用于处理基底表面的连接分子制造技术

本公开提供了用于处理基底表面的连接分子和方法，其包括具有能够抵抗蛋白质的非特异性结合同时允许靶生物分子或目标生物分子(包括抗体)的特异性结合的多个部分的连接分子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于处理基底表面的连接分子
本公开主要涉及在生物分子检测中使用的用于处理基底表面的连接分子。更具体地说，本公开涉及具有能够抵抗或抑制蛋白质的非特异性结合并允许包括抗体的生物分子的特异性结合的多个部分的连接分子。相关申请本申请要求于2015年7月17日提交的标题为“用于处理基底表面的连接分子”的美国临时申请第62/194,186号的权益，其主题通过引用整体并入本文。
技术介绍
用于不同医疗目的的包括假体装置、侵入装置和诊断测试套件的医疗装置通常与诸如血液或尿液之类的体液样本接触。在化学上，体液非常复杂，具有大量溶解的蛋白质和盐类，这会由于溶解物质沉积在固体支持物或基底表面上而导致严重问题。例如，在医疗装置上沉积大片蛋白质和/或盐可能导致所述装置故障。在另一个例子中，人工心瓣上的厚膜涂层损害其弯曲能力，从而损害流体流量控制。类似地，沉积在传感器上的涂层防止其他溶解的分子到达传感器，由此降低了传感器的准确性。通常，生物分子从溶液到在表面上的沉积经由两条路径发生。首先，可以使用特异性结合途径，其中表面用与一种特定类型或家族的生物分子结合的活性基团官能化。特异性结合可以通过生物学相互作用(例如，抗体-抗原配对或DNA杂交)或化学相互作用(例如，锁钥氢键合或配体-金属配对)。其次，可以使用非特异性结合途径，其中生物分子沉积在表面上而不管这些分子的性质如何。非特异性结合可引起疏水性(范德华力)相互作用和静电(电荷-电荷)相互作用。设计医疗装置时面临的主要挑战是在这两种途径之间取得平衡。在许多装置中，所述装置的正确操作需要特异性结合，而非特异性结合会降低装置的效率。因此，需要修饰装置表面，使其免于非特异性结合(“钝化”)，同时仍允许靶生物分子的特异性结合(“活化”)。在涉及基于乙二醇的涂层的蛋白质抗性能力的文献中有参考文献。例如，Lee和Laibinis(Biomater.,1998,19(18):1669)报道了形成2-3nm厚的单层的低聚[乙二醇]封端的烷基三氯硅烷以提供几乎完美的对胰岛素、溶菌酶、白蛋白和己糖激酶的抗性。美国专利公开号2001/0031309描述了具有连续的烷基和低聚[乙二醇]链的硅烷分子。具有4个乙二醇单元的低聚[乙二醇]链可提供对抗蛋白质的非特异性结合的保护。美国专利公开号2009/0286435描述了用n-取代的葡萄糖酸衍生物钝化表面的方法。上述文献教导，该葡萄糖酸衍生物涂层的图案化产生了既是蛋白质抗性的又是蛋白质结合的表面，但这仅在宏观尺度上是准确的，而在微观尺度上(μm/nm)，该表面的任何区域不是蛋白质抗性的就是蛋白质结合的。此外，该文献没有采取任何措施积极促进蛋白质与表面的结合，放任蛋白质结合为不可控制的非特异性结合。美国专利公开号2009/0175765描述了用混合自组装单层修饰玻璃或硅表面的方法，其中一种组分是蛋白质抗性的并且第二种组分允许蛋白质结合。然而，该方法显示仅很少一部分的第二组分起作用，产生的表面每7-10μm2上附着一个蛋白质，这对于表面结合测定来说太少。美国专利公开号2010/0041127描述了用携带数个结合部分的水凝胶涂布表面的方法。该水凝胶用蛋白质抗性化合物(甲氧基-聚[乙二醇]胺)和靶标结合配体官能化以活化表面以选择性靶捕获，同时抵抗所有其他蛋白质。但是，目前还不清楚如何控制水凝胶上的蛋白质抗性和靶标结合化合物的分数。此外，已知水凝胶在结构上是柔性的并且能够响应外部介质的变化而重新排列它们的表面；未证实当与高离子强度液体(如血清)一起存在时，水凝胶将继续以目标比例在其表面上提供所述化合物。美国专利公开号2005/0255514描述了将蛋白质抗性与用于结合特定生物分子(如DNA或蛋白质)的活化结合的单个分子。该分子具有A-(CH2)n-(O[CH2CH2]x)m-(CH2)v-Y的通式，其中“A”是能够键合到硅、玻璃或类似表面的硅烷；“Y”是蛋白质结合部分；-(OCH2CH2)m-提供蛋白质抗性，-(CH2)n-是无活性的间隔基。该公开承认-(CH2)n-间隔基降低蛋白质抗性并描述第二实施方式A-(CH2)n-(OCH2CH2)m-Z，其中“Z”为亲水性封端基团。欧洲专利号0701697采用一种不同的方法来沉积钝化剂和结合剂，使用A-B-c嵌段共聚物，其中“A”是附着于表面的疏水性嵌段(聚[环氧丙烷])；“B”是蛋白质抗性嵌段(聚[乙二醇])；和“c”是允许与选择的蛋白质共价连接的反应性基团，其中“c”可以包含酰肼(-NH-NH2)基团。因此，现有技术限于用赋予蛋白质抗性的分子和允许生物分子的特异性结合而不提供蛋白质抗性的连接分子涂覆基底表面的方法。因此，本
仍存在一定的差距，本专利技术解决了这个问题。应该理解的是，此处提到的“优选的”或“优选地”仅仅是示例性的。
技术实现思路
本公开涉及用于提供生物分子抗性(例如，蛋白质抗性)并允许生物分子的特异性结合的用于处理基底表面的连接分子。以宽泛的形式而言，所述连接分子阻止蛋白质的非特异性结合并且允许期望的生物分子(优选地，蛋白质)或分析物的特异性结合。所述连接分子包含羟基结合部分，其能够与基底表面或固体支持物上的活化羟基形成共价键。所述连接分子还包含具有至少三个重复单元的环氧乙烷或乙二醇的链段的生物分子抗性部分。所述连接分子还包含具有酰肼基团的抗体结合部分，其能够与所述抗体的抗体Fc区(也称为茎区)上的醛基反应。优选地，所述生物分子抗性部分是蛋白质抗性部分。所述抗体结合部分能够结合至抗体，而不干扰所述抗体的生物学功能。优选地，所述抗体的生物学功能是抗原结合功能。在一个实施方式中，所述抗体结合部分包含在温和氧化处理后能够与抗体的Fc区或茎区上的醛基反应的脱保护的酰肼基团。如本领域已知的，Fc区在温和的氧化条件下被氧化。在一个实施方式中，本公开涉及用于向基底表面沉积提供生物分子抗性(例如，蛋白质抗性)并允许生物分子特异性结合的连接分子的方法，所述方法包括以下步骤：i)通过1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺(EDC)活化的偶联将所述连接分子共价连接至所述基底表面；和ii)在弱酸性条件下，使所述连接分子的酰肼基团脱保护，以使所述酰肼基团能够用于与抗体反应。在另一个实施方式中，本公开涉及用于制备阻止蛋白质的非特异性结合并允许期望的生物分子或分析物的特异性结合的连接分子的合成路线或合成途径。在另一个实施方式中，公开了用于将抗体偶联至所述连接分子的合成途径。在所述连接分子的合成过程中，抗体结合部分的酰肼基团被保护免于副反应，例如，与可裂解的tBOC-基团反应。在此使用的冠词“一种”和“一个”是指冠词的语法对象的一个或多于一个(即，至少一个)。举例来说，“一个要素”是指一个要素或多于一个要素，并且不应该被视为“一个”或“单个”要素或特征的意义或定义。如本文所用，除非另有特别说明，否则单数的使用包括复数(反之亦然)。在整个说明书中，除非上下文另有要求，否则词语“包括”、“包含”和“含有”将被理解为意图包括所陈述的步骤或要素或者步骤或要素的组，但不排除任何其他步骤或要素或者步骤或要素的组。因此，使用术语“包括”等表示列出的要素是必需的或强制性的，但其他要素是可选的并且可以存在也可以不存在。“由...组成”意味本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于提供生物分子抗性并允许生物分子结合的连接分子，所述连接分子包含：能够与基底表面上的活化羟基形成共价键的羟基结合部分；包含具有至少三个重复单元的环氧乙烷或乙二醇的链段的生物分子抗性部分；和包含酰肼基团且能够与抗体的Fc区上的醛基反应的抗体结合部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.17 US 62/194,1861.用于提供生物分子抗性并允许生物分子结合的连接分子，所述连接分子包含：能够与基底表面上的活化羟基形成共价键的羟基结合部分；包含具有至少三个重复单元的环氧乙烷或乙二醇的链段的生物分子抗性部分；和包含酰肼基团且能够与抗体的Fc区上的醛基反应的抗体结合部分。2.如权利要求1所述的连接分子，其中，所述生物分子抗性部分是蛋白质抗性部分。3.如权利要求1或权利要求2所述的连接分子，其中，所述酰肼基团是能够与所述抗体的Fc区反应的脱保护的酰肼基团。4.如前述权利要求中任一项所述的连接分子，其中，所述羟基结合部分和所述抗体结合部分相互相容且正交。5.如前述权利要求中任一项所述的连接分子，其中，所述基底表面包括以下中的一种或多种：硅，玻璃，云母，氧化铟锡(ITO)，氧化的聚合物基底，游离聚合物，纳米粒子，微粒，带羟基的支持物，带羟基的聚合物和...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿伦·拉赫阿米，罗恩·奥伦，
申请(专利权)人：奥菲迪亚有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB