用于蛋白质冠分析的组合物、方法和系统及其用途技术方案

本文描述了用于分析蛋白质冠的组合物、方法和系统，以及其在发现先进诊断工具和治疗性靶标中的应用。靶标中的应用。靶标中的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于蛋白质冠分析的组合物、方法和系统及其用途
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求2018年11月7日提交的美国临时申请号62/756,960；2019年3月26日提交的62/824,278；以及2019年7月16日提交的62/874,862的优先权和受益，其全部内容通过引用合并于此。

技术介绍

[0002]蛋白质组学信息在科学和医学中的大规模实施已经落后于基因组学，这是因为蛋白质分子本身固有的复杂性，需要复杂的工作流程，这限制了这种分析的可扩展性。本文公开了用于快速处理蛋白质组数据和鉴定与疾病相关的关键生物标志物的组合物和方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一组纳米颗粒，用于检测受试者中多种疾病和病症以及确定疾病状态。
[0004]在该领域也进行了蛋白质冠的创建和表征；然而，大多数的实验都是在非磁性颗粒上进行的，如脂质体和聚合物纳米颗粒，或其他可以用于靶向药物递送的颗粒类型。
[0005]目前用于蛋白质冠形成和表征的(典型的学术)测定的问题是它们不适合高通量和/或自动化形式，因为测定中使用的颗粒需要被分离用于冠收集。用于蛋白质冠的SPMNP的优点是其快速的磁响应，SPMNP通过施加外部磁场可以很容易地从悬浮液混合物中分离出来。这种类型的磁性颗粒是一个很好的平台，可以利用不同的官能团进行进一步的化学修饰，这有助于微调颗粒与血浆蛋白之间的相互作用。
[0006]在一些方面，本公开提供了鉴定样品中蛋白质的方法，所述方法包括：将颗粒组与所述样品孵育以形成与所述颗粒组的独特颗粒类型相对应的多个独特生物分子冠；从所述样品中未结合的蛋白质磁性地分离所述颗粒组，以富集所述多个独特生物分子冠中的蛋白质；以及测定所述多个独特生物分子冠以鉴定富集的蛋白质。
[0007]在一些方面，所述测定能够鉴定1至20,000个蛋白质群。在进一步的方面，所述测定能够鉴定1,000至10,000个蛋白质群。在进一步的方面，所述测定能够鉴定1,000至5,000个蛋白质群。在进一步的方面，所述测定能够鉴定1,200至2,200个蛋白质群。在一些方面，蛋白质群包括最小长度为7个氨基酸残基的肽序列。在一些情况进一步的方面，所述测定能够鉴定1,000
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10,000种蛋白质。在一些更进一步的方面，所述测定能够鉴定1,800
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5,000种蛋白质。
[0008]在一些实施方案中，所述样品包括多个样品。在一些实施方案中，所述多个样品包括至少两个或更多个空间上分离的样品。在进一步的实施方案中，孵育包括使所述至少两个或更多个空间上分离的样品同时与所述颗粒组接触。在进一步的实施方案中，所述磁性地分离包括同时从所述多个样品中的所述至少两个或更多个空间上分离的样品中的未结合蛋白质磁性地分离所述颗粒组。在进一步的实施方案中，所述测定包括测定所述多个独特生物分子冠，以同时鉴定所述至少两个或更多个空间上分离的样品中的蛋白质。
[0009]在一些实施方案中，所述方法进一步包括重复本文所述的方法，其中，当重复时，所述孵育、分离和测定产生20％或更低变异的分位数归一化系数(quantile normalized coefficient,QNCV)百分比，这是通过比较来自所述颗粒组中每种颗粒类型的至少三次完全测定重复的肽质谱特征而确定的。在一些实施方案中，当重复时，孵育、分离和测定产生10％或更低变异的分位数归一化系数(QNCV)百分比，这是通过比较来自颗粒组中每种颗粒类型的至少三次完全测定重复的肽质谱特征而确定的。在一些实施方案中，所述测定能够在至少7、至少8、至少9、或至少10的动态范围内鉴定蛋白质。
[0010]在一些实施方案中，所述方法还包括在从未结合的蛋白质磁性地分离颗粒组之后，洗涤颗粒组至少一次或至少两次。在一些实施方案中，在测定之后，所述方法还包括裂解多个独特生物分子冠中的蛋白质。
[0011]在一些实施方案中，所述方法还包括消化所述多个独特生物分子冠中的蛋白质以产生经消化的肽。
[0012]在一些实施方案中，所述方法进一步包括纯化所述经消化的肽。
[0013]在一些实施方案中，所述测定包括使用质谱法鉴定样品中的蛋白质。在一些实施方案中，所述测定在约2至约4小时内进行。在一些实施方案中，所述方法在约1至约20小时内进行。在一些实施方案中，所述方法在约2至约10小时内进行。在一些实施方案中，所述方法在约4至约6小时内进行。在一些实施方案中，所述分离花费不超过约30分钟、不超过约15分钟、不超过约10分钟、不超过约5分钟或不超过约2分钟。在一些实施方案中，所述多个样品包括至少10个空间上分离的样品、至少50个空间上分离的样品、至少100个空间上分离的样品、至少150个空间上分离的样品、至少200个空间上分离的样品、至少250个空间上分离的样品或至少300个空间上分离的样品。在进一步的实施方案中，所述多个样品包括至少96个样品。
[0014]在一些实施方案中，所述颗粒组包括至少2种独特颗粒类型，至少3种独特颗粒类型、至少4种独特颗粒类型、至少5种独特颗粒类型、至少6种独特颗粒类型、至少7种独特颗粒类型、至少8种独特颗粒类型、至少9种独特颗粒类型、至少10种独特颗粒类型、至少11种独特颗粒类型、至少12种独特颗粒类型、至少13种独特颗粒类型、至少14种独特颗粒类型、至少15种独特颗粒类型、至少20种独特颗粒类型、至少25种颗粒类型或至少30种独特颗粒类型。在进一步的实施方案中，所述颗粒组包括至少10种独特颗粒类型。在进一步的实施方案中，所述至少两个空间上分离的样品差异至少一个物理化学性质。
[0015]在一些实施方案中，所述颗粒组包括第一独特颗粒类型和第二独特颗粒类型，其中所述第一独特颗粒类型和所述第二独特颗粒类型共享至少一个物理化学性质，并且差异至少一个物理化学性质，使得所述第一独特颗粒类型和所述第二独特颗粒类型不同。在一些实施方案中，所述颗粒组包括第一独特颗粒类型和第二独特颗粒类型，其中所述第一独特颗粒类型和所述第二独特颗粒类型共享至少两个物理化学性质，并且差异至少两个物理化学性质，使得所述第一独特颗粒类型和所述第二独特颗粒类型不同。在一些实施方案中，所述颗粒组包括第一独特颗粒类型和第二独特颗粒类型，其中所述第一独特颗粒类型和所述第二独特颗粒类型共享至少一个物理化学性质，并且差异至少两个物理化学性质，使得所述第一独特颗粒类型和所述第二独特颗粒类型不同。
[0016]在一些实施方案中，所述颗粒组包括第一独特颗粒类型和第二独特颗粒类型，其
中所述第一独特颗粒类型和所述第二独特颗粒类型共享至少两个物理化学性质，并且差异至少一个物理化学性质，使得所述第一独特颗粒类型和所述第二独特颗粒类型不同。在进一步的实施方案中，物理化学性质包括尺寸、电荷、核材料、壳材料、孔隙率或表面疏水性。在进一步的实施方案中，尺寸是直径或半径，如通过动态光散射、SEM、TEM或其任何组合测量的。
[0017]在一些实施方案中，所述颗粒组包括第一独特颗粒类型和第二独特颗粒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种鉴定样品中的蛋白质的方法，所述方法包括：将颗粒组与所述样品孵育以形成与所述颗粒组的独特颗粒类型相对应的多个独特生物分子冠；从所述样品中未结合的蛋白质磁性地分离所述颗粒组，以富集所述多个独特生物分子冠中的蛋白质；以及测定所述多个独特生物分子冠以鉴定富集的蛋白质。2.如权利要求1所述的方法，其中所述测定能够鉴定1至20,000个蛋白质群。3.如权利要求1
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2中任一项所述的方法，其中所述测定能够鉴定1,000至10,000个蛋白质群。4.如权利要求1
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3中任一项所述的方法，其中所述测定能够鉴定1,000至5,000个蛋白质群。5.如权利要求1
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4中任一项所述的方法，其中所述测定能够鉴定1,200至2,200个蛋白质群。6.如权利要求2
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5中任一项所述的方法，其中所述蛋白质群包括最小长度为7个氨基酸残基的肽序列。7.如权利要求1
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6中任一项所述的方法，其中所述测定能够鉴定1,000至10,000种蛋白质。8.如权利要求1
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7中任一项所述的方法，其中所述测定能够鉴定1,800至5,000种蛋白质。9.如权利要求1
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8中任一项所述的方法，其中所述样品包括多个样品。10.如权利要求9所述的方法，其中所述多个样品包括至少两个或更多个空间上分离的样品。11.如权利要求10所述的方法，其中所述孵育包括使所述至少两个或更多个空间上分离的样品同时与所述颗粒组接触。12.如权利要求10
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11中任一项所述的方法，其中所述磁性地分离包括同时从所述多个样品中的所述至少两个或更多个空间上分离的样品中的未结合蛋白质磁性地分离所述颗粒组。13.如权利要求10
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12中任一项所述的方法，其中所述测定包括测定所述多个独特的生物分子冠，以同时鉴定所述至少两个或更多个空间上分离的样品中的蛋白质。14.如权利要求1
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13中任一项所述的方法，所述方法进一步包括重复如权利要求1
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7中任一项所述的方法，其中，当重复时，所述孵育、分离和测定产生20％或更低变异的分位数归一化系数(QNCV)百分比，这是通过比较来自所述颗粒组中每种颗粒类型的至少三次完全测定重复的肽质谱特征而确定的。15.如权利要求1
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13中任一项所述的方法，其中当重复时，所述孵育、分离和测定产生10％或更低变异的分位数归一化系数(QNCV)百分比，这是通过比较来自所述颗粒组中每种颗粒类型的至少三次完全测定重复的肽质谱特征而确定的。16.如权利要求1
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15中任一项所述的方法，其中所述测定能够在至少7、至少8、至少9、或至少10的动态范围内鉴定蛋白质。17.如权利要求1
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16中任一项所述的方法，所述方法进一步包括在从所述未结合的蛋
白质磁性地分离所述颗粒组之后，洗涤所述颗粒组至少一次或至少两次。18.如权利要求1
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17中任一项所述的方法，其中在所述测定之后，所述方法进一步包括裂解所述多个独特生物分子冠中的蛋白质。19.如权利要求18所述的方法，所述方法进一步包括消化所述多个独特生物分子冠中的蛋白质以产生经消化的肽。20.如权利要求19所述的方法，所述方法进一步包括纯化所述经消化的肽。21.如权利要求1
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20中任一项所述的方法，其中所述测定包括使用质谱法鉴定所述样品中的蛋白质。22.如权利要求1
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21中任一项所述的方法，其中所述测定在约2至约4小时内进行。23.如权利要求1
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22中任一项所述的方法，其中所述方法在约1至约20小时内进行。24.如权利要求1
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23中任一项所述的方法，其中所述方法在约2至约10小时内进行。25.如权利要求1
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24中任一项所述的方法，其中所述方法在约4至约6小时内进行。26.如权利要求1
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25中任一项所述的方法，其中所述分离花费不超过约30分钟、不超过约15分钟、不超过约10分钟、不超过约5分钟或不超过约2分钟。27.如权利要求3
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26中任一项所述的方法，其中所述多个样品包括至少10个空间上分离的样品、至少50个空间上分离的样品、至少100个空间上分离的样品、至少150个空间上分离的样品、至少200个空间上分离的样品、至少250个空间上分离的样品或至少300个空间上分离的样品。28.如权利要求27所述的方法，其中所述多个样品包括至少96个样品。29.如权利要求1
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28中任一项所述的方法，其中所述颗粒组包括至少2种独特颗粒类型，至少3种独特颗粒类型、至少4种独特颗粒类型、至少5种独特颗粒类型、至少6种独特颗粒类型、至少7种独特颗粒类型、至少8种独特颗粒类型、至少9种独特颗粒类型、至少10种独特颗粒类型、至少11种独特颗粒类型、至少12种独特颗粒类型、至少13种独特颗粒类型、至少14种独特颗粒类型、至少15种独特颗粒类型、至少20种独特颗粒类型、至少25种颗粒类型或至少30种独特颗粒类型。30.如权利要求29所述的方法，其中所述颗粒组包括至少10种独特颗粒类型。31.如权利要求10
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30中任一项所述的方法，其中所述至少两个空间上分离的样品差异至少一个物理化学性质。32.如权利要求1
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31中任一项所述的方法，其中所述颗粒组包括第一独特颗粒类型和第二独特颗粒类型，其中所述第一独特颗粒类型和所述第二独特颗粒类型共享至少一个物理化学性质，并且差异至少一个物理化学性质，使得所述第一独特颗粒类型和所述第二独特颗粒类型不同。33.如权利要求1
‑
32中任一项所述的方法，其中所述颗粒组包括第一独特颗粒类型和第二独特颗粒类型，其中所述第一独特颗粒类型和所述第二独特颗粒类型共享至少两个物理化学性质，并且差异至少两个物理化学性质，使得所述第一独特颗粒类型和所述第二独特颗粒类型不同。34.如权利要求1
‑
33中任一项所述的方法，其中所述颗粒组包括第一独特颗粒类型和第二独特颗粒类型，其中所述第一独特颗粒类型和所述第二独特颗粒类型共享至少一个物理化学性质，并且差异至少两个物理化学性质，使得所述第一独特颗粒类型和所述第二独
特颗粒类型不同。35.如权利要求1
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34中任一项所述的方法，其中所述颗粒组包括第一独特颗粒类型和第二独特颗粒类型，其中所述第一独特颗粒类型和所述第二独特颗粒类型共享至少两个物理化学性质，并且差异至少一个物理化学性质，使得所述第一独特颗粒类型和所述第二独特颗粒类型不同。36.如权利要求31
‑
35中任一项所述的方法，其中所述物理化学性质包括尺寸、电荷、核材料、壳材料、孔隙率或表面疏水性。37.如权利要求36所述的方法，其中所述尺寸是通过动态光散射、SEM、TEM或其任何组合测量的直径或半径。38.如权利要求1
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37中任一项所述的方法，其中所述颗粒组包括第一独特颗粒类型和第二独特颗粒类型，其中所述第一独特颗粒类型和所述第二独特颗粒类型包括羧酸盐材料，其中所述第一独特颗粒是微颗粒，并且其中所述第二独特颗粒类型是纳米颗粒。39.如权利要求1
‑
37中任一项所述的方法，其中所述颗粒组包括第一独特颗粒类型和第二独特颗粒类型，其中所述第一独特颗粒类型和所述第二独特颗粒类型包括0mV和
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50mV的表面电荷，其中所述第一独特颗粒类型具有小于200nm的直径，并且其中所述第二独特颗粒类型具有大于200nm的直径。40.如权利要求1
‑
37中任一项所述的方法，其中所述颗粒组包括第一独特颗粒类型和第二独特颗粒类型，其中所述第一独特颗粒类型和所述第二独特颗粒类型包括100至400nm的直径，其中所述第一独特颗粒类型具有正表面电荷，并且其中所述第二独特颗粒类型具有中性表面电荷。41.如权利要求1
‑
37中任一项所述的方法，其中所述颗粒组包括第一独特颗粒类型和第二独特颗粒类型，其中所述第一独特颗粒类型和所述第二独特颗粒类型是纳米颗粒，其中所述第一独特颗粒类型具有小于
‑
20mV的表面电荷，并且所述第二独特颗粒类型具有大于
‑
20mV的表面电荷。42.如权利要求1
‑
37中任一项所述的方法，其中所述颗粒组包括第一独特颗粒类型和第二独特颗粒类型，其中所述第一独特颗粒类型和所述第二独特颗粒类型是微颗粒，其中所述第一独特颗粒类型具有负表面电荷，并且其中所述第二独特颗粒类型具有正表面电荷。43.如权利要求1
‑
37中任一项所述的方法，其中所述颗粒组包括带负电荷的纳米颗粒的子集，其中所述子集的每个颗粒差异至少一个表面化学基团。44.如权利要求1
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37中任一项所述的方法，其中所述颗粒组包括第一独特颗粒类型、第二独特颗粒类型和第三独特颗粒类型，其中所述第一独特颗粒类型、所述第二独特颗粒类型和所述第三独特颗粒类型包括氧化铁核、聚合物壳，并且直径小于约500nm，并且其中所述第一独特颗粒类型包括负电荷，所述第二独特颗粒类型包括正电荷，并且所述第三独特颗粒类型包括中性电荷，其中所述直径是通过动态光散射测量的平均直径。45.如权利要求44所述的方法，其中所述第一独特颗粒类型包括二氧化硅涂层，所述第二独特颗粒类型包括聚(N
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(3
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(二甲基氨基)丙基)甲基丙烯酰胺)(PDMAPMA)，并且所述第三独特颗粒类型包括聚(低聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯)(POEGMA)涂层。46.如权利要求1
‑
45中任一项所述的方法，其中所述颗粒组的至少一种独特颗粒类型
是纳米颗粒。47.如权利要求1
‑
46中任一项所述的方法，其中所述颗粒组的至少一种独特颗粒类型是微颗粒。48.如权利要求1
‑
47中任一项所述的方法，其中所述颗粒组的至少一种独特颗粒类型是超顺磁性氧化铁颗粒。49.如权利要求1
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48中任一项所述的方法，其中所述颗粒组的每个颗粒包括氧化铁材料。50.如权利要求1
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49中任一项所述的方法，其中所述颗粒组的至少一种独特颗粒类型具有氧化铁核。51.如权利要求1
‑
49中任一项所述的方法，其中所述颗粒组的至少一种独特颗粒类型具有嵌入聚苯乙烯核中的氧化铁晶体。52.如权利要求1
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47中任一项所述的方法，其中所述颗粒组的每种独特颗粒类型是超顺磁性氧化铁颗粒。53.如权利要求1
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52中任一项所述的方法，其中所述颗粒组的每种独特颗粒类型包括氧化铁核。54.如权利要求1
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52中任一项所述的方法，其中所述颗粒组的每种独特颗粒类型具有嵌入聚苯乙烯核中的氧化铁晶体。55.如权利要求1
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55中任一项所述的方法，其中所述颗粒组的至少一种独特颗粒类型包括羧基化聚合物、胺化聚合物、两性离子聚合物或其任何组合。56.如权利要求1
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56中任一项所述的方法，其中所述颗粒组的至少一种颗粒类型包括具有二氧化硅壳涂层的氧化铁核。57.如权利要求1
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56中任一项所述的方法，其中所述颗粒组的至少一种颗粒类型包括具有聚(N
‑
(3
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(二甲基氨基)丙基)甲基丙烯酰胺)(PDMAPMA)涂层的氧化铁核。58.如权利要求1
‑
56中任一项所述的方法，其中所述颗粒组的至少一种颗粒类型包括具有聚(低聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯)(POEGMA)涂层的氧化铁核。59.如权利要求1
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58中任一项所述的方法，其中所述颗粒组的至少一种独特颗粒类型包括负表面电荷。60.如权利要求1
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58中任一项所述的方法，其中所述颗粒组的至少一种独特颗粒类型包括正表面电荷。61.如权利要求1
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58中任一项所述的方法，其中所述颗粒组的至少一种独特颗粒类型包括中性表...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏宏伟，林德尔，
申请(专利权)人：禧尔公司，
类型：发明
国别省市：