用于具有低非特异性结合的亲和测定的磁性颗粒上的分子结构制造技术

本发明专利技术涉及用于防止分子非特异性结合至包含亲和分子的表层的包衣，所述包衣包含单层，所述单层包含形成网的非亲和间隔分子；或者包含壳结构，其中所述壳结构包含第一层和第二层，第一层包含一种或多种亲和分子，第二层偶联至第一层，并且其中所述第二层包含形成网的非亲和间隔分子。本发明专利技术还涉及包含这样的包衣的颗粒、平结构或基质。在另一方面，本发明专利技术涉及包衣、包被的颗粒、包被的平结构或包被的基质在从样品检测和/或纯化特异性靶生物分子和/或确定所述特异性靶生物分子的浓度中的用途。本发明专利技术还涉及一种从样品检测特异性靶生物分子和/或确定特异性靶生物分子的浓度的测定方法，其包括使用这类包衣、包被的颗粒、包被的平结构或包被的基质，特别是包被的纳米颗粒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于具有低非特异性结合的亲和测定的磁性颗粒上的分子结构
本专利技术涉及用于防止分子非特异性结合至包含亲和分子的表层的包衣，所述包衣包含单层，所述单层包含形成网的非亲和(non-affine)间隔分子；或者包含壳结构，其中所述壳结构包含第一层和第二层，第一层包含一种或多种亲和分子，第二层偶联至第一层，并且其中所述第二层包含形成网的非亲和间隔分子。本专利技术还涉及包含这样的包衣的颗粒、平结构或基质。在另一方面，本专利技术涉及包衣、包被的颗粒、包被的平结构或包被的基质在从样品检测和/或纯化特异性靶生物分子和/或确定所述特异性靶生物分子的浓度中的用途。本专利技术还涉及一种从样品检测特异性靶生物分子和/或确定特异性靶生物分子的浓度的测定方法，其包括使用这类包衣、包被的颗粒、包被的平结构或包被的基质，特别是包被的纳米颗粒。
技术介绍
对普遍和有效的医疗保健的需求使得世界上体外诊断向着整合的随机接入和点护理解决方案发展。实现这类解决方案要求:测试需要快速、灵敏、定量和准确。此外，进行测试的平台需要易于使用和紧凑。亲和测定使用生物分子以从样品捕获特异性靶分子并测定它们的浓度。通常，亲和捕获通过将用捕获分子包被的纳米颗粒或微粒分散入样品液体来进行(Luchini，A.etal.，2008, Nano Lett.，8 (I)，350-361)。因此，典型的基于亲和的测定用于大量应用，例如诊断测定，在研究中检测生物分子如蛋白、肽和核酸从而使用亲和分子如抗体，通常所述抗体的特征在于对特定生物分子的高结合亲和力。然而，亲和测定的一个重要缺点是灵敏度主要受到非特异性结合的限制。主要的困难是构想非常灵敏和特异性的测定，并且测定本身不会受到来自所探测的样品液体的高背景信号的影响。非特异性结合通常导致增加的背景信号和不准确的检测。特别地，当复杂的生物基质如人血浆用作样品液体时，非特异性结合甚至更具挑战性。最近几年，已开发更准确和灵敏的基于溶液的亲和测定，其基于新一代测定的超顺磁性纳米颗粒的使用。例如，用亲和分子官能化的磁性纳米颗粒捕获靶分子，并且光学检测祀标诱导的颗粒的簇和链的形成(W003/044532;Ranzoni et al., 2011, NanoLett, 11,2017-2022)。但是，特别是在基于颗粒的测定中，对非特异性信号的重要贡献来自颗粒-颗粒相互作用和颗粒-表面相互作用。US5212063A1公开了一种使用生物素缀合物通过免疫测定检测包含游离生物素的体液中的分析物的方法。该文件提到聚合物颗粒由核心组成，并且包含具有许多生物素结合位点的聚合物以及至少一层蛋白作为覆盖物。Townsend et al., 2007, Biomaterials, 28 (34), 5176-5184 公开了用于将祀药物递送至神经元的破伤风毒素C片段-缀合的纳米颗粒。Groll et al.，2005，Langmuir, 21 (7)，3076-3083公开了来自异氰酸酯封端的星形PEG预聚物的超薄包衣。具体地，该文件描述了在底物上形成交联网络模式的星形PEG包衣。EP0617284A2公开了用于物质的定性和定量测量的装置和方法。所述装置包含液体可渗透性多孔反应膜，其表面具有一个固定亲和物质的反应区域；装在多孔反应膜上部的多孔体，可溶性物质粘附在其上；吸附膜以及液体不透性透明盖和箱。US2002/128234公开了在底物表面上合成的多功能聚离子共聚物。据显示该包衣可用于抑制分析物溶液中存在的分子或离子组分的非特异性相互作用、吸附或粘附。因此需要设计新的结构，其能够有效防止或最小化非特异性结合至用亲和分子包被的表面，特别是颗粒表面，同时增强特异性亲和力。还强烈需要避免颗粒的非特异性簇聚，这是许多检测测定中的限制因素。
技术实现思路
本专利技术满足了这些需求，并且提供减少非特异性结合至颗粒、表面和基质的方法。上述目的具体通过用于防止分子非特异性结合至包含亲和分子的表层的包衣来完成，其中所述包衣包含单层，所述单层包含形成网的非亲和间隔分子；或者包含壳结构，其中所述壳结构包含第一层和第二层，第一层包含一种或多种亲和分子，第二层偶联至第一层，并且其中所述第二层包含形成网的非亲和间隔分子。本专利技术背后的比例是提供间隔分子的分子结构，所述间隔分子作为屏障发挥作用并因此产生对非特异性分子的空间位阻。另一方面，如果在颗粒如微粒或纳米颗粒上提供这样的包衣，双层非亲和间隔分子作为空间屏障发挥功能并进一步产生熵效应，防止颗粒表面互相接触。一个主要优点是本专利技术的包衣允许用间隔分子的致密三维网有效覆盖表面。因此这类包衣综合了强特异性亲和力和低非特异性结合的有利特征。具体地，可以观察到提供包含比表面粗糙度厚的间隔分子网的包衣会防止非特异性结合并使得能够有效捕获靶分子。不希望受到理论的束缚，所观察到的高特异性亲和力的一个解释是掺入的捕获分子以高密度存在于表面上。此外，包埋在厚的间隔分子三维壳内的亲和分子可以有效地朝向远离表面的方向。另一原因可以是亲和分子在包衣内充分运动并充分接触以形成与靶分子的生物化学相互作用。因此，如本文所述的非亲和间隔分子的网络具有平衡效应，并且使第一层的亲和分子朝向远离表面的方向。因此，间隔分子的分支形成致密网，其可以作为亲和分子与表面之间的空间屏障发挥作用。具体地，在剂量反应测定中，可以证实常规颗粒表面，其中亲和分子如抗体直接偶联，没有接头和额外的壳结构，需要相当量的表面活性剂以降低背景水平。相比之下，本专利技术的包衣结构能够降低背景水平2倍而不使用表面活性剂。与现有技术相比的一个主要优点是修饰的表面结构提高光磁检测测定中的空白水平，因此提高检测的限制。在本专利技术的一优选实施方案中，亲和分子选自适配体、肽、蛋白、寡核苷酸和分子印迹聚合物。在本专利技术的另一优选实施方案中，亲和分子为抗体或其片段。在本专利技术的另一优选实施方案中，包含亲和分子的表层或第一层偶联至颗粒表面、平面、基质或纳米颗粒表面。在本专利技术的另一优选实施方案中，所述表面或所述基质的材料包含选自琼脂糖、聚苯乙烯、胶乳、聚乙烯醇、二氧化硅和磁性材料的材料。在本专利技术的另一优选实施方案中，表层或第一层额外地包含非亲和间隔分子。在本专利技术的另一优选实施方案中，非亲和间隔分子包含选自肽、核酸、树状聚体、树枝化基元(dendron)、聚合实体、金纳米颗粒和蛋白的分子或者它们的混合物。在本专利技术的另一优选实施方案中，接头包含聚乙二醇。在本专利技术的另一优选实施方案中，非亲和间隔分子的网是通过多价结合分子的相互作用形成的，所述多价结合分子具有对相应的相互作用配对物(partner)的高亲和力。在本专利技术的另一优选实施方案中，多价结合分子是具有多个结合位点的蛋白。在本专利技术的另一优选实施方案中，具有多个结合位点的蛋白为链霉抗生物素蛋白。在本专利技术的另一优选实施方案中，相应的相互作用配对物为生物素。在本专利技术的另一优选实施方案中，非亲和间隔分子包含聚乙二醇。在本专利技术的另一优选实施方案中，这样选择所述非亲和间隔分子的长度:所得的壳结构的厚度大于颗粒表面的平均粗糙度。在本专利技术的另一优选实施方案中，这样选择所述非亲和间隔分子的长度:所述颗粒的静电荷显著降低。在另一方面，本专利技术涉及包含这样的包衣的颗粒、平结构或基质。在本专利技术的另一优选实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含壳结构的包衣，其中所述壳结构包含第一层和第二层，所述第一层包含一种或多种亲和分子，所述第二层偶联至所述第一层，并且其中所述第一层和第二层包含形成网的非亲和间隔分子，其中所述一种或多种亲和分子包埋在所述包衣结构内，并且其中所述网产生对非特异性分子的空间位阻。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.30 EP 11172054.61.一种包含壳结构的包衣，其中所述壳结构包含第一层和第二层，所述第一层包含一种或多种亲和分子，所述第二层偶联至所述第一层，并且其中所述第一层和第二层包含形成网的非亲和间隔分子，其中所述一种或多种亲和分子包埋在所述包衣结构内，并且其中所述网产生对非特异性分子的空间位阻。2.权利要求1的包衣，其中所述亲和分子选自适配体、肽、蛋白、寡核苷酸和分子印迹聚合物，其中所述亲和分子优选为抗体或其片段。3.权利要求1或2的包衣，其中所述第一层偶联至颗粒表面、平面、基质或纳米颗粒表面，其中所述表面或所述基质的材料优选包含选自琼脂糖、聚苯乙烯、胶乳、聚乙烯醇、二氧化硅和磁性材料的材料。4.权利要求1-3中任一项的包衣，其中所述第一层额外地包含非亲和间隔分子，优选包含选自以下的分子的非亲和间隔分子:肽、核酸、树状聚体、树枝化基元、聚合实体、金纳米颗粒和蛋白或者它们的混合物，其中所述接头优选包含聚乙二醇。5.权利要求1-4中任一项的包衣，其中所述非亲和间隔分子的网是通过多价结合分子的相互作用形成的，优选具有多价结合位点的蛋白如链霉抗生物素蛋白，所述多价结合分子具有对相应的相互作用配对物如生物素的高亲和力，其中所述非亲和间隔分子优选包含聚乙二醇。6.权利要求1-5中任一项的包衣，其中所述非亲和间隔分子的长度这样选择:所得的壳结构的厚度大于由所述表面之高频、短波组分所决定的颗粒表面的平均粗糙度，和/或所述颗粒的静电荷降低至少50%。7.一种颗粒，优选纳米颗粒、平结构或基质，其包含权利要求1、2或4-6中任一项的包衣，优选包含选自琼脂糖、聚苯乙烯、胶乳、聚乙烯醇、二氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·兰佐尼，G·萨瓦特，M·W·J·普林斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：
国别省市：