[发明专利]用包含荧光基团和磁性基团的结构物分析样品的方法和系统

权利要求书

1.用于分析样品中分析物的方法，包括：

提供包含磁性基团和荧光基团的结构物，所述磁性基团和荧光基团通过连接物连接在一起以便所述两个基团各自具有一定程度的扩散独立性，其中所述荧光基团和/或所述连接物可与目标分析物结合；

用样品接触所述结构物使所述荧光基团和/或所述连接物与假设存在于样品中的所述目标分析物相互作用；

向所述样品施加第一磁场使所述结构物朝表面移动，其中所述第一磁场包括轴向磁场分量；

向所述样品施加第二磁场使所述结构物沿着所述表面移动，其中所述第二磁场包括横向磁场分量；

向所述表面施加瞬逝场以足以激发所述荧光基团中的荧光；并且

测定所述荧光基团的荧光发射以指示所述样品中目标分析物的存在、水平、和/或活性。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述施加第二磁场的步骤包括变换所述横向磁场分量的强度足以使所述荧光基团的扩散运动在所述瞬逝场内和场外交替进行。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述测定步骤可以包括测定所述荧光基团的荧光发射的幅度和/或相位和/或荧光发射偏振。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述荧光发射的幅度和/或相位提供样品中目标分析物的存在、水平、和/或活性的量度。

5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其中所述荧光基团和/或所述连接物可以包含一个或多个可特异性结合所述目标分析物的受体。

6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其中所述第一磁场包括轴向磁场梯度。

7.根据权利要求1-6任一所述的方法，其中所述第二磁场包括横向磁场梯度。

8.根据权利要求1-7任一所述的方法，其中所述样品可以包括生物样品。

9.根据权利要求1-8任一所述的方法，其中所述连接物选自由树枝状分子、树形分子、分子链、手性分子链、石墨烯碳纳米管、石墨烯纳米、多聚核苷酸、聚合物链、多核苷酸、多肽、多环芳烃分子、多环分子、热解碳、多糖、高分子、聚乙二醇(PEG)、聚氧化乙烯(PEO)及其组合组成的组。

10.根据权利要求1-9任一所述的方法，其中所述连接物使所述磁性基团和所述荧光基团相互间有一定程度的扩散独立性。

11.根据权利要求1-10任一所述的方法，其中所述连接物长度处于约10nm和约50nm、约50nm和约100nm、约100nm和约500nm、约500nm和约1,000nm、约1,000nm和约5,000nm、5,000nm和约10,000nm、或约10,000nm和约50,000nm之间。

12.根据权利要求1-11任一所述的方法，进一步包括改变所述横向磁场分量以便将所述目标分析物与所述结构物之间的特异性结合从所述结构物的非特异性结合中区分出来。

13.根据权利要求1-12任一所述的方法，进一步包括改变所述横向磁场分量以确定出从结构物中分离出目标分析物所需的力。

14.根据权利要求1-13任一所述的方法，进一步包括改变所述横向磁场分量以确定不同流体动力学横流条件下所述荧光基团和/或所述连接物的流体力学行为。

15.根据权利要求1-14任一所述的方法，其中所述第二磁场的横向磁场分量周期性地撤回或减小。

16.根据权利要求1-15任一所述的方法，其中维持所述第一磁场的轴向磁场分量的同时所述第二磁场的横向磁场分量周期性地撤回或减小。

17.根据权利要求1-16任一所述的方法，其中所述荧光基团和/或所述连接物包括非对称成分以便流体动力学横流引导所述荧光基团单方向旋转。

18.根据权利要求1-17任一所述的方法，其中所述表面允许荧光发射通过。

19.根据权利要求1-18任一所述的方法，其中所述表面是透明的。