RU2528885C2 - Method for detecting analyte from particle solution and device for implementing it - Google Patents
Method for detecting analyte from particle solution and device for implementing it Download PDFInfo
- Publication number
- RU2528885C2 RU2528885C2 RU2011140099/15A RU2011140099A RU2528885C2 RU 2528885 C2 RU2528885 C2 RU 2528885C2 RU 2011140099/15 A RU2011140099/15 A RU 2011140099/15A RU 2011140099 A RU2011140099 A RU 2011140099A RU 2528885 C2 RU2528885 C2 RU 2528885C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- analyte
- magnetic
- concentrator
- channel
- magnetic field
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к биологии и медицине, а именно - к качественной и/или количественной индикации аналитов в растворе, в частности в иммунобиологической пробе, содержащей аналит белкового и/или нуклеинового происхождения (белки, пептиды, ДНК, вирусы, клетки, клеточные мембраны). Устройство и способ позволяют осуществлять ускорение детекции аналита, что достигается за счет концентрирования заряженного аналита на магнитных частицах, находящихся в потоке раствора аналита и помещенных за счет действия магнитного или электрического поля в канал устройства с полупроницаемыми стенками.The invention relates to biology and medicine, namely to a qualitative and / or quantitative indication of analytes in solution, in particular in an immunobiological sample containing an analyte of protein and / or nucleic origin (proteins, peptides, DNA, viruses, cells, cell membranes). The device and method allow acceleration of analyte detection, which is achieved by concentrating a charged analyte on magnetic particles in the analyte solution stream and placed due to the action of a magnetic or electric field in the channel of the device with semipermeable walls.
Устройство и способ позволяют осуществить принципиально новый метод ускорения детекции аналитов в пробах, в том числе содержащих низкую концентрацию аналита, либо в случае использования антител с низкой афинностью, в том числе со слабой специфичностью. Изобретение позволяет улучшить предел детекции не только за счет ускорения времени обнаружения аналита в растворе, но и за счет повышения чувствительности диагностических тестов.The device and method allow a fundamentally new method to accelerate the detection of analytes in samples, including those containing a low concentration of analyte, or in the case of antibodies with low affinity, including those with low specificity. The invention improves the detection limit not only by accelerating the detection time of the analyte in solution, but also by increasing the sensitivity of diagnostic tests.
Уровень техникиState of the art
Известен способ диагностики аналита в пробах, основанный на системе магнитного распознавания (заявка RU 2009120688). Изобретение предусматривает использование метки для аналита, которая присоединена к магнитному или намагничиваемому веществу, включающая распознающую составляющую для присоединения метки к аналиту, и составляющую для связывания или инкапсулирования магнитного или намагничиваемого вещества, - металлсвязывающего белка, полипептида или пептида. В данном изобретении отсутствует возможность концентрации аналита, что снижает возможность применения метода в случае низкой концентрации последнего. По этой причине данное изобретение не способствует ускорению индикации аналита.A known method for the diagnosis of analyte in samples, based on a magnetic recognition system (application RU 2009120688). The invention provides for the use of a label for an analyte that is attached to a magnetic or magnetizable substance, comprising a recognition component for attaching a label to an analyte, and a component for binding or encapsulating a magnetic or magnetizable substance, a metal-binding protein, polypeptide or peptide. In the present invention, there is no possibility of analyte concentration, which reduces the possibility of applying the method in the case of a low concentration of the latter. For this reason, this invention does not accelerate analyte indication.
Известно устройство для высокочувствительной магнитной детекции аналитов в биологической пробе (заявка на патент RU 98120854; публикация WO 97/40377). В описываемом изобретении детекция белковых аналитов, основанная на связывании рецепторов и лигандов, осуществляется с помощью двух приспособлений - одного для намагничивания с целью создания магнитного поля в месте пробы, второго - детекторного приспособления для измерения магнитных свойств пробы. Несмотря на использование магнитного поля, формируемого приспособлением для намагничивания, изобретение не предусматривает использование магнитных частиц, а также метода ускорения сбора аналита в измеряемой пробе. Кроме того, данное изобретение настроено на осуществление измерений in vivo.A device is known for highly sensitive magnetic detection of analytes in a biological sample (patent application RU 98120854; publication WO 97/40377). In the described invention, the detection of protein analytes, based on the binding of receptors and ligands, is carried out using two devices - one for magnetization in order to create a magnetic field at the site of the sample, the second - a detector device for measuring the magnetic properties of the sample. Despite the use of the magnetic field generated by the device for magnetization, the invention does not provide for the use of magnetic particles, as well as a method of accelerating the collection of analyte in the measured sample. In addition, the invention is configured to perform in vivo measurements.
Известен многоаналитный иммуноанализ с использованием микрочастиц (Заявка RU 2008127246). В нем предполагается смешивание различных категорий микрочастиц, покрытых биоспецифическими реагентами, для связывания различных искомых аналитов и меченных одним или несколькими флуорохромами в различных концентрациях. Детекция происходит на основании разницы соотношений концентраций длительно флуоресцирующих флуорохромов в микрочастицах, отличающихся у разных видов аналитов. Изобретение не предусматривает концентрирования аналита и, следовательно, не позволяет получить выигрыш по времени при его индикации.Known multi-analytic immunoassay using microparticles (Application RU 2008127246). It proposes the mixing of various categories of microparticles coated with biospecific reagents to bind various desired analytes and labeled with one or more fluorochromes in various concentrations. Detection is based on the difference in the ratios of concentrations of long-term fluorescent fluorochromes in microparticles that differ in different types of analytes. The invention does not provide for the concentration of the analyte and, therefore, does not allow to obtain a time gain when it is indicated.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является изобретения US 7960184 и US 7824927 (прототип). В прототипах охарактеризован иной тип устройства, применяемый для анализа биологической пробы. Изобретения описывают детекцию биологических аналитов в пробе, в основе которого, в отличие от заявляемого, лежит использование иммобилизованных пробных молекул с использованием микрочипов. Данные способы предусматривают иммобилизацию детектируемых молекул на поверхности раздела, вблизи которой происходит концентрирование аналита. Реакция в прототипе идет между реагентом, иммобилизованным на поверхности, и свободным аналитом, что не позволяет достичь ускорения детекции аналита.Closest to the claimed invention is the invention of US 7960184 and US 7824927 (prototype). The prototypes characterized a different type of device used for the analysis of biological samples. The invention describes the detection of biological analytes in a sample, which, unlike the claimed one, is based on the use of immobilized test molecules using microarrays. These methods involve the immobilization of detectable molecules at the interface near which the analyte is concentrated. The reaction in the prototype is between the reagent immobilized on the surface and the free analyte, which does not allow to achieve acceleration of detection of the analyte.
Таким образом, несмотря на тот факт, что отдельные способы и устройства для детекции аналитов в пробах с применением тех или иных методов детекции известны из уровня техники, устройство для детекции аналита, позволяющее концентрировать аналит на частицах и тем самым ускорять его индикацию, предложено авторами впервые.Thus, despite the fact that individual methods and devices for detecting analytes in samples using certain detection methods are known from the prior art, a device for detecting analyte, which allows the analyte to be concentrated on particles and thereby accelerate its indication, was proposed by the authors for the first time .
Возможность осуществления изобретенияThe possibility of carrying out the invention
Скорость адсорбции аналитов на поверхности активированных частиц определяется произведением их концентраций в растворе или суспензии. Поэтому время сбора можно существенно уменьшить, сконцентрировав как раствор аналита, так и суспензию частиц. Необходимость в реализации данного метода может диктоваться, к примеру, с целью определения антигена малой концентрации, либо в целях использования антител с низкой афинностью.The rate of adsorption of analytes on the surface of activated particles is determined by the product of their concentrations in solution or suspension. Therefore, the collection time can be significantly reduced by concentrating both the analyte solution and the suspension of particles. The need to implement this method can be dictated, for example, in order to determine a low concentration antigen, or in order to use antibodies with low affinity.
Одним из основных способов ускорения сорбции аналита является традиционное интенсивное перемешивание, которое способствует уменьшению толщины неперемешиваемого слоя вокруг частиц. Вариант такого же перемешивания реализуется в потоке раствора аналита, пропускаемого через колонку частиц (например, через хроматографическую колонку). Однако в этом случае отсутствует возможность концентрации самого аналита.One of the main ways to accelerate the sorption of the analyte is the traditional intensive mixing, which helps to reduce the thickness of the immiscible layer around the particles. A variant of the same mixing is implemented in the flow of the analyte solution, passed through a column of particles (for example, through a chromatographic column). However, in this case there is no possibility of concentration of the analyte itself.
Анализ следовых количеств различных аналитов, таких как токсины и вирусы, сталкивается с рядом физических ограничений. Во первых, скорость реакции почти всегда пропорциональная концентрации аналита, поэтому она так мала, что для связывания аналита требуются многие часы и даже дни.Trace analysis of various analytes, such as toxins and viruses, faces a number of physical limitations. First, the reaction rate is almost always proportional to the concentration of the analyte, so it is so small that it takes many hours and even days to bind the analyte.
Во-вторых, любая пробная молекула, с помощью которой «узнается» аналит (специфичное антитело или комплементарная последовательность нуклеотидов), имеет определенное сродство к аналиту, определяемое константой диссоциации, смысл которой состоит в том, что при концентрации аналита, равной константе диссоциации, половина пробных молекул будет связана с аналитом, а при меньших концентрациях аналита доля таких комплексов будет уменьшаться примерно пропорционально отношению концентрации к константе диссоциации. Из этого прямо вытекает требование очень прочного связывания (малой константы диссоциации) для пробных молекул, предназначенных для анализа следовых количеств аналита. Молекулы иммуноглобулинов имеют константу диссоциации порядка 10-9 - 10-11 М, что ограничивает предельные концентрации белковых аналитов на уровне 10 пг/мЛ. Учитывая, что многие биологические токсины действуют в существенно меньших концентрациях, данное обстоятельство серьезно затрудняет использование стандартных методов для их анализа.Secondly, any test molecule with which the analyte is "recognized" (a specific antibody or a complementary nucleotide sequence) has a certain affinity for the analyte, determined by the dissociation constant, the meaning of which is that when the analyte concentration is equal to the dissociation constant, half The test molecules will be bound to the analyte, and at lower analyte concentrations, the fraction of such complexes will decrease approximately in proportion to the ratio of the concentration to the dissociation constant. This directly implies the requirement of a very strong binding (small dissociation constant) for test molecules intended for the analysis of trace amounts of analyte. Molecules of immunoglobulins have a dissociation constant of the order of 10 -9 - 10 -11 M, which limits the limiting concentration of protein analytes to 10 pg / ml. Given that many biological toxins act in significantly lower concentrations, this circumstance seriously complicates the use of standard methods for their analysis.
Таким образом, задачей является создание более универсального и эффективного устройства для сбора аналита из раствора, позволяющего осуществить ускорение и концентрированно частиц.Thus, the task is to create a more versatile and efficient device for collecting analyte from solution, which allows for acceleration and concentrated particles.
Изобретательская задача решается тем, что предлагается устройство для быстрой детекции и сбора аналита (белков - природных или рекомбинантных, возбудителя инфекции или компонента возбудителя инфекции - вирусов или бактерий, ДНК, клетки или клеточного компонента, клеточной мембраны) на магнитных частицах в канале с полупроницаемыми стенками в потоке раствора аналита, смешанного с суспензией частиц, на поверхности частиц, состоящее из канала с полупроницаемыми стенками, электродных проточных камер, магнитного концентратора.The inventive task is solved by the fact that a device is proposed for the rapid detection and collection of analyte (natural or recombinant proteins, an infectious agent or an infectious agent component — viruses or bacteria, DNA, a cell or a cellular component, a cell membrane) on magnetic particles in a channel with semipermeable walls in the flow of an analyte solution mixed with a suspension of particles on the surface of the particles, consisting of a channel with semipermeable walls, electrode flow chambers, a magnetic concentrator.
Технический результат заключается, во-первых, в ускорении времени обнаружения аналита в растворе, а во-вторых - в повышении чувствительности диагностических тестов. Известно, что любое антитело может связать аналит, только если его концентрация больше определенного значения, при котором образование комплексов аналит-антитело идет быстрее, чем их распад. При описываемом подходе, за счет увеличения локальной концентрации аналита, предел определения аналита значительно снижается, что минимизирует стоимость реакционно-способной смеси, а также способствует выигрышу по времени, необходимому для определения анализа.The technical result consists, firstly, in accelerating the time of detection of the analyte in the solution, and secondly, in increasing the sensitivity of diagnostic tests. It is known that any antibody can bind an analyte only if its concentration is greater than a certain value at which the formation of analyte-antibody complexes is faster than their decay. With the described approach, by increasing the local concentration of the analyte, the analyte determination limit is significantly reduced, which minimizes the cost of the reactive mixture, and also contributes to the time gain needed to determine the analysis.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фигура 1. Схематическое изображение сечения проточной камеры для сбора налита на магнитных частицах. 1 - электродные каналы, 2 - канал из полупроницаемой мембраны; 3 - электроды; 4 - магнит; 5 - концентратором магнитного поля.Figure 1. Schematic representation of the cross section of the flow chamber for collecting poured onto magnetic particles. 1 - electrode channels, 2 - channel from a semipermeable membrane; 3 - electrodes; 4 - magnet; 5 - a magnetic field concentrator.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Предлагаемое устройство состоит из канала, образуемого диализной мембраной, к обеим сторонам которого прилегают электродные камеры (Фиг 1). Сбор аналита осуществляется из потока жидкости, содержащей частицы и аналит. Для осуществления детекции магнитные частицы должны попасть в желоб, для чего прикладывают магнитное либо электрическое поле, гравитационную (инерционную) силу. В частности, для создания магнитного поля к одной стороне канала прикреплен концентратор магнитного поля, создающий неоднородное магнитное поле, которое вызывает движение магнитных частиц к стенке канала. Электрическое и магнитное поле может меняться как по величине, так и по направлению, что будет способствовать лучшей концентрации частиц. Например, поле прикладывается таким образом, чтобы заставить как аналит, так и частицы перемещаться к одной стенке канала, концентрироваться вблизи этой стенки и быстро реагировать. В данном изобретении используются частицы с плотностью, превышающей плотность жидкости. Образовавшиеся комплексы аналита и магнитных частиц удаляются потоком жидкости в канале.The proposed device consists of a channel formed by a dialysis membrane, on both sides of which are adjacent electrode chambers (Fig 1). The analyte is collected from a fluid stream containing particles and analyte. To carry out detection, magnetic particles must fall into the gutter, for which they apply a magnetic or electric field, gravitational (inertial) force. In particular, to create a magnetic field, a magnetic field concentrator is attached to one side of the channel, creating an inhomogeneous magnetic field that causes the movement of magnetic particles to the channel wall. The electric and magnetic field can vary both in magnitude and in direction, which will contribute to a better concentration of particles. For example, a field is applied in such a way as to cause both analyte and particles to move to one channel wall, concentrate near this wall and react quickly. This invention uses particles with a density higher than the density of the liquid. The resulting complexes of analyte and magnetic particles are removed by the fluid flow in the channel.
Как показано на Фигуре 1, проточная камера состоит из электродных каналов (1), между которыми помещен проточный канал с желобом (2), изготовленный из полупроницаемой мембраны. В каналы (1) помещены электроды (3), позволяющие создавать электрическое поле, перпендикулярное к потоку жидкости в канале (2). В нижний электродный канал (1) помещен магнитный концентратор поля (5), изготовленный из магнитомягкого материала. Магнит (4) создает магнитный момент в концентраторе (5). Проточный канал (2) выполнен в виде желоба с углублением, расположенным над концентратором магнитного поля (5), что позволяет собирать магнитные частицы в желобе, существенно увеличивая их концентрацию по сравнению с проточным каналом с плоским дном.As shown in Figure 1, the flow chamber consists of electrode channels (1), between which there is a flow channel with a groove (2) made of a semipermeable membrane. Electrodes (3) are placed in the channels (1), which make it possible to create an electric field perpendicular to the fluid flow in the channel (2). A magnetic field concentrator (5) made of soft magnetic material is placed in the lower electrode channel (1). The magnet (4) creates a magnetic moment in the hub (5). The flow channel (2) is made in the form of a trench with a recess located above the magnetic field concentrator (5), which allows the collection of magnetic particles in the trench, significantly increasing their concentration compared to the flow channel with a flat bottom.
Сбор заряженного аналита осуществляется при подаче напряжения на электроды (3), приводящие к появлению электрического поля поперек потока. Направление поля выбирается таким образом, чтобы аналит смещался из потока вниз и собирался в желобе канала (2). Поле может быть магнитным, электрическим, гравитационным.The collection of a charged analyte is carried out by applying voltage to the electrodes (3), leading to the appearance of an electric field across the flow. The direction of the field is chosen so that the analyte is displaced downstream and collected in the channel groove (2). The field can be magnetic, electric, gravitational.
Удаление магнитных частиц из канала может производиться в непрерывном режиме потоком жидкости, подбирая скорость потока и величину магнитного поля. В другом режиме магнитное поле периодически выключается путем удаления магнита (4). Такой режим удобно осуществить, заменив постоянный магнит (4) на электромагнит и периодически выключая ток в электромагните.Removal of magnetic particles from the channel can be carried out in a continuous mode by a fluid flow, selecting the flow rate and the magnitude of the magnetic field. In another mode, the magnetic field is periodically turned off by removing the magnet (4). This mode is conveniently implemented by replacing the permanent magnet (4) with an electromagnet and periodically turning off the current in the electromagnet.
Пример осуществления изобретенияAn example embodiment of the invention
Изобретение иллюстрируется (но не ограничивается) следующим примером.The invention is illustrated (but not limited to) by the following example.
Пример 1. Быстрое обнаружение следовых количеств энтеротоксина стафиллокока в пробе с использованием устройства.Example 1. Rapid detection of trace amounts of staphillococcus enterotoxin in a sample using a device.
Для эксперимента были приготовлены следующие растворы: Рабочий буферный раствор: 10 мМ имидазола, 20 мМ глицина, 1% поливинилпирролидона, 1% поливинилового спирта, рН=9.0, а также суспензия магнитных частиц (MyOne, Invitrogen, с иммобилизованным на поверхности стрептавидином) с иммобилизованными на поверхности моноклональными антителами к стафиллококовому энтеротоксину. Биотинилированные антитела были привязаны к поверхности через молекулы стрептавидина.The following solutions were prepared for the experiment: Working buffer: 10 mM imidazole, 20 mM glycine, 1% polyvinylpyrrolidone, 1% polyvinyl alcohol, pH = 9.0, and a suspension of magnetic particles (MyOne, Invitrogen, with streptavidin immobilized on the surface) with immobilized on the surface with monoclonal antibodies to staphylococcal enterotoxin. Biotinylated antibodies were bound to the surface via streptavidin molecules.
Растворы разных концентраций энтеротоксина А стафиллокока на рабочем буферном растворе.Solutions of different concentrations of staphillococcus enterotoxin A in a working buffer solution.
Растворы №2 и №3 были помещены в шприцевые насосы, которые подавали их в смеситель со скоростью 30 и 10 мкл в минуту, соответственно. Смеситель представлял собой Т-образный переходник. Сразу после смесителя смесь растворов поступала в устройство. На платиновые электроды устройства подавали напряжение в 100 В, что сопровождалось появлением тока в 6 мА. Для охлаждения реактора и удаления продуктов гидролиза через электродные каналы прокачивали раствор №1 со скоростью 6 мл/мин. Вытекающую из реактора жидкость собирали небольшими порциями в микропробирку. Чтобы исключить возможность реакции энтеротоксина с магнитными сферами после их прохождения через реактор, была применена специальная процедура сбора с немедленным отделением рствора энтеротоксина от магнитных микросфер. Для этого в микропробирках создавали градиент плотности, помещая 50% раствор глицерина на дно пробирок и наслаивая на него раствор №1. Конец трубки из реактора помещали в верхний слой, а к дну пробирки подносили сильный редкоземельный постоянный магнит, так что выходящие из конца трубки магнитные частицы притягивались на дно пробирки, в то время как свободный энтеротоксин оставался в верхнем растворе. Затем верхний раствор удаляли, а магнитные частицы отмывали раствором №1.Solutions No. 2 and No. 3 were placed in syringe pumps, which fed them into the mixer at a speed of 30 and 10 μl per minute, respectively. The mixer was a T-shaped adapter. Immediately after the mixer, the mixture of solutions entered the device. A voltage of 100 V was applied to the platinum electrodes of the device, which was accompanied by the appearance of a current of 6 mA. To cool the reactor and remove hydrolysis products, solution No. 1 was pumped through the electrode channels at a rate of 6 ml / min. The liquid flowing out of the reactor was collected in small portions into a microtube. To exclude the possibility of the reaction of enterotoxin with magnetic spheres after passing through the reactor, a special collection procedure was applied with the immediate separation of the enterotoxin solution from the magnetic microspheres. To do this, a density gradient was created in microtubes by placing a 50% glycerol solution at the bottom of the tubes and layering solution No. 1 on it. The end of the tube from the reactor was placed in the upper layer, and a strong rare-earth permanent magnet was brought to the bottom of the tube, so that the magnetic particles emerging from the end of the tube were attracted to the bottom of the tube, while the free enterotoxin remained in the upper solution. Then the upper solution was removed, and the magnetic particles were washed with solution No. 1.
Собранные отмытые пробы магнитных частиц анализировали на проточном биочипе в режиме сканирования. Сканировали поверхность биочипа, прокачивая суспензию магнитных частиц со скоростью 20 микролитров в минуту. Регистрацию магнитных частиц, связанных с пятнами вторичных антител, производили под микроскопом, оборудованным темнопольным осветителем и цифровой фотокамерой.The collected washed samples of magnetic particles were analyzed on a flowing biochip in scanning mode. The biochip surface was scanned by pumping a suspension of magnetic particles at a rate of 20 microliters per minute. The registration of magnetic particles associated with spots of secondary antibodies was carried out under a microscope equipped with a dark-field illuminator and a digital camera.
Было получено, что с использованием 30000 магнитных частиц удается зарегистрировать 10 фемтограммов энтеротоксина (или 200000 молекул) в пробе объемом 100 мкл.It was found that using 30,000 magnetic particles, 10 femtograms of enterotoxin (or 200,000 molecules) can be recorded in a sample with a volume of 100 μl.
Следует отметить, что на пределе детекции с использованием активного реактора (предельно малая концентрация составляла 0,1 пикограмм в 1 мл) молярная концентрация энтеротоксина составляла примерно 3×10-15 M. В отсутствие устройства при типичной для моноклональных антител константе диссоциации комплекса антиген-антитело Кd=10-9 М доля связавших энтеротоксин молекул антител на поверхности магнитных сфер составила бы только 3×10-15/10-9=3×10-6, что недостаточно для их детекции. Электроконцентрирование на диализной мембране способно увеличить локальную концентрацию вблизи мембраны в 104 раз, что соответственно поднимет долю связанных антигенов до вполне измеримой величины в 3%.It should be noted that at the limit of detection using an active reactor (extremely low concentration was 0.1 picogram per 1 ml), the molar concentration of enterotoxin was approximately 3 × 10 -15 M. In the absence of a device, the antigen-antibody complex dissociation constant typical for monoclonal antibodies To d = 10 -9 M, the proportion of enterotoxin-binding antibody molecules on the surface of magnetic spheres would be only 3 × 10 -15 / 10 -9 = 3 × 10 -6 , which is insufficient for their detection. Electroconcentration on a dialysis membrane can increase the local concentration near the membrane by 10 4 times, which accordingly will increase the proportion of bound antigens to a completely measurable value of 3%.
Еще одно преимущество устройства состоит в значительном уменьшении времени, требуемого для проведения реакции вследствие сближения реагентов. Так, при использованной в данном примере концентрации суспензии микросфер среднее расстояние между сферами составляло около а=150 µm. При таком рассянии для молекул иммуноглобулинов с коэффициентом диффузии D=5.5 µm2/sec требуется время τ=(а/2)2/2D=8 минут для завершения реакции связывания вне устройства. В устройстве только увеличение концентрации энтеротоксина в 104 раз уменьшит время реакции до 50 милисекунд. С учетом же сближения магнитных сфер в проточном желобе время реакции будет еще уменьшено на несколько порядков. Таким образом, устройство позволяет существенно сократить скорость и уменьшить передел чувствительности по концентрации токсинов.Another advantage of the device is a significant reduction in the time required for the reaction due to the convergence of the reagents. So, when the concentration of microsphere suspension used in this example, the average distance between the spheres was about a = 150 μm. With this scattering, for immunoglobulin molecules with a diffusion coefficient D = 5.5 μm 2 / sec, the time τ = (a / 2) 2 / 2D = 8 minutes is required to complete the binding reaction outside the device. In the device, only an increase in the concentration of enterotoxin by 10 4 times will reduce the reaction time to 50 milliseconds. Given the convergence of the magnetic spheres in the flow channel, the reaction time will be further reduced by several orders of magnitude. Thus, the device can significantly reduce the speed and reduce the redistribution of sensitivity by the concentration of toxins.
Библиографические данныеBibliographic data
1. Groves, S., Turell, M. J., Bailey, C., Morozov, V.N. (2008) Rapid active assay of pathogen-specific antibodies in chickens infected with West Nile Virus. Am. J. Trop. Med. Hyg., 78, 63-69.1. Groves, S., Turell, M. J., Bailey, C., Morozov, V.N. (2008) Rapid active assay of pathogen-specific antibodies in chickens infected with West Nile Virus. Am. J. Trop. Med. Hyg. 78, 63-69.
2. Morozov V.N., Morozova T.Ya. Methods and devices for active bioassay US Patent 7,960,184.2. Morozov V.N., Morozova T.Ya. Methods and devices for active bioassay US Patent 7,960,184.
3. Morozov, V., Bailey, C., Evanskey, M. Analyte detection using an active assay. US 7,824,927 B2, November 2, 2010.3. Morozov, V., Bailey, C., Evanskey, M. Analyte detection using an active assay. US 7,824,927 B2, November 2, 2010.
4. Morozov, V.N., Evanskey, M., Tan, Y.K., Shaffer, D., Morozova, T.Y., Bailey, C. (2006) Ultra-filtration membrane for electrophoretic capturing of pathogens for AFM imaging. Langmuir 22, 1742-1748.4. Morozov, V.N., Evanskey, M., Tan, Y.K., Shaffer, D., Morozova, T.Y., Bailey, C. (2006) Ultra-filtration membrane for electrophoretic capturing of pathogens for AFM imaging. Langmuir 22, 1742-1748.
5. Morozov, V.N., Groves, S., Turell, M. J., Bailey, C., (2007) Three minutes-long electrophoretically assisted zeptomolar microfluidic immunoassay with magnetic beads detection. J. Am. Chem. Soc., 129, 12628 -12629.5. Morozov, V.N., Groves, S., Turell, M. J., Bailey, C., (2007) Three minutes-long electrophoretically assisted zeptomolar microfluidic immunoassay with magnetic beads detection. J. Am. Chem. Soc., 129, 12628 -12629.
6. Morozov, V.N., Groves, S., Turell, M. J., Bailey, C., (2007) Three minutes-long electrophoretically assisted zeptomolar microfluidic immunoassay with magnetic beads detection. J. Am. Chem. Soc., 129, 12628-12629. Morozov, V.N., Morozova, T.Ya. (2003) Electrophoresis-assisted active immunoassay. Anal. Chem. 75, 68-13-6819.6. Morozov, V.N., Groves, S., Turell, M. J., Bailey, C., (2007) Three minutes-long electrophoretically assisted zeptomolar microfluidic immunoassay with magnetic beads detection. J. Am. Chem. Soc., 129, 12628-12629. Morozov, V.N., Morozova, T.Ya. (2003) Electrophoresis-assisted active immunoassay. Anal. Chem. 75, 68-13-6819.
7. Morozov, V.N., Morozova, T.Ya. (2006) Active bead-linked immunoassay on protein microarrays. Anal. Chim. Acta, 564, 40-52.7. Morozov, V.N., Morozova, T.Ya. (2006) Active bead-linked immunoassay on protein microarrays. Anal. Chim. Acta, 564, 40-52.
8. Morozov, V.N., Shlyapnikov, Y.M., Kidd, J., Morozova, T.Y., Shlyapnikova, E.A. (2011) Conic Electrophoretic Concentrator for Charged Macromolecules. Anal. Chem. 83, 5548-5555.8. Morozov, V.N., Shlyapnikov, Y.M., Kidd, J., Morozova, T.Y., Shlyapnikova, E.A. (2011) Conic Electrophoretic Concentrator for Charged Macromolecules. Anal. Chem. 83, 5548-5555.
9. Morozova, T.Ya., Morozov, V.N. Recognition of closely related antigens by active immunoassay. (2008) Anal. Biochem. 374, 263-271.9. Morozova, T.Ya., Morozov, V.N. Recognition of closely related antigens by active immunoassay. (2008) Anal. Biochem. 374, 263-271.
10. Shlyapnikov, Y.M., Shlyapnikova, E.A., Morozova, T.Y., Beletsky, I.P., Morozov, V.N. (2010) Detection of microarray-hybridized oligonucleotides with magnetic beads. Anal. Biochem. 399, 125-131.10. Shlyapnikov, Y.M., Shlyapnikova, E.A., Morozova, T.Y., Beletsky, I.P., Morozov, V.N. (2010) Detection of microarray-hybridized oligonucleotides with magnetic beads. Anal. Biochem. 399, 125-131.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011140099/15A RU2528885C2 (en) | 2011-10-04 | 2011-10-04 | Method for detecting analyte from particle solution and device for implementing it |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011140099/15A RU2528885C2 (en) | 2011-10-04 | 2011-10-04 | Method for detecting analyte from particle solution and device for implementing it |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011140099A RU2011140099A (en) | 2013-04-10 |
RU2528885C2 true RU2528885C2 (en) | 2014-09-20 |
Family
ID=49151684
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011140099/15A RU2528885C2 (en) | 2011-10-04 | 2011-10-04 | Method for detecting analyte from particle solution and device for implementing it |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2528885C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2642055C1 (en) * | 2017-07-12 | 2018-01-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Онико-М" | Method of selective analysis based on immunological reactions using biochips |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19709752C1 (en) * | 1997-03-10 | 1999-03-18 | Szabados Andreas | Separator removing particles rapidly from fluid in e.g. biological, biochemical or medicinal fields |
RU2142633C1 (en) * | 1994-10-20 | 1999-12-10 | Лабсистемз Ой | Process separating magnetic microparticles with their preliminary concentration and device for its implementation |
RU2166751C1 (en) * | 2000-03-09 | 2001-05-10 | Никитин Петр Иванович | Process of analysis of mixture of biologic and/or chemical components with use of magnetic particles and device for its implementation |
EP1130397A2 (en) * | 1993-02-01 | 2001-09-05 | Thermo Labsystems Oy | Equipment for determination of an analyte from a sample |
RU2175136C2 (en) * | 1995-03-01 | 2001-10-20 | Шеринг Аг | Substances and method for detecting analytes by measuring residual magnetic induction |
JP2008304424A (en) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Nippon Kogyo Kensa Kk | Blow-off device for magnetic particle test liquid |
WO2011076860A1 (en) * | 2009-12-23 | 2011-06-30 | Atonomics A/S | Device, method, and system for the quantitative detection of the presence of multiple target analytes |
-
2011
- 2011-10-04 RU RU2011140099/15A patent/RU2528885C2/en active IP Right Revival
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1130397A2 (en) * | 1993-02-01 | 2001-09-05 | Thermo Labsystems Oy | Equipment for determination of an analyte from a sample |
RU2142633C1 (en) * | 1994-10-20 | 1999-12-10 | Лабсистемз Ой | Process separating magnetic microparticles with their preliminary concentration and device for its implementation |
RU2175136C2 (en) * | 1995-03-01 | 2001-10-20 | Шеринг Аг | Substances and method for detecting analytes by measuring residual magnetic induction |
DE19709752C1 (en) * | 1997-03-10 | 1999-03-18 | Szabados Andreas | Separator removing particles rapidly from fluid in e.g. biological, biochemical or medicinal fields |
RU2166751C1 (en) * | 2000-03-09 | 2001-05-10 | Никитин Петр Иванович | Process of analysis of mixture of biologic and/or chemical components with use of magnetic particles and device for its implementation |
JP2008304424A (en) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Nippon Kogyo Kensa Kk | Blow-off device for magnetic particle test liquid |
WO2011076860A1 (en) * | 2009-12-23 | 2011-06-30 | Atonomics A/S | Device, method, and system for the quantitative detection of the presence of multiple target analytes |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2642055C1 (en) * | 2017-07-12 | 2018-01-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Онико-М" | Method of selective analysis based on immunological reactions using biochips |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011140099A (en) | 2013-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Mohammadi et al. | Emerging technologies and commercial products in exosome-based cancer diagnosis and prognosis | |
JP3989964B2 (en) | Integrated microfluidic device | |
US7138269B2 (en) | Microflow system for particle separation and analysis | |
KR100695743B1 (en) | Magnetic force-based microfluidic chip using magnetic nanoparticles and microbeads, and bioassay apparatus and method using the same | |
US8329115B2 (en) | Nanofluidic preconcentration device in an open environment | |
JP2002502597A (en) | Integrated microfluidic device | |
JP2000512541A (en) | Difference extraction device with improved absorption | |
US20060102482A1 (en) | Fluidic system | |
Ko et al. | Microchip‐based multiplex electro‐immunosensing system for the detection of cancer biomarkers | |
WO2008053822A1 (en) | Method of detecting specific bond reaction of molecule by single molecule fluorometry | |
US20100279887A1 (en) | Nonlinear magnetophoretic separation of biological substances | |
JP2007510935A (en) | Multi-dimensional electrophoresis device | |
Nevídalová et al. | Capillary electrophoresis–based immunoassay and aptamer assay: A review | |
Guzman et al. | An emerging micro-scale immuno-analytical diagnostic tool to see the unseen. Holding promise for precision medicine and P4 medicine | |
JPWO2009072457A1 (en) | Biosensing method using coated magnetic fine particles and biosensing device used in the method | |
CN113976195B (en) | Microfluidic chip for exosome separation and enrichment and exosome surface protein analysis method | |
Morani et al. | Recent electrokinetic strategies for isolation, enrichment and separation of extracellular vesicles | |
RU2528885C2 (en) | Method for detecting analyte from particle solution and device for implementing it | |
Kakuta et al. | Development of the microchip-based repeatable immunoassay system for clinical diagnosis | |
EP1339865A2 (en) | Multiplex assays using nanoparticles | |
US10408827B2 (en) | Detection of biological molecules using surface plasmon field enhanced fluorescence spectroscopy (SPFS) combined with isotachophoresis (ITP) | |
CN107589254B (en) | Preparation method and application of immunoliposome complex nanoparticle biochip | |
US20160341694A1 (en) | Method and apparatus to concentrate and detect an analyte in a sample | |
EP3061807B1 (en) | Membrane vesicle recovery device, membrane vesicle recovery method, and membrane vesicle analysis method | |
Ebrahimi et al. | Molecular separation by using active and passive microfluidic chip designs: a comprehensive review |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20131128 |
|
HE9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20140416 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141005 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160527 |