CN104364657A - 生物标记物的瞬时检测及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于瞬时检测固定在固体表面的生物标记物的新方法及相关用途。所述方法包括将所述生物标记物与具有磁性标记的探针在溶液中接触；向所述溶液施加磁场，从而使所述生物标记物和所述探针在所述固体表面上形成复合物；撤除所述磁场；从所述固体表面除去所述溶液；和瞬时检测所述复合物，其中在所述固体表面上存在所述复合物表明存在所述生物标记物。

Description

生物标记物的瞬时检测及其用途
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年5月30日提交的美国临时专利申请号61/652,918的优先权，其出于所有目的的全部内容并入本申请。
发明领域
本发明总体上涉及生物标记物瞬时检测的方法及其用途。
发明背景
通过使用与生物标记物具有高结合亲和性的探针(例如互补的核酸分子或抗体)来检测生物标记物(例如核酸分子、氨基酸分子或细胞)已常规用于生物医学研究实验室和临床诊断。其通常需要相当长的孵育时间以用于结合和冗长的实验方案以保证检测具有足够的敏感性和特异性。
在双螺旋DNA形成中的单碱基对杂交和去杂交的平均速率是毫秒数量级的。但是，一个限速步骤是两个互补的寡核苷酸彼此碰撞并启动碱基配对过程。结合在表面的寡核苷酸与溶液中的寡核苷酸也表现出不同的性质。大量的文献显示发生于固体和溶液之间的界面的杂交(即基于表面的杂交)与在大量溶液中所观察到的杂交相比，显示出明显不同的杂交动力学。基于表面的杂交可以通过两种机制之一发生：从体相直接杂交(即3D扩散)或先进行非特异性吸附步骤接下来进行表面扩散至探针后的杂交(即2D扩散)。由实验数据支持的建模显示涉及2D扩散的两步机制具有适宜的靶密度和探针浓度，其比直接杂交机制快若干数量级。在两步机制中，依据二阶朗缪尔模型(Langmuir model)的表面扩散步骤是有效杂交的限速步骤，因为初始吸附通常在几毫秒内完成。
顺磁性试剂已用于标记生物分子，当施加磁场时，用于浓缩被标记的生物分子。然而，所述顺磁性试剂比DNA探针大得多，这限制了被标记的DNA探针与固定的靶DNA分子的接近并使用于杂交的表面饱和。国际专利申请号PCT/US00/14969(公开号为WO00/73506)公开了对与具有约1-10纳米的直径的超顺磁性颗粒连接的探针的使用将杂交时间由数天降至数分钟。仍需要用于瞬时检测生物标记物的可靠的和灵敏的方法。
发明概述
本发明涉及瞬时检测固定于固体表面的生物标记物的方法及相关的试剂盒和装置。
本申请提供了一种瞬时检测固定于固体表面的生物标记物的方法。所述方法包括：
(a)将所述生物标记物暴露于溶液中的具有磁性标记的探针；
(b)向所述溶液施加磁场，从而在所述固体表面上形成所述生物标记物和所述探针的复合物；
(c)撤除所述磁场；
(d)从所述固体表面除去所述溶液；和
(e)瞬时检测所述复合物，其中在所述固体表面上存在所述复合物表明存在所述生物标记物。
所述生物标记物可以包含具有第一核苷酸序列的靶多聚核苷酸，并且所述探针可以是包含第二核苷酸序列的多聚核苷酸探针，其与所述第一核苷酸序列互补。所述复合物可以包含所述靶多聚核苷酸与所述多聚核苷酸探针的杂交物。
所述靶多聚核苷酸可以是单链DNA或RNA，优选地是DNA。所述靶多聚核苷酸可以包含8-50个核苷酸。
所述生物标记物可以包含靶多肽，并且所述探针可以是与所述靶多肽特异性结合的多肽探针。所述多肽探针可以是与所述靶多肽特异性结合的抗体。
所述探针可以附着在包含磁性材料的颗粒上。所述颗粒的直径可以是约1μm。所述探针可以通过接头附着在所述颗粒上。所述探针可以是生物素化的，并且所述颗粒可以是链霉抗生物素蛋白涂覆的超顺磁性小球。
所述磁场可以被水平地或垂直地施加于所述固体表面，或者以均匀的方式被施加于所述固体表面。优选地，所述磁场被水平地施加于所述固体表面。可以施加所述磁场不超过5秒。
所述复合物可以被目测检测。在将所述生物标记物暴露于所述探针后不超过5秒可以检测所述生物标记物。
所述生物标记物可以来自生物样品。所述生物标记物可以在产品上，其可以是药物产品。所述药物产品可以是药物。本发明的瞬时检测方法还可以包括鉴别所述产品，其中在所述产品上存在所述生物标记物表明所述产品是真的。
附图简述
图1显示了以实心和空心圆表示的点阵列。各列中的点含有在各列的顶部显示的相同靶寡核苷酸T1、T2、T3或T4。实现圆表示存在靶寡核苷酸，而空心圆表示不存在相应的靶寡核苷酸。由在点的各行中存在或不存在靶寡核苷酸组成表示在该行右侧的代码。
图2是说明包含磁性标记探针的杂交溶液响应由用于DNA杂交的磁体形成的磁场在与含有EZTag的小室连接的通道内的移动的示意图，所述EZTag具有各点均含有靶寡核苷酸的点阵列。步骤1：将磁体置于远离小室并且将杂交溶液远离小室；步骤2：使杂交溶液流向EZTag并充入小室；步骤3：将磁体置于小室下，并且将在EZTag中的靶寡核苷酸暴露于在杂交溶液中的探针以使得DNA杂交作用发生；步骤4：从小室移走磁体；步骤5：使杂交溶液从小室流出，仅留下与在EZTag上的靶寡核苷酸结合的磁性探针。
图3是说明在5步循环期间在微流装置中杂交溶液和剥离溶液响应由磁体形成的磁场的流体运动示意图。所述微流装置包含两个水平排列的并与小室连接的通道，所述小室含有EZTag，所述EZTag具有各点均含有靶寡核苷酸的点阵列，一个通道在小室的左侧，另一个通道在小室的右侧。步骤1：将磁体置于远离小室和通道。杂交溶液在左侧通道中，剥离溶液在右侧通道中，其均远离小室；步骤2：将磁体移向小室并最终置于小室下方。使杂交溶液流向EZTag并填充小室，同时使剥离溶液从EZTag流出；步骤3：从小室处移走磁体。使杂交溶液从小室流出，仅留下与小室中的EZTag上的靶寡核苷酸结合的磁性探针。使剥离溶液向小室靠近；步骤4：将磁体移动进一步远离小室。使剥离溶液流向并充入小室。使杂交溶液流出进一步远离小室；步骤5：将磁体移向小室直至其在步骤1中的位置。使剥离溶液流回至其在步骤1中的位置。使杂交溶液流回至其在步骤1中的位置。
图4显示了在磁信号检测模块中的34个巨大磁阻(GMR)传感器的阵列，其包括与在图1中的EZTag上的靶寡核苷酸点阵列匹配的4x8GMR传感器阵列和两个对照传感器。
发明详述
本发明涉及一种新型的瞬时检测固定于固体表面上的生物标记物的方法。特别地，使用磁性标记的探针在存在磁场的条件下瞬时与所述生物标记物形成复合物。本方法不涉及在检测所述生物标记物与所述探针的复合物前扩增所述生物标记物或洗涤所述复合物。
本发明提供了一种瞬时检测生物标记物的方法。所述生物标记物固定于固体表面上。所述方法包括将所述生物标记物暴露于溶液中的具有磁性标记的探针；向所述溶液施加磁场，从而在所述固体表面上形成所述生物标记物和所述探针的复合物；撤除所述磁场；从所述固体表面除去所述溶液；和瞬时检测所述复合物。在所述固体表面上存在所述复合物表明存在所述生物标记物。
在本申请中使用的术语“生物标记物”指天然存在的或人工制备的人造材料，例如重组的或化学的，包括靶生物分子、化学化合物、细胞或组织。所述生物标记物的示例包括多聚核苷酸、多肽、多糖、抗体、单克隆抗体、细胞膜受体、辅因子、糖、凝集素、细胞、细胞膜和药物。所述生物标记物可以包含一种或多种靶多聚核苷酸或者一种或多种靶多肽。
所述生物标记物可以从样品中分离。所述样品可以是生物样品或环境样品。生物样品来自生物来源，例如是如微生物、动物或植物的生物体，优选哺乳动物，更优选人。来自人或非人来源的生物样品的示例包括血液、血清、腹水、脑脊液、羊膜液、滑液、胸膜液、唾液、痰液、粪便、尿、精液、组织、活检样品、拭样等。环境样品来自环境来源如空气、水、土壤和暴露于极端条件(例如温度或压力)的环境。环境样品可以包括来自工业过程的样品。所述生物标记物还可以以产品中的鉴定或鉴别标签的形式存在，例如生物或制药药物，或者其他市售产品如衣服、手提包、鞋和汽车。
在本申请中使用的术语“多聚核苷酸”指任意长度的核苷酸聚合物。多聚核苷酸可以是具有少于100个核苷酸的寡核苷酸。所述多聚核苷酸可以是任意类型的单链DNA、cDNA、RNA或其组合或衍生物。所述多聚核苷酸可以是肽核酸(PNA)。所述多聚核苷酸可以是线形或环形，优选线形。可以将双链DNA转化为单链DNA以用于根据本发明的检测方法中。多聚核苷酸可以具有约5-1000、5-100、5-50、8-50、10-40、20-40或8-25个核苷酸，例如约8、24或50个核苷酸。
在本申请中使用的术语“互补的”指两条单链多聚核苷酸，两条DNA链或DNA链和RNA链，形成双链螺旋的能力，所述双链螺旋具有例如至少约80％、90％、95％或99％，优选地至少约90％，更优选地至少约95％，最优选地约100％匹配的嘌呤碱基和嘧啶碱基。两个互补的多聚核苷酸可以具有少于约5、4、3、2或1个碱基错配。
在本申请中使用的术语“杂交”指两条单链互补的多聚核苷酸非共价结合以形成稳定的双链多聚核苷酸的过程，也称为杂交(hybrid)。所述的两条单链多聚合核苷酸可以彼此间完全地互补，即具有100％匹配的碱基，或者部分地或少于100％碱基的匹配，例如具有至少约80％、90％、95％或99％匹配的碱基。杂交度是形成稳定杂交的单链多聚核苷酸的比例，其可以是至少约50％、60％、70％、80％、90％、95％或99％，优选地至少约90％，更优选地至少约95％。杂交条件可以由本领域技术人员选择以提供所需的序列特异性杂交度。在各种实施方式中，可以允许一个或多个碱基错配，或可能需要完全互补。在本发明的检测方法中，所述杂交度是与所述多聚核苷酸探针形成稳定杂交的所述靶多聚核苷酸的比例，其可以是至少约50％、60％、70％、80％、90％、95％或99％，优选地至少约90％，更优选地至少约95％。
核苷酸可以是合成的或由天然存在的核苷酸修饰得到，例如甲基化的核苷酸或核苷酸类似物。经修饰的核苷酸可以具有足够的与天然存在的核苷酸相同的结构特征以使得当掺入多聚核苷酸序列时，其能够在溶液中与天然存在的核苷酸序列杂交。可以对在多聚核苷酸中的一个或多个核苷酸进行修饰以稳定化或去稳定化杂交形成或者根据需要增加与互补的多聚核苷酸杂交的特异性。
在本申请中使用的术语“杂交的特异性”指在杂交中匹配碱基的程度。在本发明的检测方法中杂交的特异性可以是在所述靶多聚核苷酸和所述多聚核苷酸探针的杂交中具有至少约80％、90％、95％、99％或100％的匹配碱基，优选地至少约90％，更优选地至少约95％，最优选地约100％的匹配碱基。
术语“多肽”和“蛋白”在本申请中可以互换使用，指任意长度氨基酸的聚合物。所述多肽可以具有约5-1000、10-100、10-50、10-40或10-20个氨基酸。氨基酸可以是由天然存在的氨基酸通过例如糖基化或磷酸化修饰得到的。在一些实施方式中，可以对在所述靶多肽中的一个或多个氨基酸进行修饰以稳定化或去稳定化在所述靶多肽和所述多肽探针之间的结合复合物的形成，或者增加与所述多肽探针结合的特异性。
所述固体表面可以是适于附着生物标记物的任意固体表面。所述固体表面可以由一种或多种选自下组的材料制成：聚合物、塑料、树脂、多糖、二氧化硅或基于二氧化硅的材料、碳、金属、无机玻璃和膜。所述固体表面可以是平面的或曲面的。所述固体表面可以被分隔成不同区域，例如孔。所述固体表面还可以是小球、树脂、凝胶、微球或其他几何构象的形式。
所述生物标记物可以直接通过共价或非共价键附着于固体表面上，优选为共价键。所述生物标记物还可以间接地附着于固体表面上，例如通过接头，其可以是可裂解的。例如，所述接头可以选自下组：生物素-链霉亲和素、聚丙烯酸酯-SH、COOH-NH2、NH2-COOH、OH-BrCN、二硫键、具有氧化的碳水化合物的酰肼配体、蛋白A-抗体如IgG、抗小鼠IgG-小鼠IgG和可裂解的缀合分子。
在本申请中使用的术语“探针”指能够与生物标记物特异性结合的试剂。在包含靶多聚核苷酸的生物标记物中，所述探针可以是与所述靶多聚核苷酸的核苷酸序列具有核苷酸序列互补性的多聚核苷酸探针，并且所述靶多聚核苷酸与所述多聚核苷酸探针可以在所述固体表面上形成杂交。所述多聚核苷酸探针可以是具有约5-100、5-50或10-25个核苷酸的寡核苷酸，并且其可以是线形或环形的，优选线形的。
在包含靶多肽的生物标记物中，所述探针可以是与所述靶多肽特异性结合的多肽探针。所述多肽探针可以包含约5-1000、10-100、10-50、10-40或10-20个氨基酸。所述探针可以是与所述靶多肽特异性结合的抗体或单链可变片段。在本申请中使用的术语“抗体”包括全抗体、抗原结合片段(或抗原结合部分)和其单链。全抗体指通常具有两条重链和两条轻链的糖蛋白，并且包括抗原结合部分。在本申请中使用的术语抗体的“抗原结合部分”指保持其与抗原特异性结合能力的抗体的一个或多个片段。在本申请中使用的术语抗体的“单链可变片段”指抗体的重链和轻链可变区的融合蛋白，其通过短的接头肽(例如约20-25个氨基酸)连接，其保留了与抗原特异性结合的能力。
在本申请中使用的术语“磁性标签”指直接或间接地附着在所述探针上的部分，其能够对磁场产生响应移动所述探针。所述磁性标签可以是包含磁性材料的颗粒(例如小球)，其可以是磁性的、顺磁性的、超顺磁性的、铁磁性的或反磁性的。所述颗粒可以由本领域公知的任意惰性材料制备，例如塑料、金属、玻璃和陶瓷，并且具有任意形状，优选为圆形。所述磁性颗粒的直径范围可以是从约1nm至约100μm、从约500nm至约10μm、从约750nm至约5μm或从约900nm至约2μm，优选地约1μm。
所述探针可以通过接头附着于磁性颗粒上。所述接头可以是能够与所述探针特异性结合，但不与所述生物标记物结合的任意材料，例如捕获探针、生物素-链霉亲和素、聚丙烯酸酯-SH、COOH-NH2、NH2-COOH、OH-BrCN、二硫键、具有氧化的碳水化合物的酰肼配体、蛋白A-抗体如IgG、抗小鼠IgG-小鼠IgG或可裂解的缀合分子。捕获探针可以是具有与所述多聚核苷酸探针的至少一部分核苷酸序列互补的核苷酸序列的多聚核苷酸，并且能够在所述磁性颗粒的表面上与所述多聚核苷酸探针形成杂交。不与所述捕获探针杂交的所述多聚核苷酸探针的部分可以与所述靶多聚核苷酸杂交。在一个实施方式中，所述探针可以是生物素化的，并且所述磁性颗粒可以是链霉亲和素涂覆的超顺磁性小球(例如LifeTechnologies的MyOne小球或来自Bangs Lab的ProMag小球)。
在施加磁场之前或施加磁场的同时，可以将所述生物标记物短暂地暴露于所述探针。例如，在施加所述磁场前，所述暴露可以持续不超过约30、20、10、5、3、1、0.5或0.1秒，优选地不超过约5秒，更优选地不超过约1秒。可以将包含所述磁性标记探针的溶液加至所述固体表面上，其中所述生物标记物固化于所述固体表面上。将所述溶液优选地制剂以适于靶多聚核苷酸与多聚核苷酸探针杂交或者适于靶多肽与多肽探针(例如抗体)特异性结合。
向所述溶液施加磁场以加速所述标记物与所述探针的复合物的形成。所述磁场可以是任意类型并且可以通过电磁机制使用磁体或本领域公知的其他常规技术形成。可以将所述磁场施加于所述固体表面，以扫描机制水平地或垂直地施加于所述表面，或者以均匀的方式施加于整个表面。优选地，可以水平地施加所述磁场。磁场的施加可以导致所述探针移向所述固体表面和/或在所述固体表面横移以遇见固定于所述固体表面上的所述生物标记物。所述磁场可以以足以使所述生物标记物与所述探针形成复合物的一段时间(例如不超过约5分钟、1分钟，或者30、10、5、1、0.5或0.1秒，优选地不超过约1秒)施加。
在将所述磁场撤除或失活后，未与所述生物标记物形成复合物的探针仍在所述溶液中，随后将其除去。在一个实施方式中，可以将在杂交溶液中的磁性标记的寡核苷酸探针与固定在EZTag上用于杂交的靶寡核苷酸接触。可以将钕磁铁水平地移至所述EZTag的下方以便于所述靶寡核苷酸与在EZTag中的所述寡核苷酸探针杂交，然后在杂交后使其远离EZTag。然后，将未与所述靶寡核苷酸(即未结合的磁性标记寡核苷酸探针)杂交的包含磁性标记的寡核苷酸探针的所述杂交溶液从所述EZTag中除去(图2)。
在另一个实施方式中，可以在微流装置中实施靶寡核苷酸的检测(图3)。所述微流装置可以包含一个小室和两个通道。所述装置还可以包含电机控制器、微电机、LED灯、注射泵、磁铁和相关齿轮、两个小的储液池、四条管道和承载部件的塑料外壳。可以通过注射泵控制在所述装置中的液体移动，其可以反过来被所述磁铁的移动控制。所述磁铁朝向在所述小室中的所述EZTag的移动可以使在杂交溶液中的所述磁性标记寡核苷酸探针与固定在EZTag上的所述靶核苷酸接触，使所述剥离溶液进一步远离所述小室，并且促进所述靶寡核苷酸与在所述EZTag中的所述多聚核苷酸探针的杂交。然后，远离所述EZTag的所述磁体的反向移动可以在所述杂交溶液中从所述小室中移动未结合的磁性标记寡核苷酸探针并且将所述剥离溶液递送至所述EZTag的小室中。最后，通过移动所述磁铁撤除所述磁场可以使所述剥离溶液远离所述小室。
然后可以使用各种方法检测所述生物标记物和所述探针的复合物的信号。在生物医学研究和开发中使用的多种常规的信号检测技术如荧光标记、比色标记和磁性标记可以用于信号检测中。优选地，对所述复合物进行目测检测。信号检测模块可以用于检测比色标记。在靶多聚核苷酸与多聚核苷酸探针杂交后，具有杂交的区域变得比未杂交的区域更暗。所述信号检测模块可以使用照相机如手机上的那种以捕获在所述固体表面上的杂交的图像，使用图像处理软件处理所述图像，并将杂交信号翻译为数字形式的数据。然后可以将所述数据发送至数据处理单元，其可以是作为读取器的一部分或在通过有线或无线连接的远程位置。然后可以对所述数据进行验证或鉴定，并且可以将真的或假的信号发回所述数据处理单元，其可以反过来将此类信息显示给用户。
在一些实施方式中，磁性信号检测模块可以包含与所述EZTag上的点的阵列匹配的巨大磁阻(GMR)传感器阵列(图4)。在所述阵列一侧的两个GMR传感器(在图4中标记为“Ref”)可以作为对照传感器。标记探针在磁场中的存在可以诱导GMR效应，其被集成电路板捕获，将其与所述对照传感器比较，并使用在手持式装置上携带的软件作为二进制代码“1”进行翻译。不存在标记的探针的情况可以被翻译为二进制代码“0”。连同在所述阵列中所述标记的探针的位置，还可以通过在手持式装置上携带的软件对这些二进制代码进行进一步的翻译以产生针对所述EZTag的数字读数。
根据本发明的检测方法，生物标记物被瞬时检测。在本申请中使用的术语“瞬时检测”指在将所述生物标记物暴露于所述探针后在非常短的时间段内(例如不超过约5分钟、1分钟，或者30、10、5、1、0.5或0.1秒，优选地不超过约5秒、更优选地不超过1秒)基于所述生物标记物与所述探针的复合物的存在情况对所述生物标记物的存在情况进行检测。
本发明的瞬时检测方法可以用于各种目的。例如，这种瞬时检测方法可以同于鉴定产品，包括药物产品。其还可以用于诊断测试以检测病原体、生物武器、肿瘤抗原或生物标记物的存在情况；改进基于DNA的计算平台的性能；并且使PCR反应、基于微阵列的基因表达谱分析或基于杂交的DNA/RNA测序加速。还可以将其用于开发使用DNA的新型加密/解密装置。例如，可以将DNA标签作为安全性令牌。
对于本发明的各检测方法而言，提供了用于实施所述方法的试剂盒。所述试剂盒可以包含具有磁性标签的所述探针和所述溶液。
对于本发明的各检测方法而言，提供了用于实施所述方法的装置。所述装置可以包括结合模块、磁性模块和检测模块。所述生物标记物和所述探针可以在所述结合模块中形成复合物。所述磁性模块可以用于施加或活化和撤除或失活所述磁场。所述检测模块可以用于检测在固体表面上的所述生物标记物和所述探针的复合物。
在本申请中使用的术语“约”，当涉及可检测的值如量、百分数等时，指相对于特定值包含±20％、±10％，更优选地±5％，甚至更优选地±1％和甚至更优选地±0.1％的偏差，因为这种偏差是适当的。
实施例1：瞬时检测
将在EZTag的构建和随后在EZTag上的杂交中对通过与寡核苷酸探针P1-P4杂交的靶寡核苷酸T1-T4的瞬时检测进行说明。为了构建EZTag，将在固体表面上构建4x8的点阵列，其在以如列顶部所示的四列之一中含有T1、T2、T3或T4(以实心圆表示)，或不含T1、T2、T3或T4(以空心圆表示)(图1，左图)。将使用二进制代码指示在各行的四个点中存在或不存在T1、T2、T3或T4(图1，右图)。T1-T4和P1-P4的序列如表1所示。使用手动微阵列仪(VP scientific,CA)或通过手工根据图1中左图的实心圆将溶解在150mM Na2HPO4，pH8.5中的20μM氨基修饰的寡核苷酸(MWG/Operon,AL)点于环氧树脂涂覆的载玻片(康宁，NY)上。使用50ml含0.1％SDS和0.1mg/ml BSA的5x SSC除去未结合的寡核苷酸探针并封闭载玻片上的非特异性结合位点，将所述载玻片覆盖并密封。
表1：靶点和探针的寡核苷酸序列
靶点/探针 序列 序列ID No.
T1 ATCTCGGTACAGTGCGATAGACGC 1
T2 TATCGCTGCAGTACGAGATAGGCC 2
T3 CTGTGTCGAGACCATTAGACGGAC 3
T4 TCTGTAACGACGGTAGTACGCAGC 4
P1 GCGTCTATCGCACTGTACCGAGAT 5
P2 GGCCTATCTCGTACTGCAGCGATA 6
P3 GTCCGTCTAATGGTCTCGACATAG 7
P4 GCTGCGTACTACCTGCGTTACAGA 8
根据生产厂商(例如Life Technologies)提供的方案，分别将探针P1-P4各500pmol与100μl 10mg/ml市售的链霉亲和素涂覆的超顺磁性小球(例如Life Technologies的MyOne小球)通过生物素-链霉亲和素部分缀合。在室温下将与探针结合的小球重悬于含有10％甲酰胺、5x SSC、0.1％SDS、0.1mg/ml小牛胸腺DNA的杂交溶液中。使用吸管或注射泵将含有与探针结合的小球的杂交溶液加入所述阵列中。通过使用钕磁体形成磁场并将其施加于所述杂交溶液。
将所述杂交溶液应用于所述EZTag和将所述磁场施加于所述杂交溶液在同时发生，或者以较小的时间间隔(如半秒)在应用所述杂交溶液后施加所述磁场。在撤除前，将所述磁场水平地施加于所述固体表面半秒至1秒。在所述磁场撤除的同时或在撤除之后除去所述杂交溶液。在此之后，，以所述EZTag上变暗的区域表示所述杂交信号(在此处的表面上附着的T1、T2、T3或T4将分别通过P1、P2、P3或P4与链霉亲和素涂覆的超顺磁性小球结合，并且可以通过肉眼目测检测)。可以使用数码相机或配有数码相机的智能手机记录所述杂交信号的图像。所述杂交信号与图1的左图中的实心圆是相关的。如图1的右图所示的二进制代码将在将所述杂交溶液应用于所述EZTag后的5秒内产生。
在本申请中引用的所有文件、书籍、手册、论文、专利、公开的专利申请、指南、摘要和/或其他参考文件均通过引用整体并入本申请。本发明的其他实施方式是本领域技术人员在对本申请公开的发明的说明书和实践进行思考后显而易见的。说明书和实施例仅应旨在被认为是解释性的，本发明的真实范围和精神将由所附权利要求表示。

Claims (20)

1.一种用于瞬时检测固定在固体表面的生物标记物的方法，所述方法包括
(a)将所述生物标记物暴露于溶液中的具有磁性标记的探针；
(b)向所述溶液施加磁场，从而在所述固体表面上形成所述生物标记物和所述探针的复合物；
(c)撤除所述磁场；
(d)从所述固体表面除去所述溶液；和
(e)瞬时检测所述复合物，其中在所述固体表面上存在所述复合物表明存在所述生物标记物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述生物标记物包含具有第一核苷酸序列的靶多聚核苷酸，其中所述探针是包含与所述第一核苷酸序列互补的第二核苷酸序列的多聚核苷酸探针，并且其中所述复合物包含所述靶多聚核苷酸和所述多聚核苷酸探针的杂交物。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述靶多聚核苷酸是单链DNA。
4.根据权利要求1所述方法，其中所述靶多聚核苷酸包含8-50个核苷酸。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述生物标记物包含靶多肽，并且其中所述探针是与所述靶多肽特异性结合的多肽探针。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述多肽探针是与所述靶多肽特异性结合的抗体。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述探针附着在包含磁性材料的颗粒上。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述颗粒的直径范围为1nm至100μm。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述探针通过接头附着在所述颗粒上。
10.根据权利要求7所述的方法，其中所述探针是生物素化的，并且其中所述颗粒是链霉亲和素涂覆的超顺磁性小球。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述磁场被水平地或垂直地施加于所述固体表面，或者以均匀的方式被施加于所述固体表面。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述磁场被水平地施加于所述固体表面。
13.根据权利要求1所述的方法，其中施加所述磁场不超过5秒。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述复合物被目测检测。
15.根据权利要求1所述的方法，其中在暴露后不超过5秒检测所述生物标记物。
16.根据权利要求1所述的方法，其中所述生物标记物来自生物样品。
17.根据权利要求1所述的方法，其中所述生物标记物在产品上。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述产品是药物产品。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述药物产品是药物。
20.根据权利要求17所述的方法，所述方法还包括鉴定所述产品，其中在所述产品上存在所述生物标记物表明所述产品是真的。
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