含有干扰颗粒的流体的处理的制作方法

含有干扰颗粒的流体的处理的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于处理含有干扰颗粒的流体，例如用于处理包含血红细胞(C)的血液的方法及处理装置。将磁性颗粒(MP)添加到流体中并且借助于阻挡区(BZ)中的磁场分布磁性颗粒，以阻碍、优选完全防止干扰颗粒(C)迁移通过所述阻挡区(BZ)。因此，阻挡区(BZ)用作过滤元件，通过所述过滤元件可以将所述干扰颗粒(C)例如保持远离处理室表面的检测区(117)。
【专利说明】含有干扰颗粒的流体的处理

【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于处理包含干扰所述处理的颗粒的流体的方法及处理装置。

【背景技术】
[0002] W0 2008/044214 A1公开了用于检测样本流体中的目标成分的生物传感器。将磁 性颗粒作为干试剂设置在带有捕获抗体的表面的顶部的层内。当添加样本流体时，磁性颗 粒迅速溶解（solve)并且分布到整个流体中，以使磁性颗粒上的结合位点可以与样本的目 标成分结合。然后，磁性颗粒通过磁力被吸引到捕获抗体上，在捕获抗体上进行进一步结 合。然后，例如通过受抑全内反射（FTIR)检测结合到所述表面的目标成分。
[0003] 当处理全血之类的样本流体时，目标成分通常为血浆中的物质，而血细胞为扰乱 检测过程的颗粒。因此，血液之类的样本通常在检测前必须过滤以除去扰乱颗粒。


【发明内容】

[0004] 本发明的目的是提供对含有影响预期处理的颗粒的流体进行简单高效处理的装 置。
[0005] 该目的通过如权利要求1所述的方法、权利要求3所述的处理装置以及权利要求 15所述的用途得以实现。从属权利要求中公开了优选的实施方案。
[0006] 根据第一方面，本发明涉及用于处理含有颗粒的流体的方法。因为假定所述颗粒 以某种方式干扰所述流体的预期处理，所以在下文中为了便于引用将这些颗粒称为"干扰 颗粒"。虽然所述干扰通常是消极的（阻碍所述处理），本发明还包括积极干扰，在积极干扰 中所述干扰颗粒可以支持预期处理或者甚至可以是所述处理的对象。干扰颗粒一般可以包 括单一原子或分子。但是通常干扰颗粒是更大的、直径为约数纳米至毫米（或更大）的原 子的聚集体。干扰颗粒可以具有均一的化学组成或者可以是类似生物细胞的复杂聚集体。 流体的典型实例为全血，其中所述处理包括检测血浆中的目标成分，而细胞（例如红细胞 和白细胞）则构成了扰乱检测过程的"干扰颗粒"。
[0007] 本发明的方法应包括以下步骤：
[0008] a)在处理室中提供待处理流体。所述处理室通常为空腔或填充有类似凝胶的可以 吸收物质的某种物质的腔；它可以是开放腔、密闭腔或者通过流体连接通道连接到其他腔 的腔。
[0009] b)在上述处理室中提供磁性颗粒。术语"磁性颗粒"应该包括永磁颗粒和可磁化 颗粒，例如超顺磁珠。通常磁性颗粒的尺寸范围为3nm-50 i! m。
[0010] C)在处理室内的（二维或三维）区域（以下称为"阻挡区"）中分布上述磁性颗 粒，以阻碍，优选防止，干扰颗粒迁移通过所述阻挡区。
[0011] 应该注意的是，所述方法的上述步骤可以按所列顺序或任何其他合适的顺序执 行。特别地，可以在流体之前提供磁性颗粒或者可以同时提供这两种成分。磁性颗粒可以 作为干试剂提供或作为湿试剂（即溶解在某种载体流体中）提供。当磁性颗粒分布在阻挡 区时，通常将它们溶解在待处理的流体中。
[0012] "将磁性颗粒分布在阻挡区中"应该是指：
[0013] -产生分布磁性颗粒的排列方式（从某种其他排列方式开始，例如在存储区中的 聚集状态）
[0014] -和/或将这种排列方式维持延长的（可能是无限长的）一段时间，特别是在预期 处理步骤期间。
[0015] 所述方法的优点是可以通过阻挡区控制干扰颗粒在处理室内的分布，所述阻挡区 影响着干扰颗粒的迁移并因此影响干扰颗粒的空间分布。如果干扰颗粒消极地影响着流体 的预期处理，那么，例如可以将它们保持远离所述处理区。如果干扰颗粒积极地影响着所述 处理或者甚至所述处理需要它们，相反地，它们在处理区中的浓度可以增大。因此可以通过 所述阻挡区实现相对于干扰颗粒的流体过滤，而无需昂贵且占地的常规过滤器。
[0016] 例如，磁性颗粒在阻挡区的分布可以通过扩散和/或重力进行驱动。如果磁性颗 粒的浓度和量足够高（并且磁性颗粒不是太小以致迅速扩散），尤其如此。然后，磁性颗粒 扩散成云状，所述云状足够密集以阻碍干扰颗粒迁移，并且所述云状存在的时间也足够长 以进行预期处理。如果重力将磁性颗粒向处理室的一个表面引导，这会稳定该表面前的阻 挡区。
[0017] 根据本发明的优选实施方案，产生磁场，所述磁场在阻挡区中产生和/或维持磁 性颗粒的分布。所述磁场可以直接容易地控制磁性颗粒以及磁性颗粒在阻挡区中的分布。 此外，这种方式的颗粒分布不依赖扩散或重力。即使重力引导磁性颗粒（及干扰颗粒）远 离处理室的某个表面，还可以例如维持所述表面前的阻挡区。
[0018] 根据第二方面，本发明涉及用于处理含有干扰颗粒的流体的处理装置，所述处理 装置包括以下组件：
[0019] -处理室，在所述处理室中能够提供流体及磁性颗粒。
[0020] -磁场发生器，用于在处理室中产生磁场，所述磁场将磁性颗粒分布在处理室内的 阻挡区中，以阻碍干扰颗粒迁移通过所述阻挡区。磁场发生器可以包括例如永磁体或电磁 体。
[0021] 所述方法以及所述处理装置是同一发明构思（即通过磁性颗粒的阻挡区控制干 扰颗粒的迁移）的不同实现方式。因此，为一种实现方式提供的解释和定义也适用于另一 种实现方式。
[0022] 在下文中将对本发明的各种优选实施方案进行说明，这些实施方案既涉及以上定 义的方法也涉及以上定义的处理装置。
[0023] 相较于干扰颗粒在处理室内剩余流体中的迁移（即扩散或重力），所述阻挡区应 阻碍干扰颗粒的迁移。就数量而言，这意味着干扰颗粒穿过阻挡区外（但在处理室内）某 个给定区域的转移率（颗粒/秒）应大于穿过阻挡区内同样大小以及形状的区域的干扰颗 粒的转移率。例如，阻挡区内的转移率可以小于流体内"自由"转移率的约90%，优选小于 流体内"自由"转移率的约50%。最优选地，在干扰颗粒根本不能迁移通过阻挡区（而流体 的其他成分可以通过）、相应的转移率为零这个意义上来说，阻碍为最大或者接近最大。
[0024] 通常，可以通过任意物理和/或化学作用来阻碍干扰颗粒在阻挡区中迁移。在优 选的实施方案中，磁性颗粒的作用就像一个带孔的常规过滤器，依赖于其尺寸，干扰颗粒可 以通过这些孔或者不能通过这些孔。由于阻挡区通常不具有永久性静态磁性颗粒排列，常 规过滤器的孔径对应于阻挡区内邻近磁性颗粒和/或磁性颗粒团簇（链）之间的平均距 离。优选地，阻挡区内邻近磁性颗粒和/或磁性颗粒团簇之间的平均距离〃 A 〃应小于干扰 颗粒的平均直径〃d〃的五倍（式：A彡5d)，最优选为小于d(A彡d)。在本申请中，假定 所有磁性颗粒/团簇在简单立方晶体结构中的阻挡区具有均匀分布，阻挡区内邻近的磁性 颗粒和/或磁性颗粒团簇之间的平均距离可以定义为例如邻近磁性颗粒/团簇之间的最小 距离。单一干扰颗粒的直径例如可以定义为完全容纳干扰颗粒的最大球体的直径；"平均直 径"为所有这些单个颗粒直径的平均值。当邻近的磁性颗粒/团簇之间的平均距离△足够 小时，阻挡区将作为干扰颗粒的过滤器，（几乎）完全阻挡干扰颗粒转移。在血液作为待处 理流体并且红细胞作为"干扰颗粒"的情况下，阻挡区内磁性颗粒之间的平均距离△应例 如低于约2iim。
[0025] 在处理室内可以对流体进行任何类型的处理，包括整体地（in the bulk)对流体 成分进行物理和/或化学转化或操纵。在优选的实施方案中，至少部分处理可以在处理室 表面上的称为"处理区"的区域中进行，其中所述处理区可以在处理室整个表面上或仅在有 限区域延伸，可以特别制备所述有限区域。
[0026] 在上述具有处理区的实施方案中，阻挡区可以位于所述处理区的前面，因此影响 着干扰颗粒向处理区的迁移或远离处理区的迁移（取决于干扰颗粒在阻挡区的哪一侧被 捕获）。因此，在阻挡区的辅助下可以控制处理区的干扰颗粒的浓度。
[0027] 所述处理区相对于重力优选位于阻挡区的上方。然后将干扰颗粒的沉降从处理区 引导开，因此支持干扰颗粒与所述区域分离。重力对磁性颗粒的作用可以例如通过磁力进 行补偿，所述重力作用将阻挡区移动远离所述处理区。
[0028] 处理区可以包括待处理流体的目标成分的结合位点。然后，可以在处理区中固定 感兴趣的成分以进行进一步（表面特异的）的操纵和/或检测步骤。
[0029] 参数检测或感测是流体"处理"的一个重要实例。在本发明的优选实施方案中，处 理装置可以因此包括用于检测流体的目标成分的检测单元。结合以上实施方案，特别可以 在处理室表面的处理区进行检测，并且所述检测可以特别涉及结合到结合位点的流体的目 标成分。
[0030] 任选地，上述检测单元可以包括光学传感器、磁敏传感器、力学传感器、声学传感 器、热传感器和/或电传感器。磁敏传感器特别地可以包括W0 2005/010543 A1或者TO 2005/010542 A2中所述种类的线圈、霍尔传感器（Hall sensor)、平面霍尔传感器、磁通门 传感器、SQUID (超导量子干涉装置）、磁共振传感器、磁限制传感器（magneto-restrictive sensor)或磁阻传感器（magneto-resistive sensor)，尤其是 GMR(巨磁电阻）、TMR(隧 道磁电阻）或AMR(各向异性磁电阻）。光学传感器可以特别地适于检测由于感测表面 的目标颗粒导致的受抑全内反射（FTIR)引起的输出光束变化。W0 2008/155716 Al、TO 2009/016533A2或W0 2008/072156 A2对这种方法进行了详细说明。
[0031] 阻挡区可以位于处理室的内部，因此在处理室的周边留出自由通道（用于干扰颗 粒）。这种泄漏式结构容易实现并且足以获得有限时期的干扰颗粒的期望非均匀分布。阻 挡区可以在（小）检测区前面构成例如一种（大）伞形结构，以将干扰颗粒有效地保持远 离所述处理区的同时进行期望的处理步骤。
[0032] 在本发明的优选实施方案中，阻挡区在处理室壁间延伸，以将处理室分成两个不 相连的体积的方式进行（其中"不相连的"意思是没有不穿过阻挡区而贯穿处理室的连接 路径）。以这种方式，可以将所述两个体积之间的干扰颗粒的不均匀分布维持任意时长。如 果一个体积包括例如上述处理区，可以永久地将干扰颗粒保持远离所述体积。
[0033] 在本发明的一个实施方案中，在添加待处理流体以前，可以将磁性颗粒作为干试 剂设置在处理室表面上。当处理室包括在某个预制元件（例如某个检测装置中用于研究生 物样本的一次性盒（cartridge))中时，这种方法特别适用。然后，用户只需向预制盒添加 手边的样本流体，并且无需单独添加磁性颗粒的步骤。
[0034] 在上述实施方案中，如果处理室包括处理室表面的处理区，可以在所述处理区上 特别设置磁性颗粒作为干试剂。如果向该设置添加流体，所述处理区与流体隔离直到磁性 颗粒已经溶解（dissolved)。但是，如果溶解的磁性颗粒立即分布到处理区前的阻挡区中， 就可以维持所述处理区对干扰颗粒的隔离。
[0035] 在替代的实施方案中，可以将磁性颗粒作为干试剂设置在处理区旁边。然后，添加 到处理室的流体能够接触处理区，直到磁性颗粒的阻挡区或许稍后可以影响处理室内干扰 颗粒的分布。
[0036] 可以在处理室内的固定位置设置阻挡区。替代地，可以在处理室内移动阻挡区以 生成某种期望的干扰颗粒分布。相应地，通过控制处理室内的磁场，可以容易地获得阻挡区 的固定位置以及期望移动。
[0037] 例如，可以使用阻挡区来收集和/或集中处理室某个子体积里的干扰颗粒。当将 磁性颗粒作为干试剂最初设置在处理区旁边时，可以将阻挡区（其在添加流体并且磁性颗 粒溶解后形成）移到处理区前，将干扰颗粒从那里推离。
[0038] 在本发明的另一个实施方案中，引入待处理流体之前，在处理室中产生磁性颗粒 阻挡区。这要求磁性颗粒本来能够在某种载体或溶剂中移动（例如，因为磁性颗粒作为湿 试剂提供和/或因为已经向包含磁性颗粒作为干试剂的处理室添加了溶剂）。磁性颗粒的 阻挡区的早期生成的优点是从一开始，即添加流体的那一刻，就可以控制干扰颗粒的分布。
[0039] 在本发明的另一个实施方案中，提供具有待处理流体的目标成分结合位点的磁性 标记颗粒。相应地，所述目标成分可以特异性地结合到磁性标记颗粒上，这允许通过磁力操 纵它们和/或通过附着磁性颗粒的性质检测它们。任选地，磁性标记颗粒可以与构成阻挡 区的磁性颗粒相同。更一般地，可以有仅用于建立阻挡区的磁性颗粒以及用于结合目标成 分的磁性标记颗粒，其中，没有、有一些或全部磁性标记颗粒可以额外被用来建立阻挡区。
[0040] 待处理流体可以特别地包含生物流体，例如唾液、血液或尿液。这些生物流体通常 包含大量成分，其中一些成分是测定的目标，所述测定受到其他成分的扰乱。用本发明的方 法，可以控制扰乱成分，即"干扰颗粒"，以减小它们的扰乱效应。
[0041] 本发明进一步涉及上述处理装置在分子诊断学、生物样本分析、化学样本分析、食 品分析和/或法医分析中的用途。例如，可以借助于直接或间接附着到目标分子的磁珠或 荧光颗粒完成分子诊断学。

【专利附图】

【附图说明】
[0042] 通过参考下述实施方案，本发明的这些方面以及其他方面将变得显而易见并且得 到说明。
[0043] 在附图中：
[0044] 图1示出了用于通过受抑全内反射检测样本中目标成分的处理装置；
[0045] 图2对由最初沉积在处理区的结合位点的磁性颗粒生成的阻挡区进行了图示；
[0046] 图3对由最初沉积在处理区的结合位点旁边的磁性颗粒生成的阻挡区进行了图 示；
[0047] 图4对在处理室壁之间延伸的磁性颗粒生成的阻挡区进行了图示；
[0048] 图5图示了隔离处理区的磁性颗粒的阻挡区；
[0049] 图6对应用磁性颗粒和磁性标记颗粒建立阻挡区进行了图示；
[0050] 图7对平行于检测表面的磁场的应用以及使用磁性颗粒团簇建立阻挡区进行了 图示；
[0051] 图8示出了测定后全血中结合到结合区的磁性颗粒的显微镜图像；
[0052] 图9示出了测定中得到的用于检测样本中目标成分的剂量-响应曲线。
[0053] 图中同样的编号是指相同的或相似的组件。 具体实施方案
[0054] 许多生物传感器是基于纳米颗粒标记，特别是可以用电磁场致动的纳米颗粒 (珠）。通常，使用可以结合特定分析物分子的抗体将磁珠功能化。所述磁珠被吸引到传 感器表面，在所述传感器表面所述颗粒可以间接（通过捕获的被分析物）或直接结合到所 述表面上印刷的捕获探针（例如抗体）上。结合的磁珠数量与样本中存在的被分析物分 子的量直接相关或负相关。然后，可以使用对接近表面的磁珠更敏感的任意技术来检测所 述磁珠。例如，检测技术可以基于倏逝光场（evanescent optical field),例如受抑全内反 射（FTIR)，如同本 申请人:开发的Magnotech?技术。另一个实例是应用暗视野显微镜法 (DFM)。
[0055] 图1示出了用于检查血液的基于FTIR的生物传感器设备100的示意性侧视图。处 理装置或传感器设备100包括读取器150和一次性盒110。盒110可以由例如玻璃或类似 聚苯乙烯的透明塑料制成。它包括处理室111，在处理室111中能够提供具有待检测目标成 分（例如心肌肌钙蛋白、药物、抗体、DNA、甲状旁腺激素（PTH)等）的血液样本。样本可以 进一步包括磁性颗粒MP，例如超顺磁珠，其中这些颗粒通常作为标记结合到上述目标成分。
[0056] 盒110包括由层113 (如带）分开的盖112和底部单元114。所述盒是透明的并且 具有（部分地）邻接所述处理室111的检测表面115。检测表面115上设置有多个处理区 117(图2-6)。这些处理区包括结合位点116,例如抗体，其可以特异性地结合目标成分。 [0057] 读取器150包括用于发射"输入光束" L1的光源151、用于检测并且测量"输出光 束" L2的光检测器152以及用于评估光检测器的信号的评估单元（未示出）。光源151产 生的输入光束L1以大于全内反射（TIR)的临界角的角度到达检测表面115,并且因此全部 内反射为输出光束L2。输出光束L2离开盒110并且由光检测器例如相机152的感光像素 检测。
[0058] 读取器150进一步包括磁场发生器，例如设置在所述盒底部和/或顶部的带有线 圈和芯的电磁体153和154,用于在检测表面115以及处理室111的邻近空间可控地产生 磁场。电磁体153和154稱合到控制器155,通过控制器155可以为它们提供合适的电流。 借助于产生的磁场，可以操纵磁性颗粒，即磁化，特别是移动（如果使用带有梯度的磁场）。 因此，例如可以将磁性颗粒吸引到检测表面115以将相关目标成分加速结合到所述表面。
[0059] 使用设备100的典型测定包括以下步骤：（1)涂覆有针对目标成分的一级抗体的 磁珠分散在样本液体中并且与目标结合；（2)顶部线圈和底部线圈以脉冲方式致动磁性颗 粒，结果磁性颗粒与传感器表面结合，在所述传感器表面上二级抗体可以与结合的目标分 子结合；（3)将未结合的磁珠从传感器表面除去并且使用倏逝场检测结合的磁珠。在W0 2008/115723 A1中可以找到该过程的进一步详细说明，W0 2008/115723 A1以引用的方式 并入本文中。
[0060] 当应使用上述类型的生物传感器来研究血液样本时，通常需要过滤步骤以将包含 目标成分的血浆和血细胞分离。在其内部进行测定的一次性盒110例如可以含有过滤单 元，所述过滤单元将血红细胞和血浆分离，并且将血浆输送到带有磁性颗粒的处理室。这种 过滤单元是所述盒中相对昂贵的部分，因为它需要多种材料和工艺进行组装。但是，在血红 细胞的存在下不能进行测定，因为i)磁性颗粒可以非特异性地结合到血红细胞，并且ii) 血红细胞在空间上阻碍了磁性颗粒，这抑制了这些颗粒的移动以及与传感器表面的结合。 此外，对微流体通道和处理室进行毛细管填充之前的过滤过程是缓慢的过程（其能占用5 分钟总测定时间中的1分钟），（通过改变填充次数以及保留被分析物分子）导致了不精 确，并且效率低下（25 y L的血液输入仅产生2 y L的血浆输出）。
[0061] 为了解决以上问题，建议使用磁性颗粒作为过滤器，从而避免需要单独的、昂贵的 过滤单元。通过提供靠近检测区域的带有高密度磁性颗粒（多层颗粒）的层，防止了血红 细胞或其他"干扰颗粒"到达检测区域并因此防止它们抑制测定。
[0062] 图2包括作为过滤器的磁性颗粒MP的示意图。在涂覆于传感器表面115上的"处 理区"或"结合区"117中的捕获分子116(抗体层）顶部的密集层中以干燥形式提供磁性 颗粒MP。当处理室填充有全血时，磁性颗粒会再分散。
[0063] 图2a)示出了添加待处理流体（即血液样本）后即刻的处理室。血液样本包含血 红细胞C以及血浆中的目标分子T。
[0064] 图2b)示出了磁性颗粒MP再分散时的情况。磁性颗粒分布成磁性颗粒MP的密集 层，在下文中称为"阻挡区"BZ。血红细胞C不能渗透该阻挡区，而含有目标分子的血浆可 以。此后，可以致动磁性颗粒，在此期间最顶层的颗粒防止血红细胞与使用底部颗粒进行的 测定相互作用。
[0065] 在图2b)中，示出了干扰颗粒C的（平均）直径d以及阻挡区BZ中邻近的磁性颗 粒MP之间的（平均）距离A。如果A彡d，即阻挡区的"孔"小于干扰颗粒，可以完全防 止干扰颗粒C通过阻挡区。
[0066] 应注意的是，磁珠在外部磁场中通常形成链（团簇），并且链之间具有一定的间隙 尺寸。因此，图中的"磁性颗粒MP"（圆圈）还可以由几个单独磁性颗粒形成的链取代。然 后，这些链之间的间隙尺寸起到上述"距离A "的作用（参见图7)。
[0067] 虽然图2a)示出将磁性颗粒MP用作干试剂层，但还可以使用湿试剂，使用湿试剂 时首先将含有磁性颗粒的流体提供给处理室。然后，磁性颗粒被磁性吸引到表面，之后将血 液施加到处理室。
[0068] 除结合区中的捕获探针顶部以外，还可以将磁性颗粒存储在不同的位置。图3a) 示出了将磁性颗粒最初提供在带捕获分子的结合区117旁边的位置118。当再分散期间磁 性颗粒MP(例如通过施加磁场或以较短的再分散时间）保留在密集层中时，所得的磁性颗 粒"塞子"或阻挡区BZ可以朝含有捕获探针的检测区117横向移动，从而将血红细胞推出 检测区。
[0069] 图4a)_c)图示了增大可用于测定的样本流体的体积的方式。可以将（例如）最 初存储在结合区的结合位点并作为密集阻挡区BZ的磁性颗粒MP (借助于磁场）推抵到血 红细胞层上，因此产生了血红细胞排除在外的更大体积（图4b)。此后，可以进行测定（图 4c)。为了防止血红细胞移动到磁性颗粒下面，最好在受限区域（例如小室）内进行，在所 述受限区域中，磁性颗粒与壁（虚线）之间没有空间。
[0070] 图5示出了另一个选择。这里，磁性颗粒MP的阻挡区或层BZ的尺寸比捕获探针 层117大得多，以致于即使一些血红细胞C在磁性颗粒层BZ的边缘下面，中心处（即带捕 获探针的检测区117)也没有血红细胞存在。
[0071] 可以使用两种不同类型的磁性颗粒以代替使用相同磁性颗粒作为过滤器以及作 为可以结合到传感器表面的捕获颗粒。图6对此进行了图示，根据图6,磁性标记颗粒MP的 层设置在构成阻挡区BZ的（非功能化）磁性颗粒MPB的层的下面。该方法的优点是可以 独立地选择靠近血红细胞C的上层磁性颗粒MP的特性，例如颗粒数量、颗粒尺寸。此外，不 需要使用抗体将这些磁性颗粒功能化，并因此不会结合目标分子，结果有更多的目标分子 用于检测。
[0072] 这两层磁性颗粒MP、MPB可以作为干试剂进行施加，先沉积第一磁性标记颗粒MP 的第一层，然后沉积第二磁性颗粒MPB的第二层。可选地，这些磁性颗粒可以作为湿试剂 施加，首先向表面吸引第一组磁性标记颗粒MP，然后添加并且向表面吸引第二组磁性颗粒 MPB。
[0073] 图7示意性地图示了在使用磁性颗粒团簇或链来代替单一磁性颗粒（事实上在大 多数情况下会观察到磁性颗粒团簇）时以上原则同样适用。此外，假定施加的磁场B与检 测表面115平行。
[0074] 在图7a)中，只有底部磁体153是激活的。假定这是马蹄形磁体153 (它的磁极位 于后面，垂直于附图平面），其提供平行于检测表面115(垂直于附图平面）的磁场B。这意 味着接通磁场B时，磁珠MP会形成平行于检测表面115的链CL。该图示出了链CL的横截 面。同时产生磁力，所述磁力将链吸引到表面115。
[0075] 磁链CL基本上会有链间（平均）宽度为A的细微间隙。所得结构类似于一维网 格。只要链间的间隙小于干扰颗粒C的最小尺寸d，就没有颗粒C会通过。
[0076] 在图7b)中，已经将底部磁体153关闭并且将顶部磁体154接通。如果顶部磁体 为圆柱形磁体，会导致磁性颗粒链的坚直排列，这种排列在阻挡干扰颗粒方面被证明作用 较小。因此也优选使用马蹄形磁体作为顶部磁体154。在这种情况下，维持磁珠团簇的一维 网格结构的同时，可以将它们移动到盒顶部，"压缩"干扰颗粒C。因此可以有效地移动阻挡 区BZ。
[0077] 应注意的是，还可以使用所述方法来防止其他大的微粒（而非血红细胞）对磁性 颗粒测定的干扰。此外，这些测定可以受益于逆转几何（将图1-7的设置相对于重力倒置）， 以使检测表面处于顶部，并且重力可以将干扰颗粒（例如血红细胞）基本上移开所述检测 表面。
[0078] 本发明可以通过飞利浦（Philips) Magnotech?技术而特别用于体外诊断（免 疫）测定中，用于检测生物样本中的生物标记，例如检测血液中的心肌肌钙蛋白以对急性 心肌梗死进行诊断。
[0079] 在下文中，将针对图8和9对实施例进行说明。将抗心肌肌钙蛋白I(cTnl)的抗体 施加到塑料盒的表面，适于和上述的FTIR或DFM检测一起使用。在这些抗体顶部，施加并 干燥用抗cTnl抗体进行功能化的大量磁性颗粒，从而形成密集层。将掺有10pM cTnl (或 没有cTnl，作为阴性对照）的血液施加于所述盒，同时使用磁场将颗粒保持接近表面。然 后，允许磁性颗粒捕获cTnl分子并且结合到表面上。使用磁性洗涤步骤去除表面上未结 合的磁性颗粒，并且使用DFM检测技术对结合到表面的磁性颗粒的量进行计数（参见TO 2011/036634A1)。
[0080] 图8示出了在全血中使用10pM cTnl进行测定后，DFM检测结合到表面的颗粒的 实例。虽然还有许多颗粒在印刷有抗cTnl抗体的区域（顶部的圆形区域）以外结合，但可 以从捕获点内的颗粒数量减去外部信号（归一化到所述检测区域）。虽然未优化测定，但可 以从背景结合中清晰地辨别10pM，估计检测限约为lpM cTnl。
[0081] 图9示出了所得的剂量-响应曲线，该曲线显示出含有0或10pM cTnl的样本中 的颗粒的检测量N。上部的点表示直接（未校正）的结果，下部的点表示对在区域外侧与抗 cTnl抗体结合进行过校正的数据。
[0082] 虽然已经在附图以及上述说明书中进行了详细阐述和说明了本发明，但这种阐述 和说明是说明性或示例性的，而非限制性的；本发明不限于所公开的实施方案。在实施所要 求保护的发明中，本领域技术人员可以理解并实施所公开的实施方案的其他变化方案。在 权利要求中，词语"包括"不排除其他元件或步骤，并且不定冠词"a"或"an"不排除复数。 在相互不同的从属权利要求中提到某些措施并不表示不能有利地使用这些措施的组合。权 利要求中的任意附图标记不应当被解释为限制本发明的范围。
【权利要求】
1. 用于处理包含干扰颗粒（C)的流体的方法，假定所述干扰颗粒以某种方式干扰所述 流体的处理，所述方法包括以下步骤： a) 在处理室（111)中提供所述流体； b) 在处理室（111)中提供磁性颗粒（MP、MPB); c) 在所述处理室内的阻挡区（BZ、BZ'）中分布所述磁性颗粒（MP、MPB)，以便在所述流 体的处理期间阻碍干扰颗粒（C)迁移通过所述阻挡区（BZ、BZ'）。
2. 如权利要求1所述的方法， 其特征在于产生磁场，该磁场在阻挡区（BZ、BZ'）中产生和/或维持磁性颗粒（MP、MPB) 的分布。
3. 用于处理含有干扰颗粒（C)的流体的处理装置（100)，假定所述干扰颗粒以某种方 式干扰所述流体的处理，所述处理装置包括： a) 处理室（111)，在所述处理室中能够提供流体和磁性颗粒（MP、MPB); b) 磁场发生器（153、154)，用于产生磁场，所述磁场将磁性颗粒（MP、MPB)分布在处理 室内的阻挡区（BZ、BZ'）中，以便在所述流体的处理期间阻碍干扰颗粒（C)迁移通过所述阻 挡区（BZ、BZ'）。
4. 如权利要求1所述的方法或者如权利要求3所述的处理装置（100)， 其特征在于，A为阻挡区（BZ、BZ'）中磁性颗粒（MP、MPB)之间和/或磁性颗粒团簇 (CL)之间的平均距离，并且d为干扰颗粒（C)的平均直径，以下关系式成立：A <5d，优选 A彡d。
5. 如权利要求1所述的方法或者如权利要求3所述的处理装置（100)， 其特征在于所述处理室（111)的表面包括处理区（117)，在所述处理区中可以进行流 体的处理。
6. 如权利要求5所述的方法或处理装置（100)， 其特征在于所述处理区（117)相对于重力位于阻挡区（BZ、BZ'）的上方。
7. 如权利要求5所述的方法或处理装置（100)， 其特征在于所述处理区（117)包括所述流体的目标成分（T)的结合位点（116)。
8. 如权利要求1所述的方法或者如权利要求3所述的处理装置（100)， 其特征在于提供检测单元（151U52)，用于检测所述流体的目标成分（T)。
9. 如权利要求1所述的方法或者如权利要求3所述的处理装置（100)， 其特征在于所述阻挡区（BZ、BZ'）在处理室（111)的壁之间延伸，将处理室分成两个不 相连的体积。
10. 如权利要求1所述的方法或者如权利要求3所述的处理装置（100)， 其特征在于添加所述流体之前，将所述磁性颗粒（MP)作为干试剂设置在处理室（111) 的表面上。
11. 如权利要求1所述的方法或者如权利要求3所述的处理装置（100)， 其特征在于将所述阻挡区（BZ、BZ'）移动到处理室（111)内。
12. 如权利要求1所述的方法或者如权利要求3所述的处理装置（100)， 其特征在于将所述流体引入处理室（111)之前产生阻挡区（BZ、BZ'）。
13. 如权利要求1所述的方法或者如权利要求3所述的处理装置（100)， 其特征在于提供磁性标记颗粒（MP)，其具有所述流体的目标成分（T)的结合位点。
14. 如权利要求1所述的方法或者如权利要求3所述的处理装置（100)， 其特征在于所述流体包括生物流体，特别是血液。
15. 如权利要求1-13中任意一项所述的处理装置（100)在分子诊断学、生物样本分析、 化学样本分析、食品分析和/或法医分析中的用途。
【文档编号】G01N33/543GK104395751SQ201380034659
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2013年6月20日 优先权日:2012年6月29日
【发明者】T·H·埃弗斯, R·M·L·范利斯豪特, J·B·A·D·范佐恩 申请人:皇家飞利浦有限公司