核心技術

免疫磁減量分析

檢測原理

免疫磁減量檢測（IMR）原理如下圖所示，乃是利用分散在水中之披覆有生物探針的磁性粒子與待測生物分子結合後，形成磁性粒子叢集（magnetic cluster）或造成磁性粒子變大變重，再藉由量測因這些磁性粒子叢集或大磁性粒子的形成而改變試劑磁性大小，以探知待測生物分子濃度的新穎檢測方式。生物探針的選擇是使用與待測生物分子具高專一性及強力結合性的抗體或抗原。該磁性試劑在外加交流磁場下，所發出的混頻交流磁訊號（χac）。

當上述的外加交流磁場頻率在幾十到幾百萬赫茲時，磁性試劑中的單顆磁性粒子會受到外加交流磁場的驅動，產生旋轉，磁性試劑因而產生交流磁訊號（χac）。而當磁性試劑與待測樣品混合後，樣品中的待測生物分子會透過磁性粒子表面上的生物探針（如抗體），與磁性粒子相結合。如此，將造成試劑中的部份磁性粒子體積變大，甚或造成多顆磁性粒子聚集在一起。在此情況下，磁性試劑中可受外加磁場驅動而旋轉的磁性粒子數目，與先前未與待測樣品混合時的旋轉磁性粒子數目相較，會少了許多。故，磁性試劑的交流磁訊號（χac）會因待測樣品中受檢生物分子與磁性粒子的結合，而被降低，此即我們稱此檢測方式為磁減量檢測的原因。並且，由上述中可知，當樣品中含有越多的待測生物分子時，將有越多的磁性粒子與待測生物分子相結合，因此將會表現出更大的磁減量。所以，透過磁性試劑的磁減量量測，我們可測得樣品中待測生物分子的含量。

根據上述原理，分析儀主要的功能是要能產生交流磁場以轉動磁性奈米粒子，另外還要能偵測到奈米粒子與待測生物分子結合前後的交流磁訊號變化。

技術優點

  1. 一次性反應，免反覆流洗非結合性抗原與抗體。

  2. 檢測僅需一級抗體，減少成本與反應時間。

  3. 高靈敏與高專一性，不管是對病毒、蛋白質、小分子、或是核酸等分子標的物，免疫磁減量技術配合高溫超導訊號量測，檢測極限可達1 pg/ml (10-12)的定量檢驗。

參考文獻

  1. C.Y. Hong, C.C. Wu, Y.C. Chiu, S.Y. Yang, H.E. Horng, and H.C. Yang, “Magnetic susceptibility reduction method for magnetically labeled immunoassay”, Appl. Phys. Lett. 88, 212512 (2006).
  2. S.Y. Yang, Z.F. Jian, H.E. Horng, C.Y. Hong, H.C. Yang, C.C. Wu, and Y.H. Lee, “Dual immobilization and magnetic manipulation of magnetic nanoparticles”, J. Magn. Magn. Mater. 320, 2688 (2008).
  3. S.Y. Yang, J.J. Chieh, W.C. Wang, C.Y. Yu, C.B. Lan, J.H. Chen, H.E. Horng, C.Y. Hong, H.C. Yang, and Wilber Huang, “Ultra-highly sensitive and wash-free bio-detection of H5N1 virus by immunomagnetic reduction assays”, J. Virol. Methods 153 250 (2008).
  4. S.Y. Yang, J.J. Chieh, W.C. Wang, C.Y. Yu, N.S. Hing, H.E. Horng, C.Y. Hong, H.C. Yang, C.F. Chang, and H.Y. Lin, “Magnetic nanoparticles for high-sensitivity detection on nucleic acids via superconducting-quantum-interference-device-based immunomagnetic reduction assay”, J. Magn. Magn. Mater. 323 681 (2011).
  5. C.C. Yang, S.Y. Yang, J.J. Chieh, H.E. Horng, C.Y. Hong, and H.C. Yang, “Universal behavior of biomolecule- concentration-dependent reduction in ac magnetic susceptibility of bioreagents”, Magn. Lett. IEEE 3, 1500104 (2012).
  6. C.C. Yang, S.Y. Yang, H.H. Chen, W.L. Weng, H.E. Horng, J.J. Chieh, C.Y. Hong, and H.C. Yang, “Effect of molecule-particle binding on the reduction in the mixed-frequency ac magnetic susceptibility of magnetic bio-reagents”, J. Appl. Phys. 112, 24704 (2012).
  7. S.Y. Yang, C.C. Yang, H.E. Horng, B.Y. Shih, J.J. Chieh, C.Y. Hong, and H.C. Yang, “Experimental study on low-detection limit for immunomagnetic reduction assays by manipulating reagent entities”, IEEE Trans. NanoBioSci. 12, 65 (2013).
  8. S.Y. Yang, J.F. Chang, T.C. Chen, C.C. Yang, and C.S. Ho, “Study of the temperature dependent immuno-reaction kinetics for the bio-functionalized magnetic nanoparticle assay of bio-markers of colorectal cancer”, Appl. Phys. Lett. 104, 013702 (2014).
  9. “Method of quantitatively measuring biomolecules”, US patent 7560289.
  10. “Method and system for suppressing bindings on magnetic particles”, US patent 8053250.
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