[实用新型]一种磁标记生物检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及生物检测技术，尤其涉及一种磁标记生物检测系统，利用该系统能够低成本、高精度、高可靠性地检测待测生物，例如肿瘤标志物、食品中农药残留、病原体以及水体中特定微生物等。 

背景技术

目前，临床中测量微量活性物质的方法主要包括放射免疫分析方法、酶联免疫分析方法、化学发光以及电化学发光分析方法。这些方法的检测结果准确性与可靠性较高，但是需要昂贵庞大的仪器以及需要专业的操作人员，从而限制了其大范围的推广使用。 

磁标记，是表面结合有单克隆抗体的磁性微球，是近年来国内外研究比较热门的免疫学技术之一。磁标记的方法有如下优势：（1）相对于其它标记方式，如放射性元素标记、荧光标记等，磁标记没有污染，且很稳定，标记颗粒的性质受化学反应的影响小；（2）通过外加控制磁场，可以实现磁性标记有目的的移动和定位，这在智能传感器方向有很大的优势；（3）具有超高的灵敏度。因此，随着纳米科技的迅速发展，磁性纳米粒子的制备技术越来越成熟，磁标记已经应用于生物分子标记、临床诊断、靶向药物、细胞分离和酶的固定化等多种领域。 

将磁标记技术与磁场探测技术相结合，诞生了磁标记生物传感器，其基本原理是将待测目标分子与磁珠相结合进行磁标记，在外加磁场下磁珠被磁化，其边缘场在磁传感器上产生磁场分量，利用磁场探测技术对该分量进行检测从而检测出待测目标分子的含量。磁电阻效应的发展，尤其是巨磁电阻效应（GMR）效应的发现，使磁场探测的精度越来越高，因此掀起了磁标记生物传感器研究的热潮，其应用范围已涉及快速诊断、高通量药物筛选、单分子检测等领域。 

关于磁标记生物传感器的检测方法，目前文献报道多为接触式，即直接在磁传感器表面实现磁标记，导致磁传感器无法多次循环利用，大大提高了检测成本。因此，构建成本低、灵敏度高、结构简单、易于实现自动化的磁标记生物检测系统将有助于磁标记生物传感技术的推广应用。 

实用新型内容

本实用新型针对上述现有磁标记生物传感器不能多次循环使用，导致检测成本高的问题，提供一种磁标记生物检测系统，该检测系统结构简单，可实现现场快速检测，并且能够多次循环利用，从而大大降低了检测成本。 

本实用新型所提供的技术方案是：一种磁标记生物检测系统，主要由磁场施加单元、磁传感单元、磁标记样品单元、磁标记样品输送单元、显示单元以及磁屏蔽单元组成。 

所述的磁场施加单元用于产生直流磁场、交流磁场或者直流交流混合磁场，其构成不限，可以由永磁体构成，也可以由电磁线圈构成。 

所述的磁传感单元位于磁场施加单元产生的磁场内，主要由磁传感元件构 成，包括但不限于巨磁电阻（GMR）元件、隧穿磁电阻（TMR）元件、庞磁电阻（CMR）元件以及多铁磁传感元件等。 

所述的磁标记样品单元包括无磁性基片，位于无磁性基片表面的固定层，以及第一抗体、待测目标分子、第二抗体与磁性微球； 

所述的传输单元用于输送磁标记样品单元，使其接近或接触磁传感单元，包括传输杆、安装在传输杆上用于承载磁标记样品单元的传输台，以及用于驱动传输杆运动的电机； 

所述的显示单元用于显示磁传感单元的检测结果，包括示波器、电流表或者电压表等。 

所述的磁屏蔽单元设置在磁场施加单元的外围，用于屏蔽外界，尤其是地磁场，对整个检测系统的干扰。 

所述的无磁性基片可以由刚性材料构成，也可以由柔性材料构成。刚性材料包括但不限于硅片、铜片等，柔性材料包括但不限于聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜材料（PET）等。 

所述的固定层具有生物兼容性，可以是金、铂等金属薄膜，也可以是高分子以及氧化物等非金属薄膜。 

所述的第一抗体是能够与待测目标分子进行免疫应答反应的活性物质。 

所述的第二抗体是能够与待测目标分子进行免疫应答反应的活性物质。 

所述的待测目标分子种类不限，可以是肿瘤标志物分子（AFP等）、食品中农药残留或微生物分子（例如E.coil O157型大肠杆菌等）、水体中特定微生物分子等。 

所述的磁性微球的构成材料包括铁、钴、镍、γ相三氧化二铁、四氧化三铁、钐钴合金、铁碳合金、铁-碳化铁合金、钴铬合金、钴铂合金、钴钯合金等磁性材料中的一种或几种的混合物。作为优选，所述的磁性材料为四氧化三铁，进一步优选，所述的四氧化三铁颗粒表面存在着对四氧化三铁颗粒表面进行修饰、以提高其分散等性能的生物基团。 

所述的磁屏蔽单元的组成材料不限，例如可采用硅钢或者铝合金材料组成屏蔽单元，其形状不限，可加工成圆筒状或者方盒形状等。