[发明专利]用于目标物的流式计量分析的新方法

说明书

本发明涉及用于在液体介质中对目标物(或成分)进行流式计量分析的方法，其通过形成在表面上经由至少一种对于所述目标物来说特异的功能化分子(在文中也称为接受体)进行功能化的颗粒的聚集体来进行。

根据本发明，“目标物”是指任何物质，条件是它可以被至少两种接受体特异地识别。作为目标物，可以提及(作为例子但非限制性地)任何能够与抗体或适体反应的抗原、任何能够被互补核酸分子识别的核酸分子、任何细胞或细胞碎片或者任何微生物或微生物碎片、或者任何化学分子，只要对于它们稍微知道特异性接受体。因此，看起来可能使用根据本发明的方法来对蛋白质、抗体、核酸、细胞、细胞碎片、微生物(例如，细菌、某些真菌、绿藻或者病毒)、微生物碎片或者化学分子进行定量。

在大多数的实验室应用中，在生物学流体内的生物化学化合物的计量分析借助于旨在在所研究的物质与对其来说特异的接受体之间建立联系的反应。例如，该接受体在检测蛋白质的情形下可以为抗体或适体，或者在检测互补核酸的情形下可以为核酸序列。

在现有技术中非常多地使用的免疫诊断系统基于经由能够识别所研究的目标物并与之结合的接受体对微颗粒或纳米颗粒进行功能化，从而允许在所研究的所述目标物存在下形成由至少一个通过所述接受体与所研究的所述目标物相结合的经功能化的颗粒所构成的颗粒复合物，或者形成包含至少两个通过目标物而彼此相结合的经功能化的颗粒的颗粒聚集体。

在这之后，通常通过光学测量来对所形成的颗粒复合物或颗粒聚集体进行检测。而灵敏度常常与所使用的检测原理和相关仪器相关联。

例如，当所研究的目标物为存在于给定介质中的抗原时，所述抗原可以具有多个表位。因而，可以将针对所述抗原的抗体以化学方式固定至所使用的颗粒的表面，以使所述颗粒功能化。在将所述经功能化的颗粒引入到所述介质中时，在所述经功能化的颗粒与所述抗原之间可以发生反应。因此，第一经功能化的颗粒可以捕获所研究的抗原并形成第一颗粒复合物。但是，当然，由于布朗运动，固定至第一经功能化的颗粒的该同一抗原可以捕获自身经功能化的第二颗粒。因此，这两个经功能化的颗粒通过形成“抗体-抗原-抗体”连接而相结合，并由此构成聚集体。该反应可以继续进行，以便由此形成汇集了大量的根据相同原理而彼此相结合的颗粒的具有更大大小的聚集体。

在所述介质内聚集体的存在增加了光散射，从而使得穿过所述介质的光束强度减弱。这是光学比浊法的原理，其主要优点是使用简单，从而使得能够设想以竞争价格制造装置。

然而，此类系统的性能是相对有限的。这是因为，为了允许在合理的期限内形成连接，颗粒的浓度应当是很大的。此外，未反应的颗粒(保持游离的所引入的颗粒)对于有用信号没有贡献。相反地，由于其散射光的能力，它们有助于形成可能显现为对于测量来说有妨碍的背景噪声。

为了减少保持游离的所引入的颗粒的量，已研发了技术来提高颗粒之间的碰撞频率。这些方法可以利用磁场[BaudryJ.等人,PNAS,103(2006)16076-16078]或电场[IwataK.等人,AnnalsofChemicalBiochemistry,46(2009)117-122]或超声波[WiklundM.,HertzH.M.,LabonaChip,6(2006),1279-1292]来局部增加颗粒浓度并促进颗粒聚集体的形成。

然而，即使在这种情况下，也可能遇到其他问题。例如，通常无法检测到小于皮体积摩尔浓度(pM)的目标物浓度，这尤其是由于介质的热波动，其引起光学信号的波动。

通过流式测量来进行的在样品(有利地，生物学样品)中的目标物(特别地，生物学目标物)的检测和计量分析是本领域技术人员已知的。所有的现有技术方法都使用微颗粒，其分散水平对于允许在双参数表示法空间中对其进行鉴定来说是足够低的。例如，“小角度散射(前向散射，FSC)×大角度散射(侧向散射，SSC)”这种双参数表示法使得能够鉴定所有种类的胶态聚集体的存在，并且对双参数表示法进行的处理使得能够获知这些聚集体的数目和性质。然而，当形成具有超过两个颗粒的聚集体时，即使使用单分散颗粒也无法防止聚集体群体相互重叠。