具有表面标记物的外来体的检测制造技术

用于检测纳米颗粒外来体生物标记物靶的光谱反射成像装置包括照射源，所述照射源用多个独立波长的不相干光照射衬底。所述衬底包括氧化物层和结合剂，以选择性地将纳米颗粒外来体生物标记物靶与所述衬底结合。成像装置结合从所述衬底反射或透射穿过所述衬底的光，并且图像处理系统检测随所述衬底的反射性质变化而变的所述纳米颗粒外来体生物标记物靶。

Detection of foreign bodies with surface markers

A spectral reflection imaging device for detecting a target of a nanoparticle alien biomarker includes an irradiation source that irradiates a substrate with incoherent light of multiple independent wavelengths. The substrate includes an oxide layer and a binder to selectively bind a nanoparticle alien biomarker target to the substrate. The imaging device combines light reflected or transmitted through the substrate from the substrate, and the image processing system detects the nanoparticle alien biomarker target that varies with the reflection property of the substrate.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有表面标记物的外来体的检测相关申请的交叉引用本申请要求2016年2月6日提交的美国申请序列号第62/291,848号的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
本专利技术大体上涉及包含生物分子(例如与癌症(例如胰腺癌)相关的生物分子)的颗粒(例如纳米颗粒，例如外来体，例如细胞外囊泡)的检测。
技术介绍
检测生物靶分子以及纳米分子颗粒的能力是我们理解细胞生理学和疾病进展以及用于各种应用(例如早期和快速评估，例如疾病的诊断)的基础。需要用于检测纳米分子颗粒的系统和方法，其对于诊断、分期或确定受试者的疾病风险具有高灵敏度和特异性。
技术实现思路
外来体是在血液中循环的小的脂质双层封闭的细胞外囊泡，其大小约为30-200nm。外来体由多种细胞类型分泌，包括癌细胞。源自癌细胞的外来体特异性地富集细胞表面蛋白多糖、磷脂酰肌醇蛋白聚糖-1(GPC1)以及来自磷脂酰肌醇蛋白聚糖家族的其它蛋白质。本文描述了使用磷脂酰肌醇蛋白聚糖阳性(例如，GPC1阳性)富集的外来体作为非侵入性评估、诊断和筛选工具的方法，以及实施这些方法的装置。例如，本文描述的方法和装置包括评估样品、评估受试者或诊断受试者的方法，包括：在适合于将样品中的循环细胞外囊泡(例如外来体)与结合剂结合的条件下，使来自受试者的样品与布置在衬底上的结合剂接触，其中，所述结合剂为例如对于磷脂酰肌醇蛋白聚糖-1具有特异性的结合剂，所述衬底为例如包含基本平坦表面的衬底；确定循环的细胞外囊泡，例如外来体，例如包含磷脂酰肌醇蛋白聚糖-1的外来体，是否与结合剂结合，从而评估样品，评估受试者或诊断受试者。在某些实施方案中，本文描述的方法或装置可以使用诸如LED的非激光光源作为照射源在干涉测量检测原理下操作。LED成本极低，紧凑且坚固，是用于诊断和研究应用的大规模使用和分配的理想选择。本文描述的某些实施方案并入了通过衬底微阵列成像系统获得的定量分子结合测量，其具有使用低成本非相干照射源的能力，所述低成本非相干照射源使得能够以高放大率检测样品中发现的单个生物分子靶。衬底增强的微阵列成像具有以无标记方式同时检测生物分子与数万个斑点的表面结合的能力。在某些实施方案中，本文描述的装置包括非相干光源，例如发光二极管(LED)，其可以用作用于检测和测量的干涉测量原理的照射源。LED成本极低，紧凑且坚固，因此是用于诊断和研究应用的大规模使用和分配的理想选择。这些装置和相关方法提供了低成本的非相干照射源，其使得检测和成像样品中的纳米颗粒，例如细胞外囊泡，例如包含生物标记物的外来体的高放大率实施方案能够实现。在某些实施方案中，本文描述的装置有助于促进使用LED照射用于纳米颗粒细胞外囊泡(例如结合至表面的外来体生物标记物)的衬底增强检测的方法。在一个方面，本文描述了高通量光谱装置，其有助于同时记录整个衬底表面的反应的方法，包括使用至少一个非相干照射光源并通过成像装置对反射或透射光成像。在某些实施方案中，如本文所提供，至少一个非相干照射光源以420nm为中心。在某些实施方案中，如本文所提供，衬底包含60nm厚的透明层。在一个方面，本专利技术涉及一种分离癌源性循环细胞外囊泡(例如，外来体)的方法，包括：使获自受试者的样品与衬底表面接触，其中衬底表面任选地包含对循环细胞外囊泡表面上表达的一或多种磷脂酰肌醇蛋白聚糖具有特异性的一或多种结合剂，以使样品中存在的循环细胞外囊泡与衬底表面结合(例如通过吸附，例如通过一或多种结合剂)(例如非共价地，例如共价地)，从而分离出细胞外囊泡；并检测结合到衬底表面的细胞外囊泡。另一方面，本专利技术涉及一种分离循环细胞外囊泡(例如，癌源性循环细胞外囊泡)(例如，外来体)的方法，包括：使获自受试者的样品与衬底表面接触，其中衬底表面任选地包含第一组对循环细胞外囊泡表面上表达的一或多种磷脂酰肌醇蛋白聚糖具有特异性的一或多种结合剂，以使样品中存在的循环细胞外囊泡与衬底表面结合(例如通过吸附，例如通过一或多种结合剂)(例如非共价地，例如共价地)，从而分离出细胞外囊泡；使样品与第二组一或多种结合剂接触(例如，在将样品中存在的任何循环细胞外囊泡与衬底表面结合之前)(例如，在将样品中存在的任何循环细胞外囊泡与衬底表面结合之后)；检测结合到衬底表面的细胞外囊泡。在某些实施方案中，一或多种磷脂酰肌醇蛋白聚糖包含选自由以下组成的群组中的一项：磷脂酰肌醇蛋白聚糖-1、磷脂酰肌醇蛋白聚糖-2、磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3、磷脂酰肌醇蛋白聚糖-4磷脂酰肌醇蛋白聚糖-5和磷脂酰肌醇蛋白聚糖-6)。在某些实施方案中，一或多种磷脂酰肌醇蛋白聚糖包含或是磷脂酰肌醇蛋白聚糖-1。在某些实施方案中，一或多种磷脂酰肌醇蛋白聚糖包含或是磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3。在某些实施方案中，癌症包括腺癌。在某些实施方案中，癌症包括肺癌。在某些实施方案中，肺癌包括非小细胞肺癌或小细胞肺癌。在某些实施方案中，癌症包括选自由以下组成的群组中的一项：食道癌、卵巢癌、结肠癌、胰腺癌、肺癌、乳腺癌、气管癌、脑癌、肝癌、膀胱癌、胃癌、子宫癌、宫颈癌、睾丸癌、直肠癌、皮肤癌和前列腺癌。在某些实施方案中，所述方法包括评估样品中循环细胞外囊泡的水平(例如量，例如数目，例如浓度)。在某些实施方案中，所述方法包括评估结合至衬底或衬底的预定部分或区域，存在于样品中或存在于获得样品的受试者中的循环细胞外囊泡的数目。在某些实施方案中，所述方法包括提供与结合至衬底或衬底的预定部分或区域，存在于样品中或存在于获得样品的受试者中的循环细胞外囊泡的数目相关的参数值(例如，丰度参数)。在某些实施方案中，所述方法包括确定结合至衬底或衬底的预定部分或区域，存在于样品中或存在于获得样品的受试者中的循环细胞外囊泡的大小(例如直径，例如体积)(例如，其中直径为约10nm至约3100nm，例如约50nm至约2000nm，例如约50nm至约1000nm，例如约20nm至约300nm，例如约30nm至约100nm，例如约50nm至约200nm，例如约200nm至约3000nm)。在某些实施方案中，大小是指结合至衬底或衬底的预定部分或区域的细胞外囊泡的平均大小。在某些实施方案中，所述方法包括提供与结合至衬底或衬底的预定部分或区域，存在于样品中或存在于获得样品的受试者中的循环细胞外囊泡的直径相关的参数值(例如，大小参数)。在某些实施方案中，所述方法包括将丰度参数、大小参数(例如直径参数，例如体积参数)或与大小和丰度都相关的参数值与参考值进行比较(例如，从而评估样品，例如，从而表征样品，例如，从而诊断受试者)。在某些实施方案中，如果丰度参数、大小参数或与大小和丰度都相关的参数中的一或多个的值满足与参考值的预定关系，则对样品或受试者进行分类。在某些实施方案中，如果丰度参数、大小参数或与大小和丰度都相关的参数中的一或多个的值大于参考值，则对样品或受试者进行分类，例如，将受试者分类为处于患有癌症的风险中或患有癌症。在某些实施方案中，参考值是针对未患有预选病症(例如癌症)的受试者确定的值。在某些实施方案中，参考值随来自未患有预选病症(例如癌症)的受试者的丰度参数、直径参数或与直径和丰度都相关的参数中的一或多个而变。在某些实施方案中，丰度参数、直径参数或与直径和丰度都相关的参数中的一或多个的值大于参考值，并且受试本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分离癌源性循环细胞外囊泡(例如，外来体)的方法，其包含：使获自受试者的样品与衬底表面接触，其中所述衬底表面任选地包含对所述循环细胞外囊泡表面上表达的一或多种磷脂酰肌醇蛋白聚糖具有特异性的一或多种结合剂，以使所述样品中存在的循环细胞外囊泡与所述衬底表面结合(例如通过吸附，例如通过一或多种结合剂)(例如非共价地，例如共价地)，从而分离出所述细胞外囊泡；以及检测结合到所述衬底表面的所述细胞外囊泡。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.05 US 62/291,8481.一种分离癌源性循环细胞外囊泡(例如，外来体)的方法，其包含：使获自受试者的样品与衬底表面接触，其中所述衬底表面任选地包含对所述循环细胞外囊泡表面上表达的一或多种磷脂酰肌醇蛋白聚糖具有特异性的一或多种结合剂，以使所述样品中存在的循环细胞外囊泡与所述衬底表面结合(例如通过吸附，例如通过一或多种结合剂)(例如非共价地，例如共价地)，从而分离出所述细胞外囊泡；以及检测结合到所述衬底表面的所述细胞外囊泡。2.一种分离循环细胞外囊泡(例如，癌源性循环细胞外囊泡)(例如，外来体)的方法，其包含：使获自受试者的样品与衬底表面接触，其中所述衬底表面任选地包含第一组对所述循环细胞外囊泡表面上表达的一或多种磷脂酰肌醇蛋白聚糖具有特异性的一或多种结合剂，以使所述样品中存在的循环细胞外囊泡与所述衬底表面结合(例如通过吸附，例如通过一或多种结合剂)(例如非共价地，例如共价地)，从而分离出所述细胞外囊泡；使所述样品与第二组的一或多种结合剂接触(例如，在将所述样品中存在的任何循环细胞外囊泡与所述衬底表面结合之前)(例如，在将所述样品中存在的任何循环细胞外囊泡与所述衬底表面结合之后)；以及检测结合到所述衬底表面的所述细胞外囊泡。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述一或多种磷脂酰肌醇蛋白聚糖包含选自由以下组成的群组的成员：磷脂酰肌醇蛋白聚糖-1、磷脂酰肌醇蛋白聚糖-2、磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3、磷脂酰肌醇蛋白聚糖-4磷脂酰肌醇蛋白聚糖-5和磷脂酰肌醇蛋白聚糖-6)。4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中所述一或多种磷脂酰肌醇蛋白聚糖包含或为磷脂酰肌醇蛋白聚糖-1。5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中所述一或多种磷脂酰肌醇蛋白聚糖包含或为磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3。6.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中所述癌症包含腺癌。7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中所述癌症包含肺癌。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述肺癌包含非小细胞肺癌或小细胞肺癌。9.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中所述癌症包含选自由以下组成的群组的成员：食道癌、卵巢癌、结肠癌、胰腺癌、肺癌、乳腺癌、气管癌、脑癌、肝癌、膀胱癌、胃癌、子宫癌、宫颈癌、睾丸癌、直肠癌、皮肤癌和前列腺癌。10.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其进一步包含评估所述样品中循环细胞外囊泡的水平(例如量，例如数目，例如浓度)。11.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其进一步包含评估结合至所述衬底或所述衬底的预定部分或区域、存在于所述样品中或存在于获得所述样品的所述受试者中的循环细胞外囊泡的数目。12.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其包含提供与结合至所述衬底或所述衬底的预定部分或区域、存在于所述样品中或存在于获得所述样品的所述受试者中的循环细胞外囊泡的数目相关的参数值(例如，丰度参数)。13.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其进一步包含确定结合至所述衬底或所述衬底的预定部分或区域、存在于所述样品中或存在于获得所述样品的所述受试者中的所述循环细胞外囊泡的大小(例如直径，例如体积)(例如，其中所述直径为约10nm至约3100nm，例如约50nm至约2000nm，例如约50nm至约1000nm，例如约20nm至约300nm，例如约30nm至约100nm，例如约50nm至约200nm，例如约200nm至约3000nm)。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述大小是结合至所述衬底或所述衬底的预定部分或区域的所述细胞外囊泡的平均大小。15.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其包含提供与结合至所述衬底或所述衬底的预定部分或区域、存在于所述样品中或存在于获得所述样品的所述受试者中的循环细胞外囊泡的直径相关的参数(大小参数)值。16.根据权利要求1到15中任一权利要求所述的方法，其包含将丰度参数、大小参数(例如直径参数，例如体积参数)或与大小和丰度都相关的参数值与参考值进行比较(例如，从而评估所述样品，例如，从而表征所述样品，例如，从而诊断所述受试者)。17.根据权利要求16所述的方法，其中如果丰度参数、大小参数或与大小和丰度都相关的参数中的一或多个的值满足与参考值的预定关系，则对所述样品或受试者进行分类。18.根据权利要求16或17所述的方法，其中如果丰度参数、大小参数或与大小和丰度都相关的参数中的一或多个的值大于参考值，则对所述样品或受试者进行分类，例如将所述受试者分类为处于患有癌症的风险中或患有癌症。19.根据权利要求16到18中任一权利要求所述的方法，其中所述参考值是针对未患有预选病症(例如癌症)的受试者确定的值。20.根据权利要求16到19中任一权利要求所述的方法，其中所述参考值随来自未患有预选病症(例如癌症)的受试者的丰度参数、直径参数或与直径和丰度都相关的参数中的一或多个而变。21.根据权利要求16到20中任一权利要求所述的方法，其中丰度参数、直径参数或与直径和丰度都相关的参数中的一或多个的值大于参考值，并且所述受试者被分类为处于患有胰腺癌的风险中或患有胰腺癌，所述胰腺癌例如为胰腺腺癌。22.根据权利要求16到20中任一权利要求所述的方法，其中如果丰度参数、直径参数或与直径和丰度都相关的参数中的一或多个的值大于参考值，则对所述样品或受试者进行分类，例如，将所述受试者分类为处于患有癌症的风险中或患有癌症。23.根据权利要求1到22中任一权利要求所述的方法，其中将所述样品分类为指示以下中的任何一种或其组合：a)不存在预选癌症(例如胰腺癌，例如胰腺腺癌，例如乳腺癌，例如肺癌，例如结肠癌，例如成胶质细胞瘤，例如卵巢癌)；b)存在所述预选癌症；c)存在预选组织(例如胰腺，例如肺，例如结肠，例如乳房，例如脑，例如卵巢)的非癌性病症；或d)存在所述预选组织的预选癌前病变。24.根据权利要求1到23中任一权利要求所述的方法，其中将所述受试者分类为具有以下中的任何一种或其组合的提升的可能：a)不具有所述预选癌症；b)具有所述预选癌症；c)具有所述预选组织的所述非癌性病症；或d)具有所述预选组织的所述预选癌前病变。25.根据权利要求1到24中任一权利要求所述的方法，其中所述方法包含监测或评估所述预选癌症的进展或状态。26.根据权利要求1到25中任一权利要求所述的方法，其中丰度参数、大小参数或与大小和丰度都相关的参数中的一或多个的值与所述预选癌症的进展或状态相关。27.根据权利要求1到26中任一权利要求所述的方法，其包含响应于所述评估、分类或诊断，为所述受试者选择治疗方案。28.根据权利要求1到27中任一权利要求所述的方法，其包含治疗所述受试者的例如癌症(例如，其中所述癌症包括选自由以下组成的群组的成员：食道癌、卵巢癌、结肠癌、胰腺癌、肺癌、乳腺癌、气管癌、脑癌、肝癌、膀胱癌、胃癌、子宫癌、宫颈癌、睾丸癌、直肠癌、皮肤癌和前列腺癌)。29.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中所述一或多种结合剂包含选自由以下组成的群组的成员：抗体分子、核酸、多肽和适体。30.根据权利要求29所述的方法，其中所述抗体分子包含选自由以下组成的群组的成员：单克隆抗体、多克隆抗体和其抗原结合片段(例如，其中所述一或多种结合剂包含啮齿动物、兔、小鼠或大鼠、抗人类抗体或其结合片段)。31.根据权利要求30所述的方法，其中所述抗体分子特异性结合在癌细胞表面上发现的抗原(例如，磷脂酰肌醇蛋白聚糖(例如，其中所述磷脂酰肌醇蛋白聚糖包含选自由以下组成的群组的成员：磷脂酰肌醇蛋白聚糖-1、磷脂酰肌醇蛋白聚糖-2、磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3、磷脂酰肌醇蛋白聚糖-4、磷脂酰肌醇蛋白聚糖-5和磷脂酰肌醇蛋白聚糖-6)(例如，其中所述抗体分子特异性结合所述磷脂酰肌醇蛋白聚糖的细胞外部分))。32.根据权利要求31所述的方法，其中结合至所述衬底表面的第一结合剂(例如，结合磷脂酰肌醇蛋白聚糖-1的细胞外部分的第一结合剂，例如使磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3的细胞外部分与所述衬底表面结合的结合剂)不同于第二结合剂，所述第二结合剂与所述循环细胞外囊泡表面上的蛋白质结合(例如，结合磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3的细胞外部分，例如结合磷脂酰肌醇蛋白聚糖-1的细胞外部分)(例如，其中所述蛋白质包含选自由以下组成的群组的成员：CD63、CD81、CD9、阀蛋白-1、甘露糖结合凝集素和凝集素)(例如，其中所述第二结合剂是癌症或疾病特异性的)(例如，其中所述第二结合剂在结合至所述衬底表面之前结合所述循环细胞外囊泡)(例如，其中所述第二结合剂附着于标记(例如纳米颗粒，例如荧光团))。33.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中所述循环细胞外囊泡来自胰腺癌细胞。34.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中所述循环细胞外囊泡来自乳腺癌细胞。35.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中体液包含血浆、血清、全血、唾液、脑脊髓液CSF或尿液。36.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中所述样品用反射成像系统，例如本文所述的成像系统评估。37.根据权利要求36所述的方法，其中所述光谱反射成像系统包含：具有第一反射表面和部分透明层的衬底，所述部分透明层提供第二反射表面；与所述第二反射表面结合的生物层，其包含所述第一组的一或多种结合剂；照射源，例如包含至少一个光源的照射源，其在窄频带中提供光并且将所述频带的光引导至衬底处(例如，其中所述窄频带中的一个包括以下波长范围：约300nm至约800nm，例如约400nm至约600nm，例如约405nm至约455nm，例如约420nm)；以及成像装置，其指向所述衬底的所述第二反射表面，并适于产生代表来自所述照射源的被所述第一反射表面、所述第二反射表面反射的光；以及由所述第二表面上的颗粒散射的光的成像信号。38.根据权利要求37所述的方法，其中所述第一反射表面是硅衬底，并且所述透明层是二氧化硅SiO2。39.根据权利要求37或38所述的方法，其中所述光谱反射成像系统进一步包含图像采集和处理系统，所述系统与所述成像装置耦联并适于接收所述成像信号并在程序控制下在所述第二反射表面上产生生物层和/或颗粒的图像。40.根据权利要求37到39中任一权利要求所述的方法，其中所述透明层为约10nm厚至约100nm厚，例如约40nm厚至约70nm厚，例如约60nm厚)。41.根据权利要求37到40中任一权利要求所述的方法，其包含：提供所述衬底的第一镜面反射界面，其具有用于将循环细胞外囊泡(例如，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·达布勒，D·S·弗雷德曼，
申请(专利权)人：纳诺韦尔诊断有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US