质谱法可区分的合成化合物、库及其方法技术

根据本公开的实施方式涉及聚合物珠及其用途，包括形成用于筛选和分析目的的化合物库。示例性方法包括：使用逻辑电路进行以下操作：选择包括多个亚基的多个分子，多个分子中的各分子均呈现出与该多个分子中的其它分子的质谱特征不同的质谱特征，并为多个分子分派在多个合成化合物顺序中的位置，以形成库。该方法还包括：将多个合成化合物定义为逻辑电路的存储电路中的数据，所述合成化合物可通过质谱法使用多个分子的分派位置进行测序，从而通过特定功能的筛选或偶联化学与形成库的其他电路通信。

Distinguishable synthetic compounds, libraries and methods by mass spectrometry

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】质谱法可区分的合成化合物、库及其方法联邦资助的研究与开发本专利技术是在国防部高级研究计划署(DARPA)和太平洋SPAWAR系统中心(SSC太平洋)的支持下完成的，合同号为N66001-14-C-4059。美国政府享有本专利技术的一定权利。综述聚合物珠可用于形成化合物的库，例如以天然或合成方式产生的低聚物或聚合物(例如，肽、非肽和小分子)。在某些情况下，“一珠一化合物(one-beadone-compound)”(OBOC)组合库的概念可用于产生不同的化合物。该库可用于筛选与靶反应或提供特定功能的化合物。OBOC库可以包括使用裂分合成方法，并且最终各珠都有一个化学实体。使用该方法，可以合成化合物库并筛选命中(hit)，例如为特定目的(例如结合靶)的化合物筛选命中。可以通过埃德曼化学(Edmanchemistry)、梯形测序(laddersequencing)或同位素编码对所筛选的化合物进行结构测定。结构测定技术可能有局限性，例如编码可能会干扰结合分析。专利技术概述本专利技术旨在克服上述挑战以及与为特定目的形成并筛选化合物库有关的其他挑战。具体方面涉及形成合成化合物库的方法，各化合物包括分子顺序。分子由一个或多个分子亚基(例如，单体或官能团)形成，并且具有可以通过质谱法区分的分子量。本公开的各个方面涉及形成合成化合物(如低聚物或聚合物)库的方法。可以使用选择多个分子(有时称为“多聚体”(ptych))的逻辑电路来形成库，各分子由多个亚基形成，并呈现出不同的质谱特征。该库包括多个合成化合物，所述多个合成化合物包括多个分子的不同顺序组合。各合成化合物都可以附着至珠(例如聚合物珠)。该化合物的至少一些分子(例如，被其他分子包围和/或附着至珠的分子)可包括可断裂基团(cleavablegroup)。分子或多聚体可以表示为在多聚体前面加上表示分子中的亚基数量的前缀。例如，由四个亚基(例如，四个官能团或单体)形成的分子可以被称为四聚体(tetraptych)，而由三个亚基形成的分子可以被称为三聚体(triptych)。设计该库，使各分子与该库的化合物链中的不同位置或序列顺序相关，由此分子的质谱分析(例如，读取特定分子量)确定了化合物中分子的位置以及组成或分子的身份，包括形成各分子的亚基的顺序。在各个具体实施方式中，逻辑电路用于设计库。通过逻辑电路选择包括多个亚基的多个分子。多个分子中的各分子可以呈现出与多个分子中的其他分子的质谱特征不同的质谱特征。逻辑电路可以通过识别具有质谱特征的多个分子从潜在分子集合中选择多个分子，所述质谱特征是来自多个分子中分子的任意其他质谱特征的阈值(例如，多个分子(theplurality)是潜在分子集合的子集)。逻辑电路对多个分子在逻辑电路(logiccircuitry)的存储电路(memorycircuit)中形成库的多个合成化合物的序列中的位置进行分配。此外，可以使用多个分子的分配位置来形成通过质谱法可测序的多个合成化合物。例如，假设正在设计由八个分子形成的化合物的库。该库中的各化合物具有八个分子位置，分别为第一个位置最靠近珠，并且第八个位置距珠最远。将各位置设计为依次具有八个可能分子，并且可以产生总共六十四个(例如八个位置乘以每个位置的八个可能性)具有不同质谱特征的可区分可能分子。示例性质谱特征包括由进行质谱法识别出的裂解规律(fragmentationpattern)、分子量、同位素分布和洗脱时间。尽管该库可包含88个不同的化合物，以识别怀疑具有所需功能的特定化合物，但仅扫描64个不同的质谱特征(例如64个重量分子量、64个裂解规律、64个同位素分布、64个洗脱时间和/或它们的组合)，以表示六十四个不同的分子。由于各分子也与特定位置相关，因此，质谱特征(例如分子量、裂解规律、洗脱时间和/或同位素分布)的识别确定了化合物的全部组成。例如，各分子的质谱特征映射到分子的身份、分子在化合物中的位置以及分子中包含的亚基的序列。以这个方式，分子的质谱特征用作识别合成化合物的组成(例如，合成化合物所含的分子的序列)的条形码。由于质谱特征用于识别合成化合物的组成，因此用于对化合物进行测序的检测灵敏度是质谱技术能力的函数或受其限制，质谱技术目前可将检测限制为一毫微微克分子(femtomole)(fmol)。在许多方面中，可以使用各个类型的质谱进样系统，例如直接耦合至前置色谱分离系统，例如高效液相色谱(HPLC)系统。在相关方面中，通过设计呈现出可区分分子量的多个不同分子来形成库。不同的分子包括具有可区分分子量的亚基(例如，官能团或单体)，并且可以计算分子的分子量。选择具有通过质谱可彼此区分的分子量(例如以百万分之五(ppm)可分离)的分子并用于形成不同的化合物。所选择的分子用于形成多个不同的化合物，各化合物由相同数量的分子形成。例如，通过八个分子的序列形成多个化合物。然而，实施方式不限于此，并且化合物可以是聚合物和/或低聚物，并且可以在2-40或更多个分子之间。在至少一些分子之间包括可断裂位点，该可断裂位点可用于使形成化合物的各分子以化学方式彼此分离。可断裂位点在本文中有时称为“可断裂基团”。使用偶联化学(物理方式)以偶联不同分子和/或亚基，来形成化合物。基于库中化合物的设计，多个分子中的各分子与库中化合物的序列顺序中的位置相关。可以使用逻辑电路将该位置存储在存储电路中。例如，当化合物中存在特定分子时，基于库设计可知该特定分子始终位于分配位置和/或相关位置。各位置可以具有分配给该位置的可能的分子集合。使用上文提供的实例来设计一个库，该库包括由八个位置的八个分子形成的化合物，并且八个位置中各位置都有八个可能的分子集合。该库用于筛选以与靶结合，并使用电路识别、分离或镀覆(plate)与靶结合的所选化合物，并断裂以使化合物与珠分离和/或使各分子分离。在特定方面，使用处理和分离珠的手动和/或自动方法来分离和/或镀覆所选化化合物。断裂可导致在溶液中彼此分离的分子混合物。通过进行质谱分析并使用所得质谱特征来识别化合物中的两个分子以及化合物序列中各分子的位置，可将混合物用于识别所选化合物的序列(例如，化合物中分子的顺序和形成各分子的亚基的顺序)。可以形成(使用偶联化学)由筛选和质谱过程中选择和/或识别的化合物、和/或化合物的共轭形式，并用于提供特定的功能，如下文进一步描述。在其它相关和特定方面，通过选择呈现出质谱特征的多个亚基来设计分子，所述质谱特征与多个亚基中的其他亚基可区分，并使多个亚基中的每一个与预期分子序列中的位置相关。然后将预期分子用于选择呈现出通过阈值量可与其他质谱特征分开(例如，不同于其他质谱特征)的质谱特征的多个分子。如本文所用，术语“可区分的质谱特征”有时可以与术语“独特的质谱特征”互换，并且包括或表示可识别的和/或以其他方式与库中另一亚基和/或分子可区分的值。该过程因此可以包括两个不同的分配。第一个分配包括在多个分子中为预期分子序列中各位置选择亚基集合，然后将这些亚基用于选择呈现出可区分质谱特征的多个分子。第二个分配包括在多个分子中为预期合成化合物序列中各位置选择选择分子集合。可以使所选的亚基集合和所选分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，所述方法包括：/n使用逻辑电路以进行如下步骤：/n选择包括多个亚基的多个分子，多个分子中的各分子呈现出与多个分子中的其它分子的质谱特征可区分的质谱特征；/n对多个分子在形成库的多个合成化合物的序列中位置进行分配；以及/n将多个合成化合物定义为逻辑电路的存储电路中的数据，所述合成化合物通过质谱法使用多个分子的分派位置可进行测序，从而通过特定功能的筛选或偶联化学与形成库的其他电路通信。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，所述方法包括：
使用逻辑电路以进行如下步骤：
选择包括多个亚基的多个分子，多个分子中的各分子呈现出与多个分子中的其它分子的质谱特征可区分的质谱特征；
对多个分子在形成库的多个合成化合物的序列中位置进行分配；以及
将多个合成化合物定义为逻辑电路的存储电路中的数据，所述合成化合物通过质谱法使用多个分子的分派位置可进行测序，从而通过特定功能的筛选或偶联化学与形成库的其他电路通信。


2.如权利要求1所述的方法，其中，选择多个分子包括：(1)使用逻辑电路以设计分子，以及(2)选择呈现质谱特征通过阈值可彼此分开的分子子集。


3.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：使多个分子与多个合成化合物序列中的分配位置相关联，其中，多个合成化合物序列中的各位置包括多个分子中的可能分子集合。


4.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：使用与存储电路一起构造并设置的逻辑电路，通过以下步骤选择多个分子：
选择多个亚基，所述亚基呈现出与多个分子中的其他亚基可区分的质谱特征；
使多个亚基中的各亚基与用于形成多个合成化合物的预期分子序列中的分配位置相关联，作为存储电路中的数据；以及
在呈现出通过阈值与其他质谱特征可区开的质谱特征的预期分子中选择多个分子。


5.如权利要求4所述的方法，其中，使多个亚基中的各亚基与序列中位置相关联包括：使用逻辑电路，在多个亚基中为各位置选择亚基集合。


6.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：使用逻辑电路将定义的多个合成化合物作为数据对象进行通信，并使在多个合成化合物序列中具有分配位置的多个分子通过特定功能的筛选或偶联化学与形成库的另一电路进行通讯。


7.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：对多个分子进行质谱分析，以产生用于误差控制的参考模式，并通过存储电路来存储参考模式，其中，质谱特征包括选自下组的性质：分子量、裂解规律、同位素分布以及它们的组合。


8.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：通过偶联化学形成多个合成化合物，其中，多个合成化合物中的各合成化合物包括不同序列的多个分子的子集，所述多个分子在子集的至少一些分子之间具有可断裂基团。


9.如权利要求8所述的方法，所述方法还包括：筛选具有特定物理功能的多个合成化合物，并在多个合成化合物中选择呈现特定功能的合成化合物。


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【专利技术属性】
技术研发人员：P·马惴得，N·柯林斯，M·阿维塔史米罗维奇，P·博波，T·沙勒，
申请(专利权)人：思研SRI国际顾问与咨询公司，
类型：发明
国别省市：美国;US