強磁性粒子又は超磁性粒子を選択的に検出する方法及び装置
【課題】
本発明は、アナライトに結合された超磁性粒子及び／又は強磁性粒子を選択的に検出及び／又は定量化する方法に関する。この方法は、粒子の磁化特性曲線の非線形性に基づいて生成された磁場（１５，１８）の周波数成分が、合成周波数で測定されることによって解決される。本発明は、アナライトに結合された超磁性粒子及び／又は強磁性粒子を選択的に検出及び／又は定量化する装置に関する：この装置は、検査すべき及び／又は定量化すべきアナライトを有する１つの容器（１２），交番磁場（１５，１８）の周波数を生成するための少なくとも１つの発振器（１３，１６；２５），アナライトに交番磁場（１５，１８）をかけるための少なくとも１つの磁場発生器（１４，１７），粒子の応答磁場（１９）を測定するための１つの磁場センサ（２０）及び少なくとも１つの位相感知検出器（２１，２３）を有する。この場合、粒子の磁化特性曲線の非線形性に基づいて生成された磁場（１５，１８）の周波数成分が、合成周波数で測定されるように、構成部品が構成されている。
本発明は、アナライトに結合された超磁性粒子及び／又は強磁性粒子を選択的に検出及び／又は定量化する方法に関する。この方法は、粒子の磁化特性曲線の非線形性に基づいて生成された磁場（１５，１８）の周波数成分が、合成周波数で測定されることによって解決される。本発明は、アナライトに結合された超磁性粒子及び／又は強磁性粒子を選択的に検出及び／又は定量化する装置に関する：この装置は、検査すべき及び／又は定量化すべきアナライトを有する１つの容器（１２），交番磁場（１５，１８）の周波数を生成するための少なくとも１つの発振器（１３，１６；２５），アナライトに交番磁場（１５，１８）をかけるための少なくとも１つの磁場発生器（１４，１７），粒子の応答磁場（１９）を測定するための１つの磁場センサ（２０）及び少なくとも１つの位相感知検出器（２１，２３）を有する。この場合、粒子の磁化特性曲線の非線形性に基づいて生成された磁場（１５，１８）の周波数成分が、合成周波数で測定されるように、構成部品が構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アナライトに対する標識剤としての磁気粒子の検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
アナライト用のいわゆる標識剤としての蛍光クロム，酵素又は放射性粒子を用いたアナライトの検出方法が、従来の技術から公知である。蛍光標識剤の線形検出範囲又は酵素技術の感度が制限される点が欠点である。放射性マーカは、放射線の保護要求の理由から問題である。
【０００３】
アナライトの磁気マーキングに基づく生物検定が、これに代わる検出方法である。磁気粒子は、数十から数百ナノメートルの直径を有する酸化鉄コアから成る。これらの磁気粒子は、生物適合性の表面層を有する。これらの磁気粒子は、この表面層によってアナライト、例えば化学物質又は細胞若しくはウイルスに公知の方法で結合される。
【０００４】
このような標識剤は、安定で無害でありかつ磁場を用いて操作可能である。酸化鉄から成る粒子は超磁性である。試料体積中の磁化粒子の存在が、交番磁場の磁化測定によって測定される。単一、すなわち一様な粒子の大きさの場合、粒子の濃度も定量的に測定され得る。
【０００５】
磁化測定による磁化粒子の検出が、米国特許第 6,110,660号明細書から公知である。この場合、アナライトの磁化率が、マクスウェル・ブリッジによって200kHz程度の周波数範囲内で測定される。このブリッジの出力増幅器で測定された電圧が、溶液の磁化率に比例する。一定な粒子の大きさの場合、磁化率が、溶液中の磁化粒子の数に比例する。
【０００６】
この方法が選択的でない点が欠点である。しかも高濃度のナノ粒子溶液の磁化率が高い。確かに、免疫評価分析は、一般に生物分子の非常に僅かな濃度の検出及びそれに応じて磁気標識剤粒子の非常に僅かな濃度を要求する。このとき、溶液の得られる磁化率は、非常に小さくかつ磁気粒子のない比較溶液の磁化率とほとんど区別が付かない。試料容器の磁化率の変化，試薬及び実験室の環境のような寄生効果が、出力電圧中の読取装置の構成部品の熱効果及び電気ドリフトのようなノイズを招くので、マクスウェル・ブリッジの出力の増幅を上げることは、この問題の有効な解決手段ではない。
【０００７】
グラジオメータ式のＳＱＵＩＤ磁場検出装置を使用して測定信号の低周波変調を実現する磁気粒子試料の移動が、米国特許第 6,046,585号明細書から公知である。この方法による試料の支持部及び試料の容器の場合によっては起こり得る信号が抑制されない点が欠点である。
【特許文献１】米国特許第 6,110,660号明細書
【特許文献２】米国特許第 6,046,585号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、超磁性粒子及び／又は強磁性粒子を選択的に検出する方法を提供することにある。この方法は、僅かな装置経費で高感度のこのような粒子の検出を可能にする。さらに本発明の課題は、この方法を実施するこれに関する装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、主請求項に記載の方法及び従属請求項に記載の装置によって解決される。好適な構成は、これらの請求項に関連する請求項に記載されている。
【００１０】
選択的に検出するため及び／又は超磁性粒子及び／又は強磁性粒子を定量化するため、粒子の磁気特性曲線の非線形成に起因して生じる周波数成分が、合成周波数の磁場から測定される。
【００１１】
超磁性材及び強磁性材は、非線形な磁化特性曲線を有する。この特性が、これらの材料を選択的に検出するために本発明にしたがって利用される。この方法は、粒子に作用する磁場による粒子の磁化率の差の依存性（すなわち、磁場にしたがう磁化率の誘導）を利用する。
【００１２】
第１交番磁場が粒子にかかる。このことは、粒子の磁気特性曲線の制御を伴う（制御磁場）。
【００１３】
好ましくは、制御磁場は 50 〜100Hz である。低電流及び電圧が、このような低周波の交番磁場を選択することによって使用され得る。
【００１４】
さらに、制御磁場と異なる周波数の第２交番磁場が粒子にかかる。第２交番磁場が、粒子の磁気特性曲線の非線形性を走査するために使用される（走査磁場）。
【００１５】
結果として、両交番磁場の作用に基づいて誘導された磁気粒子の応答磁場が発生する。この応答磁場が測定される。
【００１６】
走査磁場は、好ましくは10〜100kHzの周波数でもよい。これによって、磁場センサとしての誘導コイルを使用する場合、このコイル内で応答磁場によって誘導された電圧が、高くこれによって容易に測定可能である。
【００１７】
応答磁場の発生する振幅変化は、主に磁気粒子の種類及び濃度に依存する。超磁性材及び強磁性材は、−説明したように−非線形磁化特性曲線を有する。上述した材料を非線形磁化特性曲線に基づいて選択的に検出することができる。
【００１８】
応答磁場の磁気粒子にかかる両交番磁場の周波数合成成分が、センサで感知される。このような成分（変調）は、位相を感知する適切な検出器（変調器）によって検出され得る。これによって発生した電圧は、これらの成分の振幅変化に相当し、アナライトの濃度を測定するための出力信号として利用される。
【００１９】
特に好ましくは、応答磁場の振幅（振幅の変化）の経時変化が、位相感知検出器によって走査磁場の周波数で測定される。超磁性アナライト及び強磁性アナライトの場合、応答磁場の振幅の経時変化が周波数成分を有する。これらの周波数成分は、制御磁場の周波数の倍数であり、特に偶数倍であり、この場合特に、制御磁場の２倍の周波数を有する成分である。
【００２０】
その結果、制御磁場が、磁気粒子の歪んだ磁気誘導を招く。制御磁場によって生じる瞬間の磁気誘導が零点を通過する場合、さらにかけられた走査磁場が、大きいさらなる磁気誘導を伴う。制御誘導が最大値を取る場合、走査磁場は、これに対して小さい追加の誘導しか取らない。この振幅は、すなわち磁気粒子の磁化曲線を導き出すことによって制御される。この振幅は、飽和効果に起因してより小さい磁場のときよりもより大きい磁場のときのほうが小さい。
【００２１】
時間の関数として走査磁場の周波数による応答磁場の振幅の経時変化を観察すると、この振幅は、制御磁場の周波数の２倍の周波数と共に変化する。この振幅は、制御の最大時にその最小値を取り、零通過時にその最大値を取る。
【００２２】
応答磁場の振幅の変化が、好ましくは位相感知検出器によって復調される。応答磁場が、好ましくは磁場センサによって電圧に変換され場合によっては増幅される。
【００２３】
その結果生じる出力電圧は、単一粒子(monodisperser) の場合は好ましくはアナライトの濃度に線形に比例する。この出力電圧は、測定システムの校正後に適切に算定される。
【００２４】
粒子の磁化率の差を測定することによって超磁性粒子及び／又は強磁性粒子を選択的に検出及び／又は定量化する装置が、アナライトに関する検出すべき及び／又は定量化すべき粒子を伴う容器を有する。この容器は、本発明の方法に適した非磁性材、すなわち例えばガラス又は合成樹脂から形成され得る。
【００２５】
装置は、少なくとも１つの発振器を有する。この発信機は、この場合に必要であるように交番磁場の周波数を生成するために適する。
【００２６】
装置は、特に好ましくは基準周波数発振器を有する。走査磁場及び制御磁場の周波数が、分周期によって基準周波数発振器から位相一定に導き出される。
【００２７】
しかし、両交番磁場を独立して生成する２つの発振器を使用してもよい。このとき、第１発振器は走査磁場の周波数を生成し、第２発振器は制御磁場の周波数を生成する。
【００２８】
さらに装置は、少なくとも１つの磁場発生器を有する。この装置は、交番磁場をアナライトにかけるために使用される。特に好ましくはこのような磁場発生器を２つ設けてもよい。これらの磁場発生器は、第１項番磁場又は第２交番磁場、すなわち制御磁場及び走査磁場をアナライトにかける。
【００２９】
装置は、粒子の応答磁場を感知するための磁場センサを有する。磁場センサは、粒子の応答磁場の振幅の変化を変換し増幅してこの振幅の変化を位相感知検出器に転送する。
【００３０】
装置は、少なくとも１つの位相感知検出器をさらに有する。基準周波数が、発振器から場合によっては分周器を介してこの検出器に供給される。位相感知検出器は、この周波数に対する応答磁場の振幅を算出する。
【００３１】
装置は、少なくとも１つの第２位相感知検出器を有する。同様に、基準周波数が、発振器から場合によっては分周器を介してこの検出器に供給される。この場合、好ましくは基準としての走査周波数が、第１位相感知検出器に供給される。走査周波数に対する応答磁場の振幅が、それに応じて供給される。制御磁場の倍数の周波数が、基準として第２位相感知検出器に供給される。この第２位相感知検出器は、応答磁場の振幅を検査する。この振幅は、第１位相感知検出器を介して第２位相感知検出器に送られて制御磁場の周波数の偶数倍、特に２倍に相当する周波数成分になる。この第２位相感知検出器は、この周波数成分の振幅に相当する出力電圧を生成する。
【００３２】
復調された信号を最大にするため、本発明は、移相器を位相感知検出器の基準入力部にさらに有する。
【００３３】
以下に、本発明を実施の形態及び添付図面１〜８に基づいて詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１は、超磁性材及び強磁性材の基本的な物理特性を示す。このような材料は、非線形磁化特性曲線を有する（図１ｂ）。これとは反対に反磁性及び常磁性材料は、線形の磁化特性曲線を有する（図１ａ）。
【００３５】
周波数ｆ及び振幅Ｈa の交番磁場が物質にかかる。場合によってはさらに存在する静的磁場、例えば地磁場が、Ｈ0 で示される。
【００３６】
【数１】
【００３７】
【数２】
【００３８】
超磁性物質は、説明した非線形磁化特性曲線及び非ヒステリシス磁化特性曲線５を有する。超磁性物質の磁化Ｍ（Ｈ）は、一般に式
【００３９】
【数３】
【００４０】
【数４】
【００４１】
超磁性材料の一般的な磁気応答は、磁気制御誘導６としての歪んだ正弦関数によって図１ｂ中に示されていて、一般に式（１）を式（３）に代入することによって式（５）にしたがって記すことができる：
【００４２】
【数５】
【００４３】
さらに、（図示しなかった）第２交番磁場、いわゆる走査磁場が、アナライトにかかる。走査磁場の周波数が、制御磁場４の周波数と異なって選択される。
【００４４】
図２は、本発明の方法に基づく原理を説明する。図２ｂは、超磁性アナライト又は強磁性アナライトの場合を示し、図２ａは、反磁性アナライト及び常磁性アナライトの場合を示す。制御磁場４は、図１中に示されたように歪んだ制御誘導６を招く。この誘導６の時間依存性は、式（５）によって記される。制御磁場４によって生じた磁気制御誘導６が、その零点を通過する場合、さらにかけられた第２交番磁場が、走査磁場として走査磁場の周波数に対して大きいさらなる走査誘導を招く（図２ｂ，No.9）。
【００４５】
第１交番磁場（制御磁場４）によって生じた誘導６が最大値を取る場合、走査磁場は、小さいさらなる誘導を招く（図２ｂ，No.10 ）。
【００４６】
応答磁場１１の振幅が、すなわち磁化特性曲線を導き出すことによって制御される。超磁性又は強磁性物質の場合、磁化特性曲線のこの上昇は、大きい磁場｜Ｈ｜の場合はＨ＝０のときの初期よりも遥かに小さい。方程式（５）による磁化特性曲線による超磁性物質に対しては、この裏付けは、ランゲビン関数の導関数、
【００４７】
【数６】
【００４８】
この導関数は、大きさ｜ｘ｜に対してはｘ＝０のときの初期よりも遥かに小さい。
【００４９】
時間の関数として走査磁場の周波数に対する磁気誘導、すなわち応答磁場の振幅１１の変化を示す場合、この振幅１１が制御磁場４の２倍の周波数で変化することが分かる。この振幅１１は、極値でその最小値を取り、制御磁場４又は磁気制御誘導６の零通過時にその最大値を取る。
【００５０】
常磁性アナライトの場合、図１中の線形磁気特性曲線２に基づいて、歪まない磁気誘導３が制御磁場１によって得られる。したがって、どの値が制御磁場１又は制御誘導３を取るかに関係なく、さらなる誘導７の同じ振幅８が、走査磁場に基づいて得られる（図２ａ，No.7）。走査磁場の周波数に対する磁気誘導の対応する振幅８は時間的に一定である。
【００５１】
制御磁場４（又は制御誘導６）の周波数の２倍の周波数に加えて、走査磁場の周波数に対する制御磁場４の印譜区１１は、制御磁場４の周波数のより高い調波も有する。磁化特性曲線５の対称な制御（すなわち、Ｈ0 ＝０）の場合、確かに制御磁場４の周波数の偶数倍に対する周波数成分だけが確認できる。静的な一定の場Ｈ0 がアナライトにさらにかかる場合、制御磁場の周波数の奇数倍に対するさらなる周波数成分が得られる。
【００５２】
この方法には、非線形磁化特性曲線５を呈するアナライトだけが図２ｂ中に示されたような振幅１１の経時変化を示すという利点がある。これに対して線形磁化特性曲線２を呈する常磁性物質又は反磁性物質が、走査磁場の周波数に対する磁気誘導の一定な振幅８を有する（図２ａ）。本発明の方法のこの選択性は、測定される磁化率が反磁性若しくは常磁性材料又は超磁性若しくは強磁性材料に起因するのかどうかが分からない従来の技術による方法に比べて優れている。
【００５３】
図３は、アナライトに関する超磁性粒子及び／又は強磁性粒子を選択的に検出及び／又は定量化する第１の装置を示す。粒子の磁化特性曲線５の非線形性に起因して生じた磁場１５，１８の周波数成分が、合成周波数で測定されるように、これらの構成要素は構成されている。
【００５４】
適切な容器１２が必要である。アナライトが、この容器１２内に測定容積で存在する。アナライトは、自然収着法，化学収着法，沈殿，濾過又は抽出のような公知の方法によって容器１２内に入れられ得る。検出すべき超磁性粒子及び／又は強磁性粒子が、アナライトに結合される。発振器１６が、制御磁場１８の周波数を生成する。この制御磁場１８は、磁場発生器１７によってアナライトにかけられる。
【００５５】
発振器１３は、走査磁場１５である第２交番磁場の周波数を生成する。この走査磁場１５は、別の磁場発生器１４によってアナライトにかけられる。
【００５６】
粒子又はアナライトから出た応答磁場１９が、磁場センサ２０によって電圧に変換され増幅される。
【００５７】
さらに装置は、第１位相感知検出器２１を有する。この第１位相感知検出器２１は、走査磁場１５の周波数を基準として発振器１３から供給される。この位相感知検出器２１は、走査磁場１５の周波数に対する応答磁場１９の振幅（図２，No.11 又は8 参照）の経時変化を算出する。この振幅１１又は８の周波数成分が、第２位相感知検出器２３によって検査される。この第２位相感知検出器２３は、発振器１６によって制御磁場１８の周波数がｍ倍周波数掛算器２２を介して基準として供給される。この周波数成分は、正の整数ｍによる制御磁場１８の周波数のｍ倍に相当する。好ましくは、好ましくはｍが選択される。特に好ましくはｍ＝２である。生成された出力信号２４は、この周波数成分の振幅に相当する。合成周波数に対する周波数成分が測定される。この合成周波数は、粒子の磁化特性曲線の非線形性が存在するときにだけ発生する。
【００５８】
検出の流れ１９〜２３が線形に作動する場合、出力電圧２４が、容器１２の試料容積の超磁性／強磁性モーメントに依存する。
【００５９】
アナライトの個々の磁気粒子が一定のモーメントでありかつ測定容積が一定である場合、試料中の磁気標識剤の濃度が、出力電圧２４に比例する。アナライトが磁気飽和するように、制御磁場２４の振幅が適切に選択される。磁気特性曲線が方程式（３）によって記述可能である超磁性粒子の場合、制御磁場１８の振幅が、使用される超磁性粒子の特性磁場ＢC の範囲内で選択される。磁化特性曲線（方程式３）に基づくランゲビン関数の曲線
【００６０】
【数７】
【００６１】
場合によっては発生しうる静的な周囲の一定の磁場が、適切に可能な限り小さく選択される。
【００６２】
図４は、異なる装置を示す。クウォーツ発振器２５が、周波数を生成するために使用される。この周波数は、３つの分周器２６，２７，２８によって低く分割される。これらの３つの分周器２６，２７，２８の分割比が、
【００６３】
【数８】
【００６４】
出力電圧２４が、測定信号として両位相感知検出器２１，２３の後方で任意に処理される。
【００６５】
図５は、もう１つの装置を示す。クウォーツ発振器２５が、基準周波数として使用される。この基準周波数は、３つの分周器２９，３０，２８によって低く分割される。これらの３つの分周器２９，３０，２８の分割比がそれぞれ正の整数ｍ及びｎによって
【００６６】
【数９】
【００６７】
磁気粒子の異なる濃度の試料が実験的に製造され測定される。これに対して、ナノメータの範囲内のコロイド状の酸化鉄粒子溶液が、製造され、引き続き等しん圧の食塩水（ＰＢＳ）で希薄される。図６は、測定された出力電圧を標準偏差と共に試料の鉄の濃度の関数として示す。
【００６８】
図７は、一定濃度の試料の測定信号が静的な周囲の一定磁場Ｈ0 に応じてどのように変化するかを示す。最小一定磁場で最大出力電圧を取る。出力電圧の最小値が、約1.9mT の一定磁場振幅で観察される。この信号は、より高い一定磁場に対して再び上昇する。信号がランゲビン関数(Langevin-Funktion) の３次導関数
【００６９】
【数１０】
【００７０】
図８は、制御磁場の振幅に対する一定の濃度の試料の出力電圧の測定された依存性を示す。振幅に依存する信号変化に関する積分によって、予測される信号が、算定され図８中に記入される。測定値との一致が、特に小さい振幅に対して良好である。
【００７１】
本発明の方法／装置は、特に以下の用途に対して使用され得る：
分子の相互作用、特にリガンド・リセプター相互作用，抗原・抗体相互作用及びオリゴヌクレオチド間の相互作用の定量検出による化学物質，細胞又はウィルスの検出。この場合、超磁性粒子及び／又は強磁性粒子が、物質，細胞又はウィルスに結合されている。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】超磁性材及び強磁性材の基本的な物理特性を示す。
【図２】本発明の方法に基づく原理を説明する。
【図３】アナライトに関する超磁性粒子及び／又は強磁性粒子を選択的に検出及び／又は定量化する第１の装置を示す。
【図４】異なる装置を示す。
【図５】もう１つの装置を示す。
【図６】測定された出力電圧を標準偏差と共に試料の鉄の濃度の関数として示す。
【図７】一定濃度の試料の測定信号が静的な周囲の一定磁場Ｈ0 に応じてどのように変化するかを示す。
【図８】制御磁場の振幅に対する一定の濃度の試料の出力電圧の測定された依存性を示す。
【符号の説明】
【００７３】
１，４，１８ 制御磁場
２ 磁化特性曲線，線形
３ 線形磁化特性曲線の場合の磁気制御誘導
５ 磁化特性曲線
６ 非線形磁化特性曲線の場合の非線形磁気制御誘導
７ 線形磁化特性曲線の場合の追加の走査誘導
８ 線形磁化特性曲線の場合の走査磁場の周波数に対する磁気誘導の振幅
９，１０ 零通過（９）及び極値（１０）時の非線形磁化特性曲線に対する追加の走査誘導
１１ 非線形磁化特性曲線の場合の走査磁場の周波数に対する磁気誘導の振幅
１３，１６，２５ 発振器
１４，１７ 磁場発生器
１５ 走査磁場
１９ 応答磁場
２０ 磁場センサ
２１，２３ 位相感知検出器
２４ 出力電圧
２６，２７，２８ 分周器
２９，３０
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アナライトに対する標識剤としての磁気粒子の検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
アナライト用のいわゆる標識剤としての蛍光クロム，酵素又は放射性粒子を用いたアナライトの検出方法が、従来の技術から公知である。蛍光標識剤の線形検出範囲又は酵素技術の感度が制限される点が欠点である。放射性マーカは、放射線の保護要求の理由から問題である。
【０００３】
アナライトの磁気マーキングに基づく生物検定が、これに代わる検出方法である。磁気粒子は、数十から数百ナノメートルの直径を有する酸化鉄コアから成る。これらの磁気粒子は、生物適合性の表面層を有する。これらの磁気粒子は、この表面層によってアナライト、例えば化学物質又は細胞若しくはウイルスに公知の方法で結合される。
【０００４】
このような標識剤は、安定で無害でありかつ磁場を用いて操作可能である。酸化鉄から成る粒子は超磁性である。試料体積中の磁化粒子の存在が、交番磁場の磁化測定によって測定される。単一、すなわち一様な粒子の大きさの場合、粒子の濃度も定量的に測定され得る。
【０００５】
磁化測定による磁化粒子の検出が、米国特許第 6,110,660号明細書から公知である。この場合、アナライトの磁化率が、マクスウェル・ブリッジによって200kHz程度の周波数範囲内で測定される。このブリッジの出力増幅器で測定された電圧が、溶液の磁化率に比例する。一定な粒子の大きさの場合、磁化率が、溶液中の磁化粒子の数に比例する。
【０００６】
この方法が選択的でない点が欠点である。しかも高濃度のナノ粒子溶液の磁化率が高い。確かに、免疫評価分析は、一般に生物分子の非常に僅かな濃度の検出及びそれに応じて磁気標識剤粒子の非常に僅かな濃度を要求する。このとき、溶液の得られる磁化率は、非常に小さくかつ磁気粒子のない比較溶液の磁化率とほとんど区別が付かない。試料容器の磁化率の変化，試薬及び実験室の環境のような寄生効果が、出力電圧中の読取装置の構成部品の熱効果及び電気ドリフトのようなノイズを招くので、マクスウェル・ブリッジの出力の増幅を上げることは、この問題の有効な解決手段ではない。
【０００７】
グラジオメータ式のＳＱＵＩＤ磁場検出装置を使用して測定信号の低周波変調を実現する磁気粒子試料の移動が、米国特許第 6,046,585号明細書から公知である。この方法による試料の支持部及び試料の容器の場合によっては起こり得る信号が抑制されない点が欠点である。
【特許文献１】米国特許第 6,110,660号明細書
【特許文献２】米国特許第 6,046,585号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、超磁性粒子及び／又は強磁性粒子を選択的に検出する方法を提供することにある。この方法は、僅かな装置経費で高感度のこのような粒子の検出を可能にする。さらに本発明の課題は、この方法を実施するこれに関する装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、主請求項に記載の方法及び従属請求項に記載の装置によって解決される。好適な構成は、これらの請求項に関連する請求項に記載されている。
【００１０】
選択的に検出するため及び／又は超磁性粒子及び／又は強磁性粒子を定量化するため、粒子の磁気特性曲線の非線形成に起因して生じる周波数成分が、合成周波数の磁場から測定される。
【００１１】
超磁性材及び強磁性材は、非線形な磁化特性曲線を有する。この特性が、これらの材料を選択的に検出するために本発明にしたがって利用される。この方法は、粒子に作用する磁場による粒子の磁化率の差の依存性（すなわち、磁場にしたがう磁化率の誘導）を利用する。
【００１２】
第１交番磁場が粒子にかかる。このことは、粒子の磁気特性曲線の制御を伴う（制御磁場）。
【００１３】
好ましくは、制御磁場は 50 〜100Hz である。低電流及び電圧が、このような低周波の交番磁場を選択することによって使用され得る。
【００１４】
さらに、制御磁場と異なる周波数の第２交番磁場が粒子にかかる。第２交番磁場が、粒子の磁気特性曲線の非線形性を走査するために使用される（走査磁場）。
【００１５】
結果として、両交番磁場の作用に基づいて誘導された磁気粒子の応答磁場が発生する。この応答磁場が測定される。
【００１６】
走査磁場は、好ましくは10〜100kHzの周波数でもよい。これによって、磁場センサとしての誘導コイルを使用する場合、このコイル内で応答磁場によって誘導された電圧が、高くこれによって容易に測定可能である。
【００１７】
応答磁場の発生する振幅変化は、主に磁気粒子の種類及び濃度に依存する。超磁性材及び強磁性材は、−説明したように−非線形磁化特性曲線を有する。上述した材料を非線形磁化特性曲線に基づいて選択的に検出することができる。
【００１８】
応答磁場の磁気粒子にかかる両交番磁場の周波数合成成分が、センサで感知される。このような成分（変調）は、位相を感知する適切な検出器（変調器）によって検出され得る。これによって発生した電圧は、これらの成分の振幅変化に相当し、アナライトの濃度を測定するための出力信号として利用される。
【００１９】
特に好ましくは、応答磁場の振幅（振幅の変化）の経時変化が、位相感知検出器によって走査磁場の周波数で測定される。超磁性アナライト及び強磁性アナライトの場合、応答磁場の振幅の経時変化が周波数成分を有する。これらの周波数成分は、制御磁場の周波数の倍数であり、特に偶数倍であり、この場合特に、制御磁場の２倍の周波数を有する成分である。
【００２０】
その結果、制御磁場が、磁気粒子の歪んだ磁気誘導を招く。制御磁場によって生じる瞬間の磁気誘導が零点を通過する場合、さらにかけられた走査磁場が、大きいさらなる磁気誘導を伴う。制御誘導が最大値を取る場合、走査磁場は、これに対して小さい追加の誘導しか取らない。この振幅は、すなわち磁気粒子の磁化曲線を導き出すことによって制御される。この振幅は、飽和効果に起因してより小さい磁場のときよりもより大きい磁場のときのほうが小さい。
【００２１】
時間の関数として走査磁場の周波数による応答磁場の振幅の経時変化を観察すると、この振幅は、制御磁場の周波数の２倍の周波数と共に変化する。この振幅は、制御の最大時にその最小値を取り、零通過時にその最大値を取る。
【００２２】
応答磁場の振幅の変化が、好ましくは位相感知検出器によって復調される。応答磁場が、好ましくは磁場センサによって電圧に変換され場合によっては増幅される。
【００２３】
その結果生じる出力電圧は、単一粒子(monodisperser) の場合は好ましくはアナライトの濃度に線形に比例する。この出力電圧は、測定システムの校正後に適切に算定される。
【００２４】
粒子の磁化率の差を測定することによって超磁性粒子及び／又は強磁性粒子を選択的に検出及び／又は定量化する装置が、アナライトに関する検出すべき及び／又は定量化すべき粒子を伴う容器を有する。この容器は、本発明の方法に適した非磁性材、すなわち例えばガラス又は合成樹脂から形成され得る。
【００２５】
装置は、少なくとも１つの発振器を有する。この発信機は、この場合に必要であるように交番磁場の周波数を生成するために適する。
【００２６】
装置は、特に好ましくは基準周波数発振器を有する。走査磁場及び制御磁場の周波数が、分周期によって基準周波数発振器から位相一定に導き出される。
【００２７】
しかし、両交番磁場を独立して生成する２つの発振器を使用してもよい。このとき、第１発振器は走査磁場の周波数を生成し、第２発振器は制御磁場の周波数を生成する。
【００２８】
さらに装置は、少なくとも１つの磁場発生器を有する。この装置は、交番磁場をアナライトにかけるために使用される。特に好ましくはこのような磁場発生器を２つ設けてもよい。これらの磁場発生器は、第１項番磁場又は第２交番磁場、すなわち制御磁場及び走査磁場をアナライトにかける。
【００２９】
装置は、粒子の応答磁場を感知するための磁場センサを有する。磁場センサは、粒子の応答磁場の振幅の変化を変換し増幅してこの振幅の変化を位相感知検出器に転送する。
【００３０】
装置は、少なくとも１つの位相感知検出器をさらに有する。基準周波数が、発振器から場合によっては分周器を介してこの検出器に供給される。位相感知検出器は、この周波数に対する応答磁場の振幅を算出する。
【００３１】
装置は、少なくとも１つの第２位相感知検出器を有する。同様に、基準周波数が、発振器から場合によっては分周器を介してこの検出器に供給される。この場合、好ましくは基準としての走査周波数が、第１位相感知検出器に供給される。走査周波数に対する応答磁場の振幅が、それに応じて供給される。制御磁場の倍数の周波数が、基準として第２位相感知検出器に供給される。この第２位相感知検出器は、応答磁場の振幅を検査する。この振幅は、第１位相感知検出器を介して第２位相感知検出器に送られて制御磁場の周波数の偶数倍、特に２倍に相当する周波数成分になる。この第２位相感知検出器は、この周波数成分の振幅に相当する出力電圧を生成する。
【００３２】
復調された信号を最大にするため、本発明は、移相器を位相感知検出器の基準入力部にさらに有する。
【００３３】
以下に、本発明を実施の形態及び添付図面１〜８に基づいて詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１は、超磁性材及び強磁性材の基本的な物理特性を示す。このような材料は、非線形磁化特性曲線を有する（図１ｂ）。これとは反対に反磁性及び常磁性材料は、線形の磁化特性曲線を有する（図１ａ）。
【００３５】
周波数ｆ及び振幅Ｈa の交番磁場が物質にかかる。場合によってはさらに存在する静的磁場、例えば地磁場が、Ｈ0 で示される。
【００３６】
【数１】
【００３７】
【数２】
【００３８】
超磁性物質は、説明した非線形磁化特性曲線及び非ヒステリシス磁化特性曲線５を有する。超磁性物質の磁化Ｍ（Ｈ）は、一般に式
【００３９】
【数３】
【００４０】
【数４】
【００４１】
超磁性材料の一般的な磁気応答は、磁気制御誘導６としての歪んだ正弦関数によって図１ｂ中に示されていて、一般に式（１）を式（３）に代入することによって式（５）にしたがって記すことができる：
【００４２】
【数５】
【００４３】
さらに、（図示しなかった）第２交番磁場、いわゆる走査磁場が、アナライトにかかる。走査磁場の周波数が、制御磁場４の周波数と異なって選択される。
【００４４】
図２は、本発明の方法に基づく原理を説明する。図２ｂは、超磁性アナライト又は強磁性アナライトの場合を示し、図２ａは、反磁性アナライト及び常磁性アナライトの場合を示す。制御磁場４は、図１中に示されたように歪んだ制御誘導６を招く。この誘導６の時間依存性は、式（５）によって記される。制御磁場４によって生じた磁気制御誘導６が、その零点を通過する場合、さらにかけられた第２交番磁場が、走査磁場として走査磁場の周波数に対して大きいさらなる走査誘導を招く（図２ｂ，No.9）。
【００４５】
第１交番磁場（制御磁場４）によって生じた誘導６が最大値を取る場合、走査磁場は、小さいさらなる誘導を招く（図２ｂ，No.10 ）。
【００４６】
応答磁場１１の振幅が、すなわち磁化特性曲線を導き出すことによって制御される。超磁性又は強磁性物質の場合、磁化特性曲線のこの上昇は、大きい磁場｜Ｈ｜の場合はＨ＝０のときの初期よりも遥かに小さい。方程式（５）による磁化特性曲線による超磁性物質に対しては、この裏付けは、ランゲビン関数の導関数、
【００４７】
【数６】
【００４８】
この導関数は、大きさ｜ｘ｜に対してはｘ＝０のときの初期よりも遥かに小さい。
【００４９】
時間の関数として走査磁場の周波数に対する磁気誘導、すなわち応答磁場の振幅１１の変化を示す場合、この振幅１１が制御磁場４の２倍の周波数で変化することが分かる。この振幅１１は、極値でその最小値を取り、制御磁場４又は磁気制御誘導６の零通過時にその最大値を取る。
【００５０】
常磁性アナライトの場合、図１中の線形磁気特性曲線２に基づいて、歪まない磁気誘導３が制御磁場１によって得られる。したがって、どの値が制御磁場１又は制御誘導３を取るかに関係なく、さらなる誘導７の同じ振幅８が、走査磁場に基づいて得られる（図２ａ，No.7）。走査磁場の周波数に対する磁気誘導の対応する振幅８は時間的に一定である。
【００５１】
制御磁場４（又は制御誘導６）の周波数の２倍の周波数に加えて、走査磁場の周波数に対する制御磁場４の印譜区１１は、制御磁場４の周波数のより高い調波も有する。磁化特性曲線５の対称な制御（すなわち、Ｈ0 ＝０）の場合、確かに制御磁場４の周波数の偶数倍に対する周波数成分だけが確認できる。静的な一定の場Ｈ0 がアナライトにさらにかかる場合、制御磁場の周波数の奇数倍に対するさらなる周波数成分が得られる。
【００５２】
この方法には、非線形磁化特性曲線５を呈するアナライトだけが図２ｂ中に示されたような振幅１１の経時変化を示すという利点がある。これに対して線形磁化特性曲線２を呈する常磁性物質又は反磁性物質が、走査磁場の周波数に対する磁気誘導の一定な振幅８を有する（図２ａ）。本発明の方法のこの選択性は、測定される磁化率が反磁性若しくは常磁性材料又は超磁性若しくは強磁性材料に起因するのかどうかが分からない従来の技術による方法に比べて優れている。
【００５３】
図３は、アナライトに関する超磁性粒子及び／又は強磁性粒子を選択的に検出及び／又は定量化する第１の装置を示す。粒子の磁化特性曲線５の非線形性に起因して生じた磁場１５，１８の周波数成分が、合成周波数で測定されるように、これらの構成要素は構成されている。
【００５４】
適切な容器１２が必要である。アナライトが、この容器１２内に測定容積で存在する。アナライトは、自然収着法，化学収着法，沈殿，濾過又は抽出のような公知の方法によって容器１２内に入れられ得る。検出すべき超磁性粒子及び／又は強磁性粒子が、アナライトに結合される。発振器１６が、制御磁場１８の周波数を生成する。この制御磁場１８は、磁場発生器１７によってアナライトにかけられる。
【００５５】
発振器１３は、走査磁場１５である第２交番磁場の周波数を生成する。この走査磁場１５は、別の磁場発生器１４によってアナライトにかけられる。
【００５６】
粒子又はアナライトから出た応答磁場１９が、磁場センサ２０によって電圧に変換され増幅される。
【００５７】
さらに装置は、第１位相感知検出器２１を有する。この第１位相感知検出器２１は、走査磁場１５の周波数を基準として発振器１３から供給される。この位相感知検出器２１は、走査磁場１５の周波数に対する応答磁場１９の振幅（図２，No.11 又は8 参照）の経時変化を算出する。この振幅１１又は８の周波数成分が、第２位相感知検出器２３によって検査される。この第２位相感知検出器２３は、発振器１６によって制御磁場１８の周波数がｍ倍周波数掛算器２２を介して基準として供給される。この周波数成分は、正の整数ｍによる制御磁場１８の周波数のｍ倍に相当する。好ましくは、好ましくはｍが選択される。特に好ましくはｍ＝２である。生成された出力信号２４は、この周波数成分の振幅に相当する。合成周波数に対する周波数成分が測定される。この合成周波数は、粒子の磁化特性曲線の非線形性が存在するときにだけ発生する。
【００５８】
検出の流れ１９〜２３が線形に作動する場合、出力電圧２４が、容器１２の試料容積の超磁性／強磁性モーメントに依存する。
【００５９】
アナライトの個々の磁気粒子が一定のモーメントでありかつ測定容積が一定である場合、試料中の磁気標識剤の濃度が、出力電圧２４に比例する。アナライトが磁気飽和するように、制御磁場２４の振幅が適切に選択される。磁気特性曲線が方程式（３）によって記述可能である超磁性粒子の場合、制御磁場１８の振幅が、使用される超磁性粒子の特性磁場ＢC の範囲内で選択される。磁化特性曲線（方程式３）に基づくランゲビン関数の曲線
【００６０】
【数７】
【００６１】
場合によっては発生しうる静的な周囲の一定の磁場が、適切に可能な限り小さく選択される。
【００６２】
図４は、異なる装置を示す。クウォーツ発振器２５が、周波数を生成するために使用される。この周波数は、３つの分周器２６，２７，２８によって低く分割される。これらの３つの分周器２６，２７，２８の分割比が、
【００６３】
【数８】
【００６４】
出力電圧２４が、測定信号として両位相感知検出器２１，２３の後方で任意に処理される。
【００６５】
図５は、もう１つの装置を示す。クウォーツ発振器２５が、基準周波数として使用される。この基準周波数は、３つの分周器２９，３０，２８によって低く分割される。これらの３つの分周器２９，３０，２８の分割比がそれぞれ正の整数ｍ及びｎによって
【００６６】
【数９】
【００６７】
磁気粒子の異なる濃度の試料が実験的に製造され測定される。これに対して、ナノメータの範囲内のコロイド状の酸化鉄粒子溶液が、製造され、引き続き等しん圧の食塩水（ＰＢＳ）で希薄される。図６は、測定された出力電圧を標準偏差と共に試料の鉄の濃度の関数として示す。
【００６８】
図７は、一定濃度の試料の測定信号が静的な周囲の一定磁場Ｈ0 に応じてどのように変化するかを示す。最小一定磁場で最大出力電圧を取る。出力電圧の最小値が、約1.9mT の一定磁場振幅で観察される。この信号は、より高い一定磁場に対して再び上昇する。信号がランゲビン関数(Langevin-Funktion) の３次導関数
【００６９】
【数１０】
【００７０】
図８は、制御磁場の振幅に対する一定の濃度の試料の出力電圧の測定された依存性を示す。振幅に依存する信号変化に関する積分によって、予測される信号が、算定され図８中に記入される。測定値との一致が、特に小さい振幅に対して良好である。
【００７１】
本発明の方法／装置は、特に以下の用途に対して使用され得る：
分子の相互作用、特にリガンド・リセプター相互作用，抗原・抗体相互作用及びオリゴヌクレオチド間の相互作用の定量検出による化学物質，細胞又はウィルスの検出。この場合、超磁性粒子及び／又は強磁性粒子が、物質，細胞又はウィルスに結合されている。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】超磁性材及び強磁性材の基本的な物理特性を示す。
【図２】本発明の方法に基づく原理を説明する。
【図３】アナライトに関する超磁性粒子及び／又は強磁性粒子を選択的に検出及び／又は定量化する第１の装置を示す。
【図４】異なる装置を示す。
【図５】もう１つの装置を示す。
【図６】測定された出力電圧を標準偏差と共に試料の鉄の濃度の関数として示す。
【図７】一定濃度の試料の測定信号が静的な周囲の一定磁場Ｈ0 に応じてどのように変化するかを示す。
【図８】制御磁場の振幅に対する一定の濃度の試料の出力電圧の測定された依存性を示す。
【符号の説明】
【００７３】
１，４，１８ 制御磁場
２ 磁化特性曲線，線形
３ 線形磁化特性曲線の場合の磁気制御誘導
５ 磁化特性曲線
６ 非線形磁化特性曲線の場合の非線形磁気制御誘導
７ 線形磁化特性曲線の場合の追加の走査誘導
８ 線形磁化特性曲線の場合の走査磁場の周波数に対する磁気誘導の振幅
９，１０ 零通過（９）及び極値（１０）時の非線形磁化特性曲線に対する追加の走査誘導
１１ 非線形磁化特性曲線の場合の走査磁場の周波数に対する磁気誘導の振幅
１３，１６，２５ 発振器
１４，１７ 磁場発生器
１５ 走査磁場
１９ 応答磁場
２０ 磁場センサ
２１，２３ 位相感知検出器
２４ 出力電圧
２６，２７，２８ 分周器
２９，３０
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超磁性粒子及び／又は強磁性粒子を選択的に検出及び／又は定量化する方法において、粒子の磁化特性曲線の非線形性に基づいて生成された磁場の周波数成分が、合成周波数で測定されることを特徴とする方法。
【請求項２】
所定の周波数の制御磁場（４，１８）が、粒子の磁化特性曲線（５）を制御するために粒子にかかることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
制御磁場（４，１８）が、50〜100 ヘルツの周波数を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
制御磁場（４，１８）と異なる周波数を有する走査磁場（１５）が、粒子にかかることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
走査磁場（１５）は、10〜100 キロヘルツの周波数を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
両交番磁場（１５，１８）の作用に基づいて誘導された粒子の応答磁場が測定されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
走査磁場（１５）の周波数に対する応答磁場（１９）の振幅の変化が、測定されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
走査磁場（１５）の周波数に対する応答磁場（１９）の振幅の変化（８，１１）の周波数成分が、測定され、この周波数は、制御磁場（４，１８）の周波数の整数倍であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
走査磁場（１５）の周波数に対する応答磁場（１９）の振幅の変化（８，１１）の周波数成分が、測定され、この周波数は、制御磁場（４，１８）の周波数の偶数倍であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
走査磁場（１５）の周波数に対する応答磁場（１９）の振幅の変化（８，１１）の周波数成分が、測定され、この周波数は、制御磁場（４，１８）の周波数の２倍であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
応答磁場（１９）の振幅の変化（１１）が、変換されてアナライトの濃度を測定するための出力電圧（２４）として使用されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
アナライトに結合した超磁性粒子及び／又は強磁性粒子を選択的に検出及び／又は定量化する装置において、
−検査すべき及び／又は定量化すべきアナライトを有する１つの容器（１２），
−交番磁場（１５，１８）の周波数を生成するための少なくとも１つの発振器（１３，１６；２５），
−アナライトに交番磁場（１５，１８）をかけるための少なくとも１つの磁場発生器（１４，１７），
−粒子の応答磁場（１９）を測定するための１つの磁場センサ（２０），及び
−少なくとも１つの位相感知検出器（２１，２３）を有する装置。
【請求項１３】
発振器（２５）を分周するための少なくとも１つの分周器（２６，２７，２８，２９，３０）を有する請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
分周器（２６，２７，２８，２９，３０）は、発振器の周波数を正の整数の比で分割することを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
分周器（２６，２７，２８）は、発振周波数を
【数１】
の比で分割することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の装置。
【請求項１６】
分周器（２６，２７，２８）は、発振周波数を
【数２】
の比で分割することを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
ｌ，ｍ及びｎは、正の整数である請求項１５又は１６に記載の装置。
【請求項１８】
ｍは、偶数、特にｍ＝２である請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
分周器（２６，２８）内で低く分割された発振器の少なくとも１つの周波数が、基準として少なくとも１つの位相感知検出器（２１，２３）内に供給される請求項１３〜１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
装置は、分周器（２６）内で低く分割された発振器の周波数を基準として１つの位相感知検出器（２１）内に供給し、装置は、分周器（２８）内で低く分割された発振周波数を基準として位相感知検出器（２３）内に供給する請求項１３〜１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
分周器（２６，２７；２９，３０）の周波数によって制御される磁場発生器（１４，１７）を特徴とする請求項１３〜２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
少なくとも１つの周波数掛算器（２２）を有する請求項１２〜２１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
磁場センサ（２０）は、微分式に構成されている請求項１２〜２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
磁場センサ（２０）は、同じ構造の２つの部分コイルを有する請求項１２〜２３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２５】
磁場センサ（２０）の部分コイルは、逆向きに巻かれていることを特徴とする請求項１２〜２４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２６】
磁場センサ（２０）の部分コイルは、直列に接続されていることを特徴とする請求項１２〜２５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２７】
アナライトを有する容器（１２）は、磁場センサ（２０）の両部分コイルの一方の部分コイルだけに接触していることを特徴とする請求項１２〜２６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１】
超磁性粒子及び／又は強磁性粒子を選択的に検出及び／又は定量化する方法において、粒子の磁化特性曲線の非線形性に基づいて生成された磁場の周波数成分が、合成周波数で測定されることを特徴とする方法。
【請求項２】
所定の周波数の制御磁場（４，１８）が、粒子の磁化特性曲線（５）を制御するために粒子にかかることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
制御磁場（４，１８）が、50〜100 ヘルツの周波数を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
制御磁場（４，１８）と異なる周波数を有する走査磁場（１５）が、粒子にかかることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
走査磁場（１５）は、10〜100 キロヘルツの周波数を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
両交番磁場（１５，１８）の作用に基づいて誘導された粒子の応答磁場が測定されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
走査磁場（１５）の周波数に対する応答磁場（１９）の振幅の変化が、測定されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
走査磁場（１５）の周波数に対する応答磁場（１９）の振幅の変化（８，１１）の周波数成分が、測定され、この周波数は、制御磁場（４，１８）の周波数の整数倍であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
走査磁場（１５）の周波数に対する応答磁場（１９）の振幅の変化（８，１１）の周波数成分が、測定され、この周波数は、制御磁場（４，１８）の周波数の偶数倍であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
走査磁場（１５）の周波数に対する応答磁場（１９）の振幅の変化（８，１１）の周波数成分が、測定され、この周波数は、制御磁場（４，１８）の周波数の２倍であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
応答磁場（１９）の振幅の変化（１１）が、変換されてアナライトの濃度を測定するための出力電圧（２４）として使用されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
アナライトに結合した超磁性粒子及び／又は強磁性粒子を選択的に検出及び／又は定量化する装置において、
−検査すべき及び／又は定量化すべきアナライトを有する１つの容器（１２），
−交番磁場（１５，１８）の周波数を生成するための少なくとも１つの発振器（１３，１６；２５），
−アナライトに交番磁場（１５，１８）をかけるための少なくとも１つの磁場発生器（１４，１７），
−粒子の応答磁場（１９）を測定するための１つの磁場センサ（２０），及び
−少なくとも１つの位相感知検出器（２１，２３）を有する装置。
【請求項１３】
発振器（２５）を分周するための少なくとも１つの分周器（２６，２７，２８，２９，３０）を有する請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
分周器（２６，２７，２８，２９，３０）は、発振器の周波数を正の整数の比で分割することを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
分周器（２６，２７，２８）は、発振周波数を
【数１】
の比で分割することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の装置。
【請求項１６】
分周器（２６，２７，２８）は、発振周波数を
【数２】
の比で分割することを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
ｌ，ｍ及びｎは、正の整数である請求項１５又は１６に記載の装置。
【請求項１８】
ｍは、偶数、特にｍ＝２である請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
分周器（２６，２８）内で低く分割された発振器の少なくとも１つの周波数が、基準として少なくとも１つの位相感知検出器（２１，２３）内に供給される請求項１３〜１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
装置は、分周器（２６）内で低く分割された発振器の周波数を基準として１つの位相感知検出器（２１）内に供給し、装置は、分周器（２８）内で低く分割された発振周波数を基準として位相感知検出器（２３）内に供給する請求項１３〜１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
分周器（２６，２７；２９，３０）の周波数によって制御される磁場発生器（１４，１７）を特徴とする請求項１３〜２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
少なくとも１つの周波数掛算器（２２）を有する請求項１２〜２１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
磁場センサ（２０）は、微分式に構成されている請求項１２〜２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
磁場センサ（２０）は、同じ構造の２つの部分コイルを有する請求項１２〜２３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２５】
磁場センサ（２０）の部分コイルは、逆向きに巻かれていることを特徴とする請求項１２〜２４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２６】
磁場センサ（２０）の部分コイルは、直列に接続されていることを特徴とする請求項１２〜２５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２７】
アナライトを有する容器（１２）は、磁場センサ（２０）の両部分コイルの一方の部分コイルだけに接触していることを特徴とする請求項１２〜２６のいずれか１項に記載の装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公表番号】特表２００６−５１９３６６（Ｐ２００６−５１９３６６Ａ）
【公表日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５０１４８１（Ｐ２００６−５０１４８１）
【出願日】平成１６年１月３０日（２００４．１．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＤＥ２００４／０００１４９
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０７７０４４
【国際公開日】平成１６年９月１０日（２００４．９．１０）
【出願人】（３９００３５４４８）フォルシュングスツェントルム・ユーリッヒ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング (100)
【出願人】（５０５３２３５４１）
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１月３０日（２００４．１．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＤＥ２００４／０００１４９
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０７７０４４
【国際公開日】平成１６年９月１０日（２００４．９．１０）
【出願人】（３９００３５４４８）フォルシュングスツェントルム・ユーリッヒ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング (100)
【出願人】（５０５３２３５４１）
【Ｆターム（参考）】
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