[發(fā)明專利]用于在生物分析傳感器應用中研究試劑跨雙層膜運輸?shù)姆椒ê脱b置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980104408.0
• 申請日: 2009-02-06
• 公開（公告）號: CN101939647A
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發(fā)明（設計）人: 弗雷德里克·赫克;芒努斯·布蘭登;塞耶德·塔巴義
• 申請（專利權(quán)）人: 拉耶萊布股份公司
• 主分類號: G01N33/543
• 分類號: G01N33/543;G01N21/55
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 崔華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于測量試劑跨雙層膜運輸?shù)姆椒ê脱b置。

背景技術(shù)

跨膜運輸以及結(jié)合在膜上的分子例如膜蛋白的影響對于例如研發(fā)新藥物時的研究以及在許多其他相關(guān)領(lǐng)域中意義重大。

在1985年奧弗頓(Overton)提出分子以與它們的油-水分配系數(shù)相同的相對規(guī)則滲透細胞[1]，并且在1943年丹尼利(Danielli)提出連續(xù)的脂雙層相當于擴散壁壘，決定跨細胞膜的被動擴散速率[2]。然而，隨著制備分隔兩個液艙的單個脂雙層的方法的發(fā)展，在60年代早期出現(xiàn)了第一個直接研究跨獨立的脂雙層滲透的方法[3]。雖然這種技術(shù)很適合于帶電溶質(zhì)的滲透率研究，但當今的這種用于非電解質(zhì)的被動和主動運輸(包括水運輸和藥物攝取)的研究的標準方法依賴于懸浮的脂質(zhì)囊(所謂的脂質(zhì)體)的滲透誘發(fā)的尺寸變化的測量[4]。這種方法是基于當滲透誘發(fā)的跨脂質(zhì)膜的水轉(zhuǎn)移導致脂質(zhì)體尺寸變化時對散射光的強度差進行的動態(tài)光散射(DLS)測量，這種變化為：脂質(zhì)體先(＜1ms)收縮，因為此時水擴散出脂質(zhì)體，接下來脂質(zhì)體膨脹，因為此時水在溶質(zhì)分子向內(nèi)滲透作用的驅(qū)動下重新進入該脂質(zhì)體[5]。盡管已經(jīng)成功地應用于許多被動和主動溶質(zhì)滲透的特性的研究[6]，但是這種方法受限于脂質(zhì)體尺寸的變化是一種間接效應的事實，這種變化并不一定與實際的溶質(zhì)運輸有關(guān)。另外，因為不僅脂質(zhì)體尺寸，還有脂質(zhì)體運動、溶質(zhì)折射率和膜聚集都對散射光的強度有貢獻，溶質(zhì)轉(zhuǎn)移的這種量化并不總是簡單的[7，8]。從實用角度考慮，這種方法還受低信噪比的影響，這意味著通常要求通過多個數(shù)據(jù)組的平均來解析動力學曲線(kinetic?traces)。更進一步地，因為是對懸浮的脂質(zhì)體進行測量，所以這種方法不適合于完全相同的脂質(zhì)體試樣的平行或依次篩選。這轉(zhuǎn)而意味著通常需要大量材料。除了略有改善的靈敏度以外，對于一種比較不廣泛使用的方法也存在這些限制，在這種方法中，通過監(jiān)控脂質(zhì)體包封的熒光團在脂質(zhì)體收縮和隨之而來的熒光團濃度增加時的自猝滅的變化來記錄滲透誘發(fā)的尺寸波動[9]。可以對多個識別事件或依次或同時地進行篩選是基于表面的生物分析傳感技術(shù)的主要優(yōu)點之一，在這種技術(shù)中，將完全相同的一組固定在表面的探針分子以自動的方式暴露在一系列不同的化合物中。這些傳感器在生命科學中的重要性逐漸突顯的另外一個原因是由于這些傳感器能夠與微流體處理(micro-fluidic?handling)結(jié)合[10]，這使得它們適用于小試樣體積并因此非常適于測量稀少和不富余的物質(zhì)。表面等離子體共振儀(SPR)是當今主導的基于表面的生物分析傳感器。它基于在平面金屬(通常為金)基底上橫向傳播的表面等離子的激發(fā)，其中SPR激發(fā)的條件對例如由與所述表面非常接近(通常為幾百個納米)的區(qū)域內(nèi)的生物分子結(jié)合誘發(fā)的界面折射率Δn_界面的變化是極度敏感的。因此，通過將探針分子固定在所述表面上，可通過良好近似于與Δn_界面成比例的響應來實時監(jiān)控固定的探針與靶物的結(jié)合[11，12]。

其他公知的研究跨膜運輸?shù)氖侄伟ㄈ芤褐械闹|(zhì)體。在脂質(zhì)體膜上結(jié)合著例如感興趣的膜蛋白，采用涉及例如熒光和/或放射性測量的方法研究由所述膜蛋白介導的試劑的跨膜運輸。

US2004/0033624披露了一種膜受體試劑和測試裝置。脂質(zhì)體束縛在具有錨基團(anchor?groups)的表面上。該表面包含束縛在該表面上的試劑配體。該配體能夠可逆地與脂質(zhì)體膜中的受體結(jié)合。脂質(zhì)體中的膜蛋白與能夠被表面釋放的能量激發(fā)的分子結(jié)合并因此而產(chǎn)生可檢測的信號。脂質(zhì)體膜中的膜蛋白與表面上的試劑配體的結(jié)合通常將脂質(zhì)體拉向所述表面。與所述膜蛋白具有親和力的測試分子將競爭性地與膜蛋白結(jié)合并且一定程度上取代所述表面上的試劑配體。這將導致膜蛋白從所述表面脫落并且在脂質(zhì)體膜中重新分布，而脂質(zhì)體仍然固定于所述表面。從所述表面至所述膜蛋白的平均距離將會更大，因而它們從所述表面獲得的能量較少，因為從所述表面轉(zhuǎn)移的能量與距離有關(guān)。這可以被檢測到。為實現(xiàn)上述目的，在美國專利申請2004/0033624中的方法要求某種標記物例如熒光團。

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在用于膜蛋白介導的跨膜運輸?shù)臏y量的分析方法中，存在改進膜蛋白的必需用量的空間。通常，提純大量的膜蛋白是困難且昂貴的。

在現(xiàn)有技術(shù)中還存在改進空間，因為在許多分析方法中必須使用標記物。標記并不總是能夠進行的，因為它可能改變分析物/受體的結(jié)構(gòu)和功能并且干擾待研究的分子間相互作用。另外熒光性標記物是疏水性的，這可能引起非特異性的背底結(jié)合。

發(fā)明內(nèi)容