用于可检测的标记的靶标定位锚定的方法和组合物技术

本发明专利技术提供了用于检测分子靶标和其它目标分析物的高反应性的官能化的基底和接头分子，还提供了利用它们的试剂盒、反应混合物和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于可检测的标记的靶标定位锚定的方法和组合物相关申请的交叉引用本申请要求2011年2月16日提交的美国临时专利申请号61／443,560的优先权，其通过引用整体并入本文和用于所有目的。
技术介绍
许多用于检测生物分子的流行方法依赖于荧光染料的应用，所述荧光染料作为生物分子的标记来使用。在不使用具有大台面面积的高成本仪器的情况下，检测通常需要至少数千个荧光染料分子。其它技术利用磁性传感器阵列来检测具有用作标记的磁性颗粒的生物分子。这些方案利用与在计算机硬盘驱动器中的那些类似的敏感的磁性传感器。但是，存在限制目前可得到的方法用于以高灵敏度检测生物分子的能力的技术问题。例如，在生物分子的大小和质量相对于用于检测的标记之间可能存在大差异，这使得难以将标记锚定在基底表面上进行检测。本公开内容解决了这些问题并提供了有关的优点。
技术实现思路
提供了用于检测分子靶标和其它目标分析物的高反应性的官能化的基底和接头分子，还提供了利用它们的试剂盒、反应混合物和方法。在第一方面，本公开内容提供了一种官能化的基底，其包括：支持材料；一个或多个靶标特异性的捕获探针，其结合至所述支持材料的表面；和多个合成的非天然存在的分子，其结合至所述支持材料的表面；其中所述合成的非天然存在的分子中的每一个包括芳族的形成共价键的反应基团，所述反应基团的存在浓度大于在天然存在的蛋白或核酸中存在的浓度。在第一方面的一个实施方案中，所述芳族的形成共价键的反应基团中的一个芳族的形成共价键的反应基团位于所述合成的非天然存在的分子之一的暴露末端处。在第一方面的一个实施方案中，所述合成的非天然存在的分子既不含有酪氨酸，也不含有胸腺嘧啶。在第一方面的一个实施方案中，所述官能化的基底每单位面积包括的形成共价键的反应基团的数目比在天然存在的蛋白或组织中存在的数目大。在第一方面的一个实施方案中，与天然存在的蛋白或核酸的形成共价键的反应基团相比，所述合成的非天然存在的分子中的每一个包括具有更大反应性的形成共价键的反应基团。在第一方面的一个实施方案中，所述合成的非天然存在的分子中的每一个包括具有比胸腺嘧啶和酪氨酸更大反应性的形成共价键的反应基团。在第一方面的一个实施方案中，所述支持材料包括硅。在第一方面的一个实施方案中，所述合成的非天然存在的分子中的每一个包括树枝状聚体(dendrimer)结构。在第一方面的一个实施方案中，所述合成的非天然存在的分子中的每一个包括酪氨酸氨基酸。在第一方面的一个实施方案中，所述合成的非天然存在的分子中的每一个包括酚-甲酸共聚物。在第一方面的一个实施方案中，其中所述合成的非天然存在的分子中的每一个包括酚和氨基基团。在第一方面的一个实施方案中，所述合成的非天然存在的分子中的每一个包括赖氨酸和酪氨酸氨基酸。在第一方面的一个实施方案中，所述合成的非天然存在的分子中的每一个包括酪胺或酪胺衍生物。在第一方面的一个实施方案中，所述合成的非天然存在的分子中的每一个包括胸腺嘧啶或胸腺嘧啶衍生物。在第一方面的一个实施方案中，所述合成的非天然存在的分子是包含形成共价键的反应基团的多肽，所述反应基团的存在浓度大于在天然存在的蛋白中存在的浓度。在第一方面的一个实施方案中，所述合成的非天然存在的分子是包含形成共价键的反应基团的寡核苷酸，所述反应基团的存在浓度大于在天然存在的寡核苷酸中存在的浓度。在第一方面的一个实施方案中，所述官能化的基底包括多个靶标特异性的捕获探针，其中所述靶标特异性的捕获探针是寡核苷酸。在第一方面的一个实施方案中，所述官能化的基底包括多个靶标特异性的捕获探针，其中所述靶标特异性的捕获探针是多肽。在一个这样的实施方案中，所述多肽是抗体或其片段。在第二方面，本公开内容提供了一种可检测的标记颗粒，其包括：用多个合成的非天然存在的分子官能化的表面，所述分子结合至所述支持材料的表面；其中所述合成的非天然存在的分子中的每一个包括芳族的形成共价键的反应基团，所述反应基团的存在浓度大于在天然存在的蛋白或核酸中存在的浓度。在第二方面的一个实施方案中，所述芳族的形成共价键的反应基团中的一个芳族的形成共价键的反应基团位于所述合成的非天然存在的分子之一的暴露末端处。在第二方面的一个实施方案中，所述合成的非天然存在的分子既不含有酪氨酸，也不含有胸腺嘧啶。在第二方面的一个实施方案中，所述官能化的基底每单位面积包括的形成共价键的反应基团的数目比在天然存在的蛋白或组织中存在的数目大。在第二方面的一个实施方案中，与天然存在的蛋白或核酸的形成共价键的反应基团相比，所述合成的非天然存在的分子中的每一个包括具有更大反应性的形成共价键的反应基团。在第二方面的一个实施方案中，所述合成的非天然存在的分子中的每一个包括具有比胸腺嘧啶和酪氨酸更大反应性的形成共价键的反应基团。在第二方面的一个实施方案中，所述合成的非天然存在的分子中的每一个包括树枝状聚体结构。在第二方面的一个实施方案中，所述合成的非天然存在的分子中的每一个包括酪氨酸氨基酸。在第二方面的一个实施方案中，所述合成的非天然存在的分子中的每一个包括酚-甲酸共聚物。在第二方面的一个实施方案中，所述合成的非天然存在的分子中的每一个包括酚和氨基基团。在第二方面的一个实施方案中，所述合成的非天然存在的分子中的每一个包括赖氨酸和酪氨酸氨基酸。在第二方面的一个实施方案中，所述合成的非天然存在的分子中的每一个包括酪胺或酪胺衍生物。在第二方面的一个实施方案中，所述合成的非天然存在的分子中的每一个包括胸腺嘧啶或胸腺嘧啶衍生物。在第二方面的一个实施方案中，所述合成的非天然存在的分子是包含形成共价键的反应基团的多肽，所述反应基团的存在浓度大于在天然存在的蛋白中存在的浓度。在第二方面的一个实施方案中，所述合成的非天然存在的分子是包含形成共价键的反应基团的寡核苷酸，所述反应基团的存在浓度大于在天然存在的寡核苷酸中存在的浓度。在第二方面的一个实施方案中，所述颗粒包括磁性材料。在第三方面，本公开内容提供了一种试剂盒，其包括与其使用说明书成套组合的上述实施方案中的任一个的官能化的基底。在第三方面的一个实施方案中，所述试剂盒进一步包括多个可检测的标记颗粒，其中所述多个中的每一个可检测的标记颗粒用多个结合至所述可检测的标记颗粒的表面的分子官能化，以提供官能化的可检测的标记颗粒，其中所述多个结合至可检测的标记颗粒的表面的分子中的每一个包括形成共价键的反应基团。在第三方面的一个实施方案中，所述试剂盒进一步包括多个接头分子，其中所述多个接头分子中的每一个接头分子包括形成共价键的反应基团。在一个这样的实施方案中，所述试剂盒进一步包括多个可检测的标记颗粒，其中所述多个中的每一个可检测的标记颗粒用多个结合至所述可检测的标记颗粒的表面的分子官能化，以提供官能化的可检测的标记颗粒，其中每一个结合至所述可检测的标记颗粒的表面的分子包括结合部分，所述结合部分被构造成结合接头分子中的一个或多个。所述结合部分可以被构造成非共价地结合接头分子中的一个或多个。在一个实施方案中，所述结合部分是生物素或抗生蛋白链菌素。在一个实施方案中，在所述结合部分是抗生蛋白链菌素的情况下，所述接头分子包括生物素。在一个替代实施方案中，在所述结合部分是生物素的情况下，所述接头分子包括抗生蛋白链菌素。在第三方面的一个实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.02.16 US 61/443,5601.一种反应混合物，其包括：官能化的基底，所述基底包括支持材料，一个或多个靶标特异性的捕获探针，所述捕获探针结合至所述支持材料的表面，和多个合成的非天然存在的分子，所述分子结合至所述支持材料的表面，其中所述合成的非天然存在的分子中的每一个包含第一形成共价键的反应基团；和多个官能化的可检测的标记颗粒，其中所述官能化的可检测的标记颗粒中的每一个包括多个结合至可检测的标记颗粒的表面的分子，以提供所述官能化的可检测的标记颗粒，且其中所述多个结合至可检测的标记颗粒的表面的分子中的每一个包含第二形成共价键的反应基团，且其中所述第一形成共价键的反应基团能与所述第二形成共价键的反应基团形成共价键；特异性地结合至所述一个或多个靶标特异性的捕获探针之一的靶分子；和特异性地结合至所述靶分子的标记探针，其中，所述标记探针是具有第一特异性结合部分和第二特异性结合部分的双功能分子，所述第一特异性结合部分当在合适的反应条件下与所述靶分子接触时能够特异性地结合所述靶分子的至少一部分，所述第二特异性结合部分当在合适的反应条件下与能产生或释放活化剂的实体接触时能够特异性地结合所述能产生或释放所述活化剂的实体，并且，所述能产生或释放所述活化剂的实体是如下的分子实体：其能够直接地或间接地特异性地结合所述靶分子，并启动或催化第一形成共价键的反应基团和第二形成共价键的反应基团之间的共价键形成，和/或在有活化剂存在下，活化所述第一和/或第二形成共价键的反应基团中的一个或多个。2.根据权利要求1所述的反应混合物，所述反应混合物还包括特异性结合于标记探针的能产生或释放所述活化剂的实体，其中所述能产生或释放所述活化剂的实体是酶缀合物。3.根据权利要求2所述的反应混合物，其中所述酶缀合物设置为催化所述第一形成共价键的反应基团与所述第二形成共价键的反应基团之间共价键的形成。4.根据权利要求2所述的反应混合物，其中所述多个官能化的可检测的标记颗粒中的一个官能化的可检测的标记颗粒通过所述第一形成共价键的反应基团与所述第二形成共价键的反应基团的相互作用，经由多个共价键连接至所述支持材料的表面，在特异性地结合至所述一个或多个靶标特异性的捕获探针之一的靶分子附近。5.根据权利要求4所述的反应混合物，所述反应混合物包括多个空间上分离的、可单独检测的靶位点。6.根据权利要求4所述的反应混合物，其中所述靶分子以小于100fM的浓度存在于所述反应混合物中。7.根据权利要求4所述的反应混合物，其中所述靶分子以0.1fM至100fM的浓度存在于所述反应混合物中。8.一种反应混合物，其包括：官能化的基底，所述基底包括支持材料，一个或多个靶标特异性的捕获探针，所述捕获探针结合至所述支持材料的表面，多个合成的非天然存在的分子，所述分子结合至所述支持材料的表面，其中所述合成的非天然存在的分子中的每一个包含第一形成共价键的反应基团；多个官能化的可检测的标记颗粒，其中所述多个官能化的可检测的标记颗粒中的每一个包含多个结合至可检测的标记颗粒的表面的分子，以提供官能化的可检测的标记颗粒，且其中所述多个结合至可检测的标记颗粒的表面的分子中的每一个包含特异性结合对的一个成员；和多个接头分子，其中所述多个接头分子中的每一个接头分子被构造成非共价结合所述多个结合至官能化的可检测的标记颗粒的表面的分子之一，且其中每一个接头分子包含多个第二形成共价键的反应基团，且其中所述第一形成共价键的反应基团能与所述第二形成共价键的反应基团形成共价键；特异性地结合至所述一个或多个靶标特异性的捕获探针之一的靶分子；和特异性地结合至所述靶分子的标记探针，其中，所述标记探针是具有第一特异性结合部分和第二特异性结合部分的双功能分子，所述第一特异性结合部分当在合适的反应条件下与所述靶分子接触时能够特异性地结合所述靶分子的至少一部分，所述第二特异性结合部分当在合适的反应条件下与能产生或释放活化剂的实体接触时能够特异性地结合所述能产生或释放所述活化剂的实体，并且，所述能产生或释放所述活化剂的实体是如下的分子实体：其能够直接地或间接地特异性地结合所述靶分子，并启动或催化第一形成共价键的反应基团和第二形成共价键的反应基团之间的共价键形成，和/或在有活化剂存在下，活化所述第一和/或第二形成共价键的反应基团中的一个或多个。9.根据权利要求8所述的反应混合物，所述反应混合物还包括特异性结合于标记探针的能产生或释放所述活化剂的实体，其中所述能产生或释放所述活化剂的实体是酶缀合物。10.根据权利要求9所述的反应混合物，其中所述酶缀合物设置为催化所述第一形成共价键的反应基团与所述第二形成共价键的反应基团之间共价键的形成。11.根据权利要求9所述的反应混合物，其中所述多个官能化的可检测的标记颗粒中的一个官能化的可检测的标记颗粒结合至所述多个接头分子中的多重接头分子，所述接头分子经由所述第一形成共价键的反应基团和所述第二形成共价键的反应基团之间的共价键结合至所述支持材料的表面，在结合的靶分子附近。12.根据权利要求11所述的反应混合物，所述反应混合物包括多个空间上分离的、可单独检测的靶位点。13.根据权利要求11所述的反应混合物，其中所述靶分子以小于100fM的浓度存在于所述反应混合物中。14.根据权利要求11所述的反应混合物，其中所述靶分子以0.1fM至100fM的浓度存在于所述反应混合物中。15.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·胡，J·帕金斯，H·高，王立森，
申请(专利权)人：海德威技术公司，
类型：
国别省市：