一种用于病毒和生物标志物检测的方法技术

本文公开了一种检测测试样本中存在或不存在分析物的方法，该方法基于使用用于分析物的运动抵抗颗粒(例如包被有第一感测元件的非磁性颗粒)以及使用用于分析物的力驱动颗粒(例如包被有第二感测元件的超顺磁性颗粒)以形成运动抵抗颗粒

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种用于病毒和生物标志物检测的方法
[0001]相关申请的引用
[0002]本申请要求于2020年5月12日提交的新加坡申请号10202004395T的优先权，其公开内容通过引用并入本文。


[0003]本专利技术一般涉及病毒和生物标志物检测领域。特别地，本专利技术涉及纳米至微米颗粒用于在力(例如机械力，其继而可以通过例如但不限于磁场等方式施加)的作用下进行分析物检测的用途。

技术介绍

[0004]对于微生物和病毒检测，目前可采用基于病毒RNA或DNA的技术，例如基于RT
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PCR的测定(Ian M.Mackay等人,核酸研究(Nucleic Acids Res),2002,30(6):1292
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1305)。目前可采用基于抗体的检测，例如1)酶联免疫吸附测定(ELISA,Eva Engvall和Peter Perlmann,免疫学杂志(J Immunol),1972,109(1):129
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135)，2)基于免疫金标记的测定，和3)化学发光微粒免疫测定(Abbott Laboratories Inc.)。其他诊断方法，例如基于表面等离子共振(SPR)的测定，依赖于表面等离子共振信号。基于SPR的测定中的表面非特异性相互作用的干扰可能导致假阳性信号。这些方法通常昂贵、耗时，并且主要是基于中心实验室的测定。除了上述技术之外，基于侧向流的测定提供了方便、快速和低成本的诊断方法。然而，此类方法通常遇到灵敏度或特异性不足的问题。
[0005]需要开发具有不同检测原理的用于病毒和生物标志物检测的方法，以克服或改善现有技术的一个或多个限制。

技术实现思路

[0006]此处我们描述了用于在广泛的环境条件下检测病毒的通用无荧光标记的方法，其基于特异性相互作用的机械选择而具有单颗粒灵敏度和增强的特异性。这种新方法能够对怀疑的人样本中的特定病毒和病毒感染诱导的抗体进行快速、低成本的即时(point
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of
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care)诊断和家庭自我诊断。它还可以作为用于开发病毒进入抑制剂的新平台。
[0007]此处描述的方法原理也适用于快速、准确和灵敏地检测任何其他多价靶标，例如生物标志物、外泌体、抗体、病原体相关分子、污染物等。该方法可作为疾病诊断、生物药物开发和环境监测的新平台。
[0008]在第一方面，本公开涉及一种检测测试样本中存在或不存在分析物的方法，该方法包括以下步骤：
[0009]a)将多个运动抵抗颗粒和多个力驱动颗粒与所述测试样本孵育以形成测试混合物，其中所述运动抵抗颗粒包被有第一感测元件并且所述力驱动颗粒包被有第二感测元件，第一感测元件和第二感测元件均能够与分析物特异性结合，其中当测试样本中存在分析物时，所述分析物分别与所述运动抵抗颗粒和所述力驱动颗粒上的所述第一感测元件和
所述第二感测元件结合，以形成结合的运动抵抗/分析物/力驱动颗粒缀合物；
[0010]b)将步骤a)的测试混合物添加到黏性介质中并向力驱动颗粒施加力，以在存在所述结合的运动抵抗/分析物/力驱动颗粒缀合物时，将其与未结合的运动抵抗颗粒和未结合的力驱动颗粒分离。
[0011]有利地，该方法是通用的并且不需要使用荧光标记，以在广泛的环境条件下检测一系列分析物(包括病毒)。通过施加力(例如机械力)实现的机械选择进一步增强了检测的特异性，因为在施加机械力的情况下，特异性连接的颗粒
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颗粒缀合物比非特异性缀合物解离的速度慢。对特异性连接的颗粒
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颗粒缀合物的数量进行计数使得检测具有单颗粒灵敏度和检测精度。该方法能够快速诊断病毒感染，并可作为开发病毒进入抑制剂的平台。这对于需要进行快速诊断的临床环境非常有利。此外，由于该方法易于使用，该方法可用于病毒感染的家庭自我诊断。
[0012]进一步有利地，当应用于病毒检测时，该方法不需要从病毒中提取核酸、进行RNA病毒的逆转录(RT)或PCR扩增，因此避免了在多步骤过程中样本量的显著损失。该方法还可用于富集低浓度样本中的分析物以进行下游分析，例如测序。该方法可以在小样本量上进行，例如刺破手指的血滴。由于其以机械方式增强的特异性和单颗粒灵敏度，它可以检测低浓度的分析物，例如皮摩尔至飞摩尔浓度的样本。
[0013]在第二方面，本公开涉及一种感测试剂盒，该感测试剂盒包括：
[0014]多个运动抵抗颗粒；和
[0015]多个力驱动颗粒，
[0016]其中所述运动抵抗颗粒和力驱动颗粒分别包被有能够与测试样本中的靶分析物特异性结合的第一感测元件和第二感测元件。
[0017]在第三方面，本公开涉及一种用于检测测试样本中存在或不存在分析物的系统，该系统包括：
[0018]a)多个运动抵抗颗粒和多个力驱动颗粒，其中所述运动抵抗颗粒包被有第一感测元件并且所述力驱动颗粒包被有第二感测元件，其中在存在分析物时，第一感测元件和第二感测元件均能够与分析物特异性结合，以形成结合的运动抵抗/分析物/力驱动颗粒缀合物；和
[0019]b)包括黏性介质和力的分离装置，在存在所述结合的运动抵抗/分析物/力驱动颗粒缀合物时，所述分离装置能够将所述结合的运动抵抗/分析物/力驱动颗粒缀合物与未结合的运动抵抗颗粒和未结合的力驱动颗粒分离。
[0020]在第四方面，本公开涉及如本文所述的感测试剂盒或系统用于病毒和生物标志物检测的用途。
[0021]有利地，感测试剂盒或系统的用途可以被设计用于，例如，用于使用人样本的实际临床试验的病毒检测。使用力，(其可以是机械力，例如磁场产生的磁力)，通过黏性介质进行选择和分选，这可以最大限度地减少假阳性和假阴性信号的可能性。该检测方法稳健、无荧光标记、快速且可用于家庭自我诊断。
[0022]定义
[0023]本文使用的以下词语和术语应具有所示含义：
[0024]如本文所用，术语“缀合物”是指与运动抵抗颗粒连接的分析物颗粒，并且该分析
物颗粒还与力驱动颗粒连接，以形成结合的运动抵抗/分析物/力驱动颗粒。
[0025]如本文所用，术语“二聚化(dimerization)”或“二聚化的”或“二聚化(dimerize)”是指在两个颗粒之间形成键。
[0026]如本文所用，术语“非特异性结合”或“非特异性相互作用”是指不由靶分析物形成的二聚化颗粒，其通常由可通过施加力破坏的弱相互作用引起。
[0027]术语“力驱动颗粒”是指这样的颗粒：当向该颗粒施加力时，该颗粒能够被吸引(或排斥)，导致其在介质(例如黏性介质)中移动。
[0028]术语“运动抵抗颗粒”是指不移动的颗粒(处于未结合状态)，因为未向这种颗粒施加力。在运动抵抗颗粒与分析物和力驱动颗粒形成缀合物的情况下，鉴于存在力驱动颗粒，这种缀合物可以响应于力而移动，但由于从黏性介质施加到运动抵抗颗粒上的阻力而以较慢的速度移动，从而缀合物的移动速度比未结合的力驱动颗粒的移动速度慢(因为运动抵抗颗粒阻碍或减本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种检测测试样本中存在或不存在分析物的方法，所述方法包括以下步骤：a)将多个运动抵抗颗粒和多个力驱动颗粒与所述测试样本孵育以形成测试混合物，其中所述运动抵抗颗粒包被有第一感测元件并且所述力驱动颗粒包被有第二感测元件，所述第一感测元件和所述第二感测元件均能够与所述分析物特异性结合，其中当所述测试样本中存在所述分析物时，所述分析物分别与所述运动抵抗颗粒和所述力驱动颗粒上的所述第一感测元件和所述第二感测元件结合，以形成结合的运动抵抗/分析物/力驱动颗粒缀合物；b)将步骤a)的所述测试混合物添加到黏性介质中并向所述力驱动颗粒施加力，以在存在所述结合的运动抵抗/分析物/力驱动颗粒缀合物时，将其与未结合的运动抵抗颗粒和未结合的力驱动颗粒分离。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括步骤c)在将所述结合的运动抵抗/分析物/力驱动颗粒缀合物与所述未结合的运动抵抗颗粒和所述未结合的力驱动颗粒分离之后，对所述结合的运动抵抗/分析物/力驱动颗粒缀合物进行定量。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述运动抵抗颗粒的尺寸在1μm至100μm的范围内。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述运动抵抗颗粒选自由以下组成的组：聚苯乙烯(PS)、聚乳酸
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羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚(ε
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己内酯)(PCL)、聚丙烯酸酯(PA)、聚乳酸(PLA)、聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯)(PGMA)、三聚氰胺树脂、二氧化硅、水凝胶和脂质膜囊泡。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述力驱动颗粒的尺寸在10nm至50μm的范围内。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中当所述力驱动颗粒是磁性颗粒时，所述磁性颗粒选自由以下组成的组：铁、钴、镍、其合金、其氧化物及其组合。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述黏性介质具有0.01Pa.s至10Pa.s范围内的黏度；并且其中所述黏性介质选自由以下组成的组：甘油、橄榄油、亚麻籽油、机油、糖浆、铁磁流体、拥挤剂溶液、具有一种或多种增稠剂的基液及其混合物。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述分析物具有多个等效的用于与所述第一感测元件和所述第二感测元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：严洁，李戎，卢琛，赵小丹，周宇，乐世敏，
申请(专利权)人：新加坡国立大学，
类型：发明
国别省市：