[發明專利]靠近固體表面的靶標的PH調節成像

在審

• 申請號: 201980087097.5
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN113196036A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: Y·S·辛;P·A·斯塔利;N·佛米納;C·約翰遜
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01N27/327;G01N33/53
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 章敏;初明明

提供了對生物樣本成像的方法，其涉及電化學pH調節與pH敏感標記物的組合使用以實現具有高垂直軸向分辨率的局部成像。

對相關申請的交叉引用

本申請要求2018年12月31日提交的美國臨時申請號62/787,162和2019年3月15日提交的美國專利申請號16/355,113的權益和優先權，它們的內容通過引用整體并入本文并特此要求其優先權。

領域

本公開內容涉及生物樣本的成像方法，其涉及電化學pH調節和pH敏感標記物。

背景

通過從非常薄且界限清楚的樣品層中收集圖像，可以促進研究特定的生物學過程，例如與細胞膜相關的現象和基于囊泡的運輸。目前可得到的可實現此目的的方法包括共焦顯微術、全內反射熒光（TIRF）顯微術和表面等離子體共振增強熒光（SPRF）成像。共焦顯微術使用針孔口以僅聚焦在靶樣品的非常薄層上。TIRF通過內部反射激光僅激活表面附近的染料，以使得倏逝場僅在溶液中延伸短距離。SPRF基于表面等離子體倏逝波來激發位于界面處的熒光團。原子力顯微術（AFM）也在小的局部表面區域上提供地形信息。掃描電化學顯微術（SECM）除用于顯示地形信息外經常用于探測局部電化學界面行為。

這些成像技術的常見生物學應用包括觀察細胞的凋亡和壞死、各種底物與細胞表面的結合以及各種配體與捕獲試劑（諸如蛋白、DNA、RNA、適體、肽、多糖或其它生物分子）的結合。這些應用需要高的垂直分辨率以有效地從界限清楚的局部感興趣區域捕獲信息。結果，目前可得到的解決方案（例如上述成像技術）需要光學和/或物理組件的特殊集合，其通常作為昂貴的獨立系統或高成本附加設備提供。

概述

因此，仍然需要廉價的解決方案，其提供與現有的顯微儀器兼容并且可以用于廣泛范圍的生物學應用中的局部成像。

在一個方面，本公開內容提供了對生物樣本成像的方法，所述方法包括

(a) 用pH敏感標記物標記生物樣本以形成經標記的生物樣本，

(b) 將經標記的生物樣本和電極的表面浸沒在具有pH值的緩沖溶液中，其中

所述緩沖溶液包含pH調節劑；

所述表面任選地包含微結構；

將經標記的生物樣本偶聯至所述表面或所述微結構；和

所述微結構當存在時限定所述生物樣本和所述表面之間的體積，pH調節劑通過所述體積擴散，

(c) 將電勢或電流施加于所述電極，由此所述pH調節劑造成鄰近電極表面的地帶中pH值的變化，從而造成在所述地帶內的pH敏感標記物產生光信號，和

(d) 檢測所述光信號，由此對經標記的生物樣本成像。

在另一個方面，本公開內容提供了對生物樣本成像的方法，其包括

(a) 用pH敏感標記物標記生物樣本以形成經標記的生物樣本，

(b) 將經標記的生物樣本和電極的表面浸沒在具有pH值的緩沖溶液中，其中

所述表面包含涂層；

所述涂層包含pH調節劑；

所述涂層任選地包含微結構；

所述緩沖溶液任選地包含pH調節劑；

將經標記的生物樣本偶聯至所述涂層或所述微結構；和

所述微結構當存在時限定所述生物樣本和所述表面之間的體積，緩沖溶液中的pH調節劑當存在時通過所述體積擴散，

(c) 將電勢或電流施加于所述電極，由此所述pH調節劑造成鄰近涂層的地帶中pH值的變化，從而造成在所述地帶內的pH敏感標記物產生光信號，和

(d) 檢測所述光信號，由此對經標記的生物樣本成像。

通過考慮詳細的描述和附圖，將明白其它方面、特征和實施方案。

附圖簡述