用于癌症的新型POCT诊断系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于癌症的POCT诊断系统，该系统可以快速识别早期癌症，可以诊断癌症的预后以增强抗癌剂等对癌症的治疗效果，并且能够以高灵敏度准确地确定癌症。本发明专利技术提供了磁性颗粒，其包括包含磁响应金属的核、围绕核并具有均匀厚度的壳层，以及引入到壳层上以捕获生物材料的捕获探针。每个捕获探针包括针对作为抗原的用于癌症诊断的生物标志物的抗体。为抗原的用于癌症诊断的生物标志物的抗体。为抗原的用于癌症诊断的生物标志物的抗体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于癌症的新型POCT诊断系统


[0001]本专利技术涉及一种用于癌症的新型POCT诊断系统，更具体地涉及一种能够快速识别早期癌症、诊断癌症预后以增强抗癌剂等对癌症的治疗效果的癌症POCT诊断系统，并能以高灵敏度准确地确定癌症。

技术介绍

[0002]体外诊断(IVD)是一种分析从人体采集的样本(例如血液、尿液和细胞)以诊断人体健康的技术。这种体外诊断方法包括免疫诊断、自我血糖监测和分子诊断。特别地，免疫诊断技术可用于通过基于抗原
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抗体反应确定特定致病蛋白的存在或不存在来诊断和跟踪多种疾病。然而，目标蛋白的浓度高于检测极限是使用免疫诊断技术的先决条件。由于这个缺点，已经开发了各种技术来放大由低浓度蛋白质产生的信号。
[0003]特别地，随着合成化学和生物科学的最新进展，各种目标分析物已经出现在各个领域，包括新药开发和诊断。据报道，有几种高度敏感的方法可以使用磁性颗粒检测微量的目标，该磁性颗粒确保信号的产生(期刊Regul.Mech.Biosyst.的2017年第9卷第2期第47
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55页的Modern magnetic immunoassay:Biophysical and biochemical aspects)。
[0004]传统的免疫诊断技术使用经二氧化硅改性的纳米级磁性颗粒表面。然而，这种二氧化硅改性的磁性颗粒不能有效地从发生免疫反应的孔中被提取或释放。即，小尺寸磁性颗粒通常以悬浮形式存在于溶液中，因此难以分离。出于这个原因，小尺寸磁性颗粒用于定性分析而不是定量分析。此外，传统的分析方法需要较长的测试时间并且涉及复杂的测试程序，因为它们一次只能测试一个磁性颗粒。
[0005]癌症是指人类细胞无限增殖的恶性肿瘤。癌症也指一种肿瘤，其尺寸不断增加并侵入并转移到外周器官，而不像良性肿瘤具有有限的转移速率并且不会侵入或转移到外周器官。CT和MRI被作为癌症的唯一诊断工具，但由于价格昂贵且需要专业的操作技能，因此难以用于中小型医院的诊断应用。此外，CT和MRI难以区分小型肿瘤，可能会提供高度假阴性结果，该结果取决于仅使用扫描检测癌症的医务人员的技能，其无法为患者提供准确的结果。CT和MRI诊断时间长，成本高，缺点是患者有暴露于辐射的风险，并且由于磁场导致体内金属成分异常。此外，CT和MRI难以区分小肿瘤，可能会提供高度假阴性结果，这取决于仅使用扫描检测癌症的医务人员的技能，无法为患者提供准确的结果。CT和MRI诊断时间长，成本高，并具有使患者有暴露于辐射的风险，由于磁场而导致体内金属成分异常的缺点。
[0006]因此，需要一种更准确、更安全的新型癌症诊断系统。癌症诊断应快速并准确，检测时间小于1小时，以适用于紧急情况并迅速告知患者结果，其应能够从少量样本中获得结果，并且需要一次以高灵敏度测试两种或更多种生物标志物。此外，癌症诊断需要简单的测试，该测试具有小尺寸系统，维护和管理成本低，适用于急诊室和中小型医院。
[0007]乳腺癌的诊断取决于它是HR(ER、PR)阳性、HER2阳性还是三阴性。由于抗癌剂对乳腺癌的疗效在个体中存在很大差异，因此有必要监测抗癌剂对个体的乳腺癌的治疗效果。因此，需要一种能够单独确定个体乳腺癌治疗效果的乳腺癌预后诊断系统。
[0008]颗粒蛋白前体(GP88)正在成为乳腺癌、肝癌、胆囊癌和肺癌的诊断标志物。特别地，据报道，颗粒蛋白前体(GP88)在监测个体抗癌治疗效果和诊断个体癌症预后方面非常有效(Vanessa Abellaet等人(2017)Drug Discovery Today；Tkaczuk,KR等人(2011)Breast Cancer；Abdulrahman等人(2019)Cancers；Serrero1等人(2012)Cancer Research)。因此，使用颗粒蛋白前体(GP88)作为标志物开发用于个体伴随诊断和乳腺癌预后的POCT诊断试剂盒有望增强抗癌剂对个体的治疗效果。

技术实现思路

[0009]本专利技术待解决的问题
[0010]本专利技术是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种包含磁性颗粒的癌症POCT诊断系统，其能够迅速识别早期癌症，诊断癌症的预后，提高抗癌剂对癌症的治疗效果等，并能够以高灵敏度准确判断癌症。
[0011]解决问题的手段
[0012]本专利技术的一个方面提供了一种磁性颗粒，其包括包含磁响应金属的核、围绕该核并具有均匀厚度的壳层，以及引入到该壳层上以捕获生物材料的捕获探针，其中每个捕获探针包含针对作为抗原的用于癌症诊断的生物标志物的抗体。
[0013]在一个实施例中，该癌症可以为乳腺癌、肺癌、肝癌、胆囊癌、卵巢癌、肾癌、白血病或胶质母细胞瘤。
[0014]在一个实施例中，该生物标志物可以包括GP88。
[0015]在一个实施例中，该磁性颗粒具有1ng/ml或更小的检测极限以及至少log3的动态范围。
[0016]在一个实施例中，该磁性颗粒可以具有两种或更多种不同的长度并且同时诊断两种或更多种类型的生物标志物。
[0017]在一个实施例中，壳表面的每单位面积(nm2)可以具有80个亲水性官能团。
[0018]在一个实施例中，该亲水性官能团可以是硅烷醇基或衍生自硅烷醇基的羧基、氨基、羟基、硫醇基或醛基。
[0019]在一个实施例中，该捕获探针与该壳层的表面的亲水性官能团连接。
[0020]在一个实施例中，该核占该磁性颗粒的总体积的60％或以上。
[0021]在一个实施例中，该壳层的平均表面粗糙度(Ra)可以为15nm或更小。
[0022]在一个实施例中，该壳层可以具有1至100μm的厚度。
[0023]在一个实施例中，该磁性颗粒可以是通过切割玻璃镀膜的金属微线获得的。
[0024]在一个实施例中，该磁性颗粒可以具有尺寸和比重，使得它们不会悬浮在水中。
[0025]在一个实施例中，该磁性颗粒可以是微棒的形式。
[0026]在一个实施例中，该微棒可以具有10至1000μm的长度。
[0027]在一个实施例中，该所述微棒的纵横比可以至少为2。
[0028]在一个实施例中，该生物标志物可以是一种存在于源自活生物体的样本溶液中的生物标志物。
[0029]本专利技术的另一方面提供了一种制备磁性颗粒的方法，包括(i)制备由玻璃制成的壳和包含磁性材料的核组成的磁性微棒，(ii)用酸性溶液处理该磁性微棒的表面以形成硅
烷醇基，(iii)将表面处理过的该磁性微棒浸入硅烷基溶液中以将硅烷化合物与该硅烷醇基结合，(iv)将硅烷分子的末端基团转化为能够与探针结合的末端基团，以及(v)将探针附接到该硅烷分子的末端基团，其中每个探针包含针对作为抗原的用于癌症诊断的生物标志物的抗体。
[0030]在一个实施例中，步骤(iv)可以通过将该磁性微棒浸入硅烷基溶液中6至24小时来执行。
[0031]在一个实施例中，该酸性溶液可以是硫酸和过氧化氢的混合物。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种磁性颗粒，包括：包含磁响应金属的核、围绕所述核并具有均匀厚度的壳层，以及引入到所述壳层上以捕获生物材料的捕获探针，其中每个捕获探针包含针对作为抗原的用于癌症诊断的生物标志物的抗体。2.根据权利要求1所述的磁性颗粒，其中，所述癌症为乳腺癌、肺癌、肝癌、胆囊癌、卵巢癌、肾癌、白血病或胶质母细胞瘤。3.根据权利要求2所述的磁性颗粒，其中，所述生物标志物包括GP88。4.根据权利要求1所述的磁性颗粒，其中，所述磁性颗粒具有1ng/ml或更小的检测极限以及至少log3的动态范围。5.根据权利要求1所述的磁性颗粒，其中，所述磁性颗粒具有两种或更多种不同的长度并且同时诊断两种或更多种类型的生物标志物。6.根据权利要求1所述的磁性颗粒，其中，壳表面的每单位面积(nm2)具有1至80个亲水性官能团。7.根据权利要求6所述的磁性颗粒，其中，所述亲水性官能团是硅烷醇基或衍生自硅烷醇基的羧基、氨基、羟基、硫醇基或醛基。8.根据权利要求6所述的磁性颗粒，其中，所述捕获探针与所述壳层的表面的亲水性官能团连接。9.根据权利要求1所述的磁性颗粒，其中，所述核占所述磁性颗粒的总体积的60％或以上。10.根据权利要求1所述的磁性颗粒，其中，所述壳层的平均表面粗糙度(Ra)为15nm或更小。11.根据权利要求1所述的磁性颗粒，其中，所述壳层能够具有1至100μm的厚度。12.根据权利要求1所述的磁性颗粒，其中，所述磁性颗粒是通过切割玻璃镀膜的金属微线获得的。13.根据权利要求1所述的磁性颗粒，其中，所述磁性颗粒的尺寸和比重使得它们不会悬浮在水中。14.根据权利要求1所述的磁性颗粒，其中，所述磁性颗粒是微棒的形式。15.根据权利要求14所述的磁性颗粒，其中，所述微棒具有10至1000μm的长度。16.根据权利要求14所述的磁性颗粒，其中，所述微棒的纵横比至少为2。17.根据权利要求1所述的磁性颗粒，其中，所述生物标志物是一种存在于源自活生物体的样本溶液中的生物标志物。18.一种制备磁性颗粒的方法，包括(i)制备由玻璃制成的壳和包含磁性材料的核组成的磁性微棒，(ii)用酸性溶液处理所述磁性微棒的表面以形成硅烷醇基，(iii)将表面处理过的所述磁性微棒浸入硅烷基溶液中以将硅烷化合物与所述硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑勇均，金珠镐，
申请(专利权)人：易兹代亚科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：