用于检测感染性疾病的试剂和方法技术

本申请提供了一种表面增强拉曼散射(SERS)活性试剂和用于检测样品中的一种或多种分析物的方法。在对患者感染性疾病的诊断中，或对生物样品中的毒素、细菌、病毒、病原体、激素、细胞因子、抗原、抗体或非法药物的检测中，所述SERS活性试剂是适宜、灵敏且易于使用的。此类方法可以由在现场的警察、士兵或医护人员操作并且不需要专门的培训。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测感染性疾病的试剂和方法相关申请的交叉引用本申请要求2015年2月19日提交的美国临时申请62/118,453、2015年12月7日提交的美国临时申请62/263,995以及2015年12月7日提交的美国临时申请62/264,088的优先权，其全部内容通过引用并入本申请。
技术介绍
本专利技术涉及使用表面增强拉曼散射(SERS)检测与官能化的适体结合的分析物的产品和方法。该系统由三个基本部分组成：SERS活性表面、适体和附接至适体的拉曼活性标记物。官能化的适体共价或非共价地附接至SERS活性表面。当该复合物与含有适体结合靶标(即，分析物)的样品接触时，适体上的拉曼活性标记物与SERS活性衬底靠近并产生具有拉曼活性标记物特有的特征性光谱的强拉曼信号。对于每个适体(或针对特定靶标的适体集合)使用不同的拉曼活性标记物，则该测定能够容易地适用于多重检测。
技术实现思路
本专利技术的一个实施方式涉及一种检测样品中的靶分子的方法，所述方法包括将所述样品与共价或非共价地附接至SERS活性表面的一种或多种靶标特异性适体接触，所述一种或多种适体(各)具有共价附接于其上的拉曼活性标记物，以使得所述靶标与所述一种或多种适体结合后，所述拉曼活性标记物能够与拉曼活性表面充分靠近以产生可检测的拉曼信号。因此，由于拉曼活性标记物与SERS活性衬底靠近，因而在形成复合物后检测到靶标特异性信号。这种检测方案与本领域公知的方案相比具有很多优点。例如，其避免了夹心法(如，用于ELISA形式的)的复杂性，并且其追踪的是信号增加而非在其他类型的测定中经常使用的信号降低。本专利技术还提供了与拉曼活性标记物共价结合的靶标特异性适体，结合处为所述适体的5’或3’末端，或者所述适体末端的1-10个碱基内，或者沿着所述适体骨架的任何地方，只要与分析物的结合诱导所述适体经历构象改变从而使拉曼活性标记物与SERS活性表面紧密靠近即可。所述适体可以通过巯基连接或通过其他适宜的部分附接，标记物可以通过经修饰的寡核苷酸或其他共价或非共价连接引入。在其他实施方式中，可以将能够与所述适体杂交的一种或多种寡核苷酸附接至SERS活性表面。在一些实施方式中，本专利技术的适体是具有末端巯基修饰的靶标特异性适体。在一些实施方式中，所述拉曼活性标记物在沿着所述适体骨架的预设位置与适体共价缀合。在一些实施方式中，所述标记物是FAM、TAMRA、Cy3、德克萨斯红(TR)、Cy3.5、罗丹明6G、Cy5等等或其组合。本专利技术的另一个方面提供了一种物质的组合物，所述物质的组合物包含与靶标特异性DNA适体共价或配位共价结合的SERS活性表面，所述靶标特异性DNA适体具有在沿着其长度的预设位置整合至DNA骨架的拉曼活性标记物，并且在所述适体与其靶标结合后，所述标记物与所述SERS活性表面足够靠近，以便在激发后产生所述标记物的特征性拉曼光谱。本专利技术的另一个方面涉及一种用于检测分析物的表面增强拉曼光谱(SERS)活性试剂，所述试剂包括：(a)一种或多种SERS活性表面；(b)未经修饰或经修饰的一种或多种适体；以及(c)一种或多种拉曼活性标记物。在一些实施方式中，所述试剂在(c)中包含未经修饰或经修饰的一种或多种拉曼活性标记物。在某些实施方式中，所述SERS活性表面选自下组：金属(包括但不限于银、金、Cu、某些其他过渡金属和氮化钛)、半导体衬底(包括但不限于氧化钛、氧化锌、硒化锌)或半金属(包括但不限于石墨烯和二硫化钼)。在某些实施方式中，所述SERS活性表面可以是引入生物样品中的纳米颗粒(NP)，或者SERS活性材料可以是NP(SERS活性的或惰性的)嵌入或未嵌入其中的固体支持物。支持材料可以由下述材料组成，包括但不限于：纸、纤维素、塑料，包括聚苯乙烯、聚乙烯和聚二甲基硅氧烷(PDMS)。在一些实施方式中，这些支持材料上涂覆了一种或几种SERS活性材料。另一个实施方式是由涂覆了一种或几种SERS活性材料的支持材料中的一种或几种组成的图案化表面。在某些实施方式中，所述适体是官能化的。在某些实施方式中，1)用巯基将所述适体官能化以便与所述SERS活性表面结合，并且2)用拉曼活性标记物将所述适体官能化以增强检测。在某些实施方式中，所述适体共价或非共价附接至所述SERS活性表面。在某些实施方式中，所述SERS活性表面未被一种或多种适体修饰。在某些实施方式中，所述适体包含选自下组的核苷酸序列：SEQIDNO：1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65和66。在某些实施方式中，所述拉曼活性标记物包含染料或荧光标记物。在某些实施方式中，所述拉曼活性标记物是荧光标记物，所述荧光标记物选自下组：荧光素(FAM)、羧基四甲基罗丹明(TAMRA)、Cy3、德克萨斯红(TR)、Cy3.5、罗丹明6G、Cy5、TRIT(四甲基罗丹明异硫醇)、NBD(7-硝基苯基-2-氧杂-1,3-二唑)、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、甲酚固紫、甲酚蓝紫、亮甲酚蓝、对氨基苯甲酸、赤藓红、生物素、地高辛，5-羧基-4′,5′-二氯-2′,7′-二甲氧基荧光素、5-羧基-2′,4′,5′,7′-四氯荧光素、5-羧基荧光素、5-羧基罗丹明、6-羧基罗丹明、6-羧基四甲基氨基酞菁、偶氮甲碱、花青、黄嘌呤、琥珀酰荧光素、氨基吖啶、量子点、碳纳米管和富勒烯。在某些实施方式中，所述拉曼活性标记物在与所述分析物结合后经历构象改变。在某些实施方式中，所述适体在与所述分析物结合后经历构象改变。在某些实施方式中，所述适体在与所述分析物结合后的构象改变使得所述拉曼活性标记物与所述SERS活性表面的表面紧密靠近并导致拉曼信号增强。在某些实施方式中，所述拉曼活性标记物共价附接至所述适体。在某些实施方式中，所述分析物选自下组：氨基酸、肽、多肽、蛋白、糖蛋白、脂蛋白、核苷、核苷酸、寡核苷酸、核酸、糖、碳水化合物、寡糖、多糖、脂肪酸、脂质、激素、代谢物、细胞因子、趋化因子、受体、神经递质、抗原、过敏原、抗体、底物、代谢物、辅因子、抑制剂、药品、药物、营养物质、朊病毒、毒素、毒物、爆炸物、杀虫剂、化学战剂、生物危害剂、放射性同位素、维生素、杂环芳香族化合物、致癌物、诱变剂、麻醉剂、苯丙胺、巴比妥酸盐、致幻剂、废物、滥用的药物、污染物和枪击残留物。本专利技术的又一个方面涉及一种诊断试剂盒，所述试剂盒包含：a)至少一个SERS活性试剂，所述试剂包含：(i)一种或多种SERS活性表面；(ii)未经修饰或经修饰的一种或多种适体；以及(iii)一种或多种拉曼活性标记物；b)拉曼活性标记物对照，以显示基于拉曼的检测系统正在工作；c)至少一种血液、血清、其他流体或组织样品，或实验室制备的阳性对照；以及c)至少一种血液、血清、其他流体或组织对照，或者实验室制备的阴性对照。在一些实施方式中，所述试剂在(iii)中包含未经修饰或经修饰的一种或多种拉曼活性标记物。在某些实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测分析物的表面增强拉曼光谱(SERS)活性试剂，所述活性试剂包含：(a)一种或多种SERS活性表面；(b)未经修饰或经修饰的一种或多种适体；以及(c)一种或多种拉曼活性标记物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.19 US 62/118,453;2015.12.07 US 62/263,995;1.一种用于检测分析物的表面增强拉曼光谱(SERS)活性试剂，所述活性试剂包含：(a)一种或多种SERS活性表面；(b)未经修饰或经修饰的一种或多种适体；以及(c)一种或多种拉曼活性标记物。2.根据权利要求1所述的试剂，其中所述SERS活性表面选自下组：金属(包括但不限于银、金、Cu、某些其他过渡金属和氮化钛)、半导体衬底(包括但不限于氧化钛、氧化锌、硒化锌)或半金属(包括但不限于石墨烯和二硫化钼)。3.根据权利要求1所述的试剂，其中所述适体被官能化。4.根据权利要求3所述的试剂，其中所述适体共价或非共价附接至所述SERS活性表面。5.根据权利要求1所述的试剂，其中所述适体包含选自下组的核苷酸序列：SEQIDNO：1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65和66。6.根据权利要求1所述的试剂，其中所述拉曼活性标记物包含染料、荧光标记物、碳纳米管、富勒烯、烯烃、炔烃或叠氮化物。7.根据权利要求6所述的试剂，其中所述拉曼活性标记物是荧光或非荧光拉曼敏感性标记物，并且所述标记物选自下组：叠氮化物、炔烃、荧光素(FAM)、羧基四甲基罗丹明(TAMRA)、Cy3、德克萨斯红(TR)、Cy3.5、罗丹明6G、Cy5、TRIT(四甲基罗丹明异硫醇)、NBD(7-硝基苯基-2-氧杂-1,3-二唑)、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、甲酚固紫、甲酚蓝紫、亮甲酚蓝、对氨基苯甲酸、赤藓红、生物素、地高辛，5-羧基-4′,5′-二氯-2′,7′-二甲氧基荧光素、5-羧基-2′,4′,5′,7′-四氯荧光素、5-羧基荧光素、5-羧基罗丹明、6-羧基罗丹明、6-羧基四甲基氨基酞菁、偶氮甲碱、花青、黄嘌呤、琥珀酰荧光素、氨基吖啶和量子点。8.根据权利要求1所述的试剂，其中所述适体在与所述分析物结合后经历构象改变。9.根据权利要求8所述的试剂，其中所述构象改变使所述拉曼活性标记物靠近所述SERS活性表面的表面并导致拉曼信号的增强。10.根据权利要求1所述的试剂，其中所述拉曼活性标记物共价附接至所述适体。11.根据权利要求1所述的试剂，其中所述分析物选自下组：氨基酸、肽、多肽、蛋白、糖蛋白、脂蛋白、核苷、核苷酸、寡核苷酸、核酸、糖、碳水化合物、寡糖、多糖、脂肪酸、脂质、激素、代谢物、细胞因子、趋化因子、受体、神经递质、抗原、过敏原、抗体、底物、代谢物、辅因子、抑制剂、药品、药物、营养物质、朊病毒、毒素、毒物、爆炸物、杀虫剂、化学战剂、生物危害剂、放射性同位素、维生素、杂环芳香族化合物、致癌物、诱变剂、麻醉剂、苯丙胺、巴比妥酸盐、致幻剂、废物和污...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·S·塔布，O·格林，
申请(专利权)人：艾奥尼卡科学，
类型：发明
国别省市：美国,US