[发明专利]一种基于磁纳米粒子谐波响应的病毒检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于磁纳米粒子谐波响应的病毒检测方法及系统，属于纳米测试技术领域，包括：分别产生交流磁场和直流偏置磁场并叠加为混合磁场；测量免疫检定试剂在混合磁场中的交流磁化响应，以测量出免疫检定试剂的二次及以上各次谐波响应；将免疫检定试剂与病毒样本混合，使功能性磁纳米粒子与目标抗原发生特异性结合，得到混合溶液；测量混合溶液在混合磁场中的交流磁化响应，以测量出混合溶液二次及以上的各次谐波响应；分别利用免疫检定试剂和混合溶液的二次及以上各次谐波响应计算免疫检定试剂和混合溶液的检测特征，若两个检测特征的差异程度超过预设的阈值，则判定病毒样本中含有目标病毒。本发明能够同时提升病毒检测的效率和灵敏度。

技术领域

本发明属于纳米测试技术领域，更具体地，涉及一种基于磁纳米粒子谐波响应的病毒检测方法及系统。

背景技术

安全可靠的病毒检测是阻隔病毒传播，促进公共卫生，保护生命健康的最有效措施之一。在严峻的疫情形势下，病毒检测效率显得尤为重要。常规的病毒检测方法主要有逆转录聚合酶链反应法(PCR法)，该方法用于病毒检测时，需要经过溶液中样本提纯等多个步骤，过程繁琐，影响病毒检测效率。基于磁纳米粒子的病毒检测方式，相比于传统的逆转录聚合反应法，可以有效提高病毒检测效率。

目前磁纳米粒子检测技术已经得到一定程度的发展。基于磁纳米粒子磁化模型和弛豫模型，可以对磁纳米粒子表征，研究磁纳米粒子的粒径，磁矩等信息。在溶液中利用特异性功能团可以将待测分子和磁纳米粒子颗粒绑定在一起，这会改变磁纳米粒子的粒径等信息。通过观测磁纳米粒子的粒径变化引起的磁化响应快速变化，可以实现快速地病毒检测。

现有的基于磁纳米粒子的病毒检测方法，往往通过交流混频地方式产生磁场，然后通过测量纳米粒子的交流磁化响应中的基波或三次谐波响应实现病毒的检测。由于现有的基于磁纳米粒子的病毒检测方法依赖于磁纳米粒子的奇次谐波响应，而免洗意味着被观测样品中，除了绑定和未绑定的磁纳米粒子颗粒外，还有大量的水分子，此时相对于微量的磁纳米粒子颗粒，大量水分子的抗磁特性无法忽略，水的抗磁响应会影响磁纳米粒子磁化响应，尤其是基波的观测，因此，为了保证病毒检测的精度，仍然需要水洗，这一步骤延长了检测时间、限制了检测效率。此外，检测微量的目标病毒，本身就对检测灵敏度提出了很高要求，而现有的基于磁纳米粒子的病毒检测方法，利用交流混频的方式产生磁场，检测三次及以上奇次谐波而得的交流磁化响应信号较弱，相应地，检测灵敏度较低。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种基于磁纳米粒子谐波响应的病毒检测方法及系统，其目的在于，提升病毒检测的效率，同时有效提高病毒检测的灵敏度。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于磁纳米粒子谐波响应的病毒检测方法，包括：

分别产生交流磁场和直流偏置磁场，并将二者叠加为混合磁场；

测量功能性磁纳米粒子免疫检定试剂在混合磁场中的交流磁化响应M₀(t)，以测量出免疫检定试剂的二次及以上的各次谐波响应；功能性磁纳米粒子的表面与特异性蛋白质结合，且特异性蛋白质能与目标病毒中的目标抗原发生特异性结合；

将免疫检定试剂与待检测的病毒样本混合，使功能性磁纳米粒子与目标抗原发生特异性结合，得到混合溶液；测量混合溶液在混合磁场中的交流磁化响应M₁(t)，以测量出混合溶液的二次及以上的各次谐波响应；

利用免疫检定试剂的二次及以上的各次谐波响应计算免疫检定试剂的检测特征，利用混合溶液的二次及以上的各次谐波响应计算混合溶液的检测特征，若免疫检定试剂的检测特征与混合溶液的检测特征的差异程度超过预设的阈值，则判定病毒样本中含有目标病毒。