用蛋白生物芯片检测SARS患者血液中生物标记的用途制造技术

一种用蛋白生物芯片捕获生物样品中蛋白质的蛋白质分析方法，其特征是采用激光解析电离分析对样品中蛋白质组进行鉴别检测。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新的生物样品中蛋白质分析方法，一种通过捕获阴离子吸附表面芯片的生物标记，并用激光解析电离质谱分析来检测生物标记。在此提及的此项专利技术大体上与SARS研究领域有关。更确切地讲，此专利技术涉及到血清生物标记(Serum Biomarkers)，而这些生物标记能被用来以更高的特异性和灵敏度将SARS患者区分出来。
技术介绍
不论是细胞的正常功能还是病理特性都在一定程度上取决于细胞所表达的蛋白质功能。因此，鉴定细胞内表达的蛋白质的区别，可用于诊断疾病，并最终用于药物开发和疾病治疗。而要进行蛋白质表达和功能的差异化分析，要求能够达到分辨细胞内分子的复杂混合物的程度。但细胞内许多物质往往以微量存在，目前用于分析蛋白的方法在上述各方面都有局限，用这些常规手段难以进行定性鉴定和定量分析。如，一种常用的分子分离方法是凝胶电泳。通常是用凝胶内等电点聚焦先分离蛋白质，再用十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳进行第二次分离。结果得到一张根据等电点范围(净电荷)和大小(质量)来区分蛋白质的图。虽然有用，但是该方法存在以下几方面的局限。首先，该方法只提供生物分子的两项特征—质量和等电点(pI)。其次，各维度的分辨率受到凝胶分辨能力的限制。例如，通常很难区分质量差异小于5％或pI差异的生物分子。第三，凝胶的容量和灵敏度都有限，可能无法检测出少量表达的生物分子。第四，无法观察到分子量低于约10-20kDa的小蛋白或小肽。又如，临床诊断疾病一般方法是要求特异性地检测出疾病的已知标记。但是，制备特异性结合标记并且能在复杂的混合物中鉴别出标记的试剂需要大量时间，这阻碍了此类诊断方法的发展。其它分析方法可能克服以上局限之一或几项，但是难以将它们有效组合。例如，分析层析能够根据多种分析物/吸附剂相互作用来分离生物分子，但是作多维度分析却困难而费时。而且，该方法的灵敏度也很有限。用质谱的方法测定蛋白质是较新的方法，但目前的质谱分析方法只能对蛋白质进行定性分析，无法进行定量分析，尤其在是样品中混合物复杂，蛋白质含量极小的情况下。
技术实现思路
本专利技术的目的是建立一种在生物样品中检测正常人细胞，非SARS但发烧患者细胞，SARS患者细胞在血液中生物标记的用途。此专利技术涉及到血清生物标记(SerumBiomarkers)，而这些生物标记能被用来以更高的特异性和灵敏度将SARS患者区分出来。本专利技术涉及一种通过捕获阴离子吸附表面芯片的生物标记，并用激光解析电离质谱分析来检测SARS生物标记。本专利技术中的生物标记是利用一台赛弗吉生物系统公司(Ciphergen Biosystems，Inc.，Fremont，CA，USA)的PBS II型质谱仪来发现的。该设备的质量精确度约为+/-0.15％。赛弗吉生物系统公司生产的蛋白生物芯片WCX-2(阴离子吸附表面芯片，有羧酸化功能)，结合血清中阳离子蛋白。具吸收剂的阴离子底基与样本接触，例如患者血清，经过一段足够的时间使标记物或生物标记物能与阴离子吸附剂结合。经过一段培育期，底基洗去未吸附的物质。任何适宜的洗液均可使用，最好用水溶液。被吸附的分子范围可以通过调整洗涤的严格度。洗液的洗提特性依靠的因素有pH，离子浓度和温度。生物标记物首先能够被具有能与生物标记物结合的阴离子吸附表面芯片捕获，非吸附物能从芯片上洗脱，吸附到底基的生物标记物在飞行质谱仪中被检测。生物标记物通过离子发生源，如激光，被离子化，产生的离子被一个离子感受集合器收集，然后质量分析器分析那些通过的离子。之后，检测器将检测的离子信息转换为质荷比。生物标记物的检测明显地将与信号强度的检测有关。这样，生物标记物的数量与质量都可以被检测出来。飞行质谱对待分析物的分析生成飞行时间谱。该飞行时间谱的最终分析并不表示离子化能量攻击一个样本产生的单独的脉冲信号，而是一系列脉冲的信号之和。这样降低了干扰，并增加了动态范围。该飞行时间数据受数据处理软件的影响。在赛弗吉生物系统公司软件中数据处理主要包括转换飞行时间与质荷比而产生质谱，降低基线而减少仪器的偏移量，和过滤高频噪音而减轻高频噪音。通过对生物标记物的吸附和检测而产生的数据可利用计算机的数据分析程序进行分析。该计算机程序分析这些数据以显示检测出的标记物的数量，并显示信号的强度和确定被检测的每个生物标记物的分子量。数据分析还能包括一系列的确定生物标记物的信号强度和矫正数据对预定统计分布状态的偏离。例如，通过计算与某些参数相关的每个峰值的高度，可规范观测到的峰。该参数可能是由仪器和类似能量吸收分子等化学成分产生的不重要的干扰，这可以设置调零。计算机可以将计算结果数据转换成各种形式来表现。其标准谱可以表示，但在一种形式中只有峰高和质量信息可以在谱带中保留，产生一个较清晰的图，并使具有几乎相同分子量的生物标记物更易显现。在另一种形式中，两个或更多的谱比较，便于突显独特的生物标记物和那些高于或低于校准样本的生物标记物。分析一般包括展示从待分析物得到的信号的图谱中峰的鉴定。峰可以通过视图进行选择，软件是可用的，它可自动检测峰。一般情况下，该软件通过鉴定信号具有信噪比高于一个选择阈值并标记出在峰信号的质心处的峰的质量这样的方式操作。在一个有效的程序中，比较许多谱线以认定出现在质谱中某一选定范围内同样的一些峰。该软件的一个版本聚集所有出现在确定的质量范围内的各条光谱的峰，对所有在质量(质荷比)中值附近的峰指定一个质量(质荷比)簇。通常用于分析数据的软件可包括代码用于一个运算法则来分析信号以确定该信号是否表示一个信号中的峰，按照目前的专利技术，该峰相应于一个生物标记物的信号。该软件也能结合分类树或ANN分析。从观测生物标记物的峰中获得的数据，以决定一条生物标记物峰或生物标记物的峰组合的出现是否代表SARS状态。数据的分析直接或间接地将从样本的质谱分析获得的多种参数转换为函数关系。这些参数包括，但不局限于一条或多条峰是否出现，一条或一组峰的形状，一条或多条峰的高度，及峰高数据的其他算法。任何合适的数字化计算机都可完成并使用分类模型。合适的数字化计算机包括小型、微型、大型计算机使用标准或特殊操作系统，如Unix，WindowsTM，或LinuxTM为基础的操作系统。数字化计算机可以与质谱仪分开，也可连在一起。此专利技术体现在训练数据集和分类模式上，训练数据集和分类模式可用计算机编码表示，一台数字计算机即可运行这种编码。计算机编码储存在任何合适的计算机可读工具中包括光盘、磁盘、内存条、磁带等，并且能写入任何合适的计算机操作语言包括C，C++，可视basic，等。不管是发展已知生物标记的分类系统，还是寻找新的SARS生物标记，上述系统都是很有用的。反过来，分类系统是试验诊断的基础，为单个或联合使用分子标记提供诊断依据。专利技术中使用的生物标记是包含一个多肽分子(polypeptide)的生物分子。这些生物标记是通过由质谱测定法(mass spectrometry)测定的不同的分子量，在质谱测定法中光谱峰图的形状以及它们对于吸附表面的吸附特性而彼此进行辨别。在本专利技术中，像在此描述的那样，将一个给定的生物标记的质量和亲和特性表现出来从而标识出该生物标记，这样的标识使得研究人员可以确定一个特殊的被检测的生物分子能否成为本专利技术中的生物标记。这些特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴小意，李晓燕，
申请(专利权)人：北京德易信达科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：