoreagent carriers
    • G01N2446/10Magnetic particle immunoreagent carriers the magnetic material being used to coat a pre-existing polymer particle but not being present in the particle core
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/25Chemistry: analytical and immunological testing including sample preparation

Abstract

本发明涉及一种控制地移动在样本体积(1)中的磁性载体(2)以在失重或减小的重力中执行免疫测定的方法,其中在样本体积(1)内的磁性载体(2)借助于可关于样本体积(1)的至少一个空间轴(x,y,z)推移地布置的永磁体(3a,3b)移动。

Description

用于在失重中进行免疫测定的方法
本发明涉及根据专利权利要求1的特征的用于控制地移动在样本体积中的磁性载体以执行免疫测定的方法。
在生物化学分析法中广泛流行免疫测定的使用。这个方法允许选择性定量或定性地确定在大多复杂的生物基质中例如血液、血浆、血清、尿、唾液、眼泪、汗、培养媒介,细胞提取物、细胞悬浮等等)的单个(单用)或多个(复用)分析参数,该生物基质可以包含多种物质。
免疫测定的一般原理为,寻找的分析化学(Analyt)选择性在特定基于蛋白质的捕获抗体上或在特定DNA,RNA或基于其的功能子群或切片上(捕获抗体=cAB)结合并且通过检测抗体(检测抗体=dAB)标记。cAB大多位于固定载体上(固定相位(Phase),固体相位)。
在标准文献中概念“免疫测定”的术语不统一。此外对于概念“免疫测定不但理解用于经典免疫测定,而且通过使用发酵酶用于ELISA(ELISA=酶联免疫吸附测定):
a)在经典免疫测定的情况下dAB承载着色剂或荧光体,其光谱测量或荧光测量(fluorimetrisch)地探测。
b)其他免疫测定变体方案为ELISA(ELISA=酶联免疫吸附测定)。这使用在dAB上结合的发酵酶作为功能标签元素。ELISA从1980年开始替代RIA(无线电免疫测定),RIA使用放射性同位素作为标签。通过dAB结合到分析化学抗体复合物的发酵酶将添加的发酵酶特定的衬底转变成可探测的物质,其可以光谱光度测量或荧光测量地或借助于其他物理效果,例如化学发光在溶液中探测。
在陆地使用中不同溶液/物质顺序添加。自由的未结合的物质/反应物通过冲洗步骤分离。形成的复合物由于其结合到固定相位而在反应容器中留下,然后可以在反应容器中检查到该复合物。
特定形式的固定相位是移动载体。因此该载体涉及所谓的珠(直径:nm-mm,然而大多为几个μm),在珠的表面上结合cAB分子。在冲洗步骤后这个载体借助于离心分离或在磁性载体的情况下,借助于更强磁性从突起(überstand)或剩余溶液分离。在免疫测定的整个反应结束之后,标记的载体在陆地应用中在流量测量仪(Durchflusszytometer),用于多孔板(Multiwellplatten)的读取装置或阵列读取器中读取。这可以作为集成的测量值或借助于对于每个单个载体或每个阵列点的图像处理实现。
所描述的步骤适合用于作为三明治测定,作为竞赛测定或还以ELISA的形式的免疫测定。
免疫测定还应当在太空飞行的情况下在减小的重力下,直至失重(μg)下供使用。这意味着,物质传输或物质分离因为减小或缺乏重力变慢或甚至阻碍。在样本准备期间共反应物在地面上在特定机械混合器(例如轨道混合器或轨道搅拌器)中运动。对于观察沉淀借助于重力实现。
用磁性载体的免疫测定对于在地面上的应用在1μg下广泛传播。然而至今磁性载体主要用于在冲洗步骤中的分离。用于细胞聚集或分离的免疫测定的大陆过程控制对于太空应用不合适。
本发明的任务在于,提供一种方法,用该方法实现在失重或减小的重力下用磁性载体的免疫测定的执行。
这个任务通过根据有效权利要求1所述的特征的方法来解决。本发明的有利的扩展方案是从属权利要求的主题。
根据本发明为了控制移动在样本体积中的磁性载体以在失重下执行免疫测定,样本体积内的磁性载体借助于可关于样本体积的至少一个空间轴推移地布置的永磁体移动并且为混合磁性载体,在空间轴上布置的永磁体同相移动。
磁性载体的使用例如作为固定相位通过例如连续从不同方向起作用的外部磁场实现共反应物的活动的,控制的,对流的混合。此外改善物质传输并且提高反应速度。另一优点在于,过程控制在失重中可重现。
最后对于检测的目的的磁性载体的平面定位可通过在预定时间点有目标地激活、定向的磁场实现(例如在显微镜的焦点中)。
此外可能的是,在确定区域中,例如在流体变化或冲洗过程期间通过有目标地激活、定向的磁场集中或抓住磁性载体。
附加地用cAB盖上的磁性载体还可以用于特定细胞类型或隔板接受器上的结合,并且这在具有减小的重力的太空实验的情况下分离或聚集或通过检测的机械推移提供。
缺乏或减小重力在在太空中使用免疫测定的情况下通过前后一致地使用磁性载体来弥补。磁性载体根据过程步骤通过外部,控制的激活的磁场来影响。
为混合样本体积中的磁性载体有利地永磁体关于样本体积在直径上相对布置。
为在样本体积内的平面上定位磁性载体,有利地永磁体位于与平面垂直的空间轴上,其中永磁体关于平面在直径上与要定位的磁性载体相对放置,在第一步骤中在样本体积的方向上移动并且在第二步骤中与样本体积分离。
此外根据附图更详细解释本发明以及本发明的其他有利扩展方案。其示出:
图1是第一应用中用于执行根据本发明的方法的示例性示意布置,
图2是用于根据第二应用的执行根据本发明的方法的示例性示意布置。
图3是永磁体的示例性实施。
图1示出用于混合样本体积1内的磁性载体2的示例性示意布置。在样本体积1之外永磁体3a,3b布置在样本体积1的空间轴x,y,z上。为清晰表示而在图1中在空间轴x上示出仅2个永磁体3。当然在其他空间轴y,z上可以布置更多永磁体3a,3b。
两个永磁体3a,3b关于样本体积1在直径上相对布置,即在两个永磁体3a,3b之间的区域C中可引入样本体积1。每个永磁体3a,3b已知地由北极N和南极S组成。两个永磁体3a,3b适宜如此布置,使得北极和南极位置分别相对。
图1示出具有在第一位置A中的样本体积1的布置,其中样本体积1位于两个永磁体3a,3b之间的区域B外部。样本体积1可以对应于箭头方向BV推移到位置B中,使得样本体积1位于在区域C中。当然还可能的是,相应地推移两个永磁体3a,3b。
为混合样本体积1中的磁性载体2,样本体积1导入到位置B。接着两个永磁体3a,3b同相对应于箭头方向BM来回移动。磁性载体2在样本体积1中现在交替地对应于邻近的磁场对齐并且相应地移动。通过两个永磁体3a,3b的同相来回移动导致样本体积1中磁性载体2的混匀。
通过空间轴y,z上其他永磁体的相应的布置和移动可以改善混匀。
图2示出用于样本体积1内磁性载体2的定位的示例性示意布置。该表示示出对应图1的位置B中的样本体积。为在平面5上定位磁性载体2,使用在与定位平面5垂直的轴x上布置的另外称为定位永磁体的永磁体3a。关于定位平面与要定位的磁性载体2在直径上相对放置的这个永磁体3a可以对应于箭头方向BM1,BM2推移。
其他关于样本体积1在空间轴x上与定位永磁体3a在直径上布置的永磁体3b推移到停放位置P并且借助于屏蔽设备4保护,使得永磁体3b的磁场可以不影响样本体积1中的磁性载体2。
为定位样本体积1中的磁性载体2,定位永磁体3a在平面5的方向BM1上推移。由此磁性载体2在平面5的方向上对齐并且移动。接着定位永磁体3a在方向BM2上推移并且推移到对应的停放位置P(未示出)。
在太空应用的情况下磁性载体停留在这个位置直到检测结束,这是因为由于减小的重力没有发生样本体积中的沉积或热对流。
图3示例性示出永磁体的实施。有利地永磁体作为基质实施。永磁体3a包括多个永磁体30a,该多个永磁体适宜作为基质布置,其中永磁体30a交替地布置。

Claims (7)

1.一种控制地移动样本体积(1)中的磁性载体(2)以在失重或减小的重力中执行免疫测定的方法,其中由于减少的重力,没有发生所述样本体积中的沉积或热对流并且其中所述样本体积(1)内的磁性载体(2)借助于可关于所述样本体积(1)的至少一个空间轴(x,y,z)推移地布置的永磁体(3a,3b)移动,
其特征在于,
通过使用所述磁性载体(2)通过外部磁场影响共反应物的活动的,控制的和对流的混合,
其中所述磁性载体(2)在流体变化或冲洗过程期间通过有目标地激活、定向的磁场集中或抓住以及
其中对于检测目的所述磁性载体(2)通过有目标地激活、定向的磁场定位在平面中。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,对于显微镜焦点中的检测目的所述磁性载体(2)通过有目标地激活、定向的磁场定位在平面中。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述永磁体(3a,3b)关于样本体积(1)在直径上相对布置。
4.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于为混合所述磁性载体,在空间轴(x,y,z)上布置的永磁体(3a,3b)同相移动。
5.如权利要求1-3中任意一项所述的方法,其特征在于,
为在所述样本体积(1)内的平面(5)上定位磁性载体,在与平面(5)垂直的空间轴(x,y,z)上的永磁体(3a,3b)在第一步骤中向样本体积(1)的方向(BM1)移动并且在第二步骤中向远离样本体积(1)的方向移动(BM2),其中所述永磁体(3a,3b)关于平面(5)在直径上与要定位的磁性载体(2)相对放置。
6.如权利要求1-3中任意一项所述的方法,其特征在于,
所述永磁体(3a,3b)在在方法步骤中未使用的情况下带到屏蔽的停放位置(P)中。
7.如权利要求1-3中任意一项所述的方法,其特征在于,
所述永磁体(3a,3b)分别以阵列的方式布置。
CN201380012324.0A 2012-03-03 2013-02-15 用于在失重中进行免疫测定的方法 Expired - Fee Related CN104303057B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12001451.9A EP2634579B1 (de) 2012-03-03 2012-03-03 Verfahren zur Durchführung von Immuno-Assays in Schwerelosigkeit
EP12001451.9 2012-03-03
PCT/EP2013/053072 WO2013131733A1 (de) 2012-03-03 2013-02-15 Verfahren zur durchführung von immuno-assays in schwerelosigkeit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104303057A CN104303057A (zh) 2015-01-21
CN104303057B true CN104303057B (zh) 2016-03-09

Family

ID=47877994

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380012324.0A Expired - Fee Related CN104303057B (zh) 2012-03-03 2013-02-15 用于在失重中进行免疫测定的方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9933340B2 (zh)
EP (1) EP2634579B1 (zh)
JP (1) JP6187828B2 (zh)
CN (1) CN104303057B (zh)
CA (1) CA2866087C (zh)
WO (1) WO2013131733A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012107651A1 (de) * 2012-08-21 2014-02-27 Astrium Gmbh Verfahren zur Durchführung einer biochemischen Analyse, insbesondere im Weltraum
US10337967B2 (en) * 2016-01-08 2019-07-02 Salus Discovery Llc Magnetic base for collection and release of paramagnetic particles
WO2018178906A1 (en) * 2017-03-28 2018-10-04 Marvell World Trade Ltd. Flexible processor of a port extender device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5173262A (en) * 1987-07-17 1992-12-22 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Rotor assembly and method for automatically processing liquids
US5206159A (en) * 1984-11-01 1993-04-27 Miles Inc., As Legal Successor By Merger With Technicon Instruments Corp. Polymer particles containing colloidal iron oxide granules for use as a magnetically responsive reagent carrier
CN1580763A (zh) * 2003-08-01 2005-02-16 中国科学院金属研究所 一种模拟微重力实验用透明落管
CN101545902A (zh) * 2008-03-24 2009-09-30 江苏省肿瘤医院 自动化进样分辨的化学发光多组分免疫检测系统及分析方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL100866A (en) * 1991-02-06 1995-10-31 Igen Inc Luminescence test method and device based on magnetic tiny particles, containing many magnets
US5627041A (en) * 1994-09-02 1997-05-06 Biometric Imaging, Inc. Disposable cartridge for an assay of a biological sample
US6884357B2 (en) 1995-02-21 2005-04-26 Iqbal Waheed Siddiqi Apparatus and method for processing magnetic particles
JP3839136B2 (ja) * 1997-07-02 2006-11-01 独立行政法人科学技術振興機構 微生物固定化磁性担体、その製造方法及び廃水処理方法
DE10156790A1 (de) * 2001-11-19 2003-06-18 Chemagen Biopolymer Technologi Vorrichtung und Verfahren zum Behandeln von Magnetpartikeln
CN101398428B (zh) * 2002-11-07 2012-09-05 三菱化学美迪恩斯株式会社 用于收集磁性颗粒的磁性材料及其应用
US20050250141A1 (en) * 2004-03-30 2005-11-10 Lambert James L Diagnostic assays including multiplexed lateral flow immunoassays with quantum dots
JP2006112824A (ja) * 2004-10-12 2006-04-27 Terametsukusu Kk 自動免疫分析装置におけるb/f分離方法
TWI269038B (en) * 2005-06-21 2006-12-21 Ind Tech Res Inst Analytic method and device by utilizing magnetic materials
US20110050215A1 (en) * 2006-12-12 2011-03-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. System for applying magnetic forces to a biosensor surface by mechanically moving at least one magnet
WO2010017381A2 (en) * 2008-08-07 2010-02-11 The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate Methods for the diagnosis of varicella zoster virus infection

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5206159A (en) * 1984-11-01 1993-04-27 Miles Inc., As Legal Successor By Merger With Technicon Instruments Corp. Polymer particles containing colloidal iron oxide granules for use as a magnetically responsive reagent carrier
US5173262A (en) * 1987-07-17 1992-12-22 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Rotor assembly and method for automatically processing liquids
CN1580763A (zh) * 2003-08-01 2005-02-16 中国科学院金属研究所 一种模拟微重力实验用透明落管
CN101545902A (zh) * 2008-03-24 2009-09-30 江苏省肿瘤医院 自动化进样分辨的化学发光多组分免疫检测系统及分析方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Active Superparamagnetic Bead Manipulation for Immunoassays On-chip.;Y.Moser, et al.;《Twelfth International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences》;20081016;第1372-1374页 *
Magnetic Bead Based Immunoassay for Autonomous Detection of Toxins.;Youngeun Kwon, et al.;《Anal.Chem.》;20081115;第80卷(第22期);第8416-8423页 *
Manipulation of Self-Assembled Structures of Magnetic Beads for Microfluidic Mixing and Assaying.;A.Rida, et al.;《Analytical Chemistry》;20041101;第76卷(第21期);第6239-6246页 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP2634579A1 (de) 2013-09-04
CA2866087C (en) 2018-04-03
JP2015512038A (ja) 2015-04-23
JP6187828B2 (ja) 2017-08-30
WO2013131733A1 (de) 2013-09-12
CN104303057A (zh) 2015-01-21
US20150011011A1 (en) 2015-01-08
EP2634579B1 (de) 2014-12-17
CA2866087A1 (en) 2013-09-12
US9933340B2 (en) 2018-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2415432C2 (ru) Точный магнитный биодатчик
Akama et al. Droplet-free digital enzyme-linked immunosorbent assay based on a tyramide signal amplification system
RU2505816C2 (ru) Картридж для анализов с помощью магнитных частиц
US9551706B2 (en) Density-based methods for separation of materials, monitoring of solid supported reactions and measuring densities of small liquid volumes and solids
CN101495868A (zh) 利用磁性颗粒进行受体结合试验的装置和方法
US20070224604A1 (en) Method of Determining the Presence and/or Concentration of Substances of Interest in Fluids
JP5401724B2 (ja) 被覆磁性微粒子を用いたバイオセンシング方法及び該方法に用いるバイオセンシング装置
EP2041593A2 (en) Magnetic sensor device
WO2013124307A1 (en) Device for parallelization and performance increase in microarray-immunoassays with solid, non-porous capture-zone
CN104303057B (zh) 用于在失重中进行免疫测定的方法
EP2558204B1 (en) Assay apparatus incorporating a microfluidic channel and assay method
EP1339865A2 (en) Multiplex assays using nanoparticles
Liang et al. Immune-enrichment of insulin in bio-fluids on gold-nanoparticle decorated target plate and in situ detection by MALDI MS
Shih et al. An enzyme-linked immunosorbent assay on a centrifugal platform using magnetic beads
EP3074533A1 (en) Metod and device for accelerated surface-based reactions
EP1966606A2 (en) Biosensor device
Fuchiwaki et al. A capillary flow immunoassay microchip utilizing inkjet printing-based antibody immobilization onto island surfaces—toward sensitive and reproducible determination of carboxyterminal propeptide of type I procollagen
Das et al. Surface-enhanced Raman spectroscopy-based microfluidic devices for in vitro diagnostics
KR102198240B1 (ko) 회전기판 적용 생체물질 분석시스템 및 방법
US9921214B2 (en) Method for performing a biochemical analysis, especially in outer space
Xu Application of microchips for various targets detection
CN116018207A (zh) 用于样品分析的系统和方法
EP1355155A1 (en) Combinational biosensor

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB02 Change of applicant information

Address after: German Tao Fujixing

Applicant after: Airbus DS GmbH

Address before: German Tao Fujixing

Applicant before: Astrium GmbH

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM:

Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: EADS ASTRIUM GMBH TO: AIRBUS DS GMBH

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20180327

Address after: German Tao Fujixing

Patentee after: Airbus Defence and Space GmbH

Address before: German Tao Fujixing

Patentee before: Airbus DS GmbH

TR01 Transfer of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160309