基于红外线(IR)定量生物分子的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及基于红外线(IR)定量生物分子的装置和方法。具体而言，本发明专利技术提供使用基于IR的技术定量样品中的一种或多种生物分子的方法、用于这样的方法中的样品架装置以及制造这样的样品架装置的方法。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于定量样品中的分析物的红外分光光度法领域和用于所述方法中的装置。
技术介绍
红外(IR)光谱法是研究实验室中用于分析样品的常用分析工具。电磁波谱的IR区从可见光区的低端(波数约HJOOcnT1)延伸至微波区(接近20CHT1)。通常，对于吸收IR的分子而言，该分子内的振动或转动必须引起该分子偶极矩的净变化。辐射的交替变化的电场与该分子的偶极矩的波动相互作用，并且如果辐射的频率与该分子的振动频率相匹配时，则所述辐射被吸收，由此引起分子振动幅度的变化。通常，对于生物分子例如蛋白质的定量分析，最常用的技术是比色法(例如考马斯蓝测定法、Lowry测定法、BCA测定法以及Pierce 660蛋白质测定法)和UV光谱技术(例如在280nm处的吸收)。在本领域已知的大多数定量方法中，在使用者每次进行定量时，使用者需要使用校正物(calibrant)生成校正曲线，所述校正物通常是与被定量的分析物相同的分子。
技术实现思路
本专利技术提供用于定量样品中的分析物特别是生物分子的改进的方法，其比本领域中已知的大多数方法需要更短的操作时间和更小的样品体积，并且不需要如本领域已知的大多数方法所需的任何特殊的样品准备步骤。另外，本专利技术的方法还避免了使用者在每次定量分析物时生成校正曲线的需要，并且也不需要所述校正物是与被定量的分析物相同的分子。本专利技术还提供用于所要求保护的方法中的装置。—方面，本专利技术提供用于定量样品中的一种或多种生物分子的基于IR的方法。在一种本专利技术的用于定量样品中的一种或多种生物分子的方法中，所述方法包括以下步骤(a)提供包含多孔膜的样品架，所述多孔膜包含被疏水区包围的用于容纳样品的亲水区；(b)使所述膜的所述亲水区与样品体积接触；(c)干燥所述膜上的所述样品体积；(d)将所述膜上的所述样品体积暴露于包含4000-40001^1光谱范围内或所述光谱范围的任意部分内的波长的红外光束，由此获得红外吸收光谱；其中所述红外吸收光谱中的一个或多个吸收峰面积与所述样品中的所述一种或多种生物分子的量相关。在另一本专利技术的用于定量样品中的一种或多种生物分子的方法中，所述方法包括以下步骤(a)提供包含多孔膜的样品架，所述多孔膜包含被疏水区包围的用于容纳样品的亲水区；(b)使所述膜的所述亲水区与样品体积接触；(c)干燥所述膜上的所述样品体积；(d)通过红外吸收检测步骤(C)后的所述样品体积中是否存在水分，并在必要时重复步骤(C)直到不能检出水分的存在；以及(e)将所述膜上的所述干燥的样品体积暴露于包含4000-400cm^光谱范围内或所述光谱范围的任意部分内的波长的红外光束，由此获得红外吸收光谱；其中所述红外吸收光谱中的一个或多个吸收峰面积与所述样品中的所述一种或多种生物分子的量相关。在所要求保护的方法的一些实施方案中，所述一种或多种生物分子选自核酸、蛋白质、脂质、多糖和脂多糖。示例性的脂多糖是内毒素。 在各种实施方案中，所述光谱中的一个或多个吸收峰面积各自与所述样品中的特定生物分子的量相关。在一些实施方案中，本专利技术的方法不需要在每次定量分析物时生成校正曲线。在本专利技术的一些实施方案中，将一条或多条校正曲线预载入所使用的仪器中，由此避免使用者每次想要定量样品中的分析物时生成校正曲线的需要。在定量蛋白质和肽的情况下，所述定量是基于存在于多肽分子中的酰胺键的数量或酰胺键的浓度，因此所述定 量与该分子的氨基酸序列无关。因此，与在每次定量分析物(例如蛋白质或肽)时需要生成校正曲线并且还需要所述校正物是与被定量的分析物相同的分子的本领域已知并使用的大多数方法不同，在本专利技术的方法中，可将任意蛋白质用作校正物来生成之后被预载入所使用的仪器中的校正曲线。相似地，在定量其它分析物例如核酸、碳水化合物等的情况下，可使用任意适合的校正物来生成被预载入所使用的仪器中的校正曲线。本专利技术的方法可用于定量具有非常小的样品体积的分析物。在所要求保护的方法的各种实施方案中，所述样品体积为O. 1-20 μ I。在一具体实施方案中，所述样品体积为约2-5 μ I或更小，或小于I μ I。在一些实施方案中，所述样品包括生物液体，例如血液、血浆、血清和尿液。在其它实施方案中，所述样品是环境样品、药物样品或食物样品。在其它实施方案中，所述样品是燃料样品。在一些实施方案中，所述样品包括细胞裂解产物或组织裂解产物。在各种实施方案中，所述样品是粗样品。在一些实施方案中，所述多孔膜是超滤膜。在其它实施方案中，所述多孔膜是微孔膜。在本专利技术的方法的一些实施方案中，所述多孔膜包含选自PVDF(聚偏氟乙烯)、PTFE (聚四氟乙烯)、亲水性PTFE和聚乙烯的高分子材料。在一具体实施方案中，多孔膜包含亲水性PTFE。然而，任意适合的高分子材料可用于本专利技术的方法中。高分子材料/膜的选择会在很大程度上取决于被定量的分析物。例如，使用与所关注的分析物在相同的波长处具有吸收和/或干扰吸光度测定的高分子材料是不期望的。在一些实施方案中，样品被点样于其上的多孔膜被包含于为方便起见被称作样品架的装置内。在一具体实施方案中，所述样品架是卡片形式，并且为方便起见被称作卡式样品架(sample holder card)。在所要求保护的方法的各种实施方案中，所述样品架包含多孔膜，所述多孔膜包含其中将所述样品体积容纳于所述膜上的区域。在一些实施方案中，用于容纳样品的所述区域包含疏水区内的亲水区，其中所述样品体积被容纳于所述亲水区内。在一些实施方案中，所述疏水区是通过用等离子体处理亲水性多孔膜而形成的。在其它实施方案中，所述疏水区是通过热处理亲水性多孔膜而形成的。在一些实施方案中，所述亲水区包含一个或多个疏水区点或者一条或多条疏水区线。重要的是将所述样品体积容纳于所述亲水区的直径内。所述亲水区的直径取决于所使用的IR仪器的光束直径，其中所述光束穿过被容纳于所述亲水区内的样品。为了有助于准确地定量，需要使亲水区的直径小于或等于IR光束的直径。这确保IR光束可照射到整个样品体积并且确保实现准确的定量。在一些实施方案中，所述样品架的亲水区的直径为2. Omm-9. 2mm。在一些实施方案中，所述亲水区的直径为3. 0mm-6mm。在一些实施方案中,被点样到膜上的样品体积包含表面活性剂。在一些实施方案中，在将样品点样到膜上之前或之后将表面活性剂点样到所述膜上。 附图说明图I是为将来的使用生成的示例性校正曲线。在某一天用BSA生成校正曲线(虚线)。在数天后(例如此处为4天后)准备4mg/ml的BSA样品，并根据之前生成的校正曲线进行检验。图2是本专利技术的示例性样品架的示意图。该示例性样品架是包含四个不同的用于施加样品溶液体积的膜点样孔(spot)的卡片，各点样孔包含被疏水区包围的亲水区。被称作样品点样孔1、2和3的点样孔用于点样在适合的缓冲液中含有所关注的生物分子的样品体积，而点样孔B是用于点样空白溶液或单独的缓冲液的体积。点样于点样孔1、2和/或3的样品体积可代表相同的样品溶液或由不同的样品溶液构成。图3是显示定量同一样品中的蛋白质和核酸的代表性实验结果的红外吸收光谱。该实验中使用的蛋白质是BSA。X-轴表示以cm—1为单位的波数，并且Y-轴表示吸光度单位。该图证明使用本专利技术的基于IR的方法能够定量同一样品中的DNA本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于定量样品中的一种或多种生物分子的方法，所述方法包括以下步骤：(a)提供包含多孔膜的样品架，所述多孔膜包含被疏水区包围的用于容纳样品的亲水区；(b)使所述膜的所述亲水区与样品体积接触；(c)干燥所述膜上的所述样品体积；(d)将所述膜上的所述样品体积暴露于包含4000？400cm？1光谱范围内或4000？400cm？1光谱范围的任意部分内的波长的红外光束，由此获得红外吸收光谱；i)其中所述红外吸收光谱中的一个或多个吸收峰面积与所述样品中的所述一种或多种生物分子的量相关。

【技术特征摘要】
2011.04.14 US 61/475，4341.用于定量样品中的一种或多种生物分子的方法，所述方法包括以下步骤 (a)提供包含多孔膜的样品架，所述多孔膜包含被疏水区包围的用于容纳样品的亲水区； (b)使所述膜的所述亲水区与样品体积接触； (c)干燥所述膜上的所述样品体积； (d)将所述膜上的所述样品体积暴露于包含4000-4000^1光谱范围内或4000-4000^1光谱范围的任意部分内的波长的红外光束，由此获得红外吸收光谱； i)其中所述红外吸收光谱中的一个或多个吸收峰面积与所述样品中的所述一种或多种生物分子的量相关。2.权利要求I的方法，其中所述一种或多种生物分子选自核酸、蛋白质、脂质、多糖和脂多糖。3.权利要求2的方法，其中所述脂多糖是内毒素。4.权利要求I的方法，其中所述方法不需要使用者在每次分析样品以定量所述一种或多种生物分子时生成校正曲线。5.权利要求I的方法，其中样品体积为O.1-20 μ I。6.权利要求5的方法，其中样品体积为Iμ I或更小。7.权利要求I的方法，其中所述多孔膜被包含于装置内。8.权利要求7的方法，其中所述装置是卡式样品架。9.权利要求I的方法，其中所述样品包括生物液体。10.权利要求9的方法，其中所述生物液体选自血液、血浆、血清和尿液。11.权利要求I的方法，其中所述样品包括细胞裂解产物或组织裂解产物。12.权利要求I的方法，其中所述样品是粗样品。13.权利要求8的方法，其中所述卡式样品架包含多孔膜，所述多孔膜包含其中将所述样品容纳于所述膜上的区域。14.权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·切尔诺卡尔斯卡亚，V·乔西，P·克拉克，C·乌特札特，R·阿玛拉，T·S·里德尔，
申请(专利权)人：EMD密理博公司，
类型：发明
国别省市：