用于使用比色免疫传感器检测口腔样品中SARS-CoV-2的体外方法及相关的比色免疫传感器技术

本文描述了一种用于使用比色免疫传感器检测选自唾液和痰的口腔生物样品中的SARS

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于使用比色免疫传感器检测口腔样品中SARS
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CoV
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2的体外方法及相关的比色免疫传感器
[0001]本专利技术的领域
[0002]本专利技术涉及一种用于通过使用比色免疫传感器检测口腔生物样品中SARS
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2的体外方法及相关的比色免疫传感器。
[0003]技术的陈述
[0004]在研究和诊断领域中，比色法类光学生物传感器由于其通用性、易用性和能够达到分析物的极低检测极限(limit of detection，LOD)而变得越来越重要。
[0005]在光学生物传感器中已知基于金纳米颗粒的比色生物传感器称为局域表面等离子体共振(Localized Surface Plasmon Resonance，LSPR)，以监测在待检测的分析物与金纳米颗粒之间的相互作用之后形成不同尺寸的簇时的颜色变化，该比色生物传感器利用金纳米颗粒的物理性质。
[0006]光学转导物(transducer)对于微生物的直接检测(无标记)是特别令人感兴趣的。这些传感器被设计成检测当细胞附着到固定在转导物表面上的受体时发生的折射率或厚度的最小转换，将分子的浓度、质量或数量的变化与光特性的直接变化相关联。传感机制是基于将与待检测靶标结合产生的信号转换成可被放大和检测的物理信号。纳米材料的特征在于尺寸极小，并且可以对纳米材料进行合适的表面修饰，该纳米材料允许与生物分子靶标的高度特异性相互作用，从而在生物检测领域中显示出巨大的潜力。
[0007]更一般地，金纳米颗粒在广泛的学科中得到应用，这些学科包括磁性流体、催化、生物技术/生物医学、磁共振成像和环境修复。在大多数这些应用中，当这些纳米颗粒的尺寸小于临界值时，观察到它们具有更好的功能性，该临界值取决于材料，但通常约为10
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20nm。
[0008]基于抗原与相应抗体之间相互作用的特异性的、用于测定目标分析物的生物传感器通常被称为免疫传感器。抗体固定化程序是这些设备的构造中的关键步骤，因为电极表面上的抗体分子的取向显著影响生物传感器的性能。事实上，形成具有其结合位点良好取向并面向抗原的抗体层改善了生物传感器的效率，使固定化方法的选择成为构建免疫传感器时要考虑的最重要方面之一。通常，抗体固定方法涉及这些分子的物理或化学吸附。
[0009]在最简单的吸附程序中提及使用抗体与表面之间的离子或静电键、疏水相互作用和范德华键、且不需要对蛋白质进行化学修饰的方法(Sharma、Byrne和Kennedy，2016；Um等人，2011)。上述方法的主要缺点是抗体是随机取向的，且因此可能不能适当地暴露抗原结合位点。
[0010]固定抗体的更有效的方法是基于在抗体于金表面之间形成共价键(Alves、Kiziltepe和Bilgicer，2012；Ho等人，2010；Vashist等人，2011；Rahman等人，2007)。例如，生物素化的抗体可以固定在用链霉抗生物素蛋白或抗生物素蛋白修饰的表面上(Barton等人，2009；Ouerghi等人，2002)或者抗体可以固定在用蛋白质(诸如，蛋白质A或蛋白质G)修饰的表面上(J.E.Lee等人，2013；Inkpen等人，2019；Sharafeldin和Rusling，2019；Fowler、Stuart和Wong，2007)。最后，在过去十年中已经开发了涉及在聚合物基质中捕获的抗体的
固定化方法(Sun等人，2011；Bereli等人，2013；Moschallski等人，2013；Yamazoe，2019)。
[0011]在可能的固定化策略中，自组装单层(self
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assembled monolayer，SAM)的形成是用于构建免疫传感器最广泛使用的方法之一。例如，抗体在电极的金表面上的取向固定化可以通过利用硫醇羧酸的SAM的形成(Barreiros dos Santos等人，2013；Malvano、Pilloton和Albanese，2018；Wan等人，2016)或通过将抗体固定在电化学沉积的半胱胺层上(Malvano、Pilloton和Albanee，2018)来实现。此外，最近也报道了使用交联剂(诸如戊二醛)，特别是用于在聚苯胺基底上固定抗大肠杆菌抗体，在检测这种细菌中具有令人感兴趣的结果(Chodwhury等人，2012)。因此，SAM被广泛用作以取向方式将抗体固定在金表面上的连接物，尽管它们在各种应用中显示出许多优点，但是为了理解和控制它们的物理和化学性质，仍然存在几个方面需要考虑(Vericat等人，2010；Mandler和Kraus
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Ophir，2011；Chaki和Vijayamohanan，2002)。金表面上的自组装单层通常表示为其中分子处于完美包装构型(packed configuration)的完美单层。实际上，这种想法与现实相差甚远，并且SAM的质量控制在许多应用中是关键点。良好组装的单层的构造强烈依赖于所用化学试剂和溶液的纯度，并且甚至存在最小量污染物，例如作为硫醇化合物中典型杂质的硫醇化分子也可能导致不均匀并因此是不理想的层(C.Y.Lee等人，2005)。
[0012]近年来，在文献中发表的研究中描述了不同类型的免疫传感器。
[0013]Iarossi,M等人(2018)(“Colorimetric Immunosensor by Aggregation of Photochemically Functionalized Gold Nanoparticles”ACS Omega 3,4,3805
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3812)描述了一种利用金纳米颗粒的表面等离子体共振现象的比色免疫传感器，以及这种系统用于检测人IgG免疫球蛋白中的应用。
[0014]Liu Y等人(2015)(“Colorimetric detection of influenza A virus using antibody
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functionalized gold nanoparticles”Analyst 140(12)3989
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3995)研究了基于用抗血凝素单克隆抗体修饰的金纳米颗粒的比色免疫传感器测定甲型流感病毒的用途。然而，在该文件中没有提供免疫传感器的临床疗效的证据。
[0015]在Della Ventura B等人(2020)(“Colorimetric Test for Fast Detection of SARS
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2in Nasal and Throat Swabs”MedRixv doi:https://doi.org/10.1101/2020.08.15.20175489和ACS Sensors 5,3043
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3048)描述的研究涉及比色免疫传感器用于检测鼻咽拭子中的SARS
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2冠状病毒的用途。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于检测受试者的口腔生物样品中SARS
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2病毒体的体外方法，所述口腔生物样品选自唾液和痰，所述方法包括以下步骤：a)使所述生物样品与金捕获纳米颗粒的胶体悬浮液接触，从而获得反应混合物，所述金捕获纳米颗粒在其表面上携带至少一种能够结合SARS
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2表面抗原的抗体，所述抗原选自由以下构成的组：膜蛋白(M)、包膜蛋白(E)、刺突蛋白(S)及它们的任何组合；以及(b)测定所述反应混合物中在所述SARS
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2病毒体表面上金纳米颗粒簇的形成，所述簇由所述抗体与所述抗原之间的相互作用产生，所述测定通过检测所述反应混合物的光学参数的变化来进行，所述反应混合物的光学参数的所述变化指示所述口腔生物样品中所述SARS
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2病毒体的存在。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光学参数的变化是通过肉眼能够检测的所述反应混合物的颜色变化。3.根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括将所述反应混合物的检测到的颜色与比色标度进行比较的步骤。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光学参数的变化是在可见光范围内的预定波长下、优选在560nm下测量的所述反应混合物的透射率值的降低。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光学参数的变化是在可见光范围内的预定波长下、优选在560nm下测量的所述反应混合物的吸光度值的增加。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光学参数的变化是在200nm与700nm之间的波长范围中所述反应混合物的吸收光谱下的面积的增加。7.根据权利要求1所述的方法，所述方法处于竞争性形式，其中，所述金捕获纳米颗粒的胶体悬浮液包含选自由以下构成的组的盐：柠檬酸钠、氯化钠、磷酸钾、磷酸钠、氯化钙、氯化钾及它们的任何组...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡尼娅，
申请(专利权)人：基因技术股份公司，
类型：发明
国别省市：