2-1. 磁減量免疫檢測(ImmunoMagnetic Reduction ; IMR)
目 前 磁 性 標 記 免 疫 檢 測 技 術 約 有 四 種 : 磁 鬆 弛 檢 測 法 (magnetic relaxation)[8]、交流磁化率檢測法(alternative-current (ac) susceptibility)[9]、飽和磁化率檢測法(saturated magnetization)[10]
及磁減量檢測(ImmunoMagnetic Reduction ; IMR)。這四種方法都是 利用有生化活性的磁性奈米粒子(如披覆抗體的磁性磁粒子)，來標 定其特定的待測分子[11-15]。再藉由量測磁性奈米粒子的磁鬆 弛、飽和磁化率、交流磁化率等，來檢測出待測分子的含量。
將已披抗體的磁性奈米粒子加入含有抗原的待測物中，由於抗 體和抗原間有高度的專一性，因此披覆抗體的磁性奈米粒子會與 待測物中的抗原結合，而形成磁性叢集(magnetic cluster)[16]，在 藉由量測此磁性叢集的訊號大小來檢測待測抗原的含量，此種檢 測為磁性標記免疫檢測。以檢測 Alpha-fetoprotein(AFP，甲型胎兒 蛋白)為例，透過化學共沉法將 AFP 抗體披覆在 Fe3O4磁性奈米粒 子之介面活性劑上。加入含有 AFP 抗原的待測物，Anti-AFP 會和 AFP 抗原結合使得奈米粒子形成磁性粒子叢集，如圖 2-1-1 所示。
圖 2-1-1. 披覆 AFP 抗體的磁性奈米粒子與 AFP 抗原結合的情形，
虛線內為磁性粒子叢集(cluster)。
AFP 抗原 磁性奈米粒子
AFP 抗體
磁減量檢測(ImmunoMagnetic Reduction，IMR)，利用分佈在水中 之披覆有抗體的磁性奈米粒子與含有抗原的代測物結合後，形成磁性 粒子叢集(magnetic cluster)，或抗體抗原做結合後使得磁性奈米粒子 的負載變重的方法。在外加一交流磁場後，量測反應前由磁性奈米粒 子的交流磁化率形成的磁訊號以及反應後的磁訊號，利用反應前後的 訊號差值以探知待測生物分子濃度。因外加交流磁場頻率在幾十到幾 十萬赫茲時，磁性奈米粒子會被交流磁場驅動而旋轉，磁性奈米粒子 的交流磁化率(χac)，會在外加交流磁場下形成交流磁訊號(χac,0)。當磁 性試劑與代測物混合後，代測物中的抗原會與磁粒子表面的抗體結合 後，造成部分磁粒子的體積變大，或是許多磁粒子聚集在一起，在此 狀況下受磁場驅動而旋轉的磁粒子數目與混合前相比會少很多，因此 磁性試劑的交流磁訊號(χac,0)會因為代測物中的抗原與磁粒子上的抗 體結合後而降低，其交流磁訊號以 χac,φ 表示，如圖 2-1-2 所示。此種 方式稱為磁減量檢測，透過磁減量檢測，讓我們可以測得代測物中抗 原的濃度。
圖 2-1-2. 磁減量免疫檢測（ImmunoMagnetic Reduction，IMR）之反 應示意圖
因為交流磁場使磁性奈米粒子旋 轉，磁性奈米粒子的ac產生交流 磁訊號。
加入抗原
磁粒子與目標次結合後會使得磁粒子 形成叢集(cluster) 交流磁訊號會降 低。
抗原 抗體
磁粒子
2-2. 酵素免疫分析法(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay； (indirect-binding assay)、捕捉法(antigen-capture assay)如圖 2-2 所 示。
2-3. 免疫染色(Immunohistochemistry；IHC)
圖 2-3.免疫染色(Immunohistochemistry, IHC)原理示意圖。腫瘤組 織上有許多蛋白質，藉由抗體抗原的專一結合性，在由可呈 色的化學物質來顯示目標抗原的位置和數量。
2-4. 磁染色
基礎原理為免疫染色，不同的地方在抗體部分，我們在奈米 磁粒子表面接上抗體，在利用抗體抗原的專一結合性進行檢測目 標抗原的存在，如圖 2-4 所示。最後我們仍然可以用顯微鏡觀察 結果，也可以使用本研究團隊研發之掃描式超導生物感測儀 (Scanning SQUID Biosusceptometry, SSB)[19]偵 測 磁訊 號之 儀 器，來觀察肝癌組織切片上的整體磁訊號。