检测多个生物分子的点阵及其使用方法技术

检测多个生物分子的点阵及其使用方法，其特点包括此点阵至少有一个生物试剂被固定在第一个支持体上，当此点阵用来检测固定在第二个支持体上的生物分子时，固定在第一个支持体上的生物试剂与固定在第二个支持体上的生物分子相接触，至少一个生物试剂与所说的第二个支持体上的生物分子相结合，然后第一个支持体与第二个支持体分离，至少一个生物试剂离开所说的第一个支持体而结合在所说的第二个支持体上。本发明专利技术提供了一种方便、快速、简捷地检测多个生物分子的点阵、多个蛋白的表述、活化和功能的有力方法，有利于推动生命科学研究、生物技术研究、药物开发和研究等领域的发展。（*该技术在2022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检测生物分子的方法，特别是一种通过固定在第一个支持体上的抗体点阵与固定在第二个支持体上的蛋白样品相接触，抗体将离开第一个支持体而与第二个支持体上的蛋白样品相结合，从而对多个蛋白进行检测的方法。这个方法可广泛用于检测多个蛋白的表达，活化和功能。
技术介绍
科学技术的飞速发展，推动了生命科学研究、生物技术研究、药物开发和研究等领域的进展。因此，提供一个能够检测作为生命基础的蛋白质的有效方法就变得越来越重要。目前大量生物试剂的出现，例如成千上万个DNA克隆序列，众多抗体和重组蛋白，数百万个通过化学合成的分子，推动了在生物研究，临床诊断和药物开发方面利用这些试剂的技术的发展。特殊生物试剂点阵已经出现，在这些点阵中，每个试剂被放在预先指定的位置上以便以后能通过这个位置来识别它。例如，在一个DNA点阵中(也被称为基因芯片)，大量cDNA或寡核甘酸被固定，每一个被放在各自预先指定的位置，以便通过那个位置来识别每一个cDNA或寡核甘酸。DNA点阵被用在杂交试验中，来监测大量基因的表达(Schena et al。，1995；Science 270467-470；DeRisi et al。，1996，NatureGenetics 14457-460)。编码蛋白的DNA可放在表达载体中，由这些DNA克隆制成的点阵可被用来在哺乳细胞中表达它们编码的蛋白(Ziauddin andSabatini，2001，Nature 411，107-110)。在一个蛋白点阵(或蛋白芯片)中，许多蛋白被固定在一个支持体上。每一个蛋白被放在一个预先指定的位置上以便能通过这个特定的位置将其识别。有两种类型的蛋白点阵特别有用抗体点阵和重组蛋白点阵，它们分别包括大量不同的抗体和重组蛋白。因为抗体点阵能够与细胞中表达的蛋白结合，它们在监视蛋白的体内活性方面极有用处。利用抗体点阵技术，可以在一次实验中研究细胞中多种蛋白的性质。具体来讲，抗体点阵已被应用在研究体内蛋白与蛋白相互作用，蛋白翻译后修饰，以及蛋白表达中(美国专利6197599)。另外，细胞，组织，脂类分子，多肽，药物或其他化学物质组成的点阵能够用在医疗诊断，药物开发，分子生物学，免疫和毒理学等方面进行大规模的筛选检测实验中(Kononen，et al。，Nature medicine，4844-7，1998)。蛋白是细胞的重要组成部分，在多种细胞活动过程中发挥作用；它们还是许多药物的作用靶点。整个人类基因组大约编码4万个蛋白。尽管一个细胞可能含有编码所有蛋白的DNA，但它一般仅表达其中的一部分。一个细胞株大约表达1万个蛋白，一个组织可表达更高数目的蛋白。细胞中的蛋白表达种类及数量决定它的形状和功能，异常的蛋白表达会引起疾病。因此蛋白组学研究的一个主要任务就是检测一个特定生物样品中蛋白的表达模式。由于翻译后修饰，一种蛋白(有特定的氨基酸一级序列)在细胞中可能以不同的形式出现，从而产生更大数量的不同蛋白。由于在许多情况下，某些特殊形式的蛋白直接参与细胞的某种特定活动，所以，通过检测在细胞中出现的这些特殊形式的蛋白，可以为了解细胞的活性和功能提供有价值的信息。蛋白有很多种不同的翻译后修饰，如磷酸化，糖基化和泛昆化。丝氨酸，蛋氨酸或酪氨酸残基的磷酸化在信号传导上是一个重要的机制。异常的蛋白磷酸化会导致许多人类疾病。在检测蛋白磷酸化的方法中，放射性同位素代谢标记和用特异抗体去免疫检测磷酸化蛋白是最常用的方法。然而这些方法每次只适合于检测一种或几种蛋白。尽管抗磷酸化残基的特异性抗体，例如PY20，4G10，能够用来展示多个磷酸化蛋白，但是，这些抗体单独却不能告诉是哪一个蛋白被磷酸化。所以在信号传导研究和临床诊断方面，急需一种新的、能够同时检测多个被磷酸化或被其他修饰的蛋白的方法。定量蛋白表达在多个领域都有应用，包括生物医学的研究，疾病诊断，寻找治疗指标和药物靶点，以及在毒理和药效反映分析方面。在基础生物医学研究方面，经常希望知道哪些蛋白在特殊的细胞或特殊条件下表达。通过比较不同类型细胞的蛋白表达，就可能鉴别那些蛋白，它们的表达和活性决定一个细胞的特殊类型。在许多信号传导通道中，一些蛋白被特异性地激活；检测这些被激活蛋白，例如磷酸化蛋白，可为了解信号传导通道的原理提供关键的信息。许多疾病会改变蛋白的表达模式，反过来，在许多情况下，异常的蛋白表达可以引发疾病。因此，确定蛋白的表达模式以及对比正常和异常细胞的蛋白表达模式，对于了解疾病的机理具有极其重要的意义。检测蛋白的表达也能在临床诊断上发挥作用。例如，在一个血样中，同时对几个病毒蛋白进行检查，能够更加有效准确地诊断病毒感染。剖析蛋白表达对于区分正常细胞，早期癌细胞，恶性癌细胞，转移癌细胞(真正的致命癌细胞)具有非常重要的价值。另外，检测蛋白表达在药物开发领域，例如药物作用靶点的选择，毒理学及寻找药物反应的指标方面也是非常有用的。寻找一个可以准确定量生物样品中每一个蛋白的表达水平、以及每一个蛋白的不同存在形式的方法，一直是分子生物学者重要研究目标。事实证明，要找到这样的方法是极其困难的。传统上，一个或小数量蛋白的表达可以通过Western印迹法和酶联免疫反应(ELISA)等免疫方法来检测。尽管二维凝胶电泳可以用来分析一个样品中蛋白的表达，但其程序复杂。而且必须要去确认展示在二维凝胶电泳上的蛋白，这对许多蛋白来说是很难做到的。最近，蛋白点阵技术也被用于研究蛋白的表达。在这种方法中(美国专利6197599，Haab et al.，Genome Biol.2，research0004-0004.13，2001年)，一个抗体点阵与一个蛋白样品结合，然后与点阵上抗体特异结合的蛋白随之被检测出来。免疫化学染色是一种常用的生物学技术，可以用来确定一个抗原在细胞中的表达和定位(Harlow and Lane，Antibodies，a laboratory manual，Cold Springharbor Press，1988)，这些信息对于生物医学研究和临床医学具有极高的价值。现有的许多方法，都是用一个抗体溶液去对细胞进行染色，并一次仅允许用一个或几个抗体进行细胞染色。这些方法无法满足大规模测定不同蛋白的表达和细胞内定位的需要。因此，需要一个能够用大量不同抗体同时进行细胞染色的新方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题之一，是要描述一种新型生物试剂点阵，一方面可维持试剂在点阵支持体上的位置；另一方面，当试剂与固定在另一个支持体上的分子结合后，可离开点阵支持体。本专利技术要解决的技术问题之二，是要描述制作生物试剂点阵的方法。特别要介绍如何使用不同的支持体材料和固定方法来制作点阵。本专利技术要解决的技术问题之三，就是要介绍如何使用改进的生物试剂点阵来检测生物分子及其性质，尤其是检测和对比细胞中蛋白质的表达及其在细胞内的位置。本专利技术提供了在检测蛋白及其它生物分子领域中使用生物点阵技术的方法。一种方法的一个重要特征是，当固定在第一个固相支持体上的抗体点阵与固定在第二个支持体上的蛋白样品相接触时，抗体能够与抗原特异性相结合，结合之后，当第一个支持体与固定在第二个支持体上的蛋白样品分开时，抗体能够保持与第二个支持体上的抗原的结合而与第一个支持体分开。在一个具体应用中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个用于检测生物分子的生物试剂点阵，其特征是此点阵至少有一个生物试剂被固定在第一个支持体上，当此点阵用来检测固定在第二个支持体上的生物分子时，固定在第一个支持体上的生物试剂与固定在第二个支持体上的生物分子相接触，至少一个生物试剂与所说的第二个支持体上的生物分子相结合，然后第一个支持体与第二个支持体分离，至少一个生物试剂离开所说的第一个支持体而结合在所说的第二个支持体上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王颖剑，
申请(专利权)人：王颖剑，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]