本发明专利技术提供了用于原位检测和捕获来自受试者的分子生物标志物的装置和方法。具体而言，该装置包含微针阵列，该微针附接至对一种或多种感兴趣的生物标志物具有特异性的探针。该装置可以直接在受试者上使用(例如，通过皮肤刺穿)以检测受试者身体(例如，组织、血流)中的生物标志物。的生物标志物。的生物标志物。
【技术实现步骤摘要】
用于检测和获取生物标志物的方法和装置
本申请是申请日为2013年12月13日、申请号为201380065515.3、专利技术名称为“用于检测和获取生物标志物的方法和装置”的中国专利申请(其对应PCT申请的申请日为2013年12月13日、申请号为PCT/US2013/075187)的分案申请。相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求2012年12月14日提交的美国临时专利申请系列号61/737,237的权益，其通过引用全文并入本文。
技术介绍
[0002]生物标志物的分析正快速地变为疾病的早期检测、患者分层和监测治疗效力的优选方法。对生物标志物变化的快速且高度灵敏的检测通常在技术上是不可能的，或者可能需要涉及多个处理步骤的繁琐程序，需要大的样品体积和延长的诊断/预后时间线。来自患者的样品通常具有有限的体积并且不适合需要延长处理时间的多个步骤的程序或处理。
[0003]当前用于检测感兴趣的分子生物标志物或生物分析物以供诊断应用的方法主要依赖于从患者提取体液(例如，血液、间质组织液)。正是从这种体液样品来测定特异性生物标志物。最近的专利技术并非从应用部位直接对临床相关的生物标志物进行采样，而相反，需要对体液的进一步处理。并非基于分子测定的其它诊断方法例如活检通常是麻烦的，并且由于其固有的视觉和主观性质而伴有误诊风险。但是，对于局部的、非循环生物标志物而言，这通常已经成为迄今仅有的诊断选择。
[0004]对于患有多种疾病或病症或处于发展多种疾病或病症的风险中的受试者，在本领域中存在对检测和分析其体内存在的生物标志物的更好手段的需求。本专利技术满足了这种和其它需求。
技术实现思路
[0005]在一个方面，本专利技术提供了用于从受试者的组织或生物样品原位检测或提取一种或多种生物标志物的装置。该装置可以包含微针阵列和多个对该生物标志物具有特异性的探针，其中该探针共价地附接至微针。在一些所述装置中，该探针对不同生物标志物是特异性的，且各个不同的探针附接至不同的微针。在一些其它装置中，针对特异性生物标志物的相同探针附接至两个或更多个微针。所述装置中的微针可以由聚合物、金属、陶瓷或任何其它合适的材料制成。
[0006]在一些情况下，本公开提供了用于从受试者的原位组织或生物样品检测或提取一种或多种生物标志物的装置，其包括一个或多个微针，和一个或多个对该生物标志物具有特异性的探针，其中该探针经由共价或非共价连接附接至微针。
[0007]所述装置可以包含第一微针。该第一微针可以共价地附接至第一探针，第一探针对第一生物标志物是特异性的。或者，第一微针可以非共价地附接至第一探针。此外，第一探针可以附接至多个微针。在一些情况下，本专利技术提供了包含第一微针的装置，其中第一微针共价或非共价地附接至对第一生物标志物具有特异性的第一探针。在一些情况下，第一
生物标志物可以是多核苷酸。第一探针可以是与第一生物标志物互补的多核苷酸。在其它情况下，第一生物标志物可以是多肽、抗体、代谢物或小分子。此外，第一探针可以是多核苷酸、多肽、蛋白质、抗体、小分子或生物受体。在一些情况下，第一针在基底上形成。
[0008]所述装置还可以包含第二探针，第二探针对第二生物标志物是特异性的。第二探针可以不同于第一探针。第二探针可以共价或非共价地附接至第一微针。或者，第二探针可以共价或非共价地附接至第二微针。第二生物标志物可以是多核苷酸。第二探针可以是与第二生物标志物互补的多核苷酸。第二生物标志物还可以是多肽、抗体、代谢物或小分子。此外，第二探针可以是多核苷酸、多肽、蛋白质、抗体、小分子、生物受体。在一些情况下，第一探针与第一核苷酸多态性(polymorphism)特异性地结合且第二探针与第二核苷酸多态性特异性地结合。在一些情况下，第一和第二探针是各自对相同生物标志物的不同表位具有特异性的不同抗体。
[0009]在一些情况下，所述装置提供包含聚合物、金属或陶瓷的微针。第一探针可以共价或非共价地附接至多个微针。第二探针和多个其它探针可以共价或非共价地附接至多个微针。
[0010]本专利技术的一些装置涉及检测核酸生物标志物。在这些装置中，可以缀合至微针的探针是与生物标志物互补的寡核苷酸或多核苷酸。一些装置使用用热塑性聚合物制成的微针。装置中的多核苷酸探针可以通过包括但不限于巯基/氨基双官能连接体或聚(乙二醇)连接体的许多合适的连接而缀合至微针。在一些情况下，本专利技术的装置进一步包含用于扩增和鉴别第一和第二生物标志物的隔室。
[0011]本专利技术的一些其它装置特别设计用于检测肽或蛋白质生物标志物。在一些这样的装置中，固定在微针上的探针是对生物标志物具有特异性的抗体。在本专利技术的多种实施方案中，使用平面基底来支撑微针阵列。本专利技术的装置还可以包含用于扩增通过探针检测的生物标志物的工具。
[0012]该装置可以包含多个微针。该多个微针可以包含共价或非共价地附接至对生物标志物具有特异性的至少一个探针的至少一个微针。该生物标志物可以指示特定状况，包括但不限于皮肤或眼状况。在一些情况下，该生物标志物可以指示皮肤状况。在一些实例中，该皮肤状况是皮肤癌。在其它情况下，该生物标志物可以指示眼状况。在一些实例中，该眼状况是眼癌或眼睛炎症。
[0013]在一些情况下，本公开提供了包含多个微针的装置，其中所述多个微针包含共价或非共价地附接至对生物标志物具有特异性的至少一个探针的至少一个微针，并且该生物标志物指示皮肤或眼状况。在一些情况下，该生物标志物是多核苷酸，且该至少一个探针与生物标志物互补。在一些情况下，该至少一个探针包含对相同生物标志物的不同核苷酸多态性具有特异性的不同多核苷酸探针。在一些情况下，该生物标志物是肽或多肽，且所述至少一个探针是对该生物标志物具有特异性的抗体。在一些情况下，所述至少一个探针包含对相同生物标志物的不同表位具有特异性的不同抗体。
[0014]本专利技术的装置可以包含对多个不同生物标志物具有特异性的多个探针，其中该多个探针附接至相同或不同的微针。在一些情况下，至少两个不同探针附接至相同的微针。在一些情况下，该装置包含至少两个针对特异性生物标志物的相同探针，其中所述至少两个相同探针附接至一个或多个微针。
[0015]或者，生物标志物还可以在手术中程序期间获得。所述装置还可以包含在探针检测到生物标志物时发射光信号的传感器。在一些实例中，探针的光信号可以在探针检测到生物标志物时改变。
[0016]在另一个方面，本公开提供了用于从受试者中的原位组织(例如，皮肤、血流、组织)或离体组织样品检测或扩增一种或多种生物标志物的方法。该方法要求(a)制备多个微针，多个对生物标志物具有特异性的探针共价地附接至该微针，(b)使微针与受试者的组织或生物样品接触，和(c)检测与微针上的探针结合的生物标志物。
[0017]在一些情况下，本公开提供了用于从受试者中的原位组织或生物样品检测一种或多种生物标志物的方法，其包括(a)使微针与受试者的组织或生物样品接触，其中该微针附接至一组探针，并且其中该探针与一种或多种生物标志物原位结合；和(b)检测与探针结本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种包含第一微针的装置，其中该第一微针共价或非共价地附接至对第一生物标志物具有特异性的第一探针。2.一种包含多个微针的装置，其中所述多个微针包含共价或非共价地附接至对生物标志物具有特异性的至少一个探针的至少一个微针，且该生物标志物指示皮肤或眼状况。3.一种包含多个微针的装置，其中所述多个微针包含共价或非共价地附接至对生物标志物具有特异性的探针的至少一个微针，其中所述探针包含当该探针检测到该生物标志物时发射光信号的传感器。4.一种试剂盒，其包含：(a)包含多个微针的装置，其中所述多个微针包含共价或非共价地附接至对生物标志物具有特异性的第一探针的至少一个微针；和(b)用于聚合酶链反应的一组试剂。5.一种用于从受试者中的原位组织或生物样品检测一种或多种生物标志物的方法，该方法包括(a)使微针与受试者的组织或生物样品接触，其中所述微针附接至一组探针，且其中所述探针与所述一种或多种生物标志物原位结合；和(b)检测与所述探针结合的所述一种或多种生物标志物。6.一种用于从受试者中的原位组织或生物样品检测一种或多种生物标...
【专利技术属性】
技术研发人员：塔希尔，
申请(专利权)人：斯克利普斯研究所，
类型：发明
国别省市：
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