專利名稱：用于檢測磁標(biāo)記的微物體的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于識(shí)別磁標(biāo)記的微物體(micro object)、特別是腫瘤細(xì)胞的設(shè)備，并且涉及一種相應(yīng)的方法。
背景技術(shù)：
為微物體，例如是腫瘤細(xì)胞，提供磁性的微小顆?；蚣{米顆粒，以識(shí)別或定位它們。目前，為了能夠?qū)⑺鼈兣c健康細(xì)胞區(qū)別開來，由于預(yù)期的被標(biāo)記的細(xì)胞的低濃度，不得不使用高分辨率方法在例如血液的介質(zhì)中識(shí)別它們。
這里，從一篇參考文獻(xiàn)獲知能夠通過多階段方法檢測腫瘤細(xì)胞。為此，最初使患者的血液樣本不含紅細(xì)胞，即溶血。然后，使可能的腫瘤細(xì)胞被磁標(biāo)記并富集。然后，細(xì)胞在特異抗原或細(xì)胞核成分上被熒光著色，從而可以借助熒光分析來區(qū)分出白細(xì)胞的腫瘤細(xì)胞。但是，上述處理步驟經(jīng)常導(dǎo)致細(xì)胞破裂，使得破裂后的細(xì)胞的細(xì)胞成分被涂掉，而不再能夠被識(shí)別。
該方法需要復(fù)雜且高成本的準(zhǔn)備，用于分析腫瘤細(xì)胞。由于血液中的低濃度，不得不以復(fù)雜的方式使它們富集，以便能夠檢測。同時(shí)，細(xì)胞經(jīng)常被這些處理步驟破壞，這妨礙了腫瘤細(xì)胞的識(shí)別。 發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
如權(quán)利要求1中所述的設(shè)備以及如權(quán)利要求10中所述的方法的有利之處在于，不需要復(fù)雜的準(zhǔn)備或處理來識(shí)別微物體。該方法或設(shè)備允許同時(shí)以高的分辨率和數(shù)據(jù)速度來檢查和檢測大量的微物體，這在總體上能夠?qū)崿F(xiàn)更簡單、更快速且更有成本效益的方法和/ 或設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利改進(jìn)，承載器包括涂層以增加摩擦值，特別是聚賴氨酸。這里的優(yōu)點(diǎn)在于，在使承載器在其位置處加速時(shí)，待識(shí)別的微物體保持在涂有涂層的承載器上。因此，承載器可以更快地運(yùn)動(dòng)，特別是可以更快地進(jìn)行方向改變，而不會(huì)顯著地改變微物體的位置。這能夠?qū)崿F(xiàn)磁標(biāo)記的微物體的更快速識(shí)別。
根據(jù)另一有利改進(jìn)，用于分析的裝置包括用于接收微物體的微操縱器(micix) manipulator)。這里的優(yōu)點(diǎn)在于，在識(shí)別微物體的位置之后，微物體可以被容易地且快速地、無損傷地接收并輸送至分析設(shè)備進(jìn)行分析。
根據(jù)本發(fā)明的再一有利改進(jìn)，用于分析的裝置包括光學(xué)裝置，特別是顯微鏡。這里的優(yōu)點(diǎn)在于，因?yàn)槭褂霉鈱W(xué)裝置來控制所識(shí)別的磁標(biāo)記的微物體，因此增加了微物體的分析的可靠性。此外，如果光學(xué)裝置包括顯微鏡，則實(shí)驗(yàn)室技術(shù)員可以自己額外地對被磁標(biāo)記且識(shí)別出的微物體進(jìn)行光學(xué)檢查，從而進(jìn)一步增加微物體的分析的可靠性和準(zhǔn)確性。
根據(jù)本發(fā)明的又一有利改進(jìn)，用于相對運(yùn)動(dòng)的裝置包括用于產(chǎn)生使梯度磁場移位的磁場的裝置。這里的優(yōu)點(diǎn)在于，不必提供用于使向微物體施加梯度磁場的裝置和承載器以及用于接收磁通量的變化的裝置相對運(yùn)動(dòng)的額外的機(jī)械部件，這一方面進(jìn)一步增加了設(shè)備的可靠性，同時(shí)另一方面減少了用于該設(shè)備的成本。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利改進(jìn)，承載器體現(xiàn)為可旋轉(zhuǎn)圓盤或矩形板，特別是由玻璃制成。這里的優(yōu)點(diǎn)在于，由此可以獲得簡單且有成本效益的承載器。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選改進(jìn)，用于向物體施加高頻磁場的裝置和用于接收磁通量的變化的裝置相互布置在承載器的一側(cè)。這里的優(yōu)點(diǎn)在于，該設(shè)備所需的空間顯著減小，并且可以體現(xiàn)為更緊湊的方式。同時(shí)該設(shè)備的靈活性增加，這是因?yàn)椋休d器的區(qū)域中的附加部件可以布置在面向遠(yuǎn)離用于施加的裝置和用于接收的裝置的那側(cè)。
根據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選改進(jìn)，用于向物體施加高頻磁場的裝置和用于接收磁通量的變化的裝置圍繞一共用的軸同軸地布置。這里的優(yōu)點(diǎn)在于，該設(shè)備用以識(shí)別磁標(biāo)記的微物體所需的空間更進(jìn)一步減小，同時(shí)該設(shè)備的靈活性更進(jìn)一步增加。


在隨后的說明中，進(jìn)一步詳細(xì)地圖示并解釋了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，附圖中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的設(shè)備的示意圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的設(shè)備的示意圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的設(shè)備的示意圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的設(shè)備的發(fā)射線圈和接收線圈；
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的方法的方法步驟。
具體實(shí)施方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的設(shè)備的示意圖。
在圖1中，參考符號la、Ib表示用于產(chǎn)生梯度磁場的裝置。在這里，根據(jù)圖1的裝置la、lb以磁體的形式一個(gè)布置在另一個(gè)上方，并借助間隙S彼此間隔開。直接鄰近間隙S 的發(fā)射線圈4a和接收線圈4b布置在磁體la、lb的面對間隙S的側(cè)面。為此，使用發(fā)射線圈4a來發(fā)出高頻信號，以施加到位于承載器2上的微物體0，承載器2布置成可旋轉(zhuǎn)的圓盤的形式。圓盤2可以圍繞軸2a旋轉(zhuǎn)，并且其表面的子區(qū)域B伸入磁體la、Ib以及發(fā)射線圈 4a和接收線圈4b之間的間隙S中。以此方式，梯度磁場包括無磁場點(diǎn)3，其布置在可旋轉(zhuǎn)的圓盤2上的微物體O或可旋轉(zhuǎn)的圓盤2的平面中。在實(shí)際上基本對應(yīng)于非常小的形成為橢圓的無磁場區(qū)域的無磁場點(diǎn)3中，微物體O因發(fā)射線圈4a的高頻信號而經(jīng)歷磁性反轉(zhuǎn)， 其可以由接收線圈4b測量出。這使得能夠足夠準(zhǔn)確地確定腫瘤細(xì)胞，例如腫瘤細(xì)胞在承載器2上的位置。
為了能夠?qū)尚D(zhuǎn)的圓盤2上的所有微物體O進(jìn)行檢查，圓盤體現(xiàn)為能夠圍繞軸 2A旋轉(zhuǎn)，如上面已描述的，圓盤的子區(qū)域B伸入磁體la、lb以及發(fā)射和接收線圈4a、4b之間的間隙S中?，F(xiàn)在，為了能夠檢測位于旋轉(zhuǎn)圓盤2的表面上的所有微物體0，無磁場點(diǎn)3借助磁體5、根據(jù)磁體5的磁場強(qiáng)度與旋轉(zhuǎn)圓盤2的軸2a成直角地移位,磁體5的磁場強(qiáng)度和 /或相對于磁體la、Ib或軸2a的位置可以改變。通過使圓盤2旋轉(zhuǎn)并借助磁體5的磁場使無磁場點(diǎn)3移位，具有無磁場點(diǎn)3的圓盤2的表面的所有區(qū)域可以被一個(gè)接一個(gè)地施加發(fā)射線圈4a產(chǎn)生的高頻場。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的設(shè)備的示意圖。
圖2基本上示出了與根據(jù)圖1的設(shè)備類似的結(jié)構(gòu)。和圖1不同，旋轉(zhuǎn)圓盤2的軸 2A現(xiàn)在布置成能夠沿著方向R移位，來代替具有用于使無磁場點(diǎn)3移位的相應(yīng)磁場的磁體 5。無磁場點(diǎn)3現(xiàn)在是固定不動(dòng)的。軸2A在水平方向R上的移位使伸入間隙S中的旋轉(zhuǎn)圓盤2的子區(qū)域B能夠移位。以此方式同樣可以向旋轉(zhuǎn)圓盤2的表面的全部區(qū)域施加無磁場點(diǎn)3、以及(自然是)施加發(fā)射線圈4a的高頻場。此外，在圖2中，在圖1和3中也是一樣， 接收線圈4b連接至評估設(shè)備M。評估設(shè)備M評估所接收到的微物體O的磁通量的變化，并由此確定微物體O的相應(yīng)位置。該評估設(shè)備M可以體現(xiàn)為使得可以記錄并評估無磁場點(diǎn)3 周圍的光學(xué)圖像。此外，評估設(shè)備M連接至分析設(shè)備乂。在該處理中的分析設(shè)備M1包括微操縱器22，以便能夠記錄所識(shí)別的微物體0，并能夠使分析設(shè)備M1進(jìn)行進(jìn)一步的分析。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的發(fā)明設(shè)備的示意圖。
在圖3中，與圖1和圖2不同，布置了矩形板2，來代替旋轉(zhuǎn)圓盤2。這里，矩形板的表面的設(shè)置有微物體O的子區(qū)域B伸入磁體la、lb以及發(fā)射和接收線圈4a、4b之間的間隙S中。板2布置成在方向Rp R2上沿著其相應(yīng)邊緣移位，使得通過板2沿著方向R1和/ 或民的移位，無磁場點(diǎn)3可以施加于板2表面的每個(gè)點(diǎn)，從而可以在板2的表面上識(shí)別出所有的微物體O?？梢允褂贸Ｒ?guī)的裝置來使板2移動(dòng)，例如直線電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器等。
圖4示出了根據(jù)第四實(shí)施例的發(fā)明設(shè)備的發(fā)射和接收線圈。
在圖4中，以及在圖1-3中也是一樣，參考符號4a、4b表示發(fā)射和/或接收線圈。 與圖1-3不同，發(fā)射和接收線圈4a、4b圍繞一共用的軸20同軸地布置。該結(jié)構(gòu)從外向內(nèi)如下
圓形的發(fā)射線圈4a布置在外部，所述發(fā)射線圈4a借助中間空間Z與另一發(fā)射線圈4a’隔開并與該另一發(fā)射線圈4a'同軸地布置。這里，通過流入線圈4a、4a’的電流來產(chǎn)生梯度場，其中流入線圈4a、4a’的電流在各發(fā)射線圈中圍繞軸20彼此相反地流動(dòng)。接收線圈4b 同軸地布置在線圈4a’的內(nèi)部。這用來測量高頻場在微物體O中產(chǎn)生的磁場變化。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的方法的用于識(shí)別磁標(biāo)記的微物體的方法步驟。
這里執(zhí)行以下步驟
產(chǎn)生S1梯度磁場,其中該梯度場包括至少一個(gè)零點(diǎn)3 ；
使承載器2上的微物體O和零點(diǎn)3彼此相對運(yùn)動(dòng)S2，其中，微物體O和零點(diǎn)3的相對運(yùn)動(dòng)S2通過產(chǎn)生S6另一磁場而進(jìn)行；
產(chǎn)生Sla用于施加于物體O的高頻磁場，特別是在零點(diǎn)3的部位處產(chǎn)生用于施加于物體O的高頻磁場；
接收S3通過微物體O的磁通量的變化；
評估S4所接收到的磁通量的變化并識(shí)別微物體O的位置和/或類型；
分析S5微物體0，特別是自動(dòng)地分析微物體O。
雖然之前借助優(yōu)選的示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但不限于此，而是能夠以各種方式被修改。
權(quán)利要求
1.一種用于識(shí)別磁標(biāo)記的微物體、特別是生物微物體、優(yōu)選是腫瘤細(xì)胞的設(shè)備，包括 用于至少一個(gè)微物體(O)的承載器(2)，用于向區(qū)域(S)施加梯度磁場的裝置(la，lb)，其中該梯度場包括至少一個(gè)零點(diǎn)(3)， 用于特別是在零點(diǎn)(3)的部位處、向微物體(O)施加高頻磁場的裝置，用于使承載器(2)和區(qū)域(S)彼此相對運(yùn)動(dòng)的裝置，用于接收通過微物體(O)的磁通量的變化的裝置(4b)，用于評估所接收到的磁通量的變化并用于識(shí)別微物體(O)的位置的裝置(M)，以及用于特別是自動(dòng)地、分析微物體(O)的裝置(MJ。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，承載器(2)包括用于增加摩擦值的涂層，特別是聚賴氨酸。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，用于分析的裝置(M1)包括用于記錄微物體(O)的微操縱器(22)。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，用于分析的裝置(M1)包括光學(xué)裝置，特別是顯微鏡。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，用于相對運(yùn)動(dòng)的裝置(5)包括用于產(chǎn)生使零點(diǎn)(3)移位的磁場的裝置(5)。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，承載器(2)體現(xiàn)為可旋轉(zhuǎn)圓盤或矩形板，特別是由玻璃制成。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，至少用于向物體(O)施加高頻磁場的裝置(4a)和用于接收磁通量的變化的裝置(4b) 布置在承載器(2)的一側(cè)。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，用于向物體施加高頻磁場的裝置(4a)和用于接收的裝置(4b)圍繞一共用的軸(20) 同軸地布置。
9.一種用于識(shí)別磁標(biāo)記的微物體(O)、特別是生物微物體、優(yōu)選是腫瘤細(xì)胞的方法，包括如下步驟產(chǎn)生(S1)梯度磁場,其中該梯度場包括至少一個(gè)零點(diǎn)(3),使承載器⑵上的微物體(O)和零點(diǎn)(3)彼此相對運(yùn)動(dòng)(S2),特別是在零點(diǎn)(3)的部位處，產(chǎn)生(Sla)用于施加于物體(O)的高頻磁場，接收(S3)通過微物體(O)的磁通量的變化，評估(S4)所接收到的磁通量的變化并識(shí)別微物體(O)的位置和/或類型，分析(S5)微物體，特別是自動(dòng)地分析微物體。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，分析(S5)借助光學(xué)裝置(MD、特別是借助顯微鏡來進(jìn)行。
11.如至少權(quán)利要求9所述的方法，其中，微物體(O)和零點(diǎn)(3)的相對運(yùn)動(dòng)(S2)通過產(chǎn)生(S6)另一磁場來進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于檢測磁標(biāo)記的微物體、特別是生物微物體、優(yōu)選是腫瘤細(xì)胞的設(shè)備，包括用于至少一個(gè)微物體(O)的承載器(2)；用于向區(qū)域(S)施加梯度磁場的裝置(1a,1b)，其中該梯度場包括至少一個(gè)零點(diǎn)(3)；用于特別是在零點(diǎn)(3)的位置處向微物體(O)施加高頻磁場的裝置；用于使承載器(2)和區(qū)域(S)相對于彼此移位的裝置；用于接收通過微物體(O)的磁通量的變化的裝置(4b)；用于分析所接收到的磁通量的變化并用于檢測微物體(O)的位置的裝置(M)；以及用于特別是自動(dòng)地分析微物體(O)的裝置(M1)。
文檔編號G01N33/543GK103003411SQ201180035128
公開日2013年3月27日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者R.韋斯, K.希爾陶斯基 申請人:西門子公司