方法技术

一种用于确定在包括额外组分的样品中两个或更多个靶多核苷酸的存在、不存在或量的方法，所述方法包括：(i)使所述样品与两个或更多个探针的组在适于所述靶多核苷酸与所述探针杂交的条件下接触，其中：(a)每个探针包括非杂交区域和与所述靶多核苷酸中的一个特异性杂交以形成杂交探针的杂交区域；并且(b)所述组中的探针的所述杂交区域包括一个或多个非天然核苷酸；(ii)使步骤(i)中制备的所述样品与跨膜孔接触，单链多核苷酸但不是双链多核苷酸可以穿过所述跨膜孔，并且对所述跨膜孔施加电位差，使得所述样品中的所述杂交探针与所述孔相互作用；(iii)测量具有限定窗口内的持续时间的电流阻塞，其中：(a)存在于所述探针的所述杂交区域中的所述一个或多个非天然核苷酸由于所述探针与其靶多核苷酸杂交而增加或减少所述电流阻塞的所述持续时间，使得与所述杂交区域中存在对应的一个或多个天然核苷酸时相比，由于所述杂交探针与所述孔的相互作用而在所述窗口内发生的电流阻塞的比例增加；并且(b)每个杂交探针产生指示所述探针的电流阻塞；以及(iv)将所述测量的电流阻塞与所述探针相关联，从而确定所述样品中所述两个或更多个靶多核苷酸的存在、不存在或量。

Method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】方法
本专利技术涉及确定样品中靶多核苷酸的存在、不存在或量的方法。本专利技术还涉及用于所述方法中的探针组和用于进行所述方法的试剂盒。
技术介绍
跨膜孔(纳米孔)作为直接电子生物传感器具有很大的潜力，用于各种分析物，如聚合物和小分子。当跨纳米孔施加电位时，当如多核苷酸等分子瞬时驻留在纳米孔的桶或通道中一段时间时，电流发生变化。特定分子，如特定多核苷酸，给出已知特征和持续时间的电流变化。这种电流变化可以用于识别孔中存在的多核苷酸。跨膜孔可以用于多重测定中以确定一组两种或更多种分析物中每种分析物的存在或不存在。多重测定使用探针组。组中的每个探针包含尾部，所述尾部能够进入孔并影响流过孔的电流和分析物结合区域。每个尾部以不同且独特的方式影响流过孔的电流，这取决于探针是否与感兴趣分析物中的一种结合。组中每个探针对流过孔的电流的影响也是不同的，因此可以检测每个探针的特性。
技术实现思路
专利技术人已经开发了用于使用跨膜孔确定一个或多个靶多核苷酸的存在、不存在、或浓度/量的测定。测定使用探针组，每个探针包括能够与靶多核苷酸杂交的区域和非杂交区域(尾部)。当探针与其靶多核苷酸杂交并与跨其施加电场的跨膜孔接触时，非杂交区域将进入跨膜孔并保持在那里直到靶多核苷酸与探针去杂交。停留时间可以限定为电流阻塞的长度，其中电流阻塞是由于样品中与孔相互作用的组分的存在而使流过孔的离子电流减少。电流阻塞的长度可以限定为样品中的组分引起离子电流减小直到组分不再引起所述电流减小的这种时间之间的时间段。对于给定的孔和电位，停留时间取决于靶多核苷酸在施加电位的力下与探针去杂交所花费的时间。施加电位的强度和孔的尺寸也影响停留时间。专利技术人已经认识到，可以构建探针组以提供大致相同的停留时间，并且可以用于基于跨膜孔的测定以确定靶多核苷酸的存在、不存在或量。这是特别有利的，例如，当包括靶多核苷酸的样品含有与跨膜孔相互作用的其它组分时。在方法中仅需要分析某些停留时间的电流阻塞。可以从分析排除更长和/或更短的电流阻塞。专利技术人已经发现，可以通过调节组中一个或多个探针的杂交区域的组成来设计具有大致相同停留时间的探针组。专利技术人已经发现，可以通过将非天然核苷酸引入杂交区域中来增加或减少探针与其靶多核苷酸保持杂交的时间长度。因此，在一个方面，本专利技术提供了一种用于确定在包括额外组分的样品中两个或更多个靶多核苷酸的存在、不存在或量的方法，所述方法包括：(i)使所述样品与两个或更多个探针的组在适于所述靶多核苷酸与所述探针杂交的条件下接触，其中：(a)每个探针包括非杂交区域和与所述靶多核苷酸中的一个特异性杂交以形成杂交探针的杂交区域；并且(b)所述组中的探针的所述杂交区域包括一个或多个非天然核苷酸；(ii)使步骤(i)中制备的所述样品与跨膜孔接触，单链多核苷酸但不是双链多核苷酸可以穿过所述跨膜孔，并且对所述跨膜孔施加电位差，使得所述样品中的所述杂交探针与所述孔相互作用；(iii)测量具有限定窗口内的持续时间的电流阻塞，其中：(a)存在于所述探针的所述杂交区域中的所述一个或多个非天然核苷酸由于所述探针与其靶多核苷酸杂交而增加或减少所述电流阻塞的所述持续时间，使得与所述杂交区域中存在对应的一个或多个天然核苷酸时相比，由于所述杂交探针与所述孔的相互作用而在所述窗口内发生的电流阻塞的比例增加；并且(b)每个杂交探针产生指示所述探针的电流阻塞；以及(iv)将所述测量的电流阻塞与所述探针相关联，从而确定所述样品中所述两个或更多个靶多核苷酸的存在、不存在或量。本专利技术的另外方面包含：-一种诊断疾病的方法，其中所述方法包括执行用于确定两个或更多个靶多核苷酸的存在、不存在或量的所述方法，其中所述靶多核苷酸是所述疾病的标志物；-一种两个或更多个探针的组，其在用于确定两个或更多个靶多核苷酸的存在、不存在或量的方法中使用；以及-一种本专利技术的探针组在检测两个或更多个靶多核苷酸的存在、不存在或量的方法中的用途。附图说明应理解的是，附图仅用于说明本专利技术的具体实施例而并不旨在是限制性的。图1示出了校准双链体(用微RNA192形成，并标记为Y)和每个微RNA150变体和双链体的平均电流阻塞长度。图2示出了校准双链体(用微RNA192形成，标记为Y)和每个微RNA182变体和双链体的平均电流阻塞长度。图3示出了miRNA:DNA杂交双链体的成功调整。组1示出了未修饰的342_3T_3SPRNA双链体的电流嵌段比和停留时间。组2示出了向原始样品添加停留调整的342_3T_3SP双链体(3423T_3Sp_all_enh标记为X)。可以观察到杂交区域的修饰(其中杂交区域中的所有核苷酸都是非天然核苷酸)已经将簇的平均停留移动到以1秒为中心的期望窗口内。组3示出了添加校准双链体(标记为Y)，其用于实验之间的比较。图4示出了如何使用三个度量来确定对应于特定微RNA的簇的同一性:电流阻塞长度(或停留)(A部分)；“变体”或标准偏差(B部分)；和电流阻塞噪声(C部分)。序列表说明SEQIDNO：1是四链体形成序列的实例。SEQIDNO：2是编码α-溶血素-E111N/K147N的一种单体的多核苷酸序列(α-HL-NN；Stoddart等人，《美国国家科学院院刊(PNAS)》，2009；106(19):7702-7707)。SEQIDNO：3是α-HL-NN的一种单体的氨基酸序列。SEQIDNo：4到26示出了在实例中使用的多核苷酸序列。应理解的是，序列不旨在是限制性的。具体实施方式应理解的是，所公开的产品和方法的不同应用可以根据本领域的特定需要而定制。还应理解的是，本文所用的术语仅出于描述本专利技术的具体实施例的目的而并不旨在是限制性的。此外，如在本说明书和所附权利要求中所使用的，除非内容另外明确指明，否则单数形式的“一种(a)”、“一个(an)”以及“所述”均包含复数对象。因此，提及“一个孔”包含两个或更多个这种孔，提及“一个尾部”包含两个或更多个这种尾部，提及“一个多核苷酸”包含两个或更多个这种多核苷酸，等等。本文，无论是上文还是下文所引用的所有公开、专利和专利申请特此通过引用以其整体并入。方法专利技术人已经开发了用于检测和/或分析一个或多个靶多核苷酸的测定，例如，使用跨膜孔确定一个或多个靶多核苷酸的存在、不存在、或浓度/量。在一个方面，本文提供了一种测定，其使用探针组，每个探针包括能够与靶多核苷酸(例如，杂交区域)杂交的区域和非杂交区域。在探针的杂交区域与靶多核苷酸的一部分之间杂交时，跨跨膜孔施加电位以使探针的非杂交区域的至少一部分进入跨膜孔并与跨膜孔相互作用，从而减少通过跨膜孔的离子电流。与孔相互作用的非杂交区域的一部分保留在跨膜孔内，直到靶多核苷酸与探针的杂交区域去杂交。去杂交是由孔的解链效应(即，跨膜施加的电压)引起的。当靶和探针杂交时进行测量，但最终靶将与探针的杂交区域完全去杂交。与跨膜孔相互作用的非杂交区域部分保留在跨膜孔内的时间长度通常对应于发生电流阻塞的时间长度。这被称为“停留时间”。因此，停留时间可以限定为发生电流阻塞的时间长度，其中电流阻塞指示由于样品中与孔相互作用的组分的存在而使流过孔的离子电流减少。发生电流阻塞的时间长度可以限定为样品中的组分引起通过跨膜孔的离子电流减少与组分不再这样做之间的时间段。对于给定的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定在包括额外组分的样品中两个或更多个靶多核苷酸的存在、不存在或量的方法，所述方法包括：(i)使所述样品与两个或更多个探针的组在适于所述靶多核苷酸与所述探针杂交的条件下接触，其中：(a)每个探针包括非杂交区域和与所述靶多核苷酸中的一个特异性杂交以形成杂交探针的杂交区域；以及(b)所述组中的探针的所述杂交区域包括一个或多个非天然核苷酸；(ii)使步骤(i)中制备的所述样品与跨膜孔接触，单链多核苷酸但不是双链多核苷酸可以穿过所述跨膜孔，并且对所述跨膜孔施加电位差，使得所述样品中的所述杂交探针与所述孔相互作用；(iii)测量具有限定窗口内的持续时间的电流阻塞，其中：(a)存在于所述探针的所述杂交区域中的所述一个或多个非天然核苷酸由于所述探针与其靶多核苷酸杂交而增加或减少所述电流阻塞的所述持续时间，使得与所述杂交区域中存在对应的一个或多个天然核苷酸时相比，由于所述杂交探针与所述孔的相互作用而在所述窗口内发生的电流阻塞的比例增加；并且(b)每个杂交探针产生指示所述探针的电流阻塞；以及(iv)将所述测量的电流阻塞与所述探针相关联，从而确定所述样品中所述两个或更多个靶多核苷酸的存在、不存在或量。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.21 GB 1617886.51.一种用于确定在包括额外组分的样品中两个或更多个靶多核苷酸的存在、不存在或量的方法，所述方法包括：(i)使所述样品与两个或更多个探针的组在适于所述靶多核苷酸与所述探针杂交的条件下接触，其中：(a)每个探针包括非杂交区域和与所述靶多核苷酸中的一个特异性杂交以形成杂交探针的杂交区域；以及(b)所述组中的探针的所述杂交区域包括一个或多个非天然核苷酸；(ii)使步骤(i)中制备的所述样品与跨膜孔接触，单链多核苷酸但不是双链多核苷酸可以穿过所述跨膜孔，并且对所述跨膜孔施加电位差，使得所述样品中的所述杂交探针与所述孔相互作用；(iii)测量具有限定窗口内的持续时间的电流阻塞，其中：(a)存在于所述探针的所述杂交区域中的所述一个或多个非天然核苷酸由于所述探针与其靶多核苷酸杂交而增加或减少所述电流阻塞的所述持续时间，使得与所述杂交区域中存在对应的一个或多个天然核苷酸时相比，由于所述杂交探针与所述孔的相互作用而在所述窗口内发生的电流阻塞的比例增加；并且(b)每个杂交探针产生指示所述探针的电流阻塞；以及(iv)将所述测量的电流阻塞与所述探针相关联，从而确定所述样品中所述两个或更多个靶多核苷酸的存在、不存在或量。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述组中所述探针中的至少两个的所述非杂交区域彼此不同，并且所述方法包括单独确定与所述至少两个探针中的每一个杂交的所述靶多核苷酸的存在或不存在。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述组中所述探针中的每一个包括唯一非杂交区域。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述非天然核苷酸包括经修饰的糖。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述经修饰的糖是2'O-甲基核糖。6.根据权利要求4或5所述的方法，其中所述非天然核苷酸是肽核酸、锁核酸、解锁核酸、桥接核酸(BNA)或吗啉代。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述非天然核苷酸包括经修饰的核碱基。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述杂交区域中的至少一个包括ZxNy和/或NyZx中的一个或多个实例，其中Z是非天然核苷酸，并且N是与所述靶多核苷酸中的所述核苷酸中的一个互补的天然核苷酸，X是1、2、3、4或5，并且Y是1、2、3、4或5。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述探针中的至少一个中，所述非杂交区域是所述杂交区域的5'。10.根据权利要求9所述的方法，其中在所述探针中的至少一个中，所述杂交区域位于所述探针的3'末端处。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述探针进一步包括第二非杂交区域和第二杂交区域、四链体序列或双链区域，其中所述第一和第二非杂交区域由所述第一或第二杂交区域、所述四链体序列或所述双链区域隔开。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述非杂交区域包括聚合物。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述聚合物是多核苷酸、多肽、聚乙二醇(PEG)或多糖。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述多核苷酸的长度为约7个到约200个核苷酸。15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述探针中的一个或多个进一步包括允许其与所述膜偶联的锚。16.根据权利要求15所述的方法，其中所述锚是胆固醇。17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中由于所述杂交探针与所述孔的相互作用而产生的基本上所有所述电流阻塞都发生在所述窗口内。18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中发生在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼古拉斯·安东尼·史密斯，丹尼尔·约翰·特纳，丹尼尔·乔治·福德姆，詹姆斯·怀特，
申请(专利权)人：牛津纳米孔技术公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB