磁敏免疫分析技术,POCT的新星


一、概述
记得是早孕测试试剂条给我带来医疗器械这个概念,从而进一步了解到特殊的医疗器械——体外诊断(IVD)。后来新概念即时检测(POCT)。
POCT作为检验医学重要组成部分,因其具有体积小,携带方便,容易操作,为临床提供结果快速等优点,在临床科室的应用中发展迅速,年均增幅高达 30%。在医院内,POCT 主要应用于院内急诊科、ICU、呼吸科、心内科、手术室等临床科室。这种技术在时效性和灵活性方面与传统检验形成互补,也弥补了基层医院检验资源不足的问题。在目前这个流感季中,免疫法的流感联合检测试剂条,相应你在医院里见过。今天要写的,是POCT的一位新角色——磁敏免疫分析技术。
早在 1998 年美国海军实验室便提出利用巨磁阻(giant magnetoresistance, GMR)效应和免疫磁标记实现 GMR 生物传感器的设想。他们通过测量 DNA、抗原-抗体、施体和受体等实验,证明了 GMR 传感器在生物检测领域应用的可行性,拉开了磁敏免疫分析技术的序幕。 磁敏免疫分析技术采用间接法,基于巨磁阻(GMR, Giant Magneto Resistance) 芯片的巨磁阻效应检测纳米导磁铁珠(免疫磁珠)含量,从而定量解析出样本中待检抗体含量。

巨磁阻效应就是GMR的电阻会随着外加磁场的变化而剧烈变化。巨磁阻是一种量子力学效应,它产生于层状的磁性薄膜结构。这种结构是由铁磁材料和非铁磁材料薄层交替叠合而成。当铁磁层的磁矩相互平行时,载流子与自旋有关的散射最小,材料有最小的电阻。当铁磁层的磁矩为反平行时,与自旋有关的散射最强,材料的电阻最大。上下两层为铁磁材料,中间夹层是非铁磁材料。铁磁材料磁矩的方向是由加到材料的外磁场控制的,因而较小的磁场也可以得到较大电阻变化的材料。

免疫反应后结合在GMR芯片表面的磁珠,会改变GMR芯片表面的磁场强度,在巨磁阻效应下,通过检测仪器检出GMR电阻的变化量,便可映射出磁珠的数量,从而定量解析出目标抗体的含量。

二、技术原理
磁敏免疫分析技术硬件构成上讲,包括以下两大部分:
1) 试剂盒(免疫反应室),由免疫学反应腔、基于GMR阵列构成的生物芯片、信号输出接口电路构成。从检测系统上划分,属于信号生成单元; 试剂盒的信号生成过程分解如下:
a). 注入待测样本,样本流经固化于GMR芯片表面针对待测抗原修饰的特异性抗体涂层;
b). 样本中的待测抗原与芯片涂层进行特异性结合;
c). 注入表面经特异性抗体修饰的纳米免疫磁珠,磁珠与待测抗原特异性结合;
d). 清洗,彻底剔除未经免疫学反应的剩余磁珠及样本残余物;
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2) 信号检测器,由主控电脑、信号采集电路、信号分析软件、屏幕及打印输出等单元模块构成。从检测系统上划分,属于信号检出单元。

三、国内应用
目前国内推动磁敏免疫分析技术比较大的有理邦仪器,主打产品为磁敏免疫分析仪(m16、m16C,粤械注准20152400469),已经有十几个配套试剂盒目前可以查到注册证,注册人为东莞博识生物科技有限公司(理邦仪器投资)。
磁敏免疫法产品.png
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