【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于疾病的早期检测的蛋白质冠传感器阵列的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求2016年12月16日提交的美国临时申请第62/435,409号的优先权，其内容通过引用全文纳入本文。关于联邦资助研究的声明无通过引用纳入本说明书中提到的所有发表物、专利和专利申请通过引用纳入本文，就好像将各篇单独的发表物、专利或专利申请专门和单独地通过引用纳入本文那样。
技术介绍
本专利技术的领域涉及用于检测和诊断不同疾病状态的传感器阵列，具体地，本专利技术涉及对疾病或病症进行诊断或预后的能力。诊断出疾病的时间越早，疾病治愈或成功控制的可能性就越大，从而为患者提供更好的预后。当您及早治疗疾病时，您可能能够预防或延迟疾病的问题，并可能改善患者的治疗效果，包括延长患者的生命和/或生活质量。癌症的早期诊断至关重要，因为许多类型的癌症可以在早期阶段成功治疗。例如，乳腺癌，卵巢癌和肺癌早期诊断和治疗后的五年生存率分别为90％，90％和70％，而在疾病最晚期诊断的患者分别为15％，5％和10％。一旦癌细胞离开其原始组织，使用可用的已建立的治疗剂的成功治疗变得非常不可能。尽管认识到癌症的警告信号并采取迅速行动可能导致早期诊断，但大多数癌症(例如，肺)仅在癌细胞已经侵入周围组织并在全身转移后才显示出症状。例如，超过60％的患有乳腺癌，肺癌，结肠癌和卵巢癌的患者在检测到癌症时具有隐藏甚至转移了的集落。因此，迫切需要开发用于早期检测癌症的有效方法。这种方法应该具有识别不同阶段的癌症的灵敏性以及当被测试者没有癌症时给出阴性结果的特异度。已经进行了大量努力来开发用于早期检测癌症的方法；虽然已经引入了大量的风...
【技术保护点】
1.一种包括多个传感器元件的传感器阵列，其中所述多个传感器元件在至少一种物理化学性质上彼此不同，其中所述多个传感器元件包括至少2个传感器元件；并且其中每个传感器元件能够结合样品中的多种生物分子以产生生物分子冠特征，其中每个传感器元件具有彼此不同的生物分子冠特征。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.16 US 62/435,4091.一种包括多个传感器元件的传感器阵列，其中所述多个传感器元件在至少一种物理化学性质上彼此不同，其中所述多个传感器元件包括至少2个传感器元件；并且其中每个传感器元件能够结合样品中的多种生物分子以产生生物分子冠特征，其中每个传感器元件具有彼此不同的生物分子冠特征。2.如权利要求1所述的传感器阵列，其中当与样品接触时，所述多个传感器元件产生多个生物分子冠特征，其中所述多个生物分子冠特征的组合产生样品的生物分子指纹。3.如前述权利要求中任一项所述的传感器阵列，其中所述生物分子冠特征包括至少一种蛋白质、至少一种多肽、至少一种脂质、至少一种代谢组、至少一种寡核苷酸或其组合。4.如前述权利要求中任一项所述的传感器阵列，其中当所述传感器阵列与样品接触时，第一传感器元件产生第一生物分子冠并且第二传感器元件产生第二生物分子冠。5.如前述权利要求中任一项所述的传感器阵列，其中所述至少一种物理化学性质选自组成，尺寸，表面电荷，疏水性，亲水性，表面官能度，表面形貌，和形状。6.如前述权利要求中任一项所述的传感器阵列，其中所述传感器阵列还包括基材。7.如权利要求6所述的传感器阵列，其中所述传感器元件共价连接至所述基材。8.如权利要求6所述的传感器阵列，其中所述传感器元件非共价连接至所述基材。9.如权利要求6-8中任一项所述的传感器阵列，其中所述基材以不同的模式结合至所述多个传感器元件。10.如前述权利要求中任一项所述的传感器阵列，其中所述多个传感器元件是多个颗粒。11.如前述权利要求中任一项所述的传感器阵列，其中所述多个传感器元件是固定在基材上的多个颗粒。12.如前述权利要求中任一项所述的传感器阵列，其中所述传感器元件是有机颗粒、非有机颗粒或其组合。13.如前述权利要求中任一项所述的传感器阵列，其中所述传感器元件是颗粒并且所述颗粒选自纳米颗粒，微粒，胶束，脂质体，氧化铁，石墨烯，二氧化硅，蛋白质基颗粒，聚苯乙烯，银和金颗粒，量子点，及其组合。14.如权利要求13所述的传感器阵列，其中所述颗粒是选自下组的脂质体：DOPG(1，2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸-(1′-rac-甘油)，DOTAP(1，2-二油酰基-3-三甲基铵-丙烷)-DOPE(二油酰基磷脂酰乙醇胺)，CHOL(DOPC-胆固醇)，及其组合。15.如权利要求1-12中任一项所述的传感器阵列，其中所述多个传感器元件包括由模制技术制成的不同形状的多个半颗粒。16.如权利要求15所述的传感器阵列，其中所述多个半颗粒的形状选自球，杆，立方体及其组合。17.如权利要求1-12中任一项所述的传感器阵列，其中所述多个传感器元件包括由3D打印制成的不同物理化学性质(例如，球，杆，和立方体)的多个半颗粒。18.如前述权利要求中任一项所述的传感器阵列，其中所述传感器阵列包括至少2至至少100个传感器元件。19.如权利要求2-18中任一项所述的传感器阵列，其中所述生物分子指纹与疾病或病症相关。20.如权利要求19所述的传感器阵列，其中所述疾病或病症是癌症，心血管疾病，内分泌疾病，炎性疾病，或神经疾病。21.如权利要求20所述的传感器阵列，其中所述疾病是选自下组的癌症：肺癌，胰腺癌，骨髓瘤，骨髓性白血病，脑膜瘤，胶质母细胞瘤，乳腺癌，食道鳞状细胞癌，胃腺癌，前列腺癌，膀胱癌，卵巢癌，甲状腺癌，和神经内分泌癌。22.一种检测对象的疾病状态的方法，包括：(a)从所述对象获得样品；(b)使所述样品与权利要求1-21中任一项所述的传感器阵列接触，(c)确定与所述样品相关的生物分子指纹，其中所述生物分子指纹区分对象的疾病状态。23.如权利要求22所述的方法，其中所述疾病状态选自无疾病或病症，有疾病或病症的前兆，和患有疾病或病症。24.如权利要求22或23所述的方法，其中步骤(c)包括确定与所述多个传感器元件相关的多个生物分子冠的合并组成以产生样品的生物分子指纹。25.如权利要求22或23所述的方法，其中步骤(c)包括测定与各传感器元件相关的生物分子冠特征，和将多个生物分子冠特征合并以产生与样品相关的生物分子指纹。26.如权利要求22-25中任一项所述的方法，其中步骤(c)包括分离来自各传感器元件的各生物分子冠的多个生物分子并且测定所述多个生物分子以确定生物分子冠的生物分子组成以确定生物分子指纹。27.如权利要求22-26中任一项所述的方法，其中多个生物分子的测定选自凝胶电泳，液相色谱，质谱，NMR，FTIR，圆二色性，拉曼光谱法，及其组合。28.如权利要求22-27中任一项所述的方法，其中所述生物分子指纹与疾病状态相关，并且所述疾病状态与疾病或病症的阶段相关。29.如权利要求22-28中任一项所述的方法，其中所述疾病或病症选自癌症，心血管疾病，内分泌疾病，炎性疾病，和神经疾病。30.如权利要求22-29中任一项所述的方法，其中所述疾病状态与癌症相关。31.如权利要求30所述的方法，其中所述癌症选自肺癌，胰腺癌，骨髓瘤，骨髓性白血病，脑膜瘤，胶质母细胞瘤，乳腺癌，食道鳞状细胞癌，胃腺癌，前列腺癌，膀胱癌，卵巢癌，甲状腺癌，和神经内分泌癌。32.如权利要求22-31中任一项所述的方法，其中所述方法检测与疾病或病症的早期相关的疾病状态。33.如权利要求22-32中任一项所述的方法，其中所述方法还包括：将样品的生物分子指纹与一组与多种疾病状态相关的生物分子指纹进行比较，以确定哪种疾病状态与样品相关。34.一种确定与至少疾病状态或至少一种疾病或病症相关的生物分子指纹的方法，所述方法包括以下步骤：(a)从诊断具有疾病状态或至少一种疾病或病症的至少2个对象中获得样品；(b)使各样品与权利要求1-21中任一项所述的传感器阵列接触，并且(c)确定与疾病状态或至少一种疾病或病症相关的传感器阵列的生物分子指纹。35.如权利要求34所述的方法，其中步骤(c)还包括检测每个传感器元件的生物分子冠的组成，其中不同传感器元件之间的每个生物分子冠的组成的组合产生与样品相关的生物分子指纹。36.如权利要求34或35所述的方法，其中步骤(c)还包括从每个传感器元件解离生物分子冠以产生多个生物分子并检测所述多个生物分子以产生生物分子指纹。37.如权利要求34-36中任一项所述的方法，其中所述方法还包括：从至少一个对照对象获得对照样品，使对照样品与权利要求1-21中任一项所述的传感器阵列接触以产生所述对照样品的生物分子指纹，并且比较所述对照样品的生物分子指纹与来自具有疾病状态或至少一种疾病或病症的对象的生物分子指纹以确定与所述疾病状态或至少一种疾病或病症相关的生物分子指纹。38.如权利要求34-37中任一项所述的方法，其中多个生物分子的检测选自凝胶电泳，液相色谱，质谱，NMR，FTIR，圆二色性，拉曼光谱法，及其组合。39.一种对对象的疾病或病症进行诊断或预后的方法，从对象获得样品；使所述样品与权利要求1-21中任一项所述的传感器阵列接触以产生生物分子指纹，将所述生物分子指纹与一组与多种疾病或病症相关的生物分子指纹比较；并且对疾病或病症进行诊断或预后。40.如权利要求39所述的方法，其中所述疾病或病症是癌症，心血管疾病，内分泌疾病，炎性疾病，或神经疾病。41.如权利要求40所述的方法，其中所述疾病是选自下组的癌症：肺癌，胰腺癌，骨髓瘤，骨髓性白血病，脑膜瘤，胶质母细胞瘤，乳腺癌，食道鳞状细胞癌，和胃腺癌。42.如权利要求39-41中任一项所述的方法，其中所述方法能够诊断早期癌症。43.一种鉴定与疾病或病症相关的生物标志物的模式的方法，所述方法包括：(a)从诊断患有疾病或病症的至少2个对象和至少2个对照对象获得样品；(b)使各样品与权利要求1-21中任一项所述的传感器阵列接触以产生各对象的多个传感器元件的多个生物分子冠，并且(c)比较患有疾病或病症的对象的多个生物分子冠的组成与对照对象的多个生物分子冠的组成以确定与所述疾病或病症相关的生物标志物的模式。44.如权利要求43所述的方法，其中步骤(a)包括从诊断患有疾病或病症的至少5个对象和至少5个对照对象获得样品。45.如权利要求43或44所述的方法，其中多个生物分子冠的组成由凝胶电泳，液相色谱，质谱，NMR，FTIR，圆二色性，拉曼光谱法，及其组合确定。46.如权利要求43-45中任一项所述的方法，其中所述疾病或病症是癌症，心血管疾病，或神经疾病。47.如权利要求46所述的方法，其中所述疾病是选自下组的癌症：肺癌，胰腺癌，骨髓瘤，骨髓性白血病，脑膜瘤，胶质母细胞瘤，乳腺癌，食道鳞状细胞癌，和胃腺癌。48.如权利要求43或44所述的方法，其中所述癌症是成胶质细胞瘤，并且其中生物标志物选自HABP1，VTNC，CO3，ITIH2，ITIH1，CO7，FHR5，CBPN，ALBU，PLMN，CO4A，PRDX2，VWF，C4BPA，APOB，HBB，CNDP1，CRP，SAA4，APOE，CSCL7及其组合。49.如权利要求43或44所述的方法，其中所述癌症是脑膜瘤，并且其中生物标志物选自FCN3，RET4，HABP2，CBPN及其组合。50.如权利要求43或44所述的方法，其中所述癌症是胰腺癌，并且其中生物标志物选自KNG1，IC1，CBPB2，TRFE，GELS，CXCL7，HPTR，PGK1，AACT，LUM，APOE，FIBB，APOA2，A1BG，A1AT，LBP，APOA1，H4，FIBG及其组合。51.如权利要求43或44所述的方法，其中所述癌症是肺癌，并且生物标志物选自CO0，CRP，SAA4，APOA1，A1AT，GELS及其组合。52.如权利要求43或44所述的方法，其中所述癌症是骨髓瘤，并且生物标志物是ALBU。53.如权利要求22-29，32-40，和43-46中任一项所述的方法，其中所述疾病是冠状动脉疾病。54.如权利要求22-29，32-40，和43-46中任一项所述的方法，其中所述疾病是神经疾病。55.如权利要求54所述的方法，其中所述疾病是阿尔茨海默病。56.一种用于对疾病或病症进行诊断或预后的试剂盒，所述试剂盒包含：权利要求1-21中任一项所述的传感器阵列。57.一种用于确定和/或检测与疾病或病症相关的至少一种生物标志物的试剂盒，包含至少一种权利要求1-21中任一项所述的传感器阵列。58.如权利要求19或20所述的传感器阵列，其中所述疾病是冠状动脉疾病(CAD)。59.如权利要求19或20所述的传感器阵列，其中所述疾病是神经疾病。60.如权利要求59所述的传感器阵列，其中所述疾病是阿尔茨海默病。61.一种使用具有不同物理化学性质的表面的多个颗粒来区分对象的复杂生物样品的状态的方法，其中所述方法包括：将复杂生物样品暴露于多个颗粒以允许复杂生物样品的蛋白质与多个颗粒的结合，其中多个颗粒中蛋白质的结合模式根据颗粒表面的物理化学性质而不同；定义代表结合多个颗粒的蛋白质的生物分子指纹；并且将所述生物分子指纹与对象的生物状态相关联。62.如权利要求61所述的方法，其中所述复杂生物样品包括蛋白质和核酸，和脂质以多糖中的至少一种。63.如权利要求62所述的方法，其中所述复杂生物样品是血浆。64.如权利要求61-63中任一项所述的方法，其中所述生物分子指纹与来自未表达该生物状态的第二对象的复杂生物样品的第二生物分子指纹不同。65.如权利要求64所述的方法，其中所述生物状态是对象的疾病状态。66.如权利要求65所述的方法，其中所述对象没有表现出与疾病状态相关的疾病或病症的身体症状。67.如权利要求65所述的方法，其中所述对象诊断患有与疾病状态相关的疾病或病症。68.如权利要求66或67所述的方法，其中所述疾病状态是癌症，心血管疾病，内分泌疾病，炎...
【专利技术属性】
技术研发人员：O·法罗克扎德，M·马默帝，
申请(专利权)人：布里格姆及妇女医院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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