JP2008544246A - 正確な磁気バイオセンサー - Google Patents
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Abstract
Description
は、近似的に次式で与えられる(単位:s-1)。
ここで
は、検知面の面積(単位:m2)、
は、分子の結合プロセスにおける結合定数(単位:m3/s)、
は、検知面上の結合サイトの濃度(単位:m-2)、
は、センサーの近傍における流体、特に溶液中のラベル4の濃度(単位:m-3)、εは、サンプル中のターゲットの濃度に依存する禁止率である。結合定数
は、生物学的材料およびその他の動的条件(たとえば、温度、結合プロセス中にラベルに加えられる力、たとえば磁力等)に依存し、これは装置の生体生成プロセスの最中または後で、さらには試験の直前でさえも、較正用流体を用いてコントロールおよび/または較正することができる(説明の明確化と簡易化のために、式では解離定数koffは無視されている)。
および
を高い精度で決定することが重要である。これは、ターゲットの濃度が低い場合は特に問題がある。そのような場合、εの値は小さく、その他のすべてのパラメータの不確実さがεの精度を大きく落とすからである。
は近似的に式1で与えられるが、この場合、εはターゲット6による結合サイト2の占有率である。第一の例と同様に、流体中のターゲットの濃度の正確かつ迅速な測定データは、磁性ラベルに対する検知面の露出速度に加えて検知面上の特別に結合された磁性ラベルの濃度を測定することによって抽出することができる。
は、近似的に次式で与えられる(単位:s-1)。
ここで
は、検知面の面積(単位:m2)、
は、分子の結合プロセスにおける結合定数(単位:m3/s)、
は、検知面上の結合サイトの濃度(単位:m-2)、
は、センサーの近傍における流体、特に溶液中のラベル4の濃度(単位:m-3)、εは、サンプル中のターゲットの濃度に依存するコーティング率である((1-ε)を含む式1との違いについて注意すること)。結合定数
は、生物学的材料およびその他の運動条件(たとえば、温度、結合プロセス中にラベルに加えられる力、たとえば磁力等)に依存し、これは装置の生体生成プロセスの最中または後で、さらには試験の直前でさえも、コントロールおよび/または較正することができる。
-検知面上に磁性ラベルを備える流体を供給する手順と、
-磁界を加える手順と、
-結合サイトに特別に結合された磁性ラベルと、それに結合されないおよび/または特別にではなく結合されたラベルとの間を時間分解識別する手順と、
を備える。
- 表面に向けてビーズを引き出し、結合を起こさせる手順、
- 次に、表面に特別に結合されたビーズと、特別にではなく結合されたビーズまたは結合されていないビーズを区別するために、ビーズをセンサー表面から遠ざけるか、またはその脇に移動させる手順、
- この置換手順の後に、特別に結合されたビーズの実際の信号を測定する手順
-第一、第二および第三の実施例により、磁性ラベル4の体積密度、および/または面密度を決定するための、少なくとも第一および第二の表面領域を備えた検知面1の構成。
- 磁性ラベル4の体積密度と面密度を測定するための方法。
本発明においては、免疫学的検定への発明の応用に重点が置かれているが、他のターゲットおよび他の結合体を用いた分析方法、たとえば、核酸や混成種を用いた分析方法も使用可能であることは、当業者にとって明らかであろう。
2 結合サイト
3 捕捉分子
4 磁性ラベル
5 溶液
6 ターゲット
10 検知装置
11 磁気センサー要素
13 磁界発生手段
20 基板
21 ハウジング
22 チャンバー
30 電子回路
35 検知システム
40 外部磁界発生手段
131 第一の磁界発生手段
132 第二の磁界発生手段
141 第一の表面領域
142 第二の表面領域
210 ラベルを表面付近に近づける手順
220 ラベルを除去するか、表面からラベルを遠ざける手順
230 単一のサンプル・インターバル
Claims (25)
- 少なくとも1種類の分極可能な、または分極された磁性ラベルを含む流体内の少なくとも1種類のターゲットの濃度を決定するための検知装置であって、
前記検知装置は、少なくとも1つの検知面を備え、
前記検知面は、前記磁性ラベルに結合される少なくとも1種類の生物学的実体に特別に結合することができる、少なくとも1種類の結合サイトを少なくとも部分的に備え、
前記検知装置は、さらに、少なくとも1つの磁気センサー要素を備え、
前記検知装置は、さらに、前記結合サイトに特別に結合された磁性ラベルと、前記結合サイトに結合されていないラベルの前記露出速度との間で時間分解識別するための識別手段を備える、
濃度検知装置。 - 前記結合サイトに結合されていないラベルの前記露出速度が、前記結合サイトの前記近傍における前記流体内の結合されていないラベルの濃度により決定される、請求項1に記載の検知装置。
- 前記識別手段が、磁界を発生させるための磁界発生手段を備える、請求項1に記載の検知装置。
- 前記識別手段が、1つの磁気センサー要素の各側に位置付けられた2つの磁界発生手段を備える、請求項1に記載の検知装置。
- 前記磁界発生手段が、前記検知装置上に位置づけられた2次元の金属線構造である、請求項3に記載の検知装置。
- 前記磁界発生手段が、回転する磁界を発生する、請求項3に記載の検知装置。
- 前記磁界発生手段が、単方向の磁界を発生する、請求項3に記載の検知装置。
- 前記識別手段が、第一のレベル内に第一の表面領域と、第二のレベル内に第二の表面領域とを備え、前記磁気センサー要素は、前記第一および前記第二の表面領域の間の遷移領域近くに位置づけられ、かつ前記表面領域の少なくとも1つに面している、請求項1に記載の検知装置。
- 前記磁気センサー要素が、実質的に直角の突出に見られる前記遷移領域の周囲にその中心が位置づけられている、請求項8に記載の検知装置。
- 前記識別手段が、容量性の検知手段を備える、請求項3に記載の検知装置。
- 前記磁気センサー要素が、磁気抵抗センサー要素であって、この磁気抵抗センサー要素は、特にAMR、GMR、またはTMRセンサー要素であることが望ましい、請求項1に記載の検知装置。
- 前記磁性ラベルが、磁性ビーズとして提供される、請求項1に記載の検知装置。
- 少なくとも1種類の分極可能な、または分極された磁性ラベルを含む流体内の少なくとも1種類のターゲットの濃度を決定するためのシステムであって、前記システムが、請求項1に記載の前記磁気抵抗検知装置を備える、濃度検知システム。
- さらに、前記磁気センサー要素の磁気抵抗の変化を検知するための電子回路を備え、前記電子回路が、基板の内部または基板の外部に存在する、請求項13に記載の濃度検知システム。
- さらに磁界を発生するための外部磁界発生手段を備える、請求項13に記載の濃度検知システム。
- 請求項1に記載の前記検知装置を用いて、少なくとも1種類の分極可能な、または分極された磁性ラベルを含む流体内の少なくとも1種類のターゲットの濃度決定方法であって、前記方法は、
前記検知面上に少なくとも1種類の磁性ラベルを備える流体を供給する手順と、
磁界を印加する手順と、
前記結合サイトに特別に結合された磁性ラベルと、特別にではなく結合されたラベルとの間で、時間分解識別する手順と、
を備える、濃度決定方法。 - ターゲットの前記濃度が、結合されていないラベルの前記濃度に対し、特別に結合されたラベルの前記濃度の前記割合を計算することによって決定される、請求項16に記載の濃度決定方法。
- ターゲットの前記濃度が、前記結合サイトに対して測定された少なくとも1種類のラベルの特定の結合速度と、前記結合サイトに対して測定されたラベルの露出速度との割合を計算することによって決定され、それによって、前記結合サイトの前記近傍での前記流体内の結合されないラベルの濃度を測定することによって露出速度を決定することが望ましい、請求項16に記載の濃度決定方法。
- 前記結合サイトに特別に結合された磁性ラベルと、特別にではなく結合されたラベルとの間の前記時間分解識別が、特別に結合されたラベルと、特別にではなく結合されたラベルとの間の、回転運動および/または並進運動の移動度の前記差を用いて行われる、請求項16に記載の濃度決定方法。
- 前記結合サイトに特別に結合された磁性ラベルと、特別にではなく結合されたラベルとの間の前記時間分解識別が、少なくとも1つの変調された磁界を用いて行われる、請求項16に記載の濃度決定方法。
- 前記結合サイトへの前記ターゲットの前記特別な結合が、禁止フォーマット分析の方法によって得られる、請求項16に記載の濃度決定方法。
- 前記結合サイトへの前記ターゲットの前記特別な結合が、競合フォーマット分析の方法によって得られる、請求項16に記載の濃度決定方法。
- 前記結合サイトへの前記ターゲットの前記特別な結合が、サンドイッチ・フォーマット分析の方法によって得られる、請求項16に記載の濃度決定方法。
- 前記結合サイトへの前記ターゲットの前記特別な結合が、アンチコンプレクス・フォーマット分析の方法によって得られる、請求項16に記載の濃度決定方法。
- 前記結合サイトへの前記ターゲットの前記特別な結合が、阻止試薬フォーマット分析の方法によって得られる、請求項16に記載の濃度決定方法。
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