本发明专利技术涉及使用ＳＩＭＳ技术检测和定量样品中多种生物分子的存在或不存在的方法，以及所述方法中所使用的阵列。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用同位素标记和二次离子质谱检测和定量生物分子例如DNA、RNA 或蛋白质的方法，还涉及设计用于实施所述方法的阵列。
技术介绍
在六十年代早期，Castaing和Slodzian开发了使用二次离子的滤质发射离子显 微技术(mass-filtered emission ion microscopy),该技术成为后来称作二次离子质谱 (SIMS)的技术的一部分。使用该技术，离子束(一次离子束)用作探针以将样品的表面原 子层溅射成原子或原子簇，其小部分离子化。在SIMS仪器中，这些二次离子根据质量分离， 然后用于测量二次离子流，从而产生例如所分析表面的定量原子质量图像。SIMS已经成为半导体和表面科学研究、地球化学、有机材料的鉴定以及宇宙化学 的主要研究工具。但是，离子显微术主要由于其横向分辨率差(1-0.5μπι)和质量分离能力 不足，长期以来被认为只是用于解决生命科学问题的边缘方法。技术和概念的进步，特别是精细聚焦的一次离子束的使用，使得横向分辨能力和 质量分辨率均有显著的提高。因此SIMS显微术已经成为了非常有用的成像工具。例如， Lechene等人能够使用SIMS技术对单个静纤毛(耳蜗的内细胞的机械感应细胞器)进行成 像(Lechene等，Journal of Biology，2006，5 :20)。在另一实验中，他们能够研究在1N气 氛中培养的细菌的固氮作用。使用SIMS技术还使得Lechene等人能够定位、定量和比较单 个细胞中和亚细胞结构中的固氮作用(Lechene等，Science，2007，317 :1563)。因此，SIMS 技术目前广泛地应用于细胞或组织的成像，并且其也是一种有力的诊断工具。SIMS技术也用于检测未标记的DNA对肽核酸(PNA)微阵列的杂交(Brandt等， 2003, Nucleic Acids Research, 31 19)。在这些实验中，通过SIMS检测作为核酸的组成部 分但在PNA中却完全不存在的磷酸酯而实现PNA/DNA或PNA/RNA双联体(duplex)的可视 化。本专利技术目的在于提供一种使用SIMS技术检测和定量样品中的多种生物分子的存 在或不存在的方法。Brandt等人所描述的方法具有以下缺点(i)其只能与PNA探针或不 含有磷酸酯的探针一起使用，以及(ii)其不能定量探针/靶之间的相互作用。因此，申请 人目的在于提供一种可应用于大量样品以使用SIMS技术检测和定量各样品中探针/靶的 大量相互作用的通用方法，所述相互作用的检测和定量通过计算探针/靶的同位素比确定 (见图1)。专利技术概述本专利技术涉及包括具有导电表面的基本为平面的基底和含有探针的多个离散区域 的阵列，所述探针以至少一种稀有的、稳定或不稳定的同位素或外源同位素标记。根据一种实施方案，所述具有导电表面的基本为平面的基底为硅片。根据一种实施方案，所述探针以至少一种选自2Hj3C^l17CK wo、33s、34s和％的稳定的重同位素标记，或者以至少一种选自3H和mC的不稳定的同位素标记，或者以至少一种 选自和81Br的外源同位素标记。根据一种实施方案，所述阵列是微阵列，其中各离散区域的长度、宽度或直径尺寸 之一为 Ιμ 至 1000 μ m。根据一种实施方案，各离散区域是包含探针的微米孔，所述探针以至少一种稀有 的、稳定或不稳定的同位素或外源同位素标记。根据一种实施方案，所述阵列是纳米阵列，其中各离散区域的长度、宽度或直径尺 寸之一为Inm至lOOOnm。根据一种实施方案，各离散区域是包含探针的纳米孔，探针以至少一种稀有的、稳 定或不稳定的同位素或外源同位素标记。根据一种实施方案，各微米孔包含多个纳米孔，并且所述纳米孔包含以至少一种 稀有的、稳定或不稳定的同位素或外源同位素标记的探针。本专利技术涉及用于检测和定量至少一种样品中的至少一种生物分子的存在或不存 在的方法，包括(a)使所述至少一种样品与上述阵列接触，(b)洗涤并干燥阵列，(c)通过SIMS检测并计数常见二次离子(common secondary ion)与相应的稀有 二次离子(rare secondary ion)。根据一种实施方案，将各待测样品与阵列的一个或多个离散区域接触。根据一种实施方案，所述待测样品是单个细胞。根据一种实施方案，所述方法用于测定测试样品的分子图谱(molecularatlas)， 其中所述分子图谱确定所述样品的转录组(transcriptome)、蛋白质组、脂质组 (Iipidome)、代谢组(metabolome)、糖组(glycome)和 / 或相互作用组(interactome)。根据一种实施方案，所述方法用于在需要的受试者中预测患疾病的倾向，或用于 诊断疾病。根据一种实施方案，所述方法用于监测施用于患者以治疗疾病的治疗剂的疗效。根据一种实施方案，所述方法用于筛选治疗剂。附图说明图1 探针与其靶蛋白结合的SIMS检测原理示意图。生物分子(探针和靶)被碎 裂成原子水平的碎片(动态SIMS条件)。因此，各个单个探针/靶的偶联物产生数百个1N 和14N原子(在实际的试验中为CN-分子二次离子的形式)，这些原子易于在SIMS分析器中 计数(扩增)。测得wNz^N同位素比例的增大可定量与抗体结合的那些靶蛋白。图2 =DIR的增大或减小，取决于探针或靶是否标记。图3 :1 同位素分数。图4 =13C同位素分数。专利技术详细说明定义本文所用的术语“核酸”表示由核苷酸(例如脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸)组成的聚合物，或可以以类似于两个天然存在的核酸的序列特异性的方式与天然存在的核酸 杂交(例如可参与Watson-Crick碱基对相互作用)的合成产生的化合物，例如PNA。本文所用的术语“核糖核酸”和“RNA”表示由核糖核苷酸组成的聚合物。本文所用的术语“脱氧核糖核酸”和“DNA”表示由脱氧核糖核苷酸组成的聚合物。本文所用的术语“寡核苷酸”表示约10至100个核苷酸，最高200个核苷酸长度 的单链核苷酸多聚体。本文所用的术语“样品”是指物质或物质的混合物，通常(但不是必须)为流体形 式，含有一种或多种感兴趣的组分。术语“核苷”和“核苷酸”意图包括不仅含有已知的嘌呤和嘧啶碱基，还含有其他 经修饰的杂环碱基的那些部分。所述修饰包括甲基化嘌呤或嘧啶、酰基化嘌呤或嘧啶、烷基 化核糖或其它杂环。另外，术语“核苷”和“核苷酸”包括不仅含有常规的核糖和脱氧核糖， 也含有其它糖的那些部分。修饰的核苷或核苷酸也包括在糖部分上的修饰，例如其中一个 或多个羟基被卤原子或脂肪族基团代替，或官能化为醚、胺等。本文所用的术语“蛋白质”是指通过肽键连接在一起的氨基酸残基的聚合物。本 文所用的术语涉及任何大小、结构或功能的蛋白质、多肽和肽。但是，蛋白质通常至少为六 个氨基酸的长度。优选地，如果蛋白质是短肽，则其至少为约10个氨基酸残基的长度。蛋 白质可以是天然存在的、重组的或合成的或它们的任何组合。蛋白质也可以仅是天然存在 的蛋白质或肽的片段。蛋白质可以是单个分子或是多分子的复合物。术语蛋白质也可应用 于其中一个或多个氨基酸残基是天然存在的氨基酸的相应的人造化学类似物的氨基酸聚 合物。其中一个或多个氨基酸残基是“非天然”的氨基酸(不对应于本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种阵列，包含具有导电表面的基本为平面的基底和多个离散区域，所述多个离散区域含有以至少一种稀有的、稳定或不稳定的同位素或外源同位素标记的探针。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：卡米耶·里波尔，
申请(专利权)人：鲁昂大学，
类型：发明
国别省市：FR
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