[發(fā)明專利]用于相互作用分析的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080053950.0
• 申請日: 2010-11-29
• 公開（公告）號: CN102667448A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: O.卡爾森
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣健康護理生物科學(xué)股份公司
• 主分類號: G01N21/55
• 分類號: G01N21/55;G01N33/53
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 柯廣華;盧江

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及分析感測表面處的分子結(jié)合相互作用的方法，并且更具體地說，涉及使用生物傳感器來確定分析物與配位體之間的相互作用的一個或多個相互作用參數(shù)的方法。

背景技術(shù)

能夠?qū)崟r地監(jiān)視分子(例如，生物分子)之間的相互作用的分析傳感器系統(tǒng)正得到漸增的關(guān)注。這些系統(tǒng)往往基于光學(xué)生物傳感器，且常常稱為相互作用分析傳感器或生物特定相互作用分析傳感器。代表性的此類生物傳感器系統(tǒng)是Biacore?AB(烏普薩拉，瑞典)銷售的BIACORE?儀器，其使用表面等離子共振(SPR)來檢測樣本中的分子與感測表面上固定化的分子結(jié)構(gòu)之間的相互作用。隨著樣本在傳感器表面上方通過，結(jié)合的進度直接地反映相互作用發(fā)生的速率。在注入樣本之后是緩沖液流，在此期間檢測器響應(yīng)反映表面上的復(fù)合物離解的速率。來自BIACORE?系統(tǒng)的典型輸出是描述分子相互作用隨時間的進度、包括締合階段部分和離解階段部分的曲線圖或曲線。常常在計算機屏幕上顯示的此結(jié)合曲線往往稱為“傳感器譜圖(sensorgram)”。

因此，利用BIACORE?系統(tǒng)(和模擬傳感器系統(tǒng))，在未使用標(biāo)記以及往往沒有對所包含的物質(zhì)進行純化的情況下，不僅可能實時地確定樣本中具體分子(分析物)的存在和濃度，而且可能實時地確定附加相互作用參數(shù)，包括分子相互作用中結(jié)合(締合)和離解的動力學(xué)速率常數(shù)以及表面相互作用的親和度。締合速率常數(shù)(k_a)和離解速率常數(shù)(k_d)可以通過將對多種不同樣本分析物濃度得到的結(jié)果動力學(xué)數(shù)據(jù)擬合到微分方程形式的相互作用模型的數(shù)學(xué)描述來獲得。可以由締合速率常數(shù)和離解速率常數(shù)來計算親和度(表示為親和度常數(shù)K_A或離解常數(shù)K_D)。但是，許多時候，可能難以獲得明確的動力學(xué)數(shù)據(jù)，并且因此往往通過平衡結(jié)合分析來測量親和度更為可靠，這包括對一系列分析物濃度確定平衡或穩(wěn)態(tài)處的結(jié)合水平，平衡或穩(wěn)態(tài)假定處于或接近結(jié)合相互作用的締合階段的結(jié)束。為了確保結(jié)合曲線的締合階段確實可能已經(jīng)達到穩(wěn)態(tài)，往往預(yù)先確定在為用于親和度測量預(yù)設(shè)的條件下已結(jié)合的分析物達到平衡的必要樣本注入時間長度(即，與傳感器芯片表面的樣本接觸時間)。因為達到平衡所花的時間和分析物離解所花的時間都主要通過離解速率常數(shù)來控制，所以還可以由離解常數(shù)估計近似注入時間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種新方法和生物傳感器系統(tǒng)，用于使用生物傳感器確定分析物與配位體之間的相互作用的一個或多個相互作用參數(shù)，該方法和生物傳感器系統(tǒng)克服了現(xiàn)有技術(shù)的一個或多個缺點。這通過獨立權(quán)利要求中定義的方法和生物傳感器系統(tǒng)來實現(xiàn)。

本發(fā)明的方法的一個優(yōu)點在于，它允許對低親和度分析物進行改進且更可靠的相互作用參數(shù)的確定。

通過參考下文詳細描述和附圖將獲得對本發(fā)明及其進一步特征和優(yōu)點的更全面的理解。

附圖說明

圖1是基于SPR的生物傳感器系統(tǒng)的側(cè)視示意圖。

圖2是其中結(jié)合曲線具有可見的締合階段和離解階段的代表性傳感器譜圖。

圖3示出“正常”親和度分析物曲線擬合的示例。

圖4示出基于圖3的數(shù)據(jù)點的較低范圍的、“低”親和度分析物曲線擬合的示例。

圖5示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的方法的示意框圖。

圖6示出如圖4中的對應(yīng)擬合。

圖7a-7c示出具有多種水平的方法噪聲的模擬數(shù)據(jù)集的擬合。

圖8a-8b示出具有二次非常低親和度(非特定)結(jié)合的模擬數(shù)據(jù)集的擬合。

圖9示出注入之后具有抬高的基線的響應(yīng)曲線的示例。

圖10示出顯示注入期間漸增的響應(yīng)的響應(yīng)曲線的示例。

具體實施方式

如上文提到的，本發(fā)明涉及評估第一物種與第二物種之間的分子結(jié)合相互作用的穩(wěn)態(tài)結(jié)合數(shù)據(jù)以確定該相互作用的親和度，其中使用第一與第三控制物種之間的結(jié)合相互作用的穩(wěn)態(tài)結(jié)合數(shù)據(jù)來估計第一物種與第二物種之間的相互作用的最大響應(yīng)R_max。通常，通過基于傳感器的技術(shù)獲得試驗結(jié)合數(shù)據(jù)，該技術(shù)研究分子相互作用并實時地將結(jié)果呈示為相互作用進度。但是，在更詳細地描述本發(fā)明之前，將描述預(yù)設(shè)要使用本發(fā)明于其中的一般上下文。

除非另外定義，否則本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明相關(guān)領(lǐng)域中的技術(shù)人員所共識的相同的含義。再有，除非另外說明，否則單數(shù)形式“一”和“該”意味著包括復(fù)數(shù)個的引述。

本文提到的所有出版物、專利申請、專利和其它參考書目通過引用全部并入。