非结合胆红素的荧光探针的开发和应用制造技术

本发明专利技术描述了荧光标记的蛋白的鉴定和应用，所述荧光标记的蛋白在与胆红素结合时产生荧光指标的改变。公开了在半胱氨酸或赖氨酸残基处标记的探针，还公开了在半胱氨酸和赖氨酸两处用两种不同的荧光团标记的探针。这些探针可用于确定流体样品中的非结合胆红素的水平。

【技术实现步骤摘要】
非结合胆红素的荧光探针的开发和应用本申请是国际申请号PCT/US2012/052395，国际申请日2012年08月24日，中国申请号201280041789.4，专利技术名称为“非结合胆红素的荧光探针的开发和应用”的专利申请的分案申请。相关申请的交叉参考本申请要求于2011年8月26日提交的美国临时申请号61/527,849的优先权，所述申请通过引用结合在本文中。关于联邦资助的研究和开发的声明本工作部分是由全国卫生研究所的R33DK070314号Roadmap基金和R44DK073535号SBIR基金支持的。因此，美国政府可以对本专利技术具有特定的权益。涉及序列表在说明书的最后包含序列表。专利
本专利技术的领域涉及非结合胆红素的探针的鉴定和应用，所述探针为荧光标记的蛋白，在与胆红素结合时产生荧光指标的改变，并且所述探针用于测量非结合胆红素的水平。在确定非结合胆红素的水平的流体中通常存在的其他分析物的存在下，这些探针不显著结合或者进行显著的荧光改变。这些非结合胆红素的探针可以用于诊断和治疗高胆红素血症(hyperbilirubinemia)和导致高胆红素血症的疾病。专利技术背景胆红素是血红蛋白周转的产物，其在水中溶解性差，并且因此主要与血浆中的白蛋白缔合。然而，少部分总血浆胆红素在水相中是可溶的。该非结合或游离的级分能够透过血脑屏障，并且在升高的水平是有神经毒性的[AhlforsCE，WennbergRP，OstrowJDandTiribelliC.Unbound(free)Bilirubin：improvingtheparadigmforevaluatingneonataljaundice(非结合(游离)胆红素：改进评估新生儿黄疸的范例).ClinChem(临床化学)55：1288-1299，2009]。在正常条件下，总血清胆红素通过在胆红素产生和分泌之间的调节的平衡维持在低水平。然而，在新生儿中，调节机制可能还没有充分成熟，使得产生-分泌平衡通常偏向累积，这在约60％的新生儿中产生黄疸(jaundice)的黄色[MaiselsMJ和McDonaghAF.Phototherapyforneonataljaundice(新生儿黄疸的光疗法).NEnglJMed(新英格兰医药杂志)358：920-928，2008]。在大部分情形中，这种不平衡是良性的，或者实际上可能是有益的，并且对于大部分的新生儿能够自然解决[WennbergRP，AhlforsCE，BhutaniVK，JohnsonLH和ShapiroSM.Towardunderstandingkernicterus：achallengetoimprovethemanagementofjaundicednewborns(了解核黄疸：改善患黄疸病新生儿的管理的挑战).Pediatrics(儿科学)117：474-485，2006；GopinathanV，MillerNJ，MilnerAD和Rice-EvansCA.Bilirubinandascorbateantioxidantactivityinneonatalplasma(新生儿血浆中的胆红素和抗坏血酸抗氧化剂活性).FEBSLett(FEBS通信)349：197-200，1994]。然而，非结合胆红素的浓度可能升高至有神经毒性的水平，导致从可逆的听力缺陷到更严重的核黄疸神经学后遗症(sequelaeofkernicterus)范围内的缺陷，其在极少数情形中包括死亡[AhlforsCE，WennbergRP，OstrowJD和TiribelliC.Unbound(free)bilirubin：improvingtheparadigmforevaluatingneonataljaundice(非结合(游离)胆红素：改进评估新生儿黄疸的范例).ClinChem(临床化学)55：1288-1299，2009]。使用光疗法或交换输血的早期干预能够治疗新生儿中的胆红素介导的神经毒性[MaiselsMJ和McDonaghAF.Phototherapyforneonataljaundice(用于新生儿黄疸的光疗法).NEnglJMed(新英格兰医学杂志)358：920-928，2008；MorrisBH，OhW，TysonJE，StevensonDK，PhelpsDL，O′SheaTM，McDavidGE，PerrittRL，VanMeursKP，VohrBR，GrisbyC，YaoQ，PedrozaC，DasA，PooleWK，CarloWA，DuaraS，LaptookAR，SalhabWA，ShankaranS，PoindexterBB，FanaroffAA，WalshMC，RasmussenMR，StollBJ，CottenCM，DonovanEF，EhrenkranzRA，GuilletR和HigginsRD.Aggressivevs.conservativephototherapyforinfantswithextremelylowbirthweight(用于出生体重极低的婴儿的强化光疗法与保守光疗法).NEnglJMed(新英格兰医学杂志)359：1885-1896，2008；KuzniewiczMW，EscobarGJ和NewmanTBImpactofuniversalbilirubinscreeningonseverehyperbilirubinemiaandphototherapyuse(普遍的胆红素筛查对严重的高胆红素血症和光疗法应用的影响).Pediatrics(儿科学)124：1031-1039，2009]。干预的指导主要取决于总胆红素水平，也考虑孕龄和危险因素[BhutaniVK，JohnsonL和SivieriEM.Predictiveabilityofapredischargehour-specificserumbilirubinforsubsequentsignificanthyperbilirubinemiainhealthytermandnear-termnewborns(分娩前小时特异性的血清胆红素对于足月新生儿和接近足月新生儿中后继的显著的高胆红素血症的预测能力).Pediatrics(儿科学)103：6-14，1999]。然而，基础尘化和增加的临床证据预测，更准确地，应该是非结合胆红素而不是总胆红素与胆红素介导的神经毒性相关[AhlforsCE，WennbergRP，OstrowJDandTiribelliC.Unbound(free)bilirubin：improvingtheparadigmforevaluatingneonataljaundice(非结合(游离)胆红素：改进评估新生儿黄疸的范例).ClinChem(临床化学)55：1288-1299，2009；WennbergRP，AhlforsCE和AravkinAY.Interventionguidelinesforneonatalhyperbilirubinemia：anevidencebasedquagmire(新生儿高胆红素血症的干预指导：有据可依的困境).CurrPharmDes(当代药物设计)15：2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种校准用于确定Kd的胆红素探针的方法，所述方法包括：将所述探针与已知胆红素浓度Bt的水性样品混合，测量荧光，和通过用下述方程2或3拟合由所述测量的荧光确定校准参数：

【技术特征摘要】
2011.08.26 US 61/527,8491.一种校准用于确定Kd的胆红素探针的方法，所述方法包括：将所述探针与已知胆红素浓度Bt的水性样品混合，测量荧光，和通过用下述方程2或3拟合由所述测量的荧光确定校准参数：其中Iλem是减去空白后所述样品中所述探针的荧光强度，Io是不存在胆红素时所述探针的强度，PT是总胆红素探针浓度，BT是总胆红素浓度，R是测量的荧光比率(Iλ1/Iλ2)，其中Iλ1是第一荧光团在波长λ1的荧光强度，Iλ2是第二荧光团在波长λ2的荧光强度，Ro是不存在胆红素时的比率，r是不存在第二荧光团时所述探针的Iλ2/Iλ1比率，Kd是解离常数。2.权利要求1的方法，其中所述样品与选自由白蛋白、脂质结合蛋白、脂质小泡和环糊精组成的组的用于胆红素的载体大分子混合。3.权利要求1的方法，其中所述探针连接到固体支持物上。4.权利要求1的方法，其中使用一次性微流体装置确定Bf浓度，所述一次性微流体装置任选地允许测量未稀释的血液样品。5.权利要求1的方法，其中所述样品来自人、动物或植物。6.权利要求1的方法，其中所述样品选自由下述组成的组：全血、血浆、血清、尿、CSF、唾液、胃液、间质液和淋巴。7.权利要求1的方法，其中所述样品来自接受油乳剂静脉内输注的患者。8.权利要求1的方法，其中所述样品来自正在接受将胆红素从白蛋白上置换下来的药物的患者，和/或所述患者由于输注的油乳剂、疾病或应激可正在产生将胆红素从白蛋白上置换下来的分子。9.权利要求1的方法，其中所述样品来自正在进行光疗法、输血或减少胆红素水平的其他治疗的患者。10.一种固体基底，其包括：聚苯乙烯或胶乳珠，或Ni-琼脂糖珠；和连接到所述固体基底上的探针，其中所述探针包含iLBP，所述iLBP对应于包含一个或多个氨基酸置换和第一荧光团的SEQIDNO：3，其中所述第一荧光团连接到赖氨酸残基、iLBP的N端氨基基团或SEQIDNO：3中的半胱氨酸置换，和其中SEQIDNO：3的C端His-标签被替换为与一个或两个6-His标签组合的一个或多个接头，其中所述接头选自GGSGSGSG(SEQIDNO：26)，GGGSGGGSGGGTGGGSGGGRRADAA(SEQIDNO：27)，SRAWRHPQFGG(SEQIDNO：28)，RAFIASRRIRRP(SEQIDNO：29)，RLLLRRLRR(SEQIDNO：30)，RIIIRRIRR(SEQIDNO：41)，AAS，NDN，PSNTNHNSNSN(SEQIDNO：31)，SHRATPNTSPH(SEQIDNO：32)及其组合，其中所述探针结合胆红素而不显著结合脂肪酸。11.权利要求10的固体基底，其中所述探针包含置换14R，18L，25C，27A，38V，60R，73F，106L，115R，117D。12.权利要求10的固体基底，其中所述探针包含置换14R，18L，38V，60R，73F，106C，115R和117D。13.权利要求10的固体基底，其满足至少下述(1)和(2)之一：(1)所述一个或多个氨基酸置换选自SEQIDNO：3的位置14，18，23，25，27，31，36...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿兰·马克·克莱费尔德，安德鲁·亨利·休伯，詹姆斯·帕特里克·坎普夫，托马斯·科万，朱宝龙，
申请(专利权)人：阿兰·马克·克莱费尔德，
类型：发明
国别省市：美国,US