[发明专利]分析物检测

说明书

一种用于检测靶标分析物的载体分子，包含限定中央孔隙的分子框架和对靶标分析物具有特异性的结合部分。结合部分结合至框架并定位，使得靶标分析物在结合至结合部分时位于中央孔隙中。载体分子应用于样品中靶标分析物的检测和/或定量。

技术领域

本发明涉及用于靶标分析物检测的载体分子、包含载体分子的组合物和试剂盒以及使用载体分子检测样品中靶标分析物的方法。更具体地，本发明涉及包含对所述靶标分析物具有特异性的结合部分所结合的分子框架的载体分子。

背景技术

疾病生物标志物的快速和廉价检测在现代保健中变得日益重要，其中不断增加的注意力集中在早期诊断。由于相关生物标志物通常仅以极低浓度存在，因此这提供了巨大技术挑战。理想地，诊断测定将能够检测小体积复杂临床样品中极少生物标志物的存在。当前金标准临床诊断测定通常基于整体平均免疫测定，如ELISA(酶联免疫吸附测定)。在这些中，结合部分，如抗体或抗体模拟物用于捕获样品中的相关生物标志物，并且通常，每个抗体-生物标志物相互作用促使较小的量达到积累的测定信号。然而，不再能够识别个体免疫相互作用，并且仅将它们自身显示为这种整体平均信号。有争议地，以单一实体分辨率，而不是通过整体平均技术检测生物标志物的能力为超低生物标志物浓度的检测提供了显著优势。

在近些年已发展的多种单分子方法中，其中跨纳米孔施加电压并将电压以随时间变化的电化学电流的形式脉冲的纳米孔用于检测单个蛋白的用途是有前景的方法。在本文中，移位通过纳米孔的单一蛋白在否则将稳定的离子电流中引起短暂调节。该方法已在一些单分子蛋白和DNA检测研究中使用。

然而，除了这些进步之外，仍存在显著困难。从复杂混合物检测特定分子是非常困难的，因为当纳米孔直径大于分子尺寸时，单一实体的移位速度通常较高，并因此移位仅导致产生弱信号和相应低的信噪比。此外，由不同蛋白所产生的信号通常非常类似并且难以区分。为了解决这些限制，已实施了多种策略，包括通过小心选择电解质和开发高带宽电子设备来减缓蛋白移位。另外，已研究了纳米孔的化学和生物学改性(修饰，modification)以及混合纳米孔的使用来提高灵敏性和选择性。最近，已利用大载体分子，包括纳米颗粒、抗体和长直链dsDNA分子来容纳受试者分子并借此提高质量，并因此降低受试者分子的移位速度。

尽管由于修饰和工程化系统的容易性，已成功使用了DNA基(DNA-based)载体并且提供了适合的载体系统，但是长直链DNA载体不是无限制的—它们倾向于形成结(knots)和扭结(kinks)，这些已知在纳米孔移位期间提供假阳性信号。此外，由于多个DNA分子通过纳米孔，基于移位取向和高堵塞率，已注意到信号中的显著变化。为了试图克服这些限制，近期的工作已将单分子荧光与纳米孔检测组合以实施单分子结合测定。尽管精巧，但是与不需要标记的简单电学读取系统相反，这种方法通过引入标记和复杂光学装置消除了纳米孔传感的关键优势。

发明内容

考虑到这些问题，已设计了本发明。

根据本发明的第一方面，提供了用于靶标分析物检测和/或定量的载体分子，所述载体分子包括：

分子框架，其限定中央孔隙；和

对靶标分析物具有特异性的结合部分，其中所述结合部分结合至所述框架并定位，使得靶标分析物在结合至所述结合部分时位于所述中央孔隙。

所述分子框架可以由核酸、蛋白、肽或其混合物形成。

因此，在一些实施方式中，所述分子框架包含核酸。所述核酸可以是DNA、RNA或核酸类似物或其混合物。

如本文所使用的，应理解“核酸类似物”表示DNA或RNA的结构类似物，其设计以杂交至互补核酸序列。核酸类似物可以在其磷酸酯主链、糖基和/或核碱基方面不同于DNA或RNA。核酸类似物的实例包括(但不限于)苏糖核酸、二醇核酸、吗啉代寡聚物、肽核酸(PNA)、锁核酸“LNA”、2'-O-甲基核酸、2'-氟代核酸、硫代磷酸酯和金属膦酸盐。