[发明专利]用于分离样品中磁性标记部分的设备和方法

说明书

相关申请案的交叉参考

依照35U.S.C.§119(e)，本申请要求2011年4月27日申请的美国临时专利申请第61/479,778号的申请日的优先权，所述申请的公开以引用的方式并入本文中。

发明背景

已描述其中与磁性粒子配对的分析物特异性抗体用于磁性标记靶分析物以利于从样品溶液磁性分离分析物的磁性免疫测定法。通常，在磁性标记的分析物已经抵靠样品室的侧面或底部集中之后，移除样品流体。这种测定需要样品处理射流技术以从样品流体分离捕获的分析物且本质上是多步骤的。

美国专利第5,945,281号描述标记的靶分析物从样品流体磁性分离且从样品室移动至检测区域以用于光学分析的磁性免疫测定法。样品被添加至含有磁性捕获试剂和标签的样品室，使得样品中的靶分析物与磁性捕获剂和标签形成复合物。将电位施加至复合物以将复合物传输至检测区域，且在检测区域中测定复合物的存在。

美国专利第6,858,440号、第6,645,777号、第6,630,355号和第6,254,830号（每个以引用的方式并入本文中）描述一种磁性聚焦免疫传感器，其用于将食物样品中的致病性细菌磁性地集中于样品容器的侧面上，且通过样品容器的侧面光学地检测集中的细胞。磁性聚焦免疫传感器包括聚焦磁铁和附着至磁铁的侧面以发射激发和检测光的光纤。

发明概要

提供用于分离样品中磁性标记部分的设备和方法。所述设备的实施方案包括安置在一个或多个磁场源上的磁场导向件，其中磁场导向件每个具有含顶端边缘的楔形部分。所述磁场导向件的顶端边缘实质上在彼此的对面对齐且彼此平行。在某些情况下，所述设备包括用于接近磁场导向件的顶端边缘而运载样品流的导管，使得样品流实质上平行于磁场导向件的顶端边缘。

本公开的实施方案可实现高效率、高流速且低成本地磁性分离样品中磁性标记部分。例如，本公开的实施方案可用于从生物流体样品分离标记有磁性粒子的细胞和其它分子。在一些情况下，从样品分离磁性标记部分的效率取决于由磁场源产生的磁场和磁场梯度。在一些情况下，磁性标签上的力，以及因此磁性分离的效率取决于磁场和磁场梯度的乘积。因此，本公开的实施方案可在相同空间位置（例如，介于磁场导向件的顶端边缘之间和/或接近所述顶端边缘的样品流动通过的区域中）实现高磁场和高磁场梯度两者。由设备产生的高磁场和高磁场梯度可增加设备的分离效率，且因此允许增加样品通过设备的流速以用于高吞吐量地分离。

在某些实施方案中，设备被构造来使流动通过设备的样品中的磁性标记部分与未磁性标记部分分离。在某些情况下，设备包括磁场源，如单个磁场源。在其它情况下，设备包括第一磁场源和第二磁场源，其可配置在流体导管的相对侧上。在一些情况下，磁场源可以是永久磁铁，而不是其它类型的磁铁（如电磁铁）。包括永久磁铁作为磁场源的设备的实施方案在不需要外部电源的情况下提供持续磁场，且因此可能比起包括其它类型的磁铁（如电磁铁）的设备对于制造和操作而言较不复杂且成本更低。

设备还包括第一磁场导向件和第二磁场导向件。在设备包括一个磁场源的实施方案中，第一磁场导向件和第二磁场导向件可安置在磁场源的相对侧上。在设备包括第一磁场源和第二磁场源的其它实施方案中，第一磁场导向件可安置在第一磁场源的面对第二磁场源的表面上，且第二磁场导向件可安置在第二磁场源的面对第一磁场源的表面上。第一磁场导向件和第二磁场导向件每个可具有含顶端边缘的楔形部分。第一磁场导向件和第二磁场导向件被配置使得第一磁场导向件的顶端边缘实质上在第二磁场导向件的顶端边缘对面与其对齐且平行。在一些情况下，磁场导向件是软磁铁。

每个磁场导向件具有楔形部分且可被构造来将磁通量从关联磁场源朝接近磁场导向件的顶端边缘的区域引导。在一些情况下，磁场导向件的楔形部分将磁通量从磁场源与磁场导向件之间的界面（此处界面具有相对较大截面积）聚焦至具有相对较小截面积的磁场导向件的顶端边缘。磁场导向件的楔形部分可被构造来在通过磁场导向件传输磁通量期间从关联磁场源以最小磁通量泄漏聚焦磁通量。在某些实施方案中，磁场导向件的渐缩楔形部分聚焦来自关联磁场源的磁通量，导致来自磁场源的磁通量在接近磁场导向件的顶端边缘（例如，靠近和/或介于所述顶端边缘之间）的区域中增加。在接近磁场导向件的顶端边缘（例如，靠近和/或介于所述顶端边缘之间）的区域中所得的高磁场强度和高磁场梯度可增加正在被分析的样品中磁性标记部分与未标记的基团分离的效率。