本发明专利技术涉及用于检测样本中的一种或多种分析物和/或用于分类样本的方法和系统。具体来说，本发明专利技术涉及可用于实时检测分析物，且依赖于使一种或多种类型的传感器分子流过微流体装置的方法和系统，所述传感器分子各自包含结合一种或多种分析物的结构域、化学发光供体结构域和接受体结构域，其中在存在和/或不存在分析物下，所述化学发光供体结构域和所述接受体结构域的间隔和相对定向在+50％福斯特距离内。
Methods and systems for detecting analytes or classifying samples
【技术实现步骤摘要】
用于检测分析物或分类样本的方法和系统本申请是申请日为2013年4月15日，申请号为201380031792.2，标题为“用于检测分析物或分类样本的方法和系统”的专利申请的分案申请。专利
本专利技术涉及用于检测样本中的一种或多种分析物和/或用于分类样本的方法和系统。具体来说，本专利技术涉及可用于实时检测分析物且依赖于使一种或多种类型的传感器分子流过微流体装置的方法和系统，所述分子各自包含结合一种或多种分析物的结构域、化学发光供体结构域和接受体结构域，其中在存在和/或不存在分析物下，所述化学发光供体结构域和所述接受体结构域的间隔和相对定向在±50％福斯特距离(Forsterdistance)内。专利技术背景生物发光共振能量转移(BRET)天然存在于如维多利亚水母(Aequoreavictoria)和海洋海肾(Renillareniformis)等海洋生物体中(Morin和Hastings,1971)。BRET是一种形式的福斯特共振能量转移(RET)，其是指能量从激发态供体非放射性转移至基态接受体。存在两种常用的BRET原理形式，即BRET1和BRET2。两者均使用海肾荧光素酶(RLuc)作为能量供体。在BRET1中，底物是天然腔肠素(coelenterazine，CLZ)或腔肠素h(CLZh)。RLuc和黄色荧光蛋白(YFP)分别是能量供体和接受体，在475nm下产生峰值供体发射且在535nm下产生峰值接受体发射。在BRET2中，YFP置换为GFP2且使用修饰的CLZ底物，即腔肠素-400a或(CLZ400a)。峰值供体发射和接受体发射分别变换成395nm和515nm(Dacres等,2009a,b；Pfleger和Eidne,2006)。近来已建立第三种BRET形式，即BRET3。它使用CLZh作为底物且使用RLuc8作为能量供体并使用mOrange作为接受体，从而导致光谱分辨率提高(De等,2009)。RET是一种比值测量技术，其可消除由归因于在板中的不同孔之间的测定体积、测定条件和信号衰减变化的光输出波动引起的数据可变性。基于RET的反应是均质的，通常在无固相连接下发生在溶液中。这允许在不进行分离下检测呈如液体、气体乃至颗粒等不同形式的分析物。避免固相连接使如表面等离子体共振(SPR)的许多基于表面的技术中使用的表面再生的过程得以消除(Fang等,2005)，且连同快速反应速率一起允许它用于在线监测。然而，迄今为止，BRET的使用尚局限于使用精密检测设备的研究实验室。在包括化学、生物学、医学、感测和材料的许多领域中，微流体技术正引起关注。它们超过常规技术的优势包括试剂消耗降低、反应速率快速、分析时间短、以及适合于自动化和批量生产(Holden和Cremer,2005)。在微流体技术方面已存在实质性研究和发展。实例包括利用荧光收集的集成生物芯片设计(EP2221606)、使用拉曼光谱学进行芯片上生物感测(WO2009/020479)、用于使用表面等离子体共振技术检测GPCR配体结合的生物感测装置(WO2009/018467)、利用镜子作为光反射器的光检测芯片(US2011/0037077和US2008085552)、具有柱筒形式的测定装置(WO2009/044088)、基于化学发光的微流体生物芯片(US2002/0123059)等。这些装置中的许多具有以下缺点：由于集成多个部件而使每个芯片的成本较高；由于需要表面再生而不能进行实时监测；以及试剂的反应缓慢；检测灵敏度有限或信号漂移。此外，在电子鼻和电子舌的领域中存在大量
技术介绍
，所述电子鼻和电子舌使气体或液体样本与一系列固态传感器接触以检测分析物和/或分类样本。电子鼻和舌已受归因于传感器的选择性有限的不良性能、不良灵敏度、传感器饱和和缓慢再生以及传感器随时间漂移困扰。因此，需要检测分析物和基于样本含有的分析物分类所述样本的其它方法，特别是可实时执行并且灵敏度增加，且不遭受由于需要再生感测表面的停工时间，以及抵抗传感器漂移的混杂影响的方法。配置一系列以电光学方式与检测系统联用的生物源性传感器的多通道微流体系统提供对这些问题的一种新型解决方案。专利技术概述本专利技术者已鉴定一种检测样本中的分析物的改进方法。在一个方面，本专利技术提供一种检测样本中的分析物的方法，所述方法包括i)使以下各物流过包括一个或多个微通道的微流体装置，a)所述样本，b)包含结合所述分析物的结构域、化学发光供体结构域和接受体结构域的传感器分子，其中在存在和/或不存在分析物下，所述化学发光供体结构域和所述接受体结构域的间隔和相对定向在±50％福斯特距离内，c)所述化学发光供体的底物，ii)在所述装置中混合所述传感器分子、样本和底物，以及iii)使用电光学感测装置检测所述化学发光供体对所述底物的修饰，其中当所述分析物结合所述传感器分子时，所述化学发光供体结构域相对于所述接受体结构域的空间位置和/或偶极定向被改变。在优选实施方案中，传感器分子未固定于装置。在另一优选实施方案中，方法可用于实时检测分析物。在另一优选实施方案中，传感器分子和底物通过不同微通道进入装置。在替代性实施方案中，传感器分子和底物通过相同微通道进入装置，然而，在这个实施方案中，优选的是传感器分子和底物在临进入微通道之前(例如10秒、更优选1秒或小于1秒)混合。在优选实施方案中，化学发光供体结构域和接受体结构域的福斯特距离是至少5.6nm或至少6nm。在另一优选实施方案中，化学发光供体结构域和接受体结构域的福斯特距离在约5.6nm与约10nm之间，或在约6nm与约10nm之间。在另一优选实施方案中，分析物结合传感器分子或从传感器分子释放导致BRET比率变化≥15％、≥20％、≥30％、≥35％、约15％至约50％、或约15％至约40％的最大观察BRET比率。BRET比率变化15％或大于15％会增加分析物检测的信噪比。这导致任何给定取样时间的检测限都优越且更准确编码分析物的浓度水平。或者，在固定检测限下，BRET比率的较大变化促使信号积分时间较短且因此检测更快速。在另一优选实施方案中，由电光学感测装置检测的量子产率小于约8％、或小于约5％或小于约2％。在另一优选实施方案中，接受体结构域具有的斯托克斯位移(StokesShift)在约50nm与约150nm之间。在实施方案中，接受体结构域具有约100nm的斯托克斯位移。本专利技术的方法的一优势是它是高度时间分辨的。因此，在优选实施方案中，方法是在约1s至约100s内执行。样本可呈能够流过微流体装置的任何形式。实例包括但不必限于液体、气体、乳液或混悬液。在实施方案中，样本是已用气体预平衡的液体。在一个实施方案中，混悬液是或包含无细胞组合物。在替代性实施方案中，混悬液包含细胞。在实施方案中，穿过微流体装置的流动速率在约1μl/小时至约10ml/小时、或1μl/小时至约1ml/小时、或1μl/小时至约1.5ml/小时、或约20μl/小时至约0.5ml/小时之间，且优选流动速率在约200μl/小时至约1ml/小时之间。在优选实施方案中，包含样本、传感器分子和底物的微通道的区段的流动速率和长度使得样本、传感器分子和底物在区段中持续至少约5秒、至少约10秒、至少约15秒、至少约20秒、约5秒至约50秒本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种传感器分子，包含蛋白酶可裂解结构域、化学发光供体结构域和接受体结构域，其中所述蛋白酶能够裂解乳蛋白，且其中当所述结构域被蛋白酶裂解时，所述化学发光供体结构域相对于所述接受体结构域的空间位置和/或偶极定向被改变。
【技术特征摘要】
2013.04.12 AU 2013204332;2012.04.16 US 61/624,8991.一种传感器分子，包含蛋白酶可裂解结构域、化学发光供体结构域和接受体结构域，其中所述蛋白酶能够裂解乳蛋白，且其中当所述结构域被蛋白酶裂解时，所述化学发光供体结构域相对于所述接受体结构域的空间位置和/或偶极定向被改变。2.权利要求1的传感器分子，其中所述蛋白酶至少部分地导致奶腐败。3.权利要求1或2的传感器分子，其中所述蛋白酶是细菌蛋白酶。4.权利要求1-3任一项的传感器分子，其中所述蛋白酶是纤维蛋白溶酶。5.权利要求1-4任一项的传感器分子，其中所述结构域包含氨基酸序列KZ，其中Z是K、Y、V或E。6.权利要求5的传感器分子，其中所述结构域包含氨基酸序列LQXXXXKZKLQ，其中Z是K、Y、V或E，而X是任意氨基酸。7.权利要求1-6任一项的传感器分子，其中所述乳蛋白是酪蛋白。8.权利要求1-7任一项的传感器分子，其中所述奶是超高温(UHT)加工的奶。9.权利要求1-8任一项的传感器分子，其中在不存在所述蛋白酶下，所述化学发光供体结构域和所述接受体结构域的间隔和相对定向在±50％福斯特距离内。10.权利要求1-9任一项的传感器分子，其中所述化学发光供体结构域是生物发光蛋白质。11.权利要求10的传感器分子，其中所述生物发光蛋白质是荧光素酶、β-半乳糖苷酶、内酰胺酶、辣根过氧化物酶、碱性磷酸酶、β-葡萄糖醛酸酶或β-葡萄糖苷酶。12.权利要求11的传感器分子，其中所述荧光素酶是海肾荧光素酶、萤火虫荧光素酶、腔肠动物荧光素酶、北美萤火虫荧光素酶、叩头虫荧光素酶、苹绕实蝇荧光素酶、细菌荧光素酶、长腹水蚤荧光素酶、水母发光蛋白、蕈蚊荧光素酶或其任一个的生物活性变体或片段、或其两个或更多个的嵌合体。13.权利要求1-12任一项的传感器分子，其中所述化学发光供体结构域能够修饰底物。14.权利要求13的传感器分子，其中所述底物是荧光素、钙、腔肠素或腔肠素的衍生物或类似物。15.权利要求1-14任一项的传感器分子，其中所述接受体结构域是荧光接受体结构域。16.权利要求13-15任一项的传感器分子，其中i)所述生物发光蛋白质是荧光素酶或生物活...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·C·特罗威尔，H·戴克斯，N·C·H·黎，M·格尔，Y·朱，N·吴，
申请(专利权)人：联邦科学技术研究组织，
类型：发明
国别省市：澳大利亚,AU
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。