CN1875277B - 使用组合人工受体的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及使用受体、如组合人工受体阵列的方法。本发明的受体包括结构单元分子的异质的或固定化的组合。在某些实施方案中，彼此相邻固定于载体上的2、3、4或5个不同结构单元分子的组合提供了可用于本发明方法的分子结构。本发明方法可以开发人工受体，该人工受体可以然后用于检测所述受体的配体。本发明方法能够发现破坏一种或多种结合相互作用的化合物。

Description

使用组合人工受体的方法

本申请是以受体有限责任公司(一家美国国营公司)作为除了美国以外的所有国家的指定申请人，和美国公民RobertE.Carlson作为仅对美国指定的申请人的名义提出的PCT国际专利申请，并对提交于2003年9月3日的美国临时专利申请Nos.60/499,752，60/499,965，和60/500,081，以及提交于2003年12月2日的美国临时专利申请60/526,511，60/526,699，60/526,703，60/526,708，和60/527,190要求优先权。

发明领域

本发明涉及使用人工受体，如组合人工受体阵列的方法。本发明的受体包括结构单元(building block)分子的异质的(heterogeneous)和固定化的组合。在某些实施方案中，彼此相邻固定于载体上的2、3、4或5个不同结构单元分子的组合提供可用于本发明方法的分子结构。本发明方法能够开发可随后用于检测受体的配体的人工受体。本发明方法能够发现破坏一个或多个结合相互作用的化合物。

背景

高度灵敏和特异性地结合配体的人工受体的制备是研究的活跃领域，所述配体如蛋白质、肽、糖类、微生物、污染物、药物等。常规方法中没有一种特别成功；主要由于低结合亲和力导致仅实现适度的灵敏性和特异性。

抗体，酶，和天然受体通常具有10⁸-10¹²范围内的结合常数，其导致纳摩尔的灵敏性和靶向特异性。相反，常规人工受体典型地具有约10³-10⁵的结合常数，可预测的结果为毫摩尔的灵敏性和有限的特异性。

为了努力获得高灵敏和特异性的人工受体，正在推行几种常规方法。这些方法包括例如亲和力分离，分子印记，及合成的或半合成受体的理性和/或组合设计和合成。

这些理性或组合方法已经受较少数量的评估受体和/或它们对仅集中在一种结构单元上的设计策略，均匀设计策略的依赖的限制。常规组合方法在标准显微镜载玻片上形成包括10,000或100,000个离散的点的微阵列。然而，这些用于组合合成的常规方法每个点提供单个分子。在每个点使用单个结构单元每个点仅提供单个可能的受体。制备数千个可能的受体将需要合成数千个结构单元。

另外，当前对导致有效结合原理的有限理解和受体的大量可能结构阻碍了这些常规方法，使该方法有问题。

仍然需要检测配体和检测破坏一个或多个结合相互作用的化合物的方法。

概述

本发明涉及使用人工受体，如组合人工受体阵列的方法。本发明的受体包括结构单元分子的异质的和固定化的组合。在某些实施方案中，彼此相邻固定于载体上的2、3、4或5个不同结构单元分子的组合提供可用于本发明方法的分子结构。本发明方法能够开发可随后用于检测受体的配体的人工受体。本发明方法能够发现破坏一个或多个结合相互作用的化合物。

本发明包括制备与试验配体结合的人工受体的方法。在一个实施方案中，本发明的方法可以包括使至少一种候选人工受体与一个试验配体接触，检测该试验配体与至少一种候选人工受体的结合，并选择检测到与试验配体结合的至少一种候选人工受体作为该试验配体的工作人工受体。候选人工受体可以包括多个偶联于载体的区域上的结构单元。

本发明包括检测试验配体的方法。在一个实施方案中，本发明的一种方法可以包括使至少一种工作人工受体与怀疑含有试验配体的样品接触并监测与至少一种工作人工受体的结合，其中与至少一种工作人工受体的结合表明样品中有该试验配体存在。工作人工受体可以包括多个偶联于载体的区域上的结构单元。在一个实施方案中，已知该至少一种工作人工受体与该试验配体结合。在一个实施方案中，该至少一种工作人工受体可以包括多个人工受体。

在一个实施方案中，本发明的一个方法可以包括使多个候选人工受体与第一试验配体接触；检测第一试验配体与至少一种候选人工受体的结合；并将与第一试验配体结合的至少一种人工受体的位置或组成编目(cataloging)。每个候选人工受体可独立地包含多个偶联于载体上一个区域的结构单元。

本发明包括检测破坏试验配体的相互作用的化合物的方法。此方法可以包括使至少一种工作人工受体与试验配体和候选破坏剂(disruptor)接触。接触可以是同时的，与试验配体的接触可以在接触候选破坏剂之前进行，或与候选破坏剂配体的接触可在以接触试验配体之前进行。在一个实施方案中，本方法可以包括使至少一种工作人工受体与含有试验配体和候选破坏剂的混合物接触。本方法还可以包括监测那些减少了试验配体与至少一种工作人工受体的结合的候选破坏剂，其中被减少的结合表明该候选破坏剂是一种先导破坏剂。工作人工受体可以包括多个偶联于载体的区域上的结构单元。在一个实施方案中，已知该至少一种工作人工受体与该试验配体结合。

本发明包括制备一种试验配体的亲和载体的方法。在一个实施方案中，本发明的一个方法可以包括使至少一种候选人工受体与试验配体接触；检测试验配体与至少一种候选人工受体的结合；选择检测到试验配体结合的至少一种候选人工受体作为该试验配体的工作人工受体，并将该工作人工受体偶联于第二载体以形成亲和载体。候选人工受体可以包括多个偶联于第一载体上一个区域的结构单元。

本发明包括分离试验配体的方法。在一个实施方案中，本发明的一个方法包括使含有试验配体的样品与工作人工受体接触。该工作人工受体可以包含多个偶联于载体的区域上的结构单元。在一个实施方案中，已知该工作人工受体与该试验配体相结合。

本发明包括制备反应物的反应载体的方法。在一个实施方案中，本发明的一个方法可以包括使至少一种候选人工受体与反应物接触；检测试验配体与至少一种候选人工受体的结合；选择检测到试验配体结合的至少一种候选人工受体作为该试验配体的工作人工受体；使至少一种工作人工受体与反应物接触并监测反应物的反应；选择观测到反应的工作人工受体作为反应人工受体；并将反应人工受体偶联于第二载体以形成一个反应载体。候选人工受体可以包括多个偶联于第一载体上一个区域的结构单元。在一个实施方案中，该方法可以包括使至少一种工作人工受体与第二反应物接触。

本发明包括使反应物反应的方法。在一个实施方案中，本发明的一个方法包括使含有反应物的样品与工作人工受体接触。该工作人工受体可以包含多个偶联于载体的区域上的结构单元。在一个实施方案中，已知该工作人工受体与该试验配体相结合。在一个实施方案中，该方法可以包括使工作人工受体与第二反应物接触。

本发明包括制备一种反应物的催化载体的方法。在一个实施方案中，本发明的一个方法可以包括使至少一种候选人工受体与反应物接触；检测在至少一种候选人工受体存在时对反应物反应的催化作用；选择检测到催化作用的至少一种候选人工受体作为该试验配体的工作人工受体；并将该工作受体偶联于第二载体以形成一个催化载体。候选人工受体可以包括多个偶联于第一载体上一个区域的结构单元。在一个实施方案中，该方法可以包括使至少一种工作人工受体与第二反应物接触。

本发明包括催化一个反应的方法。在一个实施方案中，本发明的一个方法包括使含有反应物的样品与工作人工受体接触。该工作人工受体可以包含多个偶联于载体的区域上的结构单元。在一个实施方案中，已知该工作人工受体与该试验配体相结合并催化该反应。

本发明包括制备不与试验配体结合的表面的方法。在一个实施方案中，本发明的一个方法可以包括使至少一种候选人工受体与试验配体接触；检测试验配体与至少一种候选人工受体的结合的缺乏；选择检测到不与配体结合的至少一种候选人工受体作为该试验配体的不结合表面。候选人工受体可以包括多个偶联于载体的区域上的结构单元。在一个实施方案中，该试验配体包含多个试验配体。

本发明包括检测破坏试验配体与第二配体相互作用的化合物的方法。在一个实施方案中，本发明的一个方法可以包括将试验配体结合到至少一种工作人工受体上。此方法可以包括使至少一种工作人工受体与第二配体和候选破坏剂接触。接触可以是同时的，与第二配体的接触可以在接触候选破坏剂之前进行，或与候选破坏剂配体的接触可在以接触第二配体之前进行。在一个实施方案中，本方法可以包括监测那些减少了第二配体与试验配体的结合的候选破坏剂，其中被减少的结合表明该候选破坏剂是一种先导破坏剂。工作人工受体可以包括多个偶联于载体的区域上的结构单元。在一个实施方案中，已知该至少一种工作人工受体与该试验配体结合。

附图简述

图1示意性地举例说明一个受体实施方案的二维表示，该实施方案依照本发明使用4种不同结构单元来制备配体结合位点。

图2示意性地举例说明一个4结构单元分子构型实施方案的二维和三维表示，每个结构单元包含一个识别元件、一个构架、和一个与载体偶联的接头(固定/锚定)。

图3示意性地举例说明本发明方法和人工受体的一个实施方案，该实施方案使用改组(重排，shuffling)和交换结构单元。

图4示意性地举例说明一种方法的一个实施方案，该方法评估候选人工受体与试验配体的结合，试验配体例如一个分子或细胞。

图5示意性地举例说明本发明方法的一个实施方案，该实施方案使用候选人工受体阵列。

图6示意性地举例说明在一个工作人工受体阵列上的某种结合模式。

图7示意性地举例说明一种方法的一个实施方案，该方法用于开发一种检测试验配体的方法或系统。

图8示意性地举例说明一种方法的一个实施方案，该方法用于检测破坏靶分子结合相互作用的试剂。

图9示意性地举例说明一种方法的一个实施方案，该方法用于检测破坏复合物结合相互作用的试剂，该复合物包含一个靶分子。

图10示意性地举例说明破坏蛋白质：蛋白质复合物的候选破坏剂。

图11示意性地举例说明一种方法的一个实施方案，该方法使用本发明的人工受体产生或作为一个亲合载体。

图12A-B示意性地举例说明评估一个候选人工受体阵列与试验配体的结合以及选择一个或多个用于结合或操作试验配体的工作人工受体阵列。

图13示意性地举例说明从候选人工受体中鉴定一种先导人工受体。

图14示意性地举例说明本发明的一个实施方案的一个被标记微阵列的伪彩荧光图。

图15示意性地举例说明一个二维作图，其数据来自与藻红蛋白接触和/或结合的候选人工受体。

图16示意性地举例说明一个三维作图，其数据来自与藻红蛋白接触和/或结合的候选人工受体。

图17示意性地举例说明一个二维作图，其数据来自与卵清蛋白荧光衍生物接触和/或结合的候选人工受体。

图18示意性地举例说明一个三维作图，其数据来自与卵清蛋白荧光衍生物接触和/或结合的候选人工受体。

图19示意性地举例说明一个二维作图，其数据来自与牛血清白蛋白荧光衍生物接触和/或结合的候选人工受体。

图20示意性地举例说明一个三维作图，其数据来自与牛血清白蛋白荧光衍生物接触和/或结合的候选人工受体。

图21示意性地举例说明一个二维作图，其数据来自与乙酰化辣根过氧化物酶接触和/或结合的候选人工受体。

图22示意性地举例说明一个三维作图，其数据来自与乙酰化辣根过氧化物酶接触和/或结合的候选人工受体。

图23示意性地举例说明一个二维作图，其数据来自与辣根过氧化物酶TCDD衍生物接触和/或结合的候选人工受体。

图24示意性地举例说明一个三维作图，其数据来自与辣根过氧化物酶TCDD衍生物接触和/或结合的候选人工受体。

图25示意性地举例说明图16中所示数据的一个子集。

图26示意性地举例说明图16中所示数据的一个子集。

图27示意性地举例说明图16中所示数据的一个子集。

图28示意性地举例说明藻红蛋白的结合数据与组成人工受体的结构单元的logP的相关性。

图29示意性地举例说明藻红蛋白的结合数据与组成人工受体的结构单元的logP的相关性。

图30示意性地举例说明一个比较两组数据的二维作图，一组数据来自与藻红蛋白接触和/或结合的候选人工受体，另一组来自与牛血清白蛋白荧光衍生物接触和/或结合的候选人工受体。

图31、32和33示意性地举例说明分别来自图16、20和18的数据的子集，并证明按照本发明的人工受体阵列产生了在三种分析物之间区分的受体，这三种分析物是藻红蛋白、牛血清白蛋白和卵清蛋白。

图34示意性地举例说明对照板扫描荧光信号的灰度图，对照板通过在与试验配体温育前用有机溶剂洗脱结构单元来制备。

图35示意性地举例说明实验板扫描荧光信号的灰度图，实验板通过在23℃下与1.0μg/ml霍乱毒素B共同温育而制备。

图36示意性地举例说明实验板扫描荧光信号的灰度图，实验板通过在3℃下与1.0μg/ml霍乱毒素B共同温育而制备。

图37示意性地举例说明实验板扫描荧光信号的灰度图，实验板通过在43℃下与1.0μg/ml霍乱毒素B共同温育而制备。

图38-40示意性地举例说明对荧光信号的作图，该荧光信号来自图35-37所示的候选人工受体。

图41示意性地举例说明对荧光信号的作图，该荧光信号来自本研究中所用结构单元的组合，那些结构单元共价连接于载体。结合在23℃下进行。

图42示意性地举例说明荧光信号的变化，该荧光信号来自4℃、23℃或44℃下共价固定的结构单元的各个组合。

图43示意性地举例说明荧光信号的变化，该荧光信号来自4℃、23℃或44℃下结构单元的各个组合。

图44示意性地举例说明图42(标记为A的曲线)和图43(标记为B的曲线)所示数据。

图45示意性地举例说明44℃的荧光信号被23℃的荧光信号相除后对具有可逆固定受体的人工受体在23℃结合所得的荧光信号作图。

图46图解说明实施例4所报告的一个实验的荧光信号，该荧光信号产生于将霍乱毒素结合于本候选人工受体微阵列后用缓冲液洗涤。

图47图解说明实施例4所报告的一个实验中所检测到的，由霍乱毒素在GM1OS(0.34μM)的竞争下结合而产生的荧光信号。

图48图解说明实施例4所报告的一个实验中在没有GM1OS时的结合数量与和GM1OS(0.34μM)竞争时的结合数量的比值。

图49图解说明实施例4所报告的一个实验中的荧光信号，该荧光信号产生于将霍乱毒素结合于本候选人工受体微阵列后用缓冲液洗涤，为了与竞争实验相比较，使用了5.1μM GM1OS。

图50图解说明实施例4所报告的一个实验中所检测到的，由霍乱毒素在GM1OS(5.1μM)的竞争下结合而产生的荧光信号。

图51图解说明实施例4所报告的一个实验中，在没有GM1OS时的结合数量与和GM1OS(5.1μM)竞争时的结合数量的比值。

图52图解说明实施例5所报告的一个实验中霍乱毒素单独结合于候选人工受体微阵列和与三种浓度的GM1中的每一个竞争结合而产生的荧光信号。

图53图解说明在没有GM1OS时的结合数量与和实施例5中所用低浓度GM1下与GM1竞争时的结合数量的比值。

图54图解说明实施例6所报告的一个实验中的荧光信号，该荧光信号产生于不用GM1预处理时霍乱毒素与候选人工受体微阵列的结合。

图55-57图解说明实施例6所报告的一个实验中的荧光信号，该荧光信号产生于经GM1预处理(分别为100μg/ml、10μg/ml和1μg/ml)后霍乱毒素与候选人工受体微阵列的结合。

图58图解说明在实施例6所报告的一个实验中，1μg/ml GM1存在时的结合数量和没有GM1时的结合数量的比值。

详细描述

定义

如本文所用，术语“肽”是指一种化合物，该化合物包含两个或多个通过酰胺键相连的氨基酸残基。

如本文所用，术语“多肽”和“蛋白质”是指一类肽，该肽含有约20个以上的通过肽键相连的氨基酸残基。

如本文所用，术语“蛋白质组”是指一个生物、组织、器官或细胞内蛋白质的表达图谱。蛋白质组可具体至生物、组织、器官或细胞的一个特殊的状态(例如，发育，健康等)。

结构单元在载体上的可逆固定是指将结构单元通过一种机理与载体偶联，该机理允许结构单元从载体上解偶联而不对结构单元或载体造成破坏或不可接受的降解。即，固定可被逆转而不对结构单元或载体造成破坏或不可接受的降解。在一个实施方案中，固定被逆转时结构单元或载体的降解水平仅仅是可忽略的或无效的。可逆固定可利用易可逆的共价键或非共价相互作用。适宜的非共价相互作用包括离子间相互作用、氢健、范德华相互作用等。易可逆的共价键是指该共价键可在不对结构单元或载体造成破坏或不可接受的降解的条件下形成或断裂。

被固定在例如载体上的结构单元组合可以是候选人工受体、先导人工受体、或工作人工受体。即，载玻片上的异质结构单元点或包被于管或孔上的多个结构单元可以是候选人工受体、先导人工受体、或工作人工受体。候选人工受体可以成为先导人工受体，先导人工受体可以成为工作人工受体。

如本文所用短语“候选人工受体”是指被固定的结构单元组合，该组合能够通过被检测以确定特定的试验配体是否与其结合。在一个实施方案中，该组合包含一个或多个被可逆固定的结构单元。在一个实施方案中，候选人工受体可以是载玻片上的异质结构单元点或包被于管或孔上的多个结构单元。

如本文所用短语“先导人工受体”是指一种被固定的结构单元组合，该组合与试验配体在试验配体的预定浓度下结合，例如10、1、0.1、或0.01μg/ml，或1、0.1、或0.01ng/ml。在一个实施方案中，该组合包含一个或多个被可逆固定的结构单元。在一个实施方案中，先导人工受体可以是载玻片上的异质结构单元点或包被于管或孔上的多个结构单元。

如本文所用短语“工作人工受体”是指一种结构单元组合，该组合以能有效分类或鉴定一个试验配体的选择性和/或灵敏度与该试验配体结合。即，与该结构单元组合的结合表示该试验配体属于某一类试验配体或是一种特定的试验配体。工作人工受体可以，例如，结合浓度为例如100、10、1、0.1、0.01、或0.001ng/ml的配体。在一个实施方案中，该组合包含一个或多个被可逆固定的结构单元。在一个实施方案中，工作人工受体可以是载玻片上的异质结构单元点或包被于管、孔、载玻片、或其它载体上或支架上的多个结构单元。

如本文所用短语“工作人工受体复合体”是指多个人工受体，每个为一个结构单元组合，每个组合以能有效分类或鉴定一个试验配体的选择性和/或灵敏度的模式与该试验配体结合。即，与复合体几个受体的结合表示该试验配体属于某一类试验配体或是一种特定的试验配体。复合体的各个受体可以各自以不同的浓度或不同的亲和力与该配体结合。例如，复合体的各个受体各自以100、10、1、0.1、0.01、或0.001ng/ml的浓度与配体结合。在一个实施方案中，该组合包含一个或多个被可逆固定的结构单元。在一个实施方案中，工作人工受体复合体可以是载玻片上的多个异质结构单元点或区域；多个孔，每个包被有不同的结构单元组合；或多个管，每个包被有不同的结构单元组合。

如本文所用，短语“候选人工受体的有效数量”是指足够多的候选人工受体，以提供发现工作人工受体、工作人工受体复合体、或先导人工受体的机会。象约100个或约200个这么少的候选人工受体可以成为发现适于区分两个蛋白质(例如，霍乱毒素和藻红蛋白)的工作人工受体复合体的有效数量。在其它实施方案中，候选人工受体的有效数量可包含约1,000个候选人工受体，约10,000个候选人工受体，约100,000个候选人工受体，或更多。

尽管不对本发明构成限制，认为提供机会以发现一个工作人工受体所需的候选人工受体的有效数量可能比发现一个工作人工受体复合体所需的有效数量大。尽管不对本发明构成限制，认为提供机会以发现一个先导人工受体所需的候选人工受体的有效数量可能比发现一个工作人工受体所需的有效数量大。尽管不对本发明构成限制，认为提供机会以发现一个用于有少量特征的试验配体的工作人工受体所需的候选人工受体的有效数量可能比用于有许多特征的试验配体的多。

如本文所用，术语“结构单元”是指人工受体的一个分子元件，该元件包含可以想象为或包含一个或多个接头、一个或多个构架、和一个或多个识别元件的部分。在一个实施方案中，结构单元包括一个接头、一个构架、和一个或多个识别元件。在一个实施方案中，接头包含一个适于将结构单元可逆固定于例如载体、表面或平层(lawn)上的部分。结构单元与配体相互作用。

如本文所用，术语“接头”是指结构单元上的一个部分或官能团，其可被用于或其自身(例如，可逆地)将结构单元与载体偶联，例如，通过共价连接、离子相互作用、静电相互作用或疏水相互作用。

如本文所用，术语“构架”是指结构单元的一个部分，该部分包含接头或与接头偶联，并且和与一个或多个识别元件偶联。

如本文所用，术语“识别元件”是指结构单元的一个部分，该部分与构架偶联但不与载体共价偶联。尽管不对本发明构成限制，识别元件能提供或形成一个或多个与配体相互作用的基团、表面、或空间。

如本文所用，短语“多个结构单元”是指在混合物、试剂盒中，或在载体或支架上的两个或多个结构不同的结构单元。每个结构单元具有特定的结构，结构单元的复合使用、或多个结构单元的使用是指多于一种的这些特定结构。结构单元(复数)或多个结构单元不是意指每个具有相同结构的多个分子。

如本文所用，短语“结构单元组合”是指共同处于一个点、区域，或一个候选、先导、或工作人工受体中的多个结构单元。结构单元组合可以是一组结构单元的子集。例如，结构单元组合可以是一组N(例如N＝10-200)个结构单元中的2、3、4、5、或6个结构单元的可能组合中的一种。

如本文所用，短语“同质固定结构单元”和“多个同质固定结构单元”是指在一个载体或点之上或之内只固定了一种结构单元。

如本文所用，短语“活化结构单元”是指一个结构单元被活化以使其易于与，例如，载体上的官能团形成共价键。一个包含羧基的结构单元可以被转化为一个包含活化酯基的结构单元，后者是一个活化结构单元。一个包含活化酯基的活化结构单元可以与，例如，胺反应形成共价键。

如本文所用，用于一个或多个结构单元的术语“未试验过的(naive)”是指之前从未被确定或从未被知晓能与目的试验配体结合的结构单元。例如，一个未试验过的结构单元的识别元件从未被确定或从未被知晓能与目的试验配体结合。当一个结构单元本身就是或者包含了对于一个所关心的(例如，霍乱毒素)特定蛋白质(试验配体)来说是已知的配体(例如，GM1)，它对于该蛋白质(试验配体)就不是未试验过的。

如本文所用，用于与载体偶联的结构单元的术语“固定的”是指结构单元被稳定地定位在载体上，以致它们不在载体上迁移或不从载体释放。可以通过共价偶联、离子相互作用、静电相互作用如离子配对、或疏水相互作用如范德华相互作用将结构单元固定。

如本文所用，载体、管、孔、或表面的“区域”是指载体、管、孔、或表面的连续部分。与区域偶联的结构单元可以是指在该区域彼此接近的结构单元。

如本文所用，分子上的“大(bulky)”基团大于包含7或8个碳原子的部分。

如本文所用，分子上的“小”基团是氢、甲基、或另一个小于包含4个碳原子的部分的基团。

如本文所用，术语“平层(lawn)”是指载体上官能团的层、点、或区域，例如，其密度足以将偶联的结构单元彼此接近地放置。该官能团可包含能与结构单元形成共价、离子、静电或疏水相互作用的基团。

如本文所用，术语“烷基”是指饱和脂族基团，包括直链烷基、支链烷基、环烷(脂环)基、烷基取代的环烷基、和环烷基取代的烷基。在某些实施方案中，直链或支链烷基在它的主链中含有30个或更少的碳原子(例如对于直链C₁-C₁₂，对于支链C₁-C₆)。同样，环烷基在它们的环状结构中可含有3-10个碳原子，例如，在环状结构中含有5，6，或7个碳。

本文所用的术语“烷基”既指“未被取代的烷基”也指“被取代了的烷基”，后者是指含有取代基的烷基部分，该取代基替代烃主链上一个或多个碳上的氢。这些取代基可以包括，例如，卤素、羟基、羰基(例如羧基、酯、甲酰基、或酮)、硫代羰基(如硫酯、硫代乙酸酯、或硫代甲酸酯)、烷氧基、磷酰基、磷酸酯、亚膦酸酯、氨基、酰氨基、脒、亚胺、氰基、硝基、叠氮基、巯基、烷硫基、硫酸酯、磺酸酯、氨磺酰基、亚磺酰氨基、磺酰基、杂环基、芳烷基、或芳族或杂芳族部分。如果合适，在烃链上取代的部分本身可以被取代。例如，取代烷基的取代基可以包括取代和未取代形式的上面所列的基团。

如本文所用，术语“芳烷基”是指被芳基(例如芳基或杂芳基)取代的烷基。

如本文所用，术语“烯基”和“炔基”是指在长度上和可选的取代上都与上述烷基类似的不饱和脂族基，但它们分别包含至少一个双键或三键。

本文所用的术语“芳基”包括5-，6-和7-元单环芳基，其可以包括0-4个杂原子，例如苯、吡咯、呋喃、噻吩、咪唑、噁唑、噻唑、三唑、吡唑、吡啶、吡嗪、哒嗪和嘧啶等。这些在环状结构中含有杂原子的芳基也可以称为“芳杂环化合物”或“杂芳族化合物”。芳环可以在一个或多个环位点被诸如上述关于烷基的这些取代基所取代。术语“芳基”还包括含有两个或多个环状环的多核环系统，其中两个或多个碳为两个邻接环所共有(环为“稠合环”)，其中至少一个环是芳环，例如，另一环状环可以是环烷基、环烯基、环炔基、芳基和/或杂环基。

如本文所用，术语“杂环”或“杂环基”是指3-12元环状结构，例如3-7元环，其环状结构包括1-4个杂原子。杂环基包括，例如噻吩、噻蒽、呋喃、吡喃、异苯并呋喃、苯并吡喃、夹氧杂蒽、氧硫杂环己二烯、吡咯、咪唑、吡唑、异噻唑、异噁唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、重氮茚、异吲哚、吲哚、吲唑、嘌呤、喹嗪、异喹啉、喹啉、酞嗪、1，5-二氮杂萘、喹喔啉、喹唑啉、噌啉、蝶啶、咔唑、咔啉、菲啶、吖啶、嘧啶、菲咯啉、吩嗪、吩吡嗪、吩噻嗪、呋咱、吩噁嗪、吡咯烷、oxolane、thiolane、噁唑、哌啶、哌嗪、吗啉、内酯、内酰胺如β-丙内酰胺和吡咯烷酮、磺内酰胺、磺酸内酯等。杂环可以在一个或多个位点被诸如关于烷基所述的这些取代基取代。

如本文所用，此处所用的术语“杂原子”是指除了碳或氢以外的任何元素的原子，如氮，氧，硫和磷。

人工受体综述

图1示意性地举例说明了一个实施方案，在一个微阵列上的一个点里使用4个不同的结构单元来制造一个配体结合位点。此图说明一组处于正方形角上的4个结构单元形成一个单元格子(unit cell)。一组四个结构单元可被想象成任何四边形的顶点。图1举例说明多个点或区域的结构单元可被想象为多重单元格子，在此例中是正方形单元格子。也可在载体上形成其它四边形形状的四结构单元的单元格子组。

每个被固定的结构单元分子可提供从“构架”上伸出的一条或多条“手臂(arm)”并且每条可包含与配体或另一个被固定的结构单元的部分相互作用的基团。图2举例说明四结构单元的组合，每个结构单元包含一个有两条手臂(称为“识别元件”)的构架，为结构单元提供一个形成配体结合位点的分子构型。由象下面例举的那些结构单元形成的这样的位点可以结合小分子，如药物、代谢物、污染物、或类似物质，和/或可以结合更大的配体如大分子或微生物。

本发明的人工受体可包含可逆固定于载体或表面上的结构单元。可逆的结构单元的固定可允许结构单元运动到载体或表面的不同位置，或将结构单元交换到表面上和从表面上交换下来。例如，当可逆地偶联于或固定于载体上时，结构单元组合可与一个配体结合。逆转结构单元的这种偶联或固定提供了重排这些结构单元的机会，这可以促进对配体的结合。另外，本发明可允许加入额外的或不同的结构单元，这可进一步改善对配体的结合。

图3示意性地举例说明一个实施方案，利用一个初始人工受体表面(A)，表面上有四个不同的结构单元，用阴影形状表示。这个初始人工受体表面(A)经历(1)配体与人工受体的结合和(2)重排受体表面的结构元单以产生一个先导人工受体(B)。重排是指逆转结构单元的偶联或固定并允许它们在受体表面重新排列。形成先导人工受体后，附加的结构单元可被(3)交换到受体表面上和/或从表面上交换下来(C)。交换是指结构单元离开表面而进入与该表面接触的溶液中和/或结构单元离开与该表面接触的溶液而成为人工受体的一部分。附加的结构单元可为了结构多样性而选择(例如，随机地)或基于先导人工受体中结构单元的结构而选择以提供促进结合的另外方法。然后原始的和附加的结构单元可被(4)重排和交换以在表面上提供更高亲和力的人工受体(D)。

使用人工受体的方法

可以产生对给定试验配体或给定试验配体的一个特定部分有特异性的工作人工受体。异质的和固定化的结构单元分子组合形成工作人工受体。例如，彼此相近固定于载体上的2、3、4、或5个不同的结构单元分子的组合提供了作为候选或工作人工受体的分子结构。结构单元可以对于试验配体是未试验过的。一旦产生了多个候选人工受体，它们可被检测以确定哪一个对给定配体是特异性的或有用。

然后特异性的或工作人工受体或受体复合体可以被用于多种不同的方法和系统。例如，该受体可被用于结合或检测一个试验配体的方法和/或装置。作为进一步的例子，该受体可被用于化学合成的方法和/或装置。用于化学合成的方法和系统可以包括区域特异性和立体特异性的化学合成的方法和系统。该受体还可被用于开发破坏或模拟结合相互作用的化合物。开发治疗性试剂的方法和系统可以包括用于药物和疫苗开发的方法和系统。

在一个实施方案中，本发明的方法和系统可以被用于检测多个目的配体。例如，可通过一个特异性的配体组合来表征一个未知的生物样品。这样的方法在检测特定病原体或疾病状态的分析中可以是有用的。作为进一步的例子，这样的实施方案可以被用于测定一个患者的遗传图谱。例如，可以检测癌症组织或癌症的遗传倾向。

本发明的人工受体可作为用于下列用途的产品的一部分：分析基因组和/或蛋白质组(蛋白质分离和表征)；药物开发(如序列特异性小分子先导物的鉴定，蛋白质和蛋白质间相互作用的表征)；试验配体的检测剂；滥用药物的诊断或治疗(如可卡因或其它滥用药物临床或野外分析)；有害废物分析或补救；化学品暴露警告或干涉；疾病诊断或治疗；癌症诊断或治疗(如前列腺特异性抗原的临床分析)；生物战剂警告或干涉；食物链污染分析或补救以及食物污染物的临床分析等。

结合或检测试验配体的方法

在一个实施方案中，本发明可以包括结合或检测试验配体的方法和/或装置。例如，本发明的人工受体可以用于目前使用抗体的多种检测法。该人工受体可以特异于给定配体，如抗原或免疫原。因此，该人工受体可以被用于类似于酶免疫分析、酶联免疫分析、免疫扩散、免疫电泳、乳胶凝集等的形式。可以用这样的方法检测的试验配体包括滥用的药物、生物战剂(如危险试剂)、生物战剂的标记物、疾病状态的标记物等。检测用的方法和系统可以包括用于临床化学、环境分析和所有种类的诊断检验中的方法和系统。

例如，人工受体可以与一个含有或怀疑含有至少一种试验配体的样品接触。构成人工受体的结构单元对于试验配体可以是未试验过的。然后，可以检测人工受体上一个或多个配体的结合。接下来，解释结合的结果以提供关于样品的信息。在一个实施方案中，本发明包括检测样品中试验配体的方法，该方法包括将对试验配体有特异性的人工受体与怀疑含有该试验配体的样品接触。该方法还包括检测或定量试验配体与人工受体的结合。例如，一个在适当条件下(例如，紧密地)结合分子、细胞或微生物的人工受体可被用于一种形式，其结合本身就足以表明该分子或生物体的存在。这样的形式还包括作为阳性和对照样品的探针的人工受体。

图4示意性地举例说明一个用于评估候选人工受体的方法的实施方案，该人工受体用于结合于一个试验配体，如一个分子或细胞。此方法可以包括制造一个候选人工受体的阵列。可以通过将该阵列与试验配体接触并鉴别哪种受体与试验配体结合而鉴定工作人工受体。构成人工受体的结构单元对于试验配体可以是未试验过的。这样的方法可应用一个被标记的试验配体。该方法可以包括产生一个含有工作人工受体或受体复合体的阵列或装置。在一个实施方案中，该方法可以包括使用用于检测或鉴定样品中试验配体的阵列或装置，所述样品如生物样品、实验室样品或环境样品。

图5示意性地举例说明本发明方法的一个实施方案，该方案使用候选人工受体阵列。该方法的这个实施方案可以应用一个含有效数量该人工受体的阵列以产生一个用于表征或检测一试验配体的检测方法或系统。该方法可以包括评估一个含有效数量的用于结合一个试验配体的候选人工受体的阵列，所述试验配体如分子或细胞。构成人工受体的结构单元对于试验配体可以是未试验过的。所述分子或细胞可以显示出与阵列上一个或几个候选人工受体的特征性结合。该一个或几个人工受体可以被选作一种人工受体(例如，工作人工受体或工作人工受体复合体)，该人工受体能用于表征生物样品的方法，或表征或检测该分子或细胞的方法。

如图5中所说明的，可通过应用了单个或多个先导或工作人工受体的方法鉴定试验配体。适于鉴定试验配体的多个先导或工作人工受体可被用于阵列形式检测。单个的先导或工作人工受体可以作为一条带与阳性和/或阴性对照受体共同配置于载体上，它也可配置成多条带。

在一个实施方案中，所述方法可以包括在一个基底上产生或应用所选的工作人工受体或受体复合体。该基底可以包含用于单个试验配体的工作人工受体或用于多个试验配体的工作人工受体。例如，一种方法可以包括将该人工受体与样品接触。包含用于单个试验配体的工作人工受体的基底可被用于检测该配体的方法或系统。与工作人工受体的结合表明该样品含有该试验配体。包含用于多个试验配体的工作人工受体的基底可被用于检测一个、几个或所有试验配体的方法或系统。与用于一个特定试验配体或多个配体的工作人工受体的结合表明该样品含有这样的试验配体或多个配体。

可以配置工作人工受体或受体复合体以提供一种模式，该模式能指示一种或多种试验配体的存在。此方法包括检测样品的结合模式并将其与已知样品的结合模式相比较。图6示意性地举例说明一个工作人工受体阵列上的某种结合模式。在一个实施方案中，所有用于一个试验配体的人工受体可被置于贯穿基底的一条线上。根据图6，对IL-2有特异性的受体处于工作人工受体复合体阵列10的第12行上。已经结合了试验配体(例如，IL-2)的工作人工受体被表示成阴影24。未结合试验配体的工作人工受体被表示为空心圆圈26。

应用了所述阵列的方法可以包括通过荧光或本文描述的另一种方法检测工作人工受体第12行上的结合。在所述实施方案中，检测人工受体第12行上的结合表明该样品含有IL-2。进一步地，阵列10上另一个工作人工受体上信号的缺失表明该样品不含有IFN-γ，IL-10，TGF-β，IL-12或TGF-α。因此，应用这样的阵列的方法可以确定一个样品是否是特定类型的生物样品或含有特定类型的分子或细胞。

当被设计用于研究用野外测试试剂盒时，装置30可以含有配置的点以致于阳性结果产生一个易于识别的36号模式，如一个加号。该易于识别的模式可以因此指示一个特定的试验配体存在于样品之中。或者，用于特定42号靶的人工受体或点可以被随机地置于第三个阵列40号上。在这个方式中，当使用了这种检测装置或阵列时，检测结果对于观察者可能不是直观明显的但会易于被一种机器阅读，该机器可以被编程以将在不同位置上与受体或点的结合与特定生物样品、分子或细胞的鉴定相关联。

在一个实施方案中，本发明包括一种用于检测或表征一种生物样品、分子或细胞的方法。该方法的这个实施方案可以包括从一个人工受体阵列中选择一个结合生物样品、分子或细胞的人工受体，将该人工受体与试验组合物相结合，并检测人工受体与试验组合物的结合。在这样的实施方案中，结合表明试验组合物中该生物样品、分子或细胞的存在。在一个实施方案中，本发明包括一种用于检测或表征一种生物样品、分子或细胞的方法。该方法的这个实施方案可以包括将人工受体阵列与试验组合物接触并检测与人工受体的结合。结合表明试验组合物中该生物样品、分子或细胞的存在。

本发明方法可以开发或应用多个特异于特定试验配体的工作受体，特定的试验配体例如，生物样品、分子或细胞。即，工作受体可以特异于一个特定的试验配体，但不同的受体可以与该试验配体的不同的各别的抗原(例如，蛋白质或糖类)、配体、官能团或结构特征相互作用。这样的方法可以提供用于试验配体存在性的稳定检测。例如，这样的稳定检测与依赖单个单一的受体来检验给定配体的检测方法相比可以降低假阳性或假阴性结果出现的机会。另外，本发明方法的这个实施方案可以开发或应用工作受体，该受体因为与同一试验配体上多个抗原或配体相互作用(例如，多价键合)而显示出更高的结合亲和力。

在一个实施方案中，本发明方法可以应用一个包含有效数量该人工受体的阵列来产生一种检测方法或系统用于表征或检测一种多核苷酸，例如，DNA或RNA。该方法可以包括评估一个阵列，该阵列包含用于与多核苷酸，例如，DNA或RNA，相结合的有效数量的候选人工受体。构成人工受体的结构单元对于该DNA或RNA可以是未试验过的。所述多核苷酸，例如，DNA或RNA，可以显示与该阵列上一个或几个候选人工受体的特征性结合。该一个或几个人工受体可以被选作一种人工受体(例如，工作人工受体或工作人工受体复合体)，该人工受体能用于表征生物样品的方法，或表征或检测该多核苷酸，例如，DNA或RNA的方法。

在一个实施方案中，本发明方法可以应用一个包含有效数量该人工受体的阵列来产生一种检测方法或系统用于表征或检测多肽或肽。该方法可以包括评估一个阵列，该阵列包含用于与多肽或肽结合的有效数量候选人工受体。构成人工受体的结构单元对于该多肽或肽可以是未试验过的。所述多肽和肽可以显示与该阵列上一个或几个候选人工受体的特征性结合。该一个或几个人工受体可以被选作一种人工受体(例如，工作人工受体或工作人工受体复合体)，该人工受体能用于表征生物样品的方法，或表征或检测该多肽或肽的方法。

在一个实施方案中，本发明方法可以应用一个包含有效数量该人工受体的阵列来产生一种检测方法或系统用于表征或检测寡-或多糖。该方法可以包括评估一个阵列，该阵列包含用于与寡聚-或多糖结合的有效数量候选人工受体。构成人工受体的结构单元对于该寡聚-或多糖可以是未试验过的。所述寡聚-或多糖可以显示与该阵列上一个或几个候选人工受体的特征性结合。该一个或几个人工受体可以被选作一种人工受体(例如，工作人工受体或工作人工受体复合体)，该人工受体能用于表征生物样品的方法，或表征或检测该寡聚-或多糖的方法。

在一个实施方案中，本发明方法可以应用一个包含有效数量该人工受体的阵列来产生一种检测方法或系统用于表征或检测一种细胞，例如，肝细胞。该方法可以包括评估一个阵列，该阵列包含用于与该细胞，例如，肝细胞结合的有效数量候选人工受体。构成人工受体的结构单元对于该细胞，例如，肝细胞可以是未试验过的。所述细胞，例如，肝细胞可以显示与该阵列上一个或几个候选人工受体的特征性结合。该一个或几个人工受体可以被选作一种人工受体(例如，工作人工受体或工作人工受体复合体)，该人工受体能用于表征生物样品的方法，或表征或检测该细胞，例如，肝细胞。

结合或检测滥用药物的方法

在一个实施方案中，本发明可以包括用于结合或检测一种滥用药物的方法和/或装置。用于检测的方法或系统可以包括用于临床化学、野外分析和所有种类的诊断检测的方法和系统。例如，人工受体可以与含有或怀疑含有至少一种滥用药物的样品相接触。然后，可以检测人工受体上一个或多个滥用药物的结合。接下来，解释结合的结果以提供关于样品的信息。在一个实施方案中，本发明包括检测样品中滥用药物的方法，该方法包括将对滥用药物有特异性的人工受体与怀疑含有该滥用药物的样品接触。该方法还包括检测或定量滥用药物与人工受体的结合。

图4示意性地举例说明一个用于评估候选人工受体的方法的实施方案，该人工受体用于结合于一个试验配体。该方法的这个实施方案可以用于检测一个试验配体如滥用药物。此方法可以包括制造一个候选人工受体的阵列。构成人工受体的结构单元对于试验配体可以是未试验过的。可以通过将该阵列与滥用药物接触并鉴别哪种受体与滥用药物结合而鉴定工作人工受体。该方法可以包括产生一个含有工作人工受体或受体复合体的阵列或装置。在一个实施方案中，该方法可以包括使用用于检测或表征样品中滥用药物的阵列或装置，所述样品如生物样品、实验室样品或证据样品。

图5示意性地举例说明本发明方法的一个实施方案，该方案使用候选人工受体阵列。该方法的这个实施方案可以应用一个含有效数量该人工受体的阵列以产生一个用于表征或检测一种滥用药物的检测方法或系统。该方法可以包括评估一个含有效数量的用于结合一种滥用药物的人工受体的阵列。构成人工受体的结构单元对于该滥用药物可以是未试验过的。所述滥用药物可以显示出与阵列上一个或几个候选人工受体的特征性结合。该一个或几个人工受体可以被选作一种人工受体(例如，工作人工受体或工作人工受体复合体)，该人工受体能用于表征生物或野外(field)样品的方法，或表征或检测该滥用药物的方法。

在一个实施方案中，其方法可以包括在一个基底上产生或应用所选的工作人工受体或受体复合体。该基底可以包含用于单个滥用药物的工作人工受体或用于多个滥用药物的工作人工受体。例如，一种方法可以包括将该人工受体与样品接触。包含用于单个滥用药物的工作人工受体的基底可被用于检测该滥用药物的方法或系统。与工作人工受体的结合表明该样品含有该滥用药物。包含用于多个滥用药物的工作人工受体的基底可被用于检测一个、几个或所有滥用药物的方法或系统。与用于一个特定滥用药物或多个滥用药物的工作人工受体的结合表明该样品含有这样的滥用药物或多个滥用药物。

可以配置工作人工受体或受体复合体以提供一种模式，该模式能指示一种或多种滥用药物的存在。此方法包括检测样品的结合模式并将其与已知样品的结合模式相比较。图6示意性地举例说明一个工作人工受体阵列上的某种结合模式。这样的模式和方案可被用于鉴定多种试验配体，包括滥用药物。

本发明方法可以开发或应用多个特异于特定滥用药物或该滥用药物的特征的工作受体。即，工作受体可以特异于一个特定的滥用药物，但不同的受体可以与该滥用药物的不同的各别配体、官能团或结构特征相互作用。这样的方法可以提供用于滥用药物存在性的稳定检测。例如，这样的稳定检测与依赖单个单一的受体来检验给定滥用药物的检测方法相比可以降低假阳性或假阴性结果出现的机会。另外，本发明方法的这个实施方案可以开发或应用工作受体，该受体因为与同一滥用药物上多个配体或特征相互作用(例如，多价键合)而显示出更高的结合亲和力。

适用的滥用药物包括大麻素类(例如，哈希什和麻利华纳)，镇静剂类(例如，巴比妥类、苯并二氮卓类、γ-羟丁酸、甲喹酮)，解离性麻醉药(例如，氯胺酮、PCP和PCP类似物)，致幻药(例如，LSD、麦司卡林、赛洛西宾)，鸦片剂或阿片类(例如，可待因、芬太尼、芬太尼类似物、海洛因、吗啡、鸦片、盐酸羟考酮、氢可酮酒石酸氢盐)，兴奋剂(例如，安非他明、可卡因、亚甲二氧基甲基苯丙胺、甲苯丙胺、哌甲酯、尼古丁)，吸入剂(例如，溶剂)等。

适用的滥用药物包括性能增强剂，如兴奋剂和β-阻断剂，同化激素类药，氧载体增强剂，掩蔽剂，和吸入剂。适用的兴奋剂包括咖啡因和安非他明类。适用的β-阻断剂包括沙丁胺醇(用于哮喘吸入器)等。适用同化激素类药包括类固醇(例如，同化激素)，类固醇类似物，和生长激素。适用的氧载体增强剂包括红细胞生成素等。

结合或检测异构体的方法

在一个实施方案中，本发明可以包括用于结合或检测化合物的一种同分异构体或多种同分异构体的方法和/或装置。用于检测的方法或系统可以包括用于临床化学、环境分析和所有种类诊断检测的方法和系统。例如，人工受体可以与含有或怀疑含有至少一种某化合物同分异构体的样品相接触。然后，可以检测人工受体上一个或多个该化合物同分异构体的结合。接下来，解释结合的结果以提供关于该同分异构体的信息。在一个实施方案中，本发明包括检测样品中某化合物同分异构体的方法，该方法包括将对该同分异构体有特异性的人工受体与怀疑含有该同分异构体的样品接触。该方法还包括检测或定量同分异构体与人工受体的结合。

本发明方法可以被用于同分异构体如立体异构体(例如，几何异构体或旋光异构体)，旋光异构体(例如，对映异构体和非对映异构体)，几何异构体(例如，顺-和反-异构体)。本发明方法可以被用于开发工作或先导人工受体或工作人工受体复合体，它们能结合于一个或多个某化合物异构体(例如，对映选择性受体环境)。例如，人工受体或复合体可以与某化合物的一种立体异构体结合，但与该化合物的另一种立体异构体只微弱结合或根本不结合。例如，人工受体或复合体可以与某化合物的一种几何异构体结合，但与该化合物的另一种几何异构体只微弱结合或根本不结合。例如，人工受体或复合体可以与某化合物的一种旋光异构体结合，但与该化合物的另一种旋光异构体只微弱结合或根本不结合。例如，人工受体或复合体可以与某化合物的一种对映异构体结合，但与该化合物的另一种对映异构体只微弱结合或根本不结合。例如，人工受体或复合体可以与某化合物的一种非对映异构体结合，但与该化合物的另一种非对映异构体只微弱结合或根本不结合。

图4示意性地举例说明一个用于评估候选人工受体的方法的实施方案，该人工受体用于结合于一个试验配体。该方法的这个实施方案可以用于检测一个试验配体如化合物的异构体。此方法可以包括制造一个候选人工受体的阵列。构成人工受体的结构单元对于试验配体可以是未试验过的。可以通过将该阵列与一种异构体接触并鉴别哪种受体与该异构体结合而鉴定工作人工受体。该方法可以包括产生一个含有工作人工受体或受体复合体的阵列或装置。在一个实施方案中，该方法可以包括使用用于检测或表征样品中异构体的阵列或装置，所述样品如生物样品、实验室样品或临床样品。

图5示意性地举例说明本发明方法的一个实施方案，该方案使用候选人工受体阵列。该方法的这个实施方案可以应用一个含有效数量该人工受体的阵列以产生一个用于表征或检测一种异构体的检测方法或系统。该方法可以包括评估一个含有效数量的用于结合一种异构体的候选人工受体的阵列。构成人工受体的结构单元对于该异构体可以是未试验过的。所述异构体可以显示出与阵列上一个或几个候选人工受体的特征性结合。该一个或几个人工受体可以被选作一种人工受体(例如，工作人工受体或工作人工受体复合体)，该人工受体能用于表征生物样品、临床样品或实验室样品的方法，或表征或检测该异构体的方法。

在一个实施方案中，其方法可以包括在一个基底上产生或应用所选的工作人工受体或受体复合体。该基底可以包含用于单个异构体的工作人工受体或用于多个异构体的工作人工受体。例如，一种方法可以包括将该人工受体与样品接触。包含用于单个异构体的工作人工受体的基底可被用于检测该异构体的方法或系统。与工作人工受体的结合表明该样品含有该异构体。包含用于多个异构体的工作人工受体的基底可被用于检测一个、几个或所有异构体的方法或系统。与用于一个特定异构体或异构体群的工作人工受体的结合表明该样品含有这样的异构体或多个异构体。

可以配置工作人工受体或受体复合体以提供一种模式，该模式能指示一种或多种异构体的存在。此方法包括检测样品的结合模式并将其与已知样品的结合模式相比较。图6示意性地举例说明一个工作人工受体阵列上的某种结合模式。这样的模式和方案可被用于鉴定多种试验配体，包括异构体。

在一个实施方案中，本发明方法可以应用一个含有效数量该人工受体的阵列以产生一个用于表征或检测一种立体异构体的检测方法或系统。该方法可以包括评估一个含有效数量的用于结合一种立体异构体的人工受体的阵列。构成人工受体的结构单元对于该立体异构体可以是未试验过的。所述立体异构体可以显示出与阵列上一个或几个候选人工受体的特征性结合。该一个或几个人工受体可以被选作一种人工受体(例如，工作人工受体或工作人工受体复合体)，该人工受体能用于表征实验室样品或临床样品的方法，或表征或检测该立体异构体的方法。

在一个实施方案中，本发明方法可以应用一个含有效数量该人工受体的阵列以产生一个用于表征或检测一种几何异构体(例如，顺式-和反式-异构体)的检测方法或系统。该方法可以包括评估一个含有效数量的用于结合一种几何异构体(例如，顺式-和反式-异构体)的候选人工受体的阵列。构成人工受体的结构单元对于该几何异构体可以是未试验过的。所述几何异构体可以显示出与阵列上一个或几个候选人工受体的特征性结合。该一个或几个人工受体可以被选作一种人工受体(例如，工作人工受体或工作人工受体复合体)，该人工受体能用于表征实验室样品或临床样品的方法，或表征或检测该几何异构体(例如，顺式-和反式-异构体)的方法。

在一个实施方案中，本发明方法可以应用一个含有效数量该人工受体的阵列以产生一个用于表征或检测一种旋光异构体的检测方法或系统。该方法可以包括评估一个含有效数量的用于结合一种旋光异构体的候选人工受体的阵列。构成人工受体的结构单元对于该旋光异构体可以是未试验过的。所述旋光异构体可以显示出与阵列上一个或几个候选人工受体的特征性结合。该一个或几个人工受体可以被选作一种人工受体(例如，工作人工受体或工作人工受体复合体)，该人工受体能用于表征实验室样品或临床样品的方法，或表征或检测该旋光异构体的方法。

在一个实施方案中，本发明方法可以应用一个含有效数量该人工受体的阵列以产生一个用于表征或检测一种对映异构体的检测方法或系统。该方法可以包括评估一个含有效数量的用于结合一种对映异构体的候选人工受体的阵列。构成人工受体的结构单元对于该对映异构体可以是未试验过的。所述对映异构体可以显示出与阵列上一个或几个候选人工受体的特征性结合。该一个或几个人工受体可以被选作一种人工受体(例如，工作人工受体或工作人工受体复合体)，该人工受体能用于表征实验室样品或临床样品的方法，或表征或检测该对映异构体的方法。

在一个实施方案中，本发明方法可以应用一个含有效数量该人工受体的阵列以产生一个用于表征或检测一种非对映异构体的检测方法或系统。该方法可以包括评估一个含有效数量的用于结合一种非对映异构体的人工受体的阵列。构成人工受体的结构单元对于该非对映异构体可以是未试验过的。所述非对映异构体可以显示出与阵列上一个或几个候选人工受体的特征性结合。该一个或几个人工受体可以被选作一种人工受体(例如，工作人工受体或工作人工受体复合体)，该人工受体能用于表征实验室样品或临床样品的方法，或表征或检测该非对映异构体的方法。

结合或检测肽类的方法

在一个实施方案中，本发明可以包括用于结合或检测一种肽的方法和/或装置。用于检测的方法或系统可以包括用于临床化学、环境分析和所有种类诊断检测的方法和系统。例如，人工受体可以与含有或怀疑含有至少一种肽的样品相接触。然后，可以检测人工受体上一个或多个该肽的结合。接下来，解释结合的结果以提供关于该样品的信息。在一个实施方案中，本发明包括检测样品中一种肽的方法，该方法包括将对该肽有特异性的人工受体与怀疑含有该肽的样品接触。该方法还包括检测或定量该肽与人工受体的结合。

图4示意性地举例说明一个用于评估候选人工受体的方法的实施方案，该人工受体用于结合于一个试验配体。该方法的这个实施方案可以用于检测一个试验配体如肽。此方法可以包括制造一个候选人工受体的阵列。构成人工受体的结构单元对于试验配体可以是未试验过的。可以通过将该阵列与一种肽接触并鉴别哪种受体与该肽结合而鉴定工作人工受体。该方法可以包括产生一个含有工作人工受体或受体复合体的阵列或装置。在一个实施方案中，该方法可以包括使用用于检测或表征样品中肽的阵列或装置，所述样品如生物样品、实验室样品或临床样品。

图5示意性地举例说明本发明方法的一个实施方案，该方案使用候选人工受体阵列。该方法的这个实施方案可以应用一个含有效数量该人工受体的阵列以产生一个用于表征或检测一种肽的检测方法或系统。该方法可以包括评估一个含有效数量的用于结合一种肽的人工受体的阵列。构成人工受体的结构单元对于该肽可以是未试验过的。所述肽可以显示出与阵列上一个或几个候选人工受体的特征性结合。该一个或几个人工受体可以被选作一种人工受体(例如，工作人工受体或工作人工受体复合体)，该人工受体能用于表征生物样品或环境样品的方法，或表征或检测该肽的方法。

图7示意性地举例说明一个用于开发一种方法和系统的方法的实施方案，该方法和系统用于检测一个试验配体，如一种肽或肽类的混合物。本发明方法的这个实施方案可以包括评估多种(阵列)用于结合多种肽中的每一种的候选人工受体。构成人工受体的结构单元对于该肽类中的一种或多种可以是未试验过的。所述肽类可以包括在细胞或生物体中发现的肽。本发明方法可以包括检测各个肽对候选人工受体中的多个或其阵列的一个子集的结合。本发明方法可以包括检测在细胞或生物体中发现的肽对候选人工受体中的多个或其阵列的一个子集或其全部的结合。这可被想象成为每个肽或肽类的混合物开发一个工作人工受体或人工受体复合体。

这样，每个肽或肽类的混合物可以提供多个或阵列上所结合受体的模式。所结合受体的模式可以是该肽或肽混合物或含有该肽或肽混合物的样品的表征。本发明方法包括将该结合模式的表现形式储存为图像或数据结构。结合模式的表现形式可由操作者或数据处理系统进行评估。本发明方法可以包括这样评估。来自一个未知样品的结合模式与一个特定肽的结合模式相匹配就将该未知样品表征为含有该肽。来自一个未知样品的结合模式与一个特定肽混合物的结合模式相匹配就将该未知样品表征为含有该肽混合物或就是该肽混合物的生物体或细胞。多个结合模式可被存储为数据库。

所述方法的一个实施方案可以包括创建一个人工受体阵列。这个实施方案还可以包括编制一个特定肽或肽混合物的结合模式的数据库，例如，用多种发现于细胞或生物体内的各种肽或肽群探测该阵列。将该阵列与未鉴定的肽或肽混合物接触可以产生一个试验结合模式。然后本发明方法可以将该试验结合模式与数据库中已知肽或肽混合物的结合模式进行比较以表征或分类该未知的肽、肽混合物、或细胞或生物体。在一个实施方案中，已经构建了数据库和受体阵列，并且其方法包括用未知肽或肽混合物探测该阵列以产生一个试验结合模式，然后将该结合模式与数据库中已知肽或肽混合物的结合模式进行比较以表征或分类该未鉴定的肽、肽混合物、或细胞或生物体。

可以将为区分肽混合物而构建的阵列与来自生物体、细胞或目的组织的样品相接触。与阵列结合的肽可以表征或检测该生物体、细胞或组织；可以指示由生物体导致的或影响该细胞或组织的病症；可以指示对由生物体导致的或影响该细胞或组织的病症进行的成功治疗；表征疾病进程；鉴定治疗先导或策略；等等。

在一个实施方案中，其方法可以包括在一个基底上产生或应用所选的工作人工受体或受体复合体。该基底可以包含用于单个肽的工作人工受体或用于多个肽的工作人工受体。例如，一种方法可以包括将该人工受体与样品接触。包含用于单个肽的工作人工受体的基底可被用于检测该肽的方法或系统。与工作人工受体的结合表明该样品含有该肽。包含用于多个肽的工作人工受体的基底可被用于检测一个、几个或所有该类肽的方法或系统。与用于一个特定肽或多个肽的工作人工受体的结合表明该样品含有这样的肽或多个肽。

可以配置工作人工受体或受体复合体以提供一种模式，该模式能指示一种或多种肽的存在。此方法包括检测样品的结合模式并将其与已知样品的结合模式相比较。图6示意性地举例说明一个工作人工受体阵列上的某种结合模式。这样的模式和方案可被用于鉴定多种试验配体，包括肽。

本发明方法可以开发或应用多个特异于特定肽或肽上特征的工作受体。即，工作受体可以特异于一个特定的肽，但不同的受体可以与该肽上不同的各别配体、官能团或结构特征相互作用。这样的方法可以提供用于该肽存在性的稳定检测。例如，这样的稳定检测与依赖单个单一的受体来检验给定肽的检测方法相比可以降低假阳性或假阴性结果出现的机会。另外，本发明方法的这个实施方案可以开发或应用工作受体，该受体因为与同一肽上多个配体或特征相互作用(例如，多价键合)而显示出更高的结合亲和力。

在一个实施方案中，本发明方法可以应用一个包含有效数量该人工受体的阵列来产生一种检测方法或系统用于表征或检测一种肽。该方法可以包括评估一个阵列，该阵列包含用于与该肽结合的有效数量候选人工受体。构成人工受体的结构单元对于该肽可以是未试验过的。所述的肽可以显示与该阵列上一个或几个候选人工受体的特征性结合。该一个或几个人工受体可以被选作一种人工受体(例如，工作人工受体或工作人工受体复合体)，该人工受体能用于表征生物样品的方法，或表征或检测该肽的方法。

本发明方法可以包括选择与特定肽结合的人工受体和/或组成这些受体的结构单元(例如，与一个支架分子结合)作为药物开发的先导物或作为调节该肽活性的活性剂。可以选择所述人工受体或组成该人工受体的结构单元与一种肽的一个部分相结合，该部分是它与一种其它大分子(例如，糖、蛋白质、或多核苷酸)相互作用所必需的，这样就破坏了这种相互作用。

结合或检测蛋白质或蛋白质组的方法

在一个实施方案中，本发明可以包括用于结合或检测一种蛋白质、多种蛋白质中的一种或几种、或蛋白质组的方法和/或装置。用于检测的方法和系统可以包括用于临床化学、环境分析、诊断检测和蛋白质组分析的方法和系统。例如，人工受体可以与含有至少一种蛋白质或一个蛋白质组的样品相接触。构成人工受体的结构单元对于试验配体可以是未试验过的。然后，可以检测人工受体上一个或多个该蛋白质的结合。接下来，解释结合的结果以提供关于该样品，例如，蛋白质组的信息。在一个实施方案中，本发明包括检测样品中一种蛋白质的方法，该方法包括将对该蛋白质有特异性的人工受体与怀疑含有该蛋白质的样品接触。该方法还包括检测或定量该蛋白质与人工受体的结合。

图4示意性地举例说明一个用于评估候选人工受体的方法的实施方案，该人工受体用于结合于一个试验配体。该方法的这个实施方案可以用于检测一个试验配体如一个或多个蛋白质。此方法可以包括制造一个候选人工受体的阵列。构成人工受体的结构单元对于试验配体可以是未试验过的。可以通过将该阵列与一种蛋白质接触并鉴别哪种受体与该蛋白质结合而鉴定工作人工受体。该方法可以包括产生一个含有工作人工受体或受体复合体的阵列或装置。在一个实施方案中，该方法可以包括使用用于检测或表征样品中蛋白质的阵列或装置，所述样品如生物样品、实验室样品或环境样品。

在一个实施方案中，其方法可以包括在一个基底上产生或应用所选的工作人工受体或受体复合体。该基底可以包含用于单个蛋白质的工作人工受体或用于多个蛋白质的工作人工受体。例如，一种方法可以包括将该人工受体与样品接触。包含用于单个蛋白质的工作人工受体的基底可被用于检测该蛋白质的方法或系统。与工作人工受体的结合表明该样品含有该蛋白质。包含用于多个蛋白质的工作人工受体的基底可被用于检测一个、几个或所有蛋白质的方法或系统。与用于一个特定蛋白质或蛋白质群的工作人工受体的结合表明该样品含有这样的蛋白质或蛋白质群。

可以配置工作人工受体或受体复合体以提供一种模式，该模式能指示一种或多种蛋白质的存在。此方法包括检测样品的结合模式并将其与已知样品的结合模式相比较。图6示意性地举例说明一个工作人工受体阵列上的某种结合模式。这样的模式和方案可被用于鉴定多种试验配体，包括蛋白质。

图7示意性地举例说明一个用于开发一种方法和系统的方法的实施方案，该方法和系统用于检测一个试验配体，如一种蛋白质或蛋白质组。本发明方法的这个实施方案可以包括评估多个(例如，阵列)用于结合多个试验配体中的每一种的候选人工受体。构成人工受体的结构单元对于该试验配体可以是未试验过的。所述多个试验配体可以包括多个蛋白质。所述多个试验配体可以包括组成一个细胞或生物体的蛋白质组的蛋白质。本发明方法可以包括检测各个蛋白质对多个候选人工受体或其阵列的一个子集的结合。本发明方法可以包括检测组成蛋白质组的蛋白质对多个候选人工受体或其阵列的一个子集或其全部的结合。这可被想象成为每个蛋白质或为蛋白质组开发一个工作受体或人工受体复合体。

这样，每个蛋白质或蛋白质组可以提供复式或阵列上所结合受体的模式。所结合受体的模式可以是该蛋白质或蛋白质组或含有该蛋白质或蛋白质组的样品的特征。本发明方法包括将该结合模式的表现形式储存为图像或数据结构。结合模式的表现形式可由操作者或数据处理系统进行评估。本发明方法可以包括这样的评估。来自一个未知样品的结合模式与一个特定蛋白质的结合模式相匹配就将该未知样品表征为含有该蛋白质。来自一个未知样品的结合模式与一个特定蛋白质组的结合模式相匹配就将该未知样品表征为含有该蛋白质组或就是该蛋白质组，或者含有或就是含该蛋白质组的细胞或生物体。相似地，来自未知样品的结合模式可以与多个特定蛋白质或蛋白质组的结合模式相比较，该样品可被表征为含有一个或多个该蛋白质或蛋白质组。多个结合模式可被存储为数据库。

所述方法的一个实施方案可以包括创建一个人工受体阵列。这个实施方案还可以包括编制一个特定蛋白质或蛋白质组的结合模式的数据库，例如，用多个单个蛋白质或蛋白质组探测所述阵列。将该阵列与未鉴定的蛋白质或蛋白质组接触可以产生一个试验结合模式。然后本发明方法可以将该试验结合模式与数据库中已知蛋白质或蛋白质组的结合模式进行比较以表征或分类该未知的蛋白质、蛋白质组、或细胞或生物体。在一个实施方案中，已经构建了数据库和受体阵列，并且其方法包括用未知蛋白质或蛋白质组探测该阵列以产生一个试验结合模式，然后将该试验结合模式与数据库中已知蛋白质或蛋白质组的结合模式进行比较以表征或分类该未知的蛋白质、蛋白质组、或细胞或生物体。

可以将蛋白质组阵列与来自生物体、细胞或目的组织的样品相接触。与蛋白质组阵列结合的蛋白质可以表征或检测该生物体、细胞或组织；可以指示由生物体导致的或影响该细胞或组织的病症；可以指示对由生物体导致的或影响该细胞或组织的病症进行的成功治疗；鉴别疾病进程；鉴定治疗先导或策略；等等。

本发明方法可以开发或应用多个特异于特定蛋白质或该蛋白质上特征的工作受体。即，工作受体可以特异于一个特定的蛋白质，但不同的受体可以与该蛋白质上不同的各别配体、官能团或结构特征相互作用。这样的方法可以提供用于该蛋白质存在性的稳定检测。例如，这样的稳定检测与依赖单个单一的受体来检验给定蛋白质的检测方法相比可以降低假阳性或假阴性结果出现的机会。另外，本发明方法的这个实施方案可以开发或应用工作受体，该受体因为与同一蛋白质上多个配体或特征相互作用(例如，多价键合)而显示出更高的结合亲和力。

在一个实施方案中，本发明方法可以应用一个包含有效数量该人工受体的阵列来产生一种检测方法或系统用于表征或检测一种蛋白质。该方法可以包括评估一个阵列，该阵列包含用于与该蛋白质结合的有效数量候选人工受体。构成人工受体的结构单元对于该试验配体可以是未试验过的。所述蛋白质可以显示与该阵列上一个或几个候选人工受体的特征性结合。该一个或几个人工受体可以被选作一种人工受体(例如，工作人工受体或工作人工受体复合体)，该人工受体能用于表征生物样品的方法，或表征或检测该蛋白质。

本发明方法可以包括选择与特定蛋白质结合的人工受体和/或组成这些受体的结构单元(例如，与一个支架分子结合)作为药物开发的先导物或作为调节该蛋白质活性的活性试剂。可以选择所述人工受体或组成该人工受体的结构单元以与一种酶的活性位点或受体的配体结合位点相结合或破坏其活性。可以选择所述人工受体或组成该人工受体的结构单元与蛋白质的一个部分相结合，该部分是它与一种其它大分子(例如，糖、蛋白质、或多核苷酸)相互作用所需的，这样就破坏了这种相互作用。可以选择所述人工受体或组成该人工受体的结构单元与受体的结合位点相结合而作为该受体的激动剂。

本发明方法可以包括选择与用于蛋白质组分析的系统中预选蛋白质相结合的工作人工受体。可以在基底和结合于受体的蛋白质上提供用于预选蛋白质的工作人工受体。在一个实施方案中，选择和结合应用了多个不同的工作人工受体用于预选蛋白质。该多个人工受体可以结合预选蛋白质上的不同特征和留下自由的预选蛋白质上的不同特征。该方法的这个实施方案包括将工作受体与结合的预选蛋白质接触，该预选蛋白质结合于至少一种用于该预选蛋白质的候选结合伴侣。本发明方法可以包括检测该候选结合伴侣对预选蛋白质的结合或未结合。与预选蛋白质结合的候选结合伴侣可以被当作先导结合伴侣。

在一个实施方案中，本发明方法包括将工作受体与结合的预选蛋白质接触，该预选蛋白质已与作为候选结合伴侣来源的来自细胞或生物体的蛋白质组结合。随后本发明方法可以从该蛋白质组中重新获得一个或更多先导结合伴侣。然后这可以表征该蛋白质组含有或不含用于预选蛋白质的结合伴侣。

在一个实施方案中，其人工受体可以被应用于蛋白质组学的研究。在这样的实施方案中，可以将候选或工作人工受体的阵列与肽、多肽、和/或蛋白质的混合物接触。每种混合物可以产生一个结合于该阵列的特征性足迹。此外，鉴定用于目标肽、多肽、和/或蛋白质的特异性受体环境可以被应用于分离和分析该目标。即，在另外一个实施方案中，可以将一个特定受体表面用于亲和纯化方法，例如，亲和层析。

在一个实施方案中，其候选人工受体可以被应用于发现在优选构型或取向下与蛋白质结合的受体表面。许多蛋白质(例如，抗体、酶、受体)在特定环境下是稳定的和/或活性的。确定的受体表面可以被用于产生选择性保持或定向蛋白质以获得最大稳定性和/或活性的结合环境。在一个实施方案中，人工受体可以被用于形成生物活性表面。例如，受体表面可以被用于特异性结合一个抗体或酶的活性构象。

在一个实施方案中，本发明方法可以包括在一个蛋白质仍然与人工受体结合时对其进行标记。获得的蛋白质将被标记于标记试剂可以接近的部分，但不是与人工受体结合的部分。本发明方法可包括将被标记的蛋白质从人工受体上释放。蛋白质上标记分布的测定指示蛋白质的哪个部分与受体结合。

在某些实施方案中，其人工受体可以被应用于区分一个蛋白质的两个构象。某些蛋白质以两种或更多稳定的构象存在。在一个实施方案中，其工作人工受体或复合体可以结合一种蛋白质的第一构象。在一个实施方案中，其工作人工受体或复合体可以结合一种蛋白质的第二构象。在一个实施方案中，其工作人工受体或复合体可以结合一种蛋白质的第一构象，但不与其第二构象结合。在一个实施方案中，其工作人工受体或复合体可以结合一种蛋白质的第二构象，但不与其第一构象结合。

例如，在一个实施方案中，其工作人工受体或复合体可以结合一种朊病毒的第一或非传染性构象，但不与其第二或传染性构象结合。例如，在一个实施方案中，其工作人工受体或复合体可以结合一种朊病毒的第二或传染性构象，但不与其第一或非传染性构象结合。例如，在一个实施方案中，其工作人工受体或复合体可以结合β-淀粉样蛋白质的第一或非蚀斑形成构象，但不与其第二或蚀斑形成构象结合。例如，在一个实施方案中，其工作人工受体或复合体可以结合β-淀粉样蛋白质的第二或蚀斑形成构象，但不与其第一或非蚀斑形成构象结合。

在一个实施方案中，本发明方法可以应用一个包含有效数量该人工受体的阵列来产生一种检测方法或系统用于表征或检测一种蛋白质的所需构象。该方法可以包括评估一个阵列，该阵列包含用于与该蛋白质的所需构象结合的有效数量候选人工受体。构成人工受体的结构单元对于该蛋白质或其所需构象可以是未试验过的。所述蛋白质的所需构象可以显示与该阵列上一个或几个候选人工受体的特征性结合。该一个或几个人工受体可以被选作一种人工受体(例如，工作人工受体或工作人工受体复合体)，该人工受体能用于表征生物样品的方法，或表征或检测该蛋白质的所需构象。

在一个实施方案中，本发明方法可以应用一个包含有效数量该人工受体的阵列来产生一种检测方法或系统用于表征或检测一种朊病毒的第一或非传染性构象。该方法可以包括评估一个阵列，该阵列包含用于与一种朊病毒的第一或非传染性构象结合的有效数量候选人工受体。构成人工受体的结构单元对于该朊病毒可以是未试验过的。所述朊病毒的第一或非传染性构象可以显示与该阵列上一个或几个候选人工受体的特征性结合。该一个或几个人工受体可以被选作一种人工受体(例如，工作人工受体或工作人工受体复合体)，该人工受体能用于表征生物样品的方法，或表征或检测一种朊病毒的第一或非传染性构象。

在一个实施方案中，本发明方法可以应用一个包含有效数量该人工受体的阵列来产生一种检测方法或系统用于表征或检测一种朊病毒的第二或传染性构象。该方法可以包括评估一个阵列，该阵列包含用于与一种朊病毒的第二或传染性构象结合的有效数量候选人工受体。构成人工受体的结构单元对于该试验配体可以是未试验过的。所述朊病毒的第二或传染性构象可以显示与该阵列上一个或几个候选人工受体的特征性结合。该一个或几个人工受体可以被选作一种人工受体(例如，工作人工受体或工作人工受体复合体)，该人工受体能用于表征生物样品的方法，或表征或检测一种朊病毒的第二或传染性构象。

在一个实施方案中，本发明方法包括开发受体或一个受体系统，它们可以区分一种朊病毒的第一或非传染性构象或该朊病毒的第二或传染性构象。这样的方法可以包括选择一种工作人工受体或复合体，其可以结合一种朊病毒的第一或非传染性构象，但不与其第二或传染性构象结合。这个实施方案可以包括选择一种工作人工受体或复合体，其可以结合一种朊病毒的第二或传染性构象，但不与其第一或非传染性构象结合。共同使用时，这两套工作人工受体或系统可以将一个生物样品表征为含有该朊病毒的两种形式中的一种或两种。

在一个实施方案中，本发明方法可以应用一个包含有效数量该人工受体的阵列来产生一种检测方法或系统用于表征或检测β-淀粉样蛋白质的第一或非蚀斑形成构象。该方法可以包括评估一个阵列，该阵列包含用于与β-淀粉样蛋白质的第一或非蚀斑形成构象结合的有效数量候选人工受体。构成人工受体的结构单元对于该β-淀粉样蛋白质可以是未试验过的。所述β-淀粉样蛋白质的第一或非蚀斑形成构象可以显示与该阵列上一个或几个候选人工受体的特征性结合。该一个或几个人工受体可以被选作一种人工受体(例如，工作人工受体或工作人工受体复合体)，该人工受体能用于表征生物样品的方法，或表征或检测β-淀粉样蛋白质的第一或非蚀斑形成构象。

在一个实施方案中，本发明方法可以应用一个包含有效数量该人工受体的阵列来产生一种检测方法或系统用于表征或检测β-淀粉样蛋白质的第二或蚀斑形成构象。该方法可以包括评估一个阵列，该阵列包含用于与β-淀粉样蛋白质的第二或蚀斑形成构象结合的有效数量候选人工受体。构成人工受体的结构单元对于该β-淀粉样蛋白质可以是未试验过的。所述β-淀粉样蛋白质的第二或蚀斑形成构象可以显示与该阵列上一个或几个候选人工受体的特征性结合。该一个或几个人工受体可以被选作一种人工受体(例如，工作人工受体或工作人工受体复合体)，该人工受体能用于表征生物样品的方法，或表征或检测β-淀粉样蛋白质的第二或蚀斑形成构象。

在一个实施方案中，本发明方法包括开发受体或一个受体系统，它们可以区分β-淀粉样蛋白质的第一或非蚀斑形成构象和该β-淀粉样蛋白质的第二或蚀斑形成构象。这样的方法可以包括选择一种工作人工受体或复合体，其可以结合β-淀粉样蛋白质的第一或非蚀斑形成构象，但不与其第二或蚀斑形成构象结合。这个实施方案可以包括选择一种工作人工受体或复合体，其可以结合β-淀粉样蛋白质的第二或蚀斑形成构象，但不与其第一或非蚀斑形成构象结合。共同使用时，这两套工作人工受体或系统可以将一个生物样品表征为含有该β-淀粉样蛋白质的两种形式中的一种或两种。

在一个实施方案中，本发明方法可以应用一个包含有效数量该人工受体的阵列来产生一种检测方法或系统用于表征或检测霍乱毒素。该方法可以包括评估一个阵列，该阵列包含用于与该霍乱毒素结合的有效数量候选人工受体。构成人工受体的结构单元对于该试验配体可以是未试验过的。所述霍乱毒素可以显示与该阵列上一个或几个候选人工受体的特征性结合。该一个或几个人工受体可以被选作一种人工受体(例如，工作人工受体或工作人工受体复合体)，该人工受体能用于表征生物样品的方法，或表征或检测霍乱毒素。

在一个实施方案中，本发明方法可以应用一个包含有效数量该人工受体的阵列来产生一种检测方法或系统用于表征或检测一种癌细胞的至少一种蛋白质。该方法可以包括评估一个阵列，该阵列包含用于与该癌细胞蛋白质结合的有效数量候选人工受体。构成人工受体的结构单元对于该试验配体可以是未试验过的。所述癌细胞蛋白质可以显示与该阵列上一个或几个候选人工受体的特征性结合。该一个或几个人工受体可以被选作一种人工受体(例如，工作人工受体或工作人工受体复合体)，该人工受体能用于表征生物样品的方法，或表征或检测该癌细胞蛋白质。

在一个实施方案中，本发明方法可以包括将工作人工受体或阵列与样品接触，该样品来自怀疑是癌性的或含有肿瘤的细胞或组织。样品可以是血清。至少一种蛋白质与工作人工受体或阵列的结合可以指示或表征该特定癌症或肿瘤的存在，如通过表征存在蛋白质的模式。

可以通过这种方法检测或表征的癌症包括，例如，膀胱癌，乳腺癌，结肠癌，肾癌，肝癌，肺癌、包括小细胞肺癌，食管癌，胆囊癌，卵巢癌，胰腺癌，胃癌，子宫颈癌，甲状腺癌，前列腺癌和皮肤癌，包括鳞状细胞癌；淋巴谱系的造血肿瘤，包括非白血性白血病、急性淋巴细胞性白血病、急性成淋巴细胞性白血病、B细胞淋巴瘤、T细胞淋巴瘤、何杰金氏淋巴瘤、非何杰金氏淋巴瘤、毛细胞淋巴瘤和Burkett’s淋巴瘤；骨髓系的造血肿瘤，包括急性和慢性髓细胞性白血病、骨髓增生异常综合征、前髓细胞性白血病；间充质原发性肿瘤，包括纤维肉瘤和横纹肌肉瘤；中枢和外周神经系统肿瘤，包括星形细胞瘤、成神经细胞瘤、神经胶质瘤和神经鞘瘤；其它肿瘤，包括黑素瘤、精原细胞瘤、畸胎癌、骨肉瘤、着色性干皮病、keratoctanthoma、甲状腺滤泡癌、卡波西肉瘤等。

给合或检测微生物的方法

在一个实施方案中，本发明可以包括用于结合或检测一种微生物的方法和/或装置，所述微生物例如细胞或病毒。用于检测的方法或系统可以包括用于临床化学、环境分析、所有种类的诊断检测方法和系统。例如，人工受体可以与含有或怀疑含有至少一种微生物，例如细胞或病毒的样品相接触。构成人工受体的结构单元对于试验配体可以是未试验过的。然后，可以检测人工受体上一个或多个微生物的结合。接下来，解释结合的结果以提供关于该样品的信息。在一个实施方案中，本发明包括检测样品中一种微生物，例如细胞或病毒的方法，该方法包括将对该微生物，例如细胞或病毒有特异性的人工受体与怀疑含有微生物，例如细胞或病毒的样品接触。该方法还包括检测或定量该微生物，例如细胞或病毒与人工受体的结合。

图4示意性地举例说明一个用于评估候选人工受体的方法的实施方案，该人工受体用于结合于一个试验配体。该方法的这个实施方案可以用于检测一个试验配体如微生物，例如细胞或病毒。此方法可以包括制造一个候选人工受体的阵列。构成人工受体的结构单元对于试验配体可以是未试验过的。可以通过将该阵列与微生物，例如细胞或病毒接触并鉴别哪种受体与该微生物结合而鉴定工作人工受体。该方法可以包括产生一个含有工作人工受体或受体复合体的阵列或装置。在一个实施方案中，该方法可以包括使用用于检测或表征样品中微生物，例如细胞或病毒的阵列或装置，所述样品如生物样品、实验室样品或环境样品。

图5示意性地举例说明本发明方法的一个实施方案，该方案使用候选人工受体阵列。该方法的这个实施方案可以应用一个含有效数量该人工受体的阵列以产生一个用于表征或检测一种微生物，例如细胞或病毒的检测方法或系统。该方法可以包括评估一个含有效数量的用于结合微生物，例如细胞或病毒的人工受体的阵列。构成人工受体的结构单元对于该试验配体可以是未试验过的。所述微生物可以显示出与阵列上一个或几个候选人工受体的特征性结合。该一个或几个人工受体可以被选作一种人工受体(例如，工作人工受体或工作人工受体复合体)，该人工受体能用于表征生物样品或环境样品的方法，或表征或检测该微生物，例如细胞或病毒的方法。

图7示意性地举例说明一个用于开发一种方法和系统的方法的实施方案，该方法和系统用于检测一个试验配体，如一种致病生物体。本发明方法的这个实施方案可以包括评估多个(例如，阵列)用于结合多个试验配体，例如致病生物体，中的每一种的候选人工受体。构成人工受体的结构单元对于该试验配体可以是未试验过的。本发明方法可以包括检测各个试验配体(例如，致病生物体)对多个候选人工受体或其阵列的一个子集的结合。这可被想象成为该多个试验配体中的每一个开发一个工作受体或人工受体复合体。

这样，每个试验配体(例如，致病生物体)可以提供复式或阵列上所结合受体的模式。所结合受体的模式可以是该试验配体或含有试验配体的样品的特征。本发明方法包括将该结合模式的表现形式储存为图像或数据结构。结合模式的表现形式可由操作者或数据处理系统进行评估。本发明方法可以包括这样评估。来自一个未知样品的结合模式与一个特定试验配体(例如，致病生物体)的结合模式相匹配就将该未知样品表征为含有该试验配体。相似地，来自未知样品的结合模式可以与多个特定试验配体的结合模式相比较，该样品可被鉴定为含有一个或多个该试验配体。多个结合模式可被存储为数据库。

所述方法的一个实施方案可以包括创建一个人工受体阵列。这个实施方案还可以包括编制一个特定致病生物体的结合模式的数据库，例如，用多个各种生物体探测所述阵列。将该阵列与未鉴定的生物体接触可以产生一个试验结合模式。然后本发明方法可以将该试验结合模式与数据库中已知生物体的结合模式进行比较以鉴定或分类该未知的生物体。在一个实施方案中，已经构建了数据库和受体阵列，并且其方法包括用未知生物体探测所述阵列以产生一个试验结合模式，然后将该试验结合模式与数据库中已知生物体的结合模式进行比较以鉴定或分类该未知的生物体。

在一个实施方案中，其方法可以包括在一个基底上产生或应用所选的工作人工受体或受体复合体。该基底可以包含用于单个微生物，例如细胞或病毒的工作人工受体或用于多个微生物，例如细胞或病毒的工作人工受体。例如，一种方法可以包括将该人工受体与样品接触。包含用于单个微生物，例如细胞或病毒的工作人工受体的基底可被用于检测该微生物的方法或系统。与工作人工受体的结合表明该样品含有该微生物。包含用于多个微生物，例如细胞或病毒的工作人工受体的基底可被用于检测一个、几个或所有微生物的方法或系统。与用于一个特定微生物或多个微生物的工作人工受体的结合表明该样品含有这样的微生物或多个微生物。

可以配置工作人工受体或受体复合体以提供一种模式，该模式能指示一种或多种微生物，例如细胞或病毒的存在。此方法包括检测样品的结合模式并将其与已知样品的结合模式相比较。图6示意性地举例说明一个工作人工受体阵列上的某种结合模式。这样的模式和方案可被用于鉴定多种试验配体，包微生物。

本发明方法可以开发或应用多个特异于特定微生物或该微生物上特征的工作受体。即，工作受体可以特异于一个特定的微生物，但不同的受体可以与该微生物上不同的各别抗原(例如蛋白质或糖类)、配体、或特征相互作用。这样的方法可以提供用于该微生物存在性的稳定检测。例如，这样的稳定检测与依赖单个单一的受体来检验给定微生物的检测方法相比可以降低假阳性或假阴性结果出现的机会。另外，本发明方法的这个实施方案可以开发或应用工作受体，该受体因为与同一微生物上多个抗原或配体相互作用(例如，多价键合)而显示出更高的结合亲和力。

在一个实施方案中，本发明方法可以应用一个包含有效数量该人工受体的阵列来产生一种检测方法或系统用于表征或检测一种细菌。该方法可以包括评估一个阵列，该阵列包含用于与该细菌结合的有效数量候选人工受体。构成人工受体的结构单元对于该试验配体可以是未试验过的。所述的细菌可以显示与该阵列上一个或几个候选人工受体的特征性结合。该一个或几个人工受体可以被选作一种人工受体(例如，工作人工受体或工作人工受体复合体)，该人工受体能用于表征生物样品的方法，或表征或检测该细菌。

在一个实施方案中，本发明方法可以应用一个包含有效数量该人工受体的阵列来产生一种检测方法或系统用于表征或检测一种病毒颗粒。该方法可以包括评估一个阵列，该阵列包含用于与该病毒颗粒结合的有效数量候选人工受体。构成人工受体的结构单元对于该试验配体可以是未试验过的。所述的病毒颗粒可以显示与该阵列上一个或几个候选人工受体的特征性结合。该一个或几个人工受体可以被选作一种人工受体(例如，工作人工受体或工作人工受体复合体)，该人工受体能用于表征生物样品的方法，或表征或检测该病毒颗粒。

在一个实施方案中，本发明方法可以应用一个包含有效数量该人工受体的阵列来产生一种检测方法或系统用于表征或检测一种生物危害。该方法可以包括评估一个阵列，该阵列包含用于与该生物危害结合的有效数量候选人工受体。构成人工受体的结构单元对于该试验配体可以是未试验过的。所述的生物危害可以显示与该阵列上一个或几个候选人工受体的特征性结合。该一个或几个人工受体可以被选作一种人工受体(例如，工作人工受体或工作人工受体复合体)，该人工受体能用于表征生物样品的方法，或表征或检测该生物危害。

在一个实施方案中，本发明方法可以应用一个包含有效数量该人工受体的阵列来产生一种检测方法或系统用于表征或检测霍乱弧菌(Vibriocholerae)。该方法可以包括评估一个阵列，该阵列包含用于与霍乱弧菌(V.cholera)结合的有效数量候选人工受体。构成人工受体的结构单元对于霍乱弧菌(V.cholera)可以是未试验过的。所述的霍乱弧菌(V.cholera)可以显示与该阵列上一个或几个候选人工受体的特征性结合。该一个或几个人工受体可以被选作一种人工受体(例如，工作人工受体或工作人工受体复合体)，该人工受体能用于表征生物样品的方法，或表征或检测霍乱弧菌(V.cholera)。

在一个实施方案中，本发明方法可以应用一个包含有效数量该人工受体的阵列来产生一种检测方法或系统用于表征或检测一种微生物。该方法可以包括评估一个阵列，该阵列包含用于与该微生物结合的有效数量候选人工受体。构成人工受体的结构单元对于该试验配体可以是未试验过的。可以选择一个或多个在适当条件下与该微生物结合的人工受体用在能与该微生物结合的亲和载体上。可以选择一个或多个在适当条件下与该微生物或细胞充分牢固结合的人工受体并将其结构单元整合到支架分子上。本发明方法的一个实施方案可以应用这样的载体来结合或固定微生物，该载体在表面上含有一个或多个该人工受体或支架-受体。一个在其表面含有多个人工受体的载体可以被用于该微生物的多价捕获或固定，所述多个人工受体中的每一个都与该微生物的不同部分相结合。

本发明方法可以包括选择与特定微生物结合的人工受体和/或组成这些受体的结构单元(例如，与支架分子结合的)作为药物开发的先导物或作为调节该微生物活性的活性试剂或作为抗该微生物的抗生素。

在一个实施方案中，本发明方法可以应用一个包含有效数量该人工受体的阵列来产生一种检测方法或系统用于表征或检测一种临床或环境目的微生物。该方法可以包括评估一个阵列，该阵列包含用于与该临床或环境目的微生物结合的有效数量候选人工受体。构成人工受体的结构单元对于该试验配体可以是未试验过的。所述的临床或环境目的微生物可以显示与该阵列上一个或几个候选人工受体的特征性结合。该一个或几个人工受体可以被选作一种人工受体(例如，工作人工受体或工作人工受体复合体)，该人工受体能用于表征生物样品的方法，或表征或检测该临床或环境目的微生物。

适用的临床或环境目的微生物包括细菌，支原体，真菌，立克次氏体，或病毒。适用的临床或环境目的细菌或支原体包括大肠杆菌(Escherichiacoli(例如，E.coli H157:O7))，霍乱弧菌(Vibrio cholerae)，醋酸钙不动杆菌(Acinetobacter caicoaceticus)，流感嗜血杆菌(Haemophilusinfluenzae)，类放线杆菌(Actinobacillus actinoides)，副溶血嗜血杆菌(Haemophilus parahaemolyticus)，利尼耶尔放线杆菌(Actinobacilluslignieresii)，副流感嗜血杆菌(Haemophilus parainfluenzae)，猪放线杆菌(Actinobacillus suis)，嗜肺性军团杆菌(Legionella pneumophila)，牛放线菌(Actinomyces bovis)，问号钩端螺旋体(Leptospira interrogans)，伊氏放线菌(Actinomyces israelli)，多形模仿菌(Mima polymorpha)，嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)，结膜炎莫拉菌(Moraxella lacunata)，丙酸蛛网菌(Arachnia propionica)，鼻疽伯克霍尔德氏菌(Burkholderiamallei)，类鼻疽伯克氏菌(Burkholderia pseudomallei)，(Moraxellaosioensis)，亚利桑那沙门菌(Arizona hinshawii)，(Mycobacteriumosioensis)，蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)，麻风分支杆菌(Mycobacteriumleprae)，拟杆菌属(Bacteroides spp)，分支杆菌属(Mycobacterium spp)，杆菌状巴尔通体(Bartonella bacilliformis)，类志贺氏毗邻单胞菌(Plesiomonas shigelloides)，支气管败血性博代杆菌(Bordetellabronchiseptica)，变形杆菌属(Proteus spp)，艰难梭菌(Clostridium difficile)，绿脓假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)，污泥梭菌(Clostridium sordellii)，猪霍乱沙门菌(Salmonella cholerasuis)，破伤风梭菌(Clostridium tetani)，肠炎沙门菌(Salmonella enteritidis)，白喉杆菌(Corynebacteriumdiphtheriae)，伤寒沙门菌(Salmonella typhi)，迟钝爱德华菌(Edwardsiellatarda)，粘质沙雷菌(Serratia marcescens)，产气肠杆菌(Enterobacteraerogenes)，志贺氏菌属(Shigella spp)，表皮葡萄球菌(Staphylococcusepidermidis)，新凶手弗朗西丝菌(Francisella novicida)，副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus)，杜克雷嗜血杆菌(Haemophilus ducreyi)，鸡嗜血杆菌(Haemophilus gallinarum)，溶血性嗜血杆菌(Haemophilushaemolyticus)，炭疽杆菌(Bacillus anthracis)，牛分支杆菌(Mycobacteriumbovis)，百日咳杆菌(Bordetella pertussis)，结核分支杆菌(Mycobacteriumtuberculosis)，(Borrella burgdorfii)，肺炎支原体(Mycoplasmapneumoniae)，(Borrella spp)，淋病双球菌(Neisseria gonorrhoeae)，弯曲杆菌(Campylobacter)，脑膜炎奈瑟菌(Neisseria meningitides)，鹦鹉热衣原体(Chlamydia psittaci)，星形诺卡菌(Nocardia asteroids)，沙眼衣原体(Chlamydia trachomatis)，巴西诺卡菌(Nocardia brasillensis)，肉毒梭菌(Clostridium botulinum)，溶血性巴斯德氏菌(Pasteurella haemolytica)，肖氏梭菌(Clostridium chauvoei)，多杀巴斯德菌(Pasteurelia multocida)，溶血梭菌(Clostridium haemolyticus)，侵肺巴斯德氏菌(Pasteurellapneumotropica)，溶组织梭菌(Clostridium histolyticum)，类鼻疽假单胞菌(Pseudomonas pseudomallei)，诺氏梭菌(Clostridium novyl)，金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)，产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)，念珠状链杆菌(Streptobacillus moniliformis)，败血梭菌(Clostridiumsepticum)，卡曼环孢子球虫(Cyclospora cayatanensis)，无乳链球菌(Streptococcus agalacetiae)，诡谲丹毒丝菌(Erysipelothrix insidiosa)，肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)，肺炎克雷伯杆菌(Klebsiellapneumoniae)，酿脓链球菌(Streptococcus pyogenes)，产单核细胞李斯特菌(Listeria manocytogenes)，鼠疫耶尔森菌(Yersiniapestis)，假结核耶尔森菌(Yersinia pseudotuberculosis)，小肠结肠炎耶尔森菌(Yersiniaenterocolitica)，流产杆菌(Brucella abortus)，(Brucella canis)，马耳他布鲁菌(Brucella melitensis)，猪布鲁菌(Brucella suis)，和野兔热弗朗西丝菌(Francisella tularensis)。

适用的真菌包括犁头霉属(Absidia)，何德毛结节菌(Piedraia hortae)，曲霉(Aspergillus)，原壁菌属(Prototheca)，念珠菌属(Candida)，拟青霉菌属(Paecilomyces)，新型隐球菌(Cryptococcus neoformans)，小球隐孢子虫(Cryptosporidium parvum)，瓶霉属(Phialaphora)，刚果嗜皮菌(Dermatophilus congolensis)，根霉(Rhizopus)，表皮藓菌属(Epidermophyton)，帚霉属(Scopulariopsis)，外瓶柄霉属(Exophiala)，申克孢子丝菌(Sporothrix schenkii)，镰刀菌属(Fusarium)，发癣菌(Trichophyton)，马杜拉分支菌属足分支菌(Madurella mycetomi)，弓形体属(Toxoplasma)，毛孢子菌属(Trichosporon)，小孢子菌属(Microsporum)，微孢子目(Microsporidia)，皮炎瓶霉菌(Wangielladermatitidis)，毛霉(Mucor)，皮炎芽生菌(Blastomyces dermatitidis)，兰氏贾第鞭毛虫(Giardia lamblia)，痢疾阿米巴(Entamoeba histolytica)，粗球孢子菌(Coccidioides immitis)，和夹膜组织胞浆菌(Histoplasmacapsulatum)。

适用的临床或环境目的立克次氏体或病毒包括冠状病毒，肝炎病毒，甲型肝炎病毒，粘液-副粘病毒(流感病毒，麻疹病毒，腮腺炎病毒，新城疫病毒)，小RNA病毒(柯萨奇病毒，埃可病毒，脊髓灰质炎病毒)，螨立克次体，五日热立克次体，文氏罗卡利马体，诺沃克因子，腺病毒，沙粒病毒(淋巴球性脉络丛脑膜炎病毒，亲内脏毒株)，疱疹病毒属(人疱疹病毒，细胞巨化病毒，EB病毒，杯状病毒属，假性狂犬病病毒，水痘病毒)，人类免疫缺陷病毒，副流感病毒(呼吸道合胞病毒，部分硬化全脑炎病毒)，小RNA病毒(脊髓灰质炎病毒)，天花病毒，牛痘病毒(触染性疣病毒，猴痘病毒，羊痘病毒，副牛痘病毒，特纳河痘病毒，痘苗病毒，亚巴痘病毒)，乳多空病毒(SV40病毒，B-K-病毒)，海绵状脑病病毒(Creutzfeld-Jacob因子，库鲁因子，牛海绵样脑病BSE)，棒状病毒(狂犬病毒)，Tobaviruses(风疹病毒)，贝氏立克次体，加拿大立克次氏体，普氏立克次氏体，立克氏立克次氏体，沙螨立克次氏体，地方性斑疹伤寒立克次氏体(R.mooseri)，斑疹热型因子，水泡性口膜炎病毒(VSV)，和披膜病毒(Toga)，砂粒病毒(Arena)(例如，LCM，Junin，Lassa，Marchupo，Guanarito等)，本雅病毒(Bunya)(例如，汉坦病毒属，立夫特山谷热等)，黄病毒属(登革热)和所有种类的纤丝病毒(例如，埃博拉病毒，马尔堡病毒等)，Nipah病毒，病毒性脑炎因子，LaCrosse，基亚萨努森林病毒，黄热病和西尼罗病毒。

适用的临床或环境目的微生物包括类天花病毒，刚果-克利米亚出血热，蜱传脑炎病毒复合体(Absettarov，Hanzalova，Hypr，Kumlinge，基亚萨努森林病毒，鄂木斯克出血热，和俄罗斯春夏型脑炎)，马尔堡病毒，埃博拉病毒，Junin，拉沙热病毒，Machupo，猿猴疱疹病毒B，蓝舌病，Louping III，立夫特山谷热(Zinga)，Wesselsbron，口蹄疫，新城病毒，非洲猪霍乱，猪水疱疹，猪水疱病，牛疫，非洲马疫，禽流感，和羊痘。其它目的部分包括蓖麻。

破坏结合相互作用的方法

在一个实施方案中，本发明可以包括检测破坏分子结合的试剂的方法和/或装置，所述分子结合例如大分子之间或一个大分子与一个小分子之间。用于检测这些试剂的方法或系统可以包括用于开发治疗剂、临床化学、环境分析、所有种类的诊断检测中的方法和系统。在一个实施方案中，这样的方法包括用一种或多种候选破坏剂降低一个试验配体与一个或多个工作人工受体之间的结合。在一个实施方案中，这样的方法包括用一种或多种候选破坏剂减少与试验配体结合的结合伴侣(partner)的结合，该试验配体结合于一个或多个工作人工受体。

在一个实施方案中，本发明方法包括选择一个与靶分子结合的工作人工受体或受体复合体。本发明方法的这个实施方案包括将靶分子结合到该工作受体上。然后本发明方法包括将结合有靶分子的该受体和一个或多个候选破坏剂接触。接触可以在高通量筛选的形式下发生。本发明方法包括选择一个或多个减少靶分子与工作受体间结合的候选破坏剂作为先导破坏剂。

本文所述的任何一般种类的试验配体都可以成为靶分子。在一个实施方案中，靶分子可以是已知参与了和另一个分子的结合相互作用的一个分子。该靶分子可是在一个微生物上，而整个微生物可以被作为一个靶分子。靶分子可以是两种或更多大分子的复合物，例如，两个蛋白质的复合物。靶分子可以是蛋白质。靶分子可以是多核苷酸。靶分子可以在一个细胞上，而整个细胞可以被作为一个靶分子。靶分子可以是一个受体。

可以对先导破坏剂进行进一步的评估，如作为候选治疗剂、候选疫苗、或候选抗原。可选择本发明中破坏微生物和人工受体间结合的先导破坏剂用于进一步评估，作为抗该微生物的抗生素，作为抗该微生物的候选免疫原，或作为抗该微生物的候选疫苗。破坏大分子与本发明人工受体结合的先导破坏剂可以被选择用于进一步评估，作为治疗剂，作为抗该大分子或含有该大分子的生物体的候选免疫原，或作为抗该大分子或含有该大分子的生物体的疫苗。

图8示意性地举例说明一个用于检测破坏靶分子结合相互作用的试剂的方法的实施方案。该方法的这个实施方案可以被应用于检测破坏靶分子结合相互作用的试剂，靶分子例如大分子或微生物。此方法可以包括制造一个候选人工受体的阵列。构成人工受体的结构单元对于试验配体可以是未试验过的。可以通过将该阵列与靶分子接触并鉴别哪种受体与该靶分子结合而鉴定工作人工受体。该方法可以包括产生包括工作人工受体或受体复合体的阵列或装置。该方法可以包括在基底，例如载玻片上产生或使用所选工作人工受体或受体复合体。该基底可以包含用于单个靶分子的工作人工受体或用于多个靶分子的工作人工受体。该方法包括将靶分子结合到人工受体。

这个举例说明的实施方案包括将结合有靶分子的人工受体与一个或多个候选破坏剂接触。靶分子从工作人工受体上的释放或靶分子与人工受体结合的减少说明该候选破坏剂是一个工作或先导破坏剂，并可以因此而被选择。包含用于单个靶分子的工作人工受体的基底可以被应用于检测该靶分子结合相互作用破坏剂的方法或系统。包含用于多个靶分子的工作人工受体的基底可以被应用于检测一个、几个或所有靶分子结合相互作用破坏剂的方法或系统。该方法可以包括从载体上冲洗未结合或释放的靶分子。

在一个实施方案中，其方法包括选择与一个蛋白质结合的工作人工受体或受体复合物。该方法的这个实施方案包括将该蛋白质结合到工作受体上。然后该方法包括将结合有蛋白质的受体与一个或多个候选破坏剂接触。接触可以以高通量筛选的形式发生。该方法包括选择一个或多个减少该蛋白质与工作受体间结合的候选破坏剂作先导破坏剂。

这样的方法可以被应用于检测破坏一个蛋白质结合相互作用的破坏剂。此方法可以包括制造一个候选人工受体的阵列。构成人工受体的结构单元对于试验配体可以是未试验过的。可以通过将该阵列与蛋白质接触并鉴别哪种受体与该蛋白质结合而鉴定工作人工受体。该方法可以包括产生一个含有工作人工受体或受体复合体的阵列或装置。此方法可以包括在基底上，例如载玻片上产生或应用选择的工作人工受体或受体复合体。该基底可以包含用于单个蛋白质的工作人工受体或用于多个蛋白质的工作人工受体。该方法包括将蛋白质结合到人工受体上。该方法的这个实施方案包括将结合有蛋白质的人工受体与一个或多个候选破坏剂接触。蛋白质从工作人工受体上的释放或蛋白质与人工受体结合的减少说明该候选破坏剂是一个工作或先导破坏剂，并可以因此而被选择。

在一个实施方案中，其破坏剂破坏一种蛋白质的结合相互作用。这样的破坏剂可以被想象为一个仿制品，模拟了例如一种微生物、组织、或细胞上的一个或多个该蛋白质与之结合的结构特征。可以评估该破坏剂的这种模拟性。然后模拟性的破坏剂可以被用作抗该微生物、组织或细胞上该结构特征的抗原。模拟性的破坏剂可以被用作抗该微生物、组织或细胞上该结构特征的个体基因型或抗-个体基因型。

在一个实施方案中，其方法包括选择与一种微生物结合的工作人工受体或受体复合物。该方法的这个实施方案包括将该微生物结合到工作受体上。然后该方法包括将结合有该微生物的受体与一个或多个候选破坏剂接触。接触可以在高通量筛选的形式下发生。该方法包括选择一个或多个减少该微生物与工作受体间结合的候选破坏剂作为先导破坏剂。

这样的方法可以被应用于检测破坏一个微生物结合相互作用的破坏剂。此方法可以包括制造一个候选人工受体的阵列。构成人工受体的结构单元对于试验配体可以是未试验过的。可以通过将该阵列与微生物接触并鉴别哪种受体与该微生物结合而鉴定工作人工受体。该方法可以包括产生一个含有工作人工受体或受体复合体的阵列或装置。此方法可以包括在基底上，例如载玻片上产生或应用选择的工作人工受体或受体复合体。该基底可以包含用于单个微生物的工作人工受体或用于多个微生物的工作人工受体。该方法包括将微生物结合到人工受体上。该方法的这个实施方案包括将结合有微生物的人工受体与一个或多个候选破坏剂接触。微生物从工作人工受体上的释放或微生物与人工受体结合的减少说明该候选破坏剂是一个工作或先导破坏剂，并可以因此而被选择。

在一个实施方案中，其破坏剂破坏一种微生物的结合相互作用。这样的破坏剂可以被想象为一个仿制品，模拟了例如蛋白质、另一种微生物、组织、或细胞上的一个或多个该微生物与之结合的结构特征。可以评估该破坏剂的这种模拟性。然后模拟性的破坏剂可以被用作抗该蛋白质、另一种微生物、组织或细胞上该结构特征的抗原。模拟性的破坏剂可以被用作抗该蛋白质、另一种微生物、组织或细胞上该结构特征的个体基因型或抗-个体基因型。

在一个实施方案中，其方法包括选择与一种细胞结合的工作人工受体或受体复合物。该方法的这个实施方案包括将该细胞结合到工作受体上。然后该方法包括将结合有该细胞的受体与一个或多个候选破坏剂接触。接触可以在高通量筛选的形式下发生。该方法包括选择一个或多个减少该细胞与工作受体间结合的候选破坏剂作为先导破坏剂。

这样的方法可以被应用于检测破坏一个细胞结合相互作用的破坏剂。此方法可以包括制造一个候选人工受体的阵列。构成人工受体的结构单元对于试验配体可以是未试验过的。可以通过将该阵列与细胞接触并鉴别哪种受体与该细胞结合而鉴定工作人工受体。该方法可以包括产生一个含有工作人工受体或受体复合体的阵列或装置。此方法可以包括在基底上，例如载玻片上产生或应用选择的工作人工受体或受体复合体。该基底可以包含用于单个细胞的工作人工受体或用于多个细胞的工作人工受体。该方法包括将细胞结合到人工受体上。该方法的这个实施方案包括将结合有细胞的人工受体与一个或多个候选破坏剂接触。细胞从工作人工受体上的释放或细胞与人工受体结合的减少说明该候选破坏剂是一个工作或先导破坏剂，并可以因此而被选择。

在一个实施方案中，其破坏剂破坏一种细胞的结合相互作用。这样的破坏剂可以被想象为一个仿制品，模拟了例如蛋白质、另一种细胞、组织、或微生物上的一个或多个该细胞与之结合的结构特征。可以评估该破坏剂的这种模拟性。然后模拟性的破坏剂可以被用作抗该蛋白质、另一种细胞、组织或微生物上该结构特征的抗原。模拟性的破坏剂可以被用作抗该蛋白质、另一种细胞、组织或微生物上该结构特征的个体基因型或抗-个体基因型。

多种的化合物的任何一种都可以被用作一个候选破坏剂。例如，候选破坏剂可以包括至少一种小分子。例如，候选破坏剂可以包括一个小分子库。例如，候选破坏剂可以包括至少一种肽。例如，候选破坏剂可以包括一个肽库。

破坏一个复合物

在一个实施方案中，本发明方法包括一种用于检测结合伴侣与试验配体(例如，靶分子)的结合破坏剂的方法，该试验配体结合于一个或多个工作人工受体。在一个实施方案中，本发明方法包括选择一个与一种含有靶分子的复合物结合的工作人工受体或受体复合体。这样的选择可以包括评估人工受体与靶分子的结合。组成人工受体的结构单元对于试验配体可以是未试验过的。从那些与靶分子结合的人工受体中，本发明方法选择那些能与该复合物结合的人工受体。含有靶分子的复合物还可以含有一个或多个靶分子的结合伴侣。本发明方法的这个实施方案包括将该复合物与选择的工作受体结合。然后本发明方法包括将结合有复合物的受体与一个或多个破坏剂接触。接触可以在高通量筛选的形式下发生。本发明方法包括选择一个或多个破坏剂作为先导破坏剂，该破坏剂减少至少一种伴侣对复合物的结合。

图9示意性地举例说明一种方法的实施方案，该方法用于检测一种破坏含有靶分子的复合物的结合相互作用的试剂。该方法的这个实施方案可以被应用于检测破坏复合物结合相互作用的试剂，复合物例如蛋白质：小分子复合物，蛋白质：蛋白质复合物，蛋白质：多核苷酸复合物，蛋白质：多糖复合物，蛋白质：微生物复合物，或蛋白质：细胞复合物。此方法可以包括制造一个候选人工受体的阵列。构成人工受体的结构单元对于试验配体可以是未试验过的。可以通过将该阵列与靶分子接触并鉴别哪种受体与该靶分子结合而鉴定工作人工受体。可以将鉴别出来工作人工受体与含有靶分子的复合物接触并选择与复合物结合的受体。该方法可以包括产生一个含有选择的工作人工受体或受体复合体的阵列或装置。该方法可以包括在基底，例如载玻片上产生或应用一个含有选择的工作人工受体或受体复合体的阵列或装置。该方法包括将复合物结合到人工受体。

这个举例说明的实施方案包括将结合有复合物的人工受体与一个或多个候选破坏剂接触。复合物的结合伴侣部分从工作人工受体上释放，但是在受体上保持靶分子，说明该候选破坏剂是一个工作或先导破坏剂，并可以因此而被选择。复合物的结合伴侣部分结合减少，但是在受体上保持靶分子，说明该候选破坏剂是一个工作或先导破坏剂，并可以因此而被选择。在一个实施方案中，工作或先导复合物破坏剂可以被选择作为开发治疗剂的先导物，该治疗剂用于所述复合物介导的病症。该方法可以包括从载体上洗涤未结合的或释放的结合伴侣。

在一个实施方案中，该复合物破坏剂所破坏的复合物含有至少两个蛋白质，第一蛋白和第二蛋白。图10示意性地举例说明一个破坏蛋白质：蛋白质复合物的候选破坏剂。在这个实施方案中，一个蛋白质组分保持结合于受体而另一个解离并离开受体。这样的破坏剂的实施方案可以想象为包括于复合体内的一种蛋白质的结合部分的一个或多个结构特征的模仿体。可以评估该破坏剂的这种模拟性。例如，该破坏剂可以模拟第一蛋白上与第二蛋白相互作用的结构特征。模拟性破坏剂然后可被用作抗第一蛋白的该特征的抗原。该模拟性破坏剂可以被用作抗第一蛋白上该结构特征的个体基因型或抗-个体基因型。

在一个实施方案中，本发明方法包括使至少一种候选人工受体与复合物接触，例如蛋白质：蛋白质复合物、蛋白质：多核苷酸复合物等。该方法的这个实施方案可以包括检测那些只与复合物中一个成员结合或与少于完整的复合物结合的人工受体。这样的人工受体可以被选作先导复合物破坏剂。

制备和使用亲和载体的方法

在一个实施方案中，可以用一个工作人工受体或受体复合体来产生或作为本文所述任何配体的亲和载体。例如，本发明方法可以包括用于产生一种试验配体的载体的方法。这个方法可以包括选择一个与该试验配体结合的工作人工受体或受体复合体。这个方法还可包括将该工作人工受体或受体复合体偶联于一个载体。图11示意性地举例说明这种方法的一个实施方案。该载体可适于被用作一个亲和载体以用于，例如，层析、膜过滤、电泳(例如，1或2维电泳)等。

本发明方法可以包括选择与特定试验配体结合的人工受体和/或构成这些受体的结构单元(例如，结合于支架分子)用于一种特定试验配体的分离或分析。构成该人工受体的结构单元对该试验配体可以是未试验过的。例如，该人工受体可以被用作一个能与该试验配体结合并将其从一种混合物或生物样品中分离(例如，纯化)出来的受体表面。

这样的方法可以包括使一个或多个候选人工受体与目的试验配体接触。构成该人工受体的结构单元对该试验配体可以是未试验过的。本发明方法可以包括选择一个或多个与试验配体结合的候选人工受体作为工作人工受体。然后本发明方法可以包括应用这个工作人工受体来制备一个受体表面。制备一个受体表面可以包括将构成该工作人工受体的结构单元偶联到一个载体上。该载体可以含有足够的面积来结合有效数量的目的试验配体。载体可以是层析载体或介质。载体可以是板、管或膜。在一个实施方案中，所关心试验配体与载体结合后可将其从载体上洗脱。洗脱可以采用一种洗涤，该洗涤所用的pH、缓冲液、溶剂、盐浓度或配体浓度能有效地从载体洗脱目的试验配体。

图12示意性的举例说明评估一个用于结合试验配体的候选人工受体阵列以及选择一个或多个工作人工受体。构成该人工受体的结构单元对该试验配体可以是未试验过的。图12说明使用了这种工作人工受体的受体表面可以被应用于结合蛋白质，固定抗体，结合单个对映异构体，或保护化合物上的一个结构特征(例如，一个官能团)。在一个实施方案中，受体表面可以结合蛋白质上不止一个结构特征。在一个实施方案中，可以选择工作人工受体和抗体上的恒定部分，而不是其可变部分结合。在一个实施方案中，受体表面可以包含一个能催化所结合试验配体上官能团的反应的催化部分。这样的催化部分可以是一个结构单元，例如，一个有机金属结构单元。

本发明方法可以包括选择与一种化合物的特定异构体结合的人工受体和/或构成这些受体的结构单元(例如，结合于支架分子)用于一种特定异构体的分离或分析。例如，该人工受体可以被用作一个能与该异构体结合并将其从一种混合物或生物样品中分离(例如，纯化)出来的受体表面。

这样的方法可以包括使一个或多个候选人工受体与目的异构体接触。构成该人工受体的结构单元对该异构体可以是未试验过的。本发明方法可以包括选择一个或多个与异构体结合的候选人工受体作为工作人工受体。然后本发明方法可以包括应用这个工作人工受体来制备一个受体表面。制备一个受体表面可以包括将构成该工作人工受体的结构单元偶联到一个载体上。该载体可以含有足够的面积来结合有效数量的目的异构体。载体可以是层析载体或介质。载体可以是板、管或膜。在一个实施方案中，所关心异构体与载体结合后可将其从载体上洗脱。洗脱可以采用一种洗涤，该洗涤所用的pH、缓冲液、溶剂、盐浓度或配体浓度能有效地从载体洗脱目的异构体。

本发明方法可以包括选择与一种化合物的特定结构特征结合或保护该特定结构特征的人工受体和/或构成这些受体的结构单元(例如，结合于支架分子)用于含有该结构特征的化合物的分离或分析。例如，该人工受体可以被用作一个能结合并保护化合物的该结构特征的受体表面。与该结构特征的结合可以通过缺少与类似化合物的结合来测定，所述类似化合物缺少所述结构特征。结构特征的保护可通过当化合物结合于受体表面时，该结构特征不能被例如溶液相反应性种类利用来评估。

这样的方法可以包括使一个或多个候选人工受体与目的化合物接触。构成该人工受体的结构单元对该异构体可以是未试验过的。本发明方法可以包括选择一个或多个与该化合物该结构特征结合的候选人工受体作为先导人工受体。可以对此先导人工受体对该结构特征的保护性进行评估。然后本发明方法可以包括应用这个工作人工受体来制备一个受体表面。制备一个受体表面可以包括将构成该工作人工受体的结构单元偶联到一个载体上。该载体可以含有足够的面积来结合有效数量的目的化合物。在一个实施方案中，目的化合物与载体结合后可以使该化合物上未被结合或未被保护的部分发生反应。

本发明方法可以包括选择与一种特定肽或蛋白质结合的人工受体和/或构成这些受体的结构单元(例如，结合于支架分子)用于含有一种特定肽或蛋白质的分离或分析。例如，该人工受体可以被用作一个能结合该肽或蛋白质并将其从一种混合物或生物样品中分离(例如，纯化)出来的受体表面。

这样的方法可以包括使一个或多个候选人工受体与目的肽或蛋白质接触。构成该人工受体的结构单元对该异构体可以是未试验过的。本发明方法可以包括选择一个或多个与该肽或蛋白质结合的候选人工受体作为工作人工受体。然后本发明方法可以包括应用这个工作人工受体来制备一个受体表面。制备一个受体表面可以包括将构成该工作人工受体的结构单元偶联到一个载体上。该载体可以含有足够的面积来结合有效数量的目的肽或蛋白质。载体可以是层析载体或介质。载体可以是板、管或膜。在一个实施方案中，目的肽或蛋白质与载体结合后可将其从载体上洗脱。洗脱可以采用一种洗涤，该洗涤所用的pH、缓冲液、盐浓度或配体浓度能有效地从载体洗脱目的肽或蛋白质。

在一个实施方案中，本人工受体可以被用于形成选择性膜。这样的选择性膜可以基于包含人工受体表面的分子闸门(molecular gate)。例如，一个人工受体表面可以将孔壁排列于膜上以允许或阻断靶分子通过这些孔。例如，一个人工受体表面可以将孔壁排列于膜上作为例如微悬臂/分子悬臂上的“门卫”以打开或关闭对靶分子的结合。选择性膜上所用的人工受体可以通过将靶分子暴露于多个不同的人工受体并测定它和哪些受体结合而得到鉴定。例如，该结合可通过本文所述的任何方法进行检测，包括荧光。

在某些实施方案中，本发明方法可以包括产生一个或多个受体表面，每个受体表面包含来自用于特定试验配体的工作受体的结构单元。这种方法可以包括在该受体表面进行该试验配体的层析。对多个这样的受体表面进行该试验配体的层析可以对用于该试验配体的这些表面的亲和性进行排列。在一组给定条件下，能最长久保持所层析试验配体的受体表面显示出对该试验配体最大的亲和力。本发明方法可以包括选择具有适当(例如，最大的)亲和力的受体表面用作该试验配体的亲和载体。

多种载体中的任何一种都可以被用作亲和载体。在某些实施方案中，亲和载体可是盘、管、孔、珠、层析载体、微通道等。人工受体亲和载体可以被用于各种用途，如层析、微通道装置、作为免疫测定载体等。在其表面上含有人工受体的微通道可以被用作分析装置。在一个实施方案中，本人工受体可以被用来形成生物活性表面。例如，受体表面可以被用来特异性地结合抗体或酶。

制备和使用反应载体的方法

在一个实施方案中，工作人工受体或受体复合体可以被用于产生或被用作一个本文所述的任何试验配体的反应载体。例如，在本发明方法中可以包括一种方法，该方法产生用于至少一种试验配体的反应载体。这个方法可以包括选择一个在适于与试验配体发生理想反应的条件下与该试验配体结合的工作人工受体或受体复合体。这个方法还可以包括将该工作人工受体或受体复合体偶联到载体上。图11示意性地举例说明这种方法的一个实施方案。该载体作为一个反应载体可以适用于，例如，氧化、还原、取代或置换反应。

本发明方法可以包括选择与一种特定试验配体结合的人工受体和/或构成这些受体的结构单元(例如，结合于支架分子)用于一种特定试验配体的反应。例如，该人工受体可以被用作一个受体表面，它能结合该试验配体并将其定位在特定的前手性基团、官能团或取向上以发生反应。

这样的方法可以包括使一个或多个候选人工受体与目的试验配体接触。构成该人工受体的结构单元对该试验配体可以是未试验过的。本发明方法可以包括选择一个或多个与该试验配体结合的候选人工受体作为工作人工受体。然后本发明方法可以包括应用该工作人工受体来制备一个受体表面。制备一个受体表面可以包括将构成该工作人工受体的结构单元偶联到一个载体上。该载体可以含有足够的面积来结合理想数量的目的试验配体。载体可以是层析载体或介质。载体可以是板、珠、管或膜。

本发明方法还包括将结合有试验配体的载体与反应物接触以发生所需反应。适合的反应物包括还原剂、氧化剂、亲核试剂、亲电试剂、溶剂(例如水性溶剂或有机溶剂)等。本发明方法可以包括接触一个或多个反应物并选择适于参与所需反应的反应物或多个反应物。本发明方法的这个实施方案包括使试验配体与反应物发生反应。在一个实施方案中，反应后可以将反应物或副产物从载体上洗下来。在一个实施方案中，反应后可以将产物(例如，反应过的试验配体)从载体上洗脱下来。洗脱可以采用一种洗涤，该洗涤所用的pH、缓冲液、溶剂、盐浓度或配体浓度能有效地从载体上洗脱产物。

图12示意性的举例说明评估一个用于结合试验配体的候选人工受体阵列以及选择一个或多个工作人工受体。构成该人工受体的结构单元对该试验配体可以是未试验过的。图12说明使用了这种工作人工受体的受体表面可以被应用于结合一个试验配体。该试验配体被结合的取向使其一个反应部分可用于与和受体表面接触的反应物发生反应。在一个实施方案中，试验配体被结合的取向封闭或保护了一个第二反应部分使之不与反应物反应。这个实施方案包括使试验配体发生反应并将反应后的试验配体从受体表面释放出来。具体地，本说明显示了用硼氢化钠还原醛生成醇。在一个实施方案中，受体表面可以包括一个催化部分，它能催化结合于试验配体的官能团上的反应，该催化反应也可以利用反应物。这样的催化部分可以是一个结构单元，例如，一个有机金属结构单元。

本发明方法可以包括选择与一种化合物的特定结构特征结合的人工受体和/或构成这些受体的结构单元(例如，结合于支架分子)用于含有该结构特征的化合物的反应。例如，该人工受体可以被用作一个受体表面，在化合物的另一个结构特征与反应物反应时，此受体表面能结合并保护化合物的该结构特征。可以通过该结构特征不与反应物反应来评估对该结构特征的保护。例如，一种底物(例如，类固醇)可以立体特异性地结合到人工受体上并呈递一个特定的部分/亚结构/“脸”来与溶液中的反应物发生反应。

在一个实施方案中，分子的第一侧(或官能团)被结合于受体表面而第二侧保持暴露。后然加入试剂，该试剂能和任一侧(或基团)发生反应，但与分子第一侧的反应因其与受体表面结合而被阻止，因此该试剂只与分子的第二侧发生反应。

这样的方法可以包括使一个或多个候选人工受体与目的化合物接触。本发明方法可以包括选择一个或多个与化合物该结构特征结合的候选人工受体作为先导人工受体。可以评估先导人工受体对该结构特征的保护。然后本发明方法可以包括应用这个工作人工受体来制备一个受体表面。制备一个受体表面可以包括将构成该工作人工受体的结构单元偶联到一个载体上。该载体可以含有足够的面积来结合有效数量的目的化合物。在一个实施方案中，目的化合物与载体的结合之后可以使化合物的一个部分发生反应，该部分不是被结合或被保护的这个部分。

手性化合物的常规合成通常需要复杂的步骤。在一个实施方案中，其候选人工受体可以被用于发现一类受体表面，它们提供用于立体特异性反应的空间定向结合表面。例如，一个人工受体表面可以结合一个小分子以致特定的官能团被暴露于环境中，而其它的则被受体所遮掩。在这种方式下，可以控制反应的立体特异性。因此，人工受体表面可以被用于包括手性诱导的合成。相似地，也可以用本发明的受体控制区域特异性。

本发明方法可以包括选择与第一反应配体或第二反应配体结合的人工受体和/或构成这些受体的结构单元(例如，结合于支架分子)用于包含第一和第二反应配体的反应。例如，该人工受体可以被用作一个受体表面，该表面能以一种距离或方向结合第一反应配体和第二反应配体，在这种距离或方向上这两个配体可以互相反应。该反应可以任选地包括一个或多个未结合于受体表面的反应物。

这样的方法可以包括使一个或多个候选人工受体与第一反应配体和第二反应配体接触。构成该人工受体的结构单元对这些配体可以是未试验过的。本发明方法可以包括选择一个或多个与这两个反应配体都结合的候选人工受体作为工作人工受体。然后本发明方法可以包括应用该工作人工受体来制备一个受体表面。制备一个受体表面可以包括将构成该工作人工受体的结构单元偶联到一个载体上。该载体可以含有足够的面积来结合理想数量的第一和第二反应配体。载体可以是层析载体或介质。载体可以是板、珠、管或膜。第一和第二反应配体可以以一或几的摩尔比被结合于载体上，反应进行评估，然后选择一个摩尔比用于执行该反应。

本发明方法还可以包括将结合有反应配体的载体与反应物接触以发生所需的反应。适合的反应物包括还原剂、氧化剂、亲核试剂、亲电试剂等。本发明方法的这个实施方案包括将试验配体与反应物接触。在一个实施方案中，反应后可以将反应物或副产物从载体上洗下来。在一个实施方案中，反应后可以将产物(例如，反应过的试验配体)从载体上洗脱下来。洗脱可以采用一种洗涤，该洗涤所用的pH、缓冲液、溶剂、盐浓度或配体浓度能有效地从载体上洗脱产物。

在一个实施方案中，其候选人工受体可以被用于发现一类受体表面，它们提供用于立体特异性反应的空间定向结合表面。例如，一个人工受体表面可以结合一个小分子以致特定的官能团被暴露于环境中，而其它的则被受体所阻碍。这样的人工受体表面可以被用于包括手性诱导的合成。例如，一种底物(例如，类固醇)可以被立体特异性结合于人工受体并呈递特定的部分/亚结构/“脸”以与溶液中的反应物发生反应。相似地，该人工受体表面可以作为一个保护基团，其中分子反应性部分通过结合到受体表面而被“保护”，这样一个具相似反应性的不同部分就可以发生转化。

在一个实施方案中，可以在基底上产生一个或多个与多个(例如，2个)反应物结合的工作人工受体，反应物被结合。然后可以对每个结合有多个反应物的受体进行针对一种或多种试剂或条件的筛选(例如，反应物不同的摩尔比或不同的溶剂)。可以鉴定允许或促进两个或更多反应物之间反应的人工受体。然后可以在基底上产生该人工受体以提供目的反应的反应器。

多种载体中的任何一种都可以被用作反应载体。在某些实施方案中，反应载体可是盘、管、孔、珠、层析载体、微通道等。人工受体反应载体可以被用于各种用途，如微通道装置。在其表面上含有人工受体的微通道可以被用作一个反应器。

制备和使用载体上的催化剂的方法

在一个实施方案中，工作人工受体或受体复合体可以被用于产生或被用作一个本文所述的任何试验配体的载体上的催化剂。例如，在本发明方法中可以包括一种方法，该方法产生用于至少一种试验配体的载体上的催化剂。这个方法可以包括选择一个在适于催化该试验配体反应的条件下与该试验配体结合的工作受体或受体复合体。这个方法还可以包括将该工作人工受体或受体复合体偶联到载体上。图11示意性地举例说明这种方法的一个实施方案。该载体作为一个载体上的催化剂可以适用于任何一种催化部分或结构单元的，例如有机金属部分，辅酶，还原-氧化活性部分，亲核部分，酸性部分，碱性部分等。

本发明方法可以包括选择与一种特定试验配体结合并催化其反应的人工受体和/或构成这些受体的结构单元(例如，结合于支架分子)用于催化一种特定试验配体的反应。例如，该人工受体可以被用作一个受体表面，它能结合该试验配体并将其定位在特定的前手性基团、官能团或取向上以发生包含催化部分的反应。

这样的方法可以包括使一个或多个候选人工受体与目的试验配体接触。构成该人工受体的结构单元对该试验配体可以是未试验过的。本发明方法可以包括选择一个或多个与该试验配体结合并催化该试验配体一个所需反应的候选人工受体作为工作人工受体。然后本发明方法可以包括应用该工作人工受体来制备一个受体表面。制备一个受体表面可以包括将构成该工作人工受体的结构单元偶联到一个载体上。该载体可以含有足够的面积来结合理想数量的目的试验配体。载体可以是层析载体或介质。载体可以是板、珠、管或膜。

本发明方法还包括将结合有试验配体的载体与所需反应的反应物或辅因子接触以发生所需反应。适合的反应物包括还原剂、氧化剂、亲核试剂、亲电试剂、溶剂(例如水性溶剂或有机溶剂)等。本发明方法可以包括接触一个或多个所选反应物并选择适于参与所需反应的反应物或多个反应物。本发明方法的这个实施方案包括使试验配体与反应物发生反应。在一个实施方案中，反应后可以将反应物或副产物从载体上洗下来。在一个实施方案中，反应后可以将产物(例如，反应过的试验配体)从载体上洗脱下来。洗脱可以采用一种洗涤，该洗涤所用的pH、缓冲液、溶剂、盐浓度或配体浓度能有效地从载体上洗脱产物。

图12示意性的举例说明评估一个用于结合试验配体并催化其反应的候选人工受体阵列以及选择一个或多个工作人工受体。构成该人工受体的结构单元对该试验配体可以是未试验过的。图12说明使用了这种工作人工受体的受体表面可以被应用于结合一个试验配体并催化其反应。该试验配体被结合的取向使其一个反应部分可用于与受体的催化部分发生反应。在一个实施方案中，试验配体被结合的取向封闭或保护了一个第二反应部分使之不与催化部分反应。这个实施方案包括使试验配体发生反应并将反应后的试验配体从受体表面释放出来。具体地，本说明显示了用催化载体上的催化部分(MC)还原醛生成醇。在一个实施方案中，受体表面可以包括一个催化部分，它能催化结合于试验配体的官能团上的反应，该催化反应也可以利用反应物。这样的催化部分可以是一个结构单元，例如，一个有机金属结构单元。

在一个实施方案中，本发明包括一种用于鉴定催化剂的方法，该方法包括将第一反应配体结合到人工受体阵列上，将该阵列与反应物接触，然后鉴别出那些促进了反应的人工受体。阵列可以被用于筛选那些产生(例如，催化反应物转化成)理想产物的人工受体。

多种载体中的任何一种都可以被用作催化载体。在某些实施方案中，催化载体可是盘、管、孔、珠、层析载体、微通道等。人工受体反应载体可以被用于各种用途，如微通道装置。在其表面上含有人工受体的微通道可以被用作一个反应器。

制备和检测非结合表面或物质的方法

在一个实施方案中，本发明可以包括用于不结合试验配体的方法或装置。不结合试验配体的方法或装置可以被用于对临床化学、环境分析和所有种类的诊断检测都有用的系统中。在一个实施方案中，本发明包括制备不与试验配体结合的基底的方法。该方法可以包括将至少一种候选人工受体与试验配体接触，检测该试验配体与一个或多个人工受体的结合或未结合，并选择不结合试验配体的人工受体作为工作非-结合(non-binding)表面。不与第一试验配体结合的人工受体或多个人工受体可再接受对于另外一个或多个试验配体的检测。在这样的方式下，可以从非结合人工受体中筛选那些不与多个试验配体中任何一个结合的人工受体。构成这种非结合人工受体的结构单元所覆盖的表面然后可以被用来作为一个工作非结合表面。

在一个实施方案中，本发明方法可以应用一个候选人工受体阵列。本发明方法的这个实施方案可以应用一个人工受体阵列，该阵列包含有效数量的人工受体以产生用于一个或多个试验配体的一个或多个工作人工受体或非结合表面。本发明方法可以包括对包含有效数量候选人工受体的阵列不结合至少一种试验配体进行评估。可以选择那些不与一个或多个试验配体中任何一个结合的候选人工受体作为那些一或多个试验配体的非结合表面。

在一个实施方案中，本发明方法可以评估一个候选人工受体阵列以开发不与一个或多个蛋白质(例如，血浆蛋白质)结合的表面。本发明方法的这个实施方案可以应用一个人工受体阵列，该阵列包含有效数量的人工受体以产生用于一个或多个蛋白质(例如，血浆蛋白质)的一个或多个工作人工受体或非结合表面。本发明方法可以包括对包含有效数量候选人工受体的阵列不结合至少一种蛋白质(例如，血浆蛋白质)进行评估。可以选择那些不与一个或多个蛋白质(例如，血浆蛋白质)中任何一个结合的候选受体作为那些蛋白质的非结合表面。这样的表面可被用于可植入性医用装置。

在一个实施方案中，本发明方法可以评估一个候选人工受体阵列以开发不与一个或多个细胞结合的表面。本发明方法的这个实施方案可以应用一个人工受体阵列，该阵列包含有效数量的本发明的人工受体以产生用于一个或多个细胞的一个或多个工作人工受体或非结合表面。本发明方法可以包括对包含有效数量候选人工受体的阵列不结合至少一种细胞进行评估。可以选择那些不与一个或多个细胞中任何一个结合的候选受体作为那些细胞的非结合表面。这样的表面可被用于可植入性医用装置。

在一个实施方案中，本发明方法可以评估一个候选人工受体阵列以开发不与一个或多个微生物结合的表面。本发明方法的这个实施方案可以应用一个人工受体阵列，该阵列包含有效数量的人工受体以产生用于一个或多个微生物的一个或多个工作人工受体或非结合表面。本发明方法可以包括对包含有效数量候选人工受体的阵列不结合至少一种微生物进行评估。可以选择那些不与一个或多个微生物中任何一个结合的候选受体作为那些微生物的非结合表面。这样的表面可被用于可植入性医用装置。另外这样的表面可用于生物污垢相关的系统，例如水管、食品加工厂的水池或水槽、冷却塔、船底。

检测方法

将包含多个人工受体的阵列与试验配体接触可以鉴定一个或多个先导或工作人工受体。试验配体与先导或工作人工受体或复合体的结合可以产生可检测的信号。可通过如下机理或性能产生可检测的信号，例如，光的散射、吸收或发射，产生或淬灭荧光或发光，产生或淬灭电信号等。分光检测法包括使用标记物或酶来产生被光学传感器或光学传感器阵列检测的光。所产生的光可以是紫外线、可见光或红外线，它们的产生和/或检测可通过荧光、荧光偏振、化学发光、生物发光、或化学生物发光。

检测电导和电导变化的系统和方法包括椭圆光度法、表面等离子共振，电容法，电导测定法，表面声波，石英晶体微量天平，勒夫波法，红外衰减波，电化学检测酶标法，纳米线场效应晶体管，MOSFET-金属氧化物半导体声效应晶体管，CHEMFETS-有机膜金属氧化物半导体场效应晶体管，ICP-内导聚合物，FRET-荧光共振能量转移。

在一个实施方案中，工作受体或复合体可以在光纤的表面上被配置成，例如，一系列不连续区、点、区域等。可以将该工作受体或复合体与试验配体或怀疑含有该试验配体的样品接触。试验配体样品可以是气流、气溶胶、或液体(例如，溶液或悬液)的形式。可检测的比色、荧光等信号可以由被整合入光纤表面的标记物所产生。该比色或荧光信号可以是配体固有的或可以因为配体与工作人工受体间的结合而产生。

能检测这种与工作受体或复合体的结合或来自工作受体或复合体的信号的仪器包括紫外、可见、或红外光谱仪，荧光或发光光谱仪，表面等离子共振，表面声波或石英晶体微量天平，pH，电压计或电流计，放射性同位素检测仪等。

在这样的仪器中，工作人工受体或复合体可以被定位在光纤上以提供可检测的信号，例如透射光线、反射光线、荧光、发光等的增加或减少。该可检测信号可以产生自，例如，整合于工作人工受体或复合体中的信号发送部分或附加到工作受体上的信号发送部分。该信号还可以是工作人工受体或试验配体所固有的。信号可以来自，例如，试验配体和工作人工受体的相互作用，试验配体和整合到工作人工受体上、光纤里、或光纤上的信号发送部分的相互作用。在一个实施方案中，本发明方法可以包括选择一个人工受体，结合导致其上信号发送部分的信号发生变化，例如，荧光部分。这种变化可作为与人工受体结合的信号。

在一个实施方案中，工作人工受体可以处于一个载体上，如试管、微孔、毛细管、微通道等的表面。可以通过加入含有试验配体或怀疑包含试验配体的样品的溶液来使试验配体或怀疑含有试验配体的样品与该工作人工受体或复合体接触。试验配体被标记的化合物或缀合物可以产生一个可检测的信号。这个被标记的部分可以与含有该试验配体或怀疑包含该试验配体的样品的溶液竞争性地和工作人工受体或复合体反应。

在本系统的一个实施方案中，工作人工受体处于一个载体上，如表面声波或石英晶体微量天平或表面等离子共振检测器的表面上。可以通过将工作人工受体或复合体暴露于含有试验配体或怀疑包含该试验配体的样品的气流、气溶胶或溶液中使该试验配体或怀疑包含该试验配体的样品与工作人工受体或复合体接触。试验配体与工作人工受体的相互作用可以在表面声波或石英晶体微量天平或表面等离子共振检测器的活性表面上产生可检测的信号。

在该系统的一个实施方案中，多于一种工作人工受体，其作为阵列中的点或区域排列，位于载体如玻璃或塑料表面上。表面可以结合到一个或多个表面等离子共振检测器的信号表面上。将所关心的配体或怀疑包含所关心配体的样品(例如，含有DNA区段或片段，蛋白质或蛋白质片段，糖或糖片段等的混合物的样品)与工作人工受体或阵列接触。通过加入所关心的配体或怀疑包含所关心配体的样品的溶液可以实现接触。通过所关心配体与表面等离子共振检测器的表面上的工作人工受体阵列的结合，可以产生可检测的电信号。这些检测器对阵列中的每个工作人工受体产生信号，产生所关心样品组成特征的信号响应模式。

本发明的人工受体可以是用于以下各项的产品的一部分：分析基因组和/或蛋白质组；药物开发；任何试验配体的检测器；滥用药物的诊断或治疗；有害废物分析或补救(remediation)；化学战警报或干预；疾病诊断或治疗；癌症诊断或治疗；生物战警报或干预；食物链污染分析或补救；等。

更具体地，本发明人工受体可以用于以下各项的产品中：鉴定序列特异性先导小分子；蛋白质分离和鉴定；蛋白质与蛋白质相互作用的鉴定；检测食物或食品中的污染物；食物污染物的临床分析；前列腺特异性抗原的临床分析；可卡因的临床和野外或临床分析；其它滥用药物的临床和野外或临床分析；其它临床分析系统，家用测试系统，或野外分析系统；生物恐怖主义或化学战剂的监视器或警报系统；等等。

方法的实施方案

本发明包括制备与试验配体结合的人工受体的方法。在一个实施方案中，本发明的方法可以包括使至少一种候选人工受体与一个试验配体接触，检测该试验配体与至少一种候选人工受体的结合，并选择至少一种检测到试验配体结合的候选人工受体作为该试验配体的工作人工受体。候选人工受体可以包括多个偶联于载体的区域上的结构单元。

在一个实施方案中，使至少一种人工受体与试验配体接触可以包括使一个候选人工受体阵列与试验配体接触。在一个实施方案中，该阵列可以包含至少约100个候选人工受体。在一个实施方案中，该阵列可以包含至少约10,000个候选人工受体。在一个实施方案中，该阵列可以包含至少约1,000,000个候选人工受体。

在一个实施方案中，该试验配体可包括滥用药物、肽、多肽、寡核苷酸、多核苷酸和微生物中的至少一种。在一个实施方案中，该试验配体包含异构体、蛋白质构象和蛋白质组中的至少一种。

在一个实施方案中，本发明的方法可以包括使至少一种候选人工受体与第一蛋白接触以产生至少一种蛋白质处理过的候选人工受体；使蛋白质处理过的候选人工受体与包括蛋白质组蛋白质的蛋白质组接触；检测至少一种蛋白质组蛋白质与该至少一种蛋白质处理过候选人工受体的结合；并选择那些与第一蛋白和至少一种蛋白质组蛋白质都结合的候选人工受体作为工作人工受体，或选择至少一种检测到结合的蛋白质组蛋白质和第一蛋白用于分析。

在一个实施方案中，本发明的一个方法可以包括使至少一种候选人工受体与含有试验配体和候选破坏剂的混合物接触；检测在候选破坏剂存在时试验配体与至少一种候选人工受体的结合；并选择至少一种候选人工受体作为该试验配体的工作人工受体，它在没有候选破坏剂时可发生与试验配体的结合，但其与试验配体的结合能被候选破坏剂所破坏。

本发明包括检测试验配体的方法。在一个实施方案中，本发明的一种方法可以包括使至少一种工作人工受体与怀疑含有试验配体的样品接触并监测与至少一种工作人工受体的结合，其中与至少一种工作人工受体的结合表明样品中有该试验配体存在。工作人工受体可以包括多个偶联于载体的区域上的结构单元。在一个实施方案中，已知该至少一种工作人工受体与该试验配体结合。在一个实施方案中，该至少一种工作人工受体可以包括多个人工受体。

在一个实施方案中，试验配体的结合在该多个人工受体中产生一个可检测的模式。在一个实施方案中，该试验配体可包括滥用药物、肽、多肽、寡核苷酸、多核苷酸和微生物中的至少一种。在一个实施方案中，该试验配体包含异构体、蛋白质构象和蛋白质组中的至少一种。

在一个实施方案中，本发明的一个方法可以包括使多个候选人工受体与第一试验配体接触，检测第一试验配体与至少一种候选人工受体的结合，并编目与第一试验配体结合的至少一种人工受体的位置或组成。每个候选人工受体可独立地包含多个偶联于载体上一个区域的多个结构单元。

本发明的方法可以包括检测一个以上试验配体。在一个实施方案中，本发明方法可以包括使该多个候选人工受体中的一个或多个与第二试验配体接触；检测第二试验配体与至少一种候选人工受体的结合；并编目与第二试验配体结合的至少一种人工受体的位置或组成。

在一个实施方案中，本发明方法可以包括将与第一试验配体结合的至少一种人工受体的位置或组成和与第二试验配体结合的至少一种人工受体的位置或组成相比较；并编目位置和成分的比较。在一个实施方案中，本发明方法可以包括基于这种比较而将第一试验配体与第二试验配体相区别。

本发明包括检测破坏试验配体的相互作用的化合物的方法。此方法可以包括使至少一种工作人工受体与试验配体和候选破坏剂接触。接触可以是同时的，与试验配体的接触可以在接触候选破坏剂之前进行，或与候选破坏剂配体的接触可在以接触试验配体之前进行。在一个实施方案中，本发明方法可以包括使至少一种工作人工受体与含有试验配体和候选破坏剂的混合物接触。本发明方法还可以包括监测那些减少了试验配体与至少一种工作人工受体的结合的候选破坏剂，其中被减少的结合表明该候选破坏剂是一种先导破坏剂。工作人工受体可以包括多个偶联于载体的区域上的结构单元。在一个实施方案中，已知该至少一种工作人工受体与该试验配体结合。

在一个实施方案中，该试验配体可包括滥用药物、肽、多肽、寡核苷酸、多核苷酸和微生物中的至少一种。在一个实施方案中，该试验配体包含异构体、蛋白质构象和蛋白质组中的至少一种。

在一个实施方案中，候选破坏剂可以包括分子量小于500的化合物。在一个实施方案中，候选破坏剂可以包括多肽。

本发明包括制备一种试验配体的亲和载体的方法。在一个实施方案中，本发明的一个方法可以包括使至少一种候选人工受体与试验配体接触，检测试验配体与至少一种候选人工受体的结合，选择检测到试验配体结合的至少一种候选人工受体作为该试验配体的工作人工受体，并将该工作人工受体偶联于第二载体以形成一个亲和载体。候选人工受体可以包括多个偶联于第一载体上一个区域的结构单元。

在一个实施方案中，该试验配体可包括滥用药物、肽、多肽、寡核苷酸、多核苷酸和微生物中的至少一种。在一个实施方案中，该试验配体包含异构体、蛋白质构象和蛋白质组中的至少一种。

本发明包括分离试验配体的方法。在一个实施方案中，本发明的一个方法可以包括使含有试验配体的样品与工作人工受体接触。该工作人工受体可以包含多个偶联于载体的区域上的结构单元。在一个实施方案中，已知该工作人工受体与该试验配体相结合。

本发明包括制备一种反应物的反应载体的方法。在一个实施方案中，本发明的一个方法可以包括使至少一种候选人工受体与反应物接触；检测试验配体与至少一种候选人工受体的结合，选择检测到试验配体结合的至少一种候选人工受体作为该试验配体的工作人工受体；使至少一种工作人工受体与反应物接触并监测反应物的反应；选择观测到反应的工作人工受体作为反应人工受体；并将反应工作人工受体偶联于第二载体以形成一个反应载体。候选人工受体可以包括多个偶联于第一载体上一个区域的结构单元。在一个实施方案中，该方法可以包括使至少一种工作人工受体与第二反应物接触。

在一个实施方案中，反应物可以包括至少一种分子量小于500的分子、蛋白质、多核苷酸、有机聚合物或它们的混合物。在一个实施方案中，反应物可以包括一个分子量小于500的分子的异构体。

本发明包括使反应物发生反应的方法。在一个实施方案中，本发明的一个方法包括使含有反应物的样品与工作人工受体接触。该工作人工受体可以包含多个偶联于载体的区域上的结构单元。在一个实施方案中，已知该工作人工受体与该试验配体相结合。在一个实施方案中，该方法可以包括使工作人工受体与第二反应物接触。

本发明包括制备一种反应物的催化载体的方法。在一个实施方案中，本发明的一个方法可以包括使至少一种候选人工受体与反应物接触；检测在至少一种候选人工受体存在时对反应物反应的催化，选择检测到催化的至少一种候选人工受体作为该试验配体的工作人工受体；并将该工作人工受体偶联于第二载体以形成一个催化载体。候选人工受体可以包括多个偶联于第一载体上一个区域的结构单元。在一个实施方案中，该方法可以包括使至少一种工作人工受体与第二反应物接触。

在一个实施方案中，该试验配体可包括滥用药物、肽、多肽、寡核苷酸、多核苷酸和微生物中的至少一种。在一个实施方案中，该试验配体包含异构体、蛋白质构象和蛋白质组中的至少一种。

本发明包括催化一个反应的方法。在一个实施方案中，本发明的一个方法包括使含有反应物的样品与工作人工受体接触。该工作人工受体可以包含多个偶联于载体的区域上的结构单元。在一个实施方案中，已知该工作人工受体与该试验配体相结合并催化该反应。

本发明包括制备不与试验配体结合的表面的方法。在一个实施方案中，本发明的一个方法可以包括使至少一种候选人工受体与试验配体接触；检测试验配体与至少一种候选人工受体的不结合，选择检测到不与配体结合的至少一种候选人工受体作为该试验配体的不结合表面。候选人工受体可以包括多个偶联于载体的区域上的结构单元。在一个实施方案中，该试验配体包含多个试验配体。

本发明包括检测破坏试验配体与第二配体相互作用的化合物的方法。在一个实施方案中，本发明的一个方法可以包括将试验配体结合到至少一种工作人工受体上。

此方法可以包括使至少一种工作人工受体与第二配体和候选破坏剂接触。接触可以是同时的，与第二配体的接触可以在接触候选破坏剂之前进行，或与候选破坏剂配体的接触可在以接触第二配体之前进行。在一个实施方案中，本发明方法可以包括监测那些减少了第二配体与试验配体的结合的候选破坏剂，其中被减少的结合表明该候选破坏剂是一种先导破坏剂。工作人工受体可以包括多个偶联于载体的区域上的结构单元。在一个实施方案中，已知该至少一种工作人工受体与该试验配体结合。

在一个实施方案中，该试验配体可包括滥用药物、肽、多肽、寡核苷酸、多核苷酸和微生物中的至少一种。在一个实施方案中，试验配体可以包括第一蛋白而第二配体包括第二蛋白；第一蛋白和第二蛋白形成复合物。在一个实施方案中，试验配体可以包括蛋白质而第二配体包括多核苷酸；该蛋白质与该多核苷酸形成复合物。

在一个实施方案中，候选破坏剂可以包括一个分子量小于500的化合物。在一个实施方案中，候选破坏剂可以包括一个多肽。

在一个实施方案中，在此方法中与第一配体接触包括与该复合物接触；使结合有试验配体的至少一种工作人工受体与第二配体和候选破坏剂接触包括与该候选破坏剂接触。

试验配体

试验配体可以是与阵列或表面的结合可以被检测的任何配体。试验配体可以是纯化合物，混合物，或包含天然产物或污染物的“脏”混合物。这些脏混合物可以是组织匀浆，生物流体，土壤样品，水样等。

试验配体包括前列腺特异性抗原，其它癌症标记，胰岛素，华法林，其它抗凝剂，可卡因，其它滥用药，大肠杆菌(E.coli)标记，沙门氏菌属(Salmonella sp.)标记，其它食媒(food-borne)毒素标记，食媒毒素，天花病毒标记，炭疽标记，其它可能的有毒生物试剂的标记，药物和药品，污染物和有害废物的化学物，有毒化学试剂，疾病标记，药物，污染物，生物学上重要的阳离子(例如，钾或钙离子)，肽，碳水化合物，酶，细菌，病毒，它们的混合物等。在某些实施方案中，试验配体可以是至少一种小有机分子、无机/有机复合物、金属离子、蛋白质混合物、蛋白质、核酸、核酸混合物，它们的混合物等。

适合的试验配体包括本文其它地方所述作为试验配体的任何化合物或化合物类别，包括，例如，微生物、蛋白质、癌细胞、滥用药等，如前文所述。

制备人工受体的方法

本发明涉及制备人工受体或候选人工受体的方法。在一个实施方案中，该方法包括在载体上制备点或区域，该点或区域包括多个固定在载体上的结构单元。该方法可以包括在固体载体上形成多个点，每点包括多个结构单元，并在每个点中将多个结构单元固定(例如，可逆地)在固体载体上。在一个实施方案中，这些点的阵列被称为异质结构单元阵列。

该方法可以包括混合多个结构单元并将混合物用于形成点。或者，该方法可以包括将各个结构单元点在载体上。将结构单元偶联于载体上可以采用共价键合或非共价相互作用。适合的非共价相互作用包括离子间相互作用、氢键、范德华相互作用等。在一个实施方案，载体可以被能参与共价键合或非共价相互作用的部分官能化。形成点可以产生异质的结构单元组合的点的微阵列，其中的每个点都可以一个候选人工受体。本发明方法可以以2、3、4、或更多结构单元的组合形式将结构单元涂或点到载体上。

在一个实施方案中，本发明方法可以被用于产生一个表面上有多个区域或点的固体载体，每个区域或点包含多个结构单元。例如，本发明方法可以包括用多个点来点一个玻璃载玻片，每个点包含多个结构单元。这样的点可以被称为包含异质结构单元。多个结构单元的点可以被称为点的阵列。

在一个实施方案中，本发明方法包括制备受体表面。制备受体表面可以包括在固体载体上形成区域，该区域包括多个结构单元，和在区域内将该多个结构单元固定(例如，可逆地)在固体载体上。该方法可以包括混合多个结构单元和将混合物用于形成一个或多个区域。或者，该方法可以包括将单个结构单元用于载体上的区域。例如通过用结构单元溶液浸渍载体的一部分可以完成在载体上形成区域。所产生的含有结构单元的涂层可被称为含有异质结构单元。

一个包含多个结构单元的区域可以独立于和区别于另一个包含多个结构单元的区域。在一个实施方案中，一个或多个包含多个结构单元的区域可以重叠以产生一个包含组合的多个结构单元的区域。在一个实施方案中，各含有单个结构单元的两个或更多区域可以重叠以形成一个或多个区域，每个都含有多个结构单元。重叠的区域可以被想象为，例如，Ven氏图表中的重叠部分，或方格花纹或斜纹软呢样的重叠部分。

在一个实施方案中，该方法产生一个具有一定密度结构单元的点或表面，该密度足以提供多于一个的结构单元和配体相互作用。即，结构单元可以是互相接近的。不同结构单元的接近性可以通过测定试验配体与含有多个结构单元的点或表面相对于与只含有一个结构单元的点或表面的不同(例如，更大的)结合而检测。

在一个实施方案中，该方法包括在每点形成异质点的阵列，所述点从全部结构单元的子集和/或结构单元的更小组的组合制备。即，该方法形成仅包括例如2或3个而不是4或5个结构单元的点。例如，该方法可以从全组结构单元(例如81种的组中的81种)的组合中以2和/或3个的组形成点。例如，该方法可以从结构单元子集(例如81种的组中的25种)的组合中以4和/或5个的组形成点。例如，该方法可以从结构单元子集(例如81种的组中的25种)的组合中以2和/或3个的组形成点。该方法可以包括形成另外的整合了结构单元、先导人工受体、或结构类似的结构单元的阵列。

在一个实施方案中，该方法包括形成包含一个或多个点的阵列，这些点作为对照以确认或评估与本发明人工受体的结合。在一个实施方案中，该方法包括形成一个或多个区域、管、或孔，它们作为对照以确认或评估与本发明人工受体的结合。该对照点、区域、管、或孔可以不包括结构单元，仅包括单个结构单元，仅包括官能化(functionalized)的平层，或包括其组合。

该方法可以采用已知的用于固定用作结构单元的化合物的方法将结构单元固定(例如，可逆地)在载体上。将结构单元偶联于载体上可以采用共价键合或非共价相互作用。适合的非共价相互作用包括离子间相互作用、氢键、范德华相互作用等。在一个实施方案，载体可以被能参与可逆共价键合的部分、能参与非共价相互作用的部分、或这些部分的混合物所官能化。

在一个实施方案中，可以用能参与共价键合，例如可逆共价键合，的部分使载体官能化。本发明可以应用多种大量已知官能团、试剂、和反应中的任何一种来形成可逆共价键。适用于形成可逆共价键的试剂包括在Green，TW；Wuts，PGM(1999)，Protective Groups in Organic Synthesis Third Edition，Wiley-Interscience，NewYork，779pp.中描述的那些。例如，载体可以包括官能团如羰基，羧基，硅烷基，硼酸或酯，胺基(例如，伯、仲、叔胺，羟胺，肼等)，硫醇基，醇基(例如伯、仲、叔醇)，二醇基(例如，1，2二醇或1，3二醇)，酚基，邻苯二酚基等。这些官能团可以形成含可逆共价键的基团，如醚(例如烷基醚，甲硅烷基醚，硫醚等)，酯(例如，烷基酯，酚酯，环状酯，硫酯等)，缩醛(例如，环缩醛)，缩酮(例如，环缩酮)，甲硅烷基衍生物(例如，甲硅烷基醚)，硼酸酯(例如，环状硼酸酯)，酰胺，肼，亚胺，氨基甲酸酯等。这样的官能团可以被称为共价键合部分，例如，第一共价键合部分。

载体上的羰基和结构单元上的胺基可形成亚胺或希夫碱。这对载体上的胺基和结构单元上的羰基也同样正确。载体上的羰基和结构单元上的醇基可形成缩醛或缩酮。这对载体上的醇基和结构单元上的羰基也同样正确。载体上的硫醇基(例如，第一硫醇基)和结构单元上的硫醇基(例如，第二硫醇基)可形成二硫化物。

载体上的羧基和结构单元上的醇基可形成酯。这对载体上的醇基和结构单元上的羧基也同样正确。多种醇类和羧酸中的任何一种都能形成提供本发明内容中可逆共价键的酯。例如，可逆酯键可形成于醇类，如芳环上有吸电子基团的酚类，其它有在羟基碳上起作用的吸电子基团的醇类，其它醇类等；和/或羧基基团，如有在酰基碳上起作用的吸电子基团的那些(例如，硝基苯甲酸，R-CF₂-COOH，R-CCl₂-COOH等)，其它羧酸等。

在一个实施方案中，可以用能参与非共价相互作用的部分来使载体、基质或平层官能化。例如，载体可以包含下列官能团，如离子基团、能氢键键合的基团或能参与范德华相互作用或其它疏水相互作用的基团。这类官能团可以包括阳离子基团、阴离子基团、脂族基团、两性基团等。

在一个实施方案中，载体、基质或平层可以包括带电荷部分(例如，第一带电部分)。适合的带电部分包括带正电的部分和带负电的部分。适合的带正电部分(例如，在中性pH下的水性组合物中)包括胺、季铵部分，二茂铁等。适合的带负电的部分(例如，在中性pH下的水性组合物中)包括基团如羧酸根，被强吸电子基团取代的酚(例如，取代的四氯酚)，磷酸根，膦酸根，亚膦酸根，硫酸根，磺酸根，硫代羧酸根和异羟肟酸根等。

在一个实施方案中，载体、基质或平层可包含能形成氢键的基团(例如，第一氢键键合基团)，该基团作为供体或是受体皆可。载体、基质或平层可包含能形成氢键的基团的表面或区域。例如，载体、基质或平层可以包括含有一个或多个羧基、胺基、羟基、羰基等的表面或区域。离子基团也可参与氢键键合。

在一个实施方案中，载体、基质或平层包含一个亲脂部分(例如，第一亲脂部分)。适合的亲脂部分包括支链或直链C_6-36烷基、C_8-24烷基、C_12-24烷基、C_12-18烷基等；C_6-36链烯基、C_8-24链烯基、C_12-24链烯基、C_12-18链烯基等，它们含有，例如，1到4个双键；C_6-36炔基，C_8-24炔基，C_12-24炔基，C_12-18炔基等，它们含有，例如，1到4个三键；含1到4个双键或三键的链；包含芳基或取代芳基部分的链(例如，在链末端或中间的苯基或萘基)；聚芳烃部分；环烷烃或取代烷烃部分，其所含碳原子数如链式中所述；它们的组合或混合物等。烷基、链烯基或炔基基团可以包含支链；链内官能度如醚基；末端官能度如醇、酰胺、羧酸等；或类似物。这些亲脂部分如季铵亲脂部分也可以包含正电荷。

人工受体

候选人工受体、先导人工受体或工作人工受体包括固定(例如，可逆地)在例如载体上的结构单元组合。单个的人工受体可以是载玻片上的一个异质结构单元点或被包被于载玻片、管或孔上的多个结构单元。可以通过多种相互作用的任何一种来固定结构单元，例如共价的、静电的或疏水的相互作用。例如，结构单元和载体或平层可以各包含一个或多个能形成共价的、静电的、氢键键合、范德华等相互作用的官能团或部分。

候选人工受体阵列可以是商品化的产品卖给对使用这些人工受体感兴趣的团体，作为开发所关心试验配体的受体的工具。在一个实施方案中，有用的候选人工受体阵列包括至少一种玻璃载玻片，该至少一种玻璃载玻片包含预定数量的一组结构单元成员组合的点，每个组合包含预定数量的结构单元。

可以从多个候选人工受体中开发一个或多个先导人工受体。在一个实施方案中，一个先导人工受体包含结构单元的一个组合并在暴露于例如几个皮摩尔的试验配体下时与可检测数量的试验配体结合，试验配体的浓度如1、0.1、或0.01μg/ml，或1、0.1、或0.01ng/ml试验配体；0.01μg/ml，或1、0.1、或0.01ng/ml试验配体；1、0.1、或0.01ng/ml试验配体。

人工受体，特别是候选或先导人工受体，可以是人工受体阵列的形式。这样的阵列可以包括，例如，166万个点，每个点包含一个来自一组81个结构单元的4结构单元组合。这样的阵列可以包括，例如，28,000个点，每个点包含一个来自一组29个结构单元的2、3或4结构单元组合。每个点是一个候选人工受体单元和一个结构单元组合。该阵列还可以被构成为包含先导人工受体。例如，人工受体阵列可以包含该结构单元组中更少的结构单元和/或其子集的组合。

在一个实施方案中，候选人工受体阵列包含通式2(如下所示)的结构单元，其中RE₁是B1，B2，B3，B3a，B4，B5，B6，B7，B8，或B9(如下所示)和RE₂是A1，A2，A3，A3a，A4，A5，A6，A7，A8，或A9(如下所示)。在一个实施方案中，构架是酪氨酸。

可以从一个或多个先导人工受体中开发一个或多个工作受体。在一个实施方案，工作人工受体包含一个结构单元的组合并在暴露于例如几个皮摩尔的试验配体下时与可分类或鉴定数量的试验配体结合，试验配体的浓度如100、10、1、0.1、0.01或0.001ng/ml试验配体，或10、1、0.1、0.01或0.001ng/ml试验配体；1、0.1、0.01或0.001ng/ml试验配体。

在一个实施方案中，本发明的人工受体包含多个偶联于载体的结构单元。在一个实施方案中，多个结构单元可以包含或本身就是式2的结构单元(如下所示)。包含接头、酪氨酸构架和识别元件AxBy的结构单元的缩写是TyrAxBy。在一个实施方案中，候选人工受体可以包含下式结构单元的组合，TyrA1B1，TyrA2B2，TyrA2B4，TyrA2B6，TyrA2B8，TyrA3B3，TyrA4B2，TyrA4B4，TyrA4B6，TyrA4B8，TyrA5B5，TyrA6B2，TyrA6B4，TyrA6B6，TyrA6B8，TyrA7B7，TyrA8B2，TyrA8B4，TyrA8B6或TyrA8B8。

本人工受体可以使用多种载体中的任何一种，结构单元或其它阵列材料能被偶联于该载体上。例如，载体可以是玻璃的或塑料的；载玻片，管或孔；光纤，纳米管或buckyball，纳米装置；树枝状聚合物，或支架等。

结构单元

本发明涉及制备或形成候选人工受体的结构单元。结构单元可从少数化合物中被设计、制造、和选择以提供多种结构特性。一个结构单元可提供一个或多个结构特性如正电荷、负电荷、酸、碱、电子受体、电子供体、氢键供体、氢键受体、自由电子对、π电子、电荷极化、亲水性、疏水性等。结构单元可以是庞大的或者它可以是小的。

一个结构单元可被形象地看作包含几个构件，如一个或多个构架、一个或多个接头、和/或一个或多个识别元件。构架可被共价地偶联于每个其它结构单元的构件上。接头可被共价地偶联于构架上。接头可以通过一种或多种共价的、静电的、氢键的、范德华力等相互作用偶联于载体上。识别元件可被共价地偶联于构架上。在一个实施方案中，一个结构单元包含一个构架、一个接头、和一个识别元件。在一个实施方案中，一个结构单元包含一个构架、一个接头、和两个识别元件。

关于多种这些结构单元一般性的和特异性的特征和功能以及它们的合成的描述可见于共同待决的美国专利申请序列No.10/244,727号，提交于2002年9月16日，10/813,568号，提交于2004年3月29日，和申请号PCT/US03/05328，提交于2003年2月19日，每个都题为“人工受体，结构单元，和方法”；美国专利申请号10/812,850和10/813,612，及申请号PCT/US2004/009649，均提交于2004年3月29日并且每个都题为“包括可逆固定的结构单元的人工受体，结构单元，及方法”；和美国临时专利申请号60/499,965，提交于2003年9月3日，和60/526,699，提交于2003年12月2日，均题为“人工受体的结构单元”。这些专利文献包含，特别地，详细的关于下列各项的书面描述：结构单元、构架部分、识别元件的功能、结构和构型，结构单元的合成，结构单元的详细实施方案，识别元件的详细实施方案，和结构单元组。

构架

可以为官能团选择构架，该构架提供与识别部分的偶联，并提供与连接部分的偶联或成为连接部分。构架可以作为人工受体的一部分与配体相互作用。在一个实施方案中，构架包含多个反应位点，这些位点具有正交的和可靠的官能团和受控的立体化学。适合的具有正交的和可靠的化学的官能团包括，例如，羧基、胺、羟基、酚、羰基、和硫醇基基团，它们可以是各自被保护的、去保护的、和衍生的。在一个实施方案中，构架含有两个、三个或四个具有正交的和可靠的化学的官能团。在一个实施方案中，构架含有三个官能团。在这个实施方案中，这三个官能团可以独立选自于，例如，羧基、胺、羟基、酚、羰基、或硫醇基基团。构架可以包含烷基，取代烷基，环烷基，杂环，取代杂环，芳烷基，芳基，杂芳基，杂芳烷基等部分。

含三个官能团的构架的一般结构可被表示于式1a：

含四个官能团的构架的一般结构可被表示于式1b：

在这些通式中：R₁可以是1-12、1-6或1-4碳的烷基、取代烷基、环烷基、杂环、取代的杂环、芳烷基、芳基、杂芳基、杂芳烷基、和类似的基团；F₁、F₂、F₃或F₄可以独立地是羧基、胺、羟基、酚、羰基、和硫醇基基团。F₁、F₂、F₃或F₄可以独立地是1-12、1-6或1-4碳的烷基、取代烷基、环烷基、杂环、取代的杂环、芳烷基、芳基、杂芳基、杂芳烷基，或被羧基、胺、羟基、酚、羰基、和硫醇基基团取代的无机基团。F₃和/或F₄可以缺失。

有许多化合物符合描述构架的分子式和文字，包括氨基酸和天然存在或合成的化合物，包括例如，氧和硫官能团。化合物可以是消旋的、旋光的或非手性的。例如，化合物可以是天然的或合成的氨基酸，α-羟基酸，硫代酸等。

适于用作构架的分子包括天然或合成的氨基酸，特别是在其侧链上含有官能团(例如第三官能团)的氨基酸。氨基酸包括羧基和胺官能团。对于天然氨基酸，侧链官能团可以包括胺(例如烷基胺，杂芳基胺)，羟基，酚，羧基，硫醇，硫醚，或脒基。适于用作构架的天然氨基酸包括例如丝氨酸，苏氨酸，酪氨酸，天冬氨酸，谷氨酸，天冬酰胺，谷氨酰胺，半胱氨酸，赖氨酸，精氨酸，组氨酸。合成的氨基酸可以包括天然存在的侧链官能团或合成的侧链官能团，其用烷基、取代烷基、环烷基、杂环、取代杂环、芳烷基、芳基、杂芳基、杂芳烷基等作为构架的部分和羧基、胺、羟基、苯基、羰基或硫醇官能团来修饰或延伸天然氨基酸。适合的合成氨基酸包括β-氨基酸和天然氨基酸的同系或β类似物。在一个实施方案中，构架氨基酸可以是丝氨酸、苏氨酸、或酪氨酸，例如，丝氨酸或酪氨酸，例如，酪氨酸。

尽管不对本发明构成限制，一个构架氨基酸，如丝氨酸、苏氨酸或酪氨酸，和一个接头和两个识别元件可被看作，相对于构架的延伸碳链，一个识别元件在垂直方向而另一个在平伏方向。

所有天然存在和许多合成的氨基酸是可商购的。另外，这些氨基酸衍生化或保护以适于与识别元件和/或接头偶联反应的形式可以购买或通过已知方法制备(参见例如，Green，TW；Wuts，PGM(1999)，Protective Groups in Organic Synthesis Third Edition，Wiley-Interscience，纽约，第779页；Bodanszky，M.；Bodanszky，A.(1994)，The Practice of Peptide Synthesis第二版，Springer-Verlag，纽约，第217页)。

识别元件

可以选择识别元件以提供一个或多个结构单元的结构特性。识别元件可以作为人工受体的一部分和配体反应。例如，识别元件能够提供一个或多个结构特性如正电荷、负电荷、酸、碱、电子受体、电子供体、氢键供体、氢键受体、自由电子对、π电子、电荷极化、亲水性、或疏水性等。识别元件可以是一个小基团或者它可以庞大的。

在一个实施例中识别元件可以是1-12、1-6或1-4碳烷基、取代烷基、环烷基、杂环、取代的杂环、芳烷基、芳基、杂芳基、杂芳烷基等基团。该识别元件可以被包括或赋予正电荷，负电荷，酸，碱，电子受体，电子供体，氢键供体，氢键受体，自由电子对，π电子，电荷极化，亲水性，疏水性等的基团取代。

带正电荷的识别元件(例如，在中性pH下的水性组合物中)包括胺、季铵部分，锍，磷，二茂铁等。适合的胺类包括烷基胺，烷基二胺，芳基胺，杂芳胺，芳烷胺，吡啶，杂环胺(饱和的或不饱和的，环上有或没有氮)，脒类，肼类等。烷基胺通常有1-12个碳原子，例如1-8个，环类可以有3-12个碳原子，例如3-8个。适合的烷基胺包括式B9的那些。适合的杂环或烷基杂环胺包括式A9的那些。适合的吡啶包括式A5和B5中的那些。任何一种胺都作为季铵化合物而被应用。另外适合的季铵部分包括三甲基烷基季铵部分，二甲基乙基烷基季铵部分，二甲基烷基季铵部分，芳基烷基季铵部分，吡啶季铵部分等。

(例如在水性组合物中的中性pH下)具有负电荷的识别元件包括羧酸酯，被强吸电子基团取代的酚类(例如，取代的四氯酚)，磷酸酯，膦酸酯，亚膦酸酯，硫酸酯，磺酸酯，硫代羧酸酯和异羟肟酸。适当的羧酸酯包括羧酸烷基酯，羧酸芳基酯，和羧酸芳烷基酯。适当的磷酸酯包括磷酸单，二和三酯，磷酸单，二和三酰胺。适当的膦酸酯包括膦酸单和二酯，和膦酸单和二酰胺(例如膦酸酰胺)。适当的亚膦酸酯包括亚磷酸酯和酰胺。

(例如在水性组合物中的中性pH下)具有负电荷和正电荷的识别元件包括亚砜，甜菜碱，和氧化胺。

酸性识别元件可以包括羧酸酯，磷酸酯，硫酸酯，和酚类。适当的酸性羧酸酯包括硫代羧酸酯。适当的酸性磷酸酯包括以上所列磷酸酯。

碱性识别元件包括胺类。适当的碱性胺类包括烷基胺，芳基胺，芳烷基胺，吡啶，杂环基胺(饱和或不饱和，环中有氮或无氮)，脒类，和以上所列的任何另外的胺。适当的烷基胺包括式B9的烷基胺。适当的杂环基或烷基杂环基胺包括式A9的那些。适当的吡啶包括式A5和B5的那些。

包括氢键供体的识别元件包括胺类，酰胺，羧基，质子化的磷酸酯，质子化的膦酸酯，质子化的亚膦酸酯，质子化的硫酸酯，质子化的亚磺酸酯，醇类和硫醇类。适当的胺包括烷基胺，芳基胺，芳烷基胺，吡啶，杂环基胺(饱和或不饱和，环中有氮或无氮)，脒类，脲和以上所列的任何其它胺。适当的烷基胺包括式B9的那些。适当的杂环基或烷基杂环基胺包括式A9的那些。适当的吡啶包括式A5和B5的那些。适当的质子化的羧酸酯，质子化的磷酸酯包括以上所列那些。适当的酰胺包括式A8和B8的那些。适当的醇包括伯醇，仲醇，叔醇，和芳香醇(例如酚类)。适当的醇包括式A7(伯醇)和B7(仲醇)的那些。

包括氢键受体或一个或多个自由电子对的识别元件包括胺类，酰胺，羧酸酯，羧基，磷酸酯，膦酸酯，亚膦酸酯，硫酸酯，磺酸酯，醇类，酯类，硫醇类和硫醚。适当的胺包括烷基胺，芳基胺，芳烷基胺，吡啶，杂环基胺(饱和或不饱和，环中有氮或无氮)，脒类，脲和以上所列胺。适当的烷基胺包括式B9的那些。适当的杂环基或烷基杂环基胺包括式A9的那些。适当的吡啶包括式A5和B5的那些。适当的羧酸酯包括以上所列那些。适当的酰胺包括式A8和B8的那些。适当的磷酸酯，膦酸酯和亚膦酸酯包括以上所列的那些。适当的醇包括伯醇，仲醇，叔醇，和芳香醇，和以上所列的那些。适当的醇包括式A7(伯醇)和B7(仲醇)的那些。适当的醚包括烷基醚和芳烷基醚。适当的烷基醚包括式A6的那些。适当的芳烷基醚包括式A4的那些。适当的硫醚包括式B6的那些。

包括不带电的极性或亲水基团的识别元件包括酰胺类，醇类，醚类，硫醇类，硫醚类，酯类，硫酯类，硼烷类，硼酸盐，和金属络合物。适当的酰胺包括式A8和B8的那些。适当的醇包括伯醇，仲醇，叔醇，和芳香醇，和以上所列的那些。适当的醇包括式A7(伯醇)和B7(仲醇)的那些。适当的醚包括上述所列的那些。适当的醚包括式A6的那些。适当的芳烷基醚包括式A4的那些。

包括不带电的疏水基团的识别元件包括烷基(取代和未取代的)，链烯烃(共轭和非共轭)，炔烃(共轭和非共轭)，芳香族。适当的烷基包括低级烷基，取代烷基，环烷基，芳烷基，和杂芳烷基。适合的低级烷基包括式A1、A3、A3a和B1中的那些。适合的芳烷基包括式A3、A3a、A4、B3、B3a和B4中的那些。适当的烷基环烷基包括式B2的那些。适当的链烯基包括低级链烯基和芳基链烯基。适当的芳基链烯基包括式B4的那些。适当的芳族基团包括未取代的芳基，杂芳基，取代的芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基取代的芳基，和多芳香烃。适合的芳烷基包括式A3、A3a和B4中的那些。适合的烷基杂芳基包括式A5和B5中的那些。

间隔(例如，小的)识别元件包括氢、甲基、乙基等。庞大的识别元件包含7个或更多碳原子或杂原子。

式A1-A9和B1-B9是：

CH₂CH₃                                             A1

CH₂CH(CH₃)₂                                        A2

CH₂CH₂-O-CH₃                             A6

CH₂CH₂-OH                                A7

CH₂CH₂-NH-C(O)CH₃                        A8

CH₃                                     B1

CH₂-S-CH₃                             B6

CH₂CH(OH)CH₃                          B7

CH₂CH₂C(O)-NH₂                        B8

CH₂CH₂CH₂-N-(CH₃)₂                    B9

按照标准参考，这些A和B识别元件可以称为以下各项的衍生物：A1，乙胺；A2，异丁胺；A3，苯乙胺；A4，4-甲氧基苯乙胺；A5，2-(2-氨乙基)吡啶；A6，3-甲氧基乙胺；A7，乙醇胺；A8，N-乙酰基乙二胺；A9，1-(2-氨乙基)吡咯烷；B1，乙酸，B2，环戊基丙酸；B3，3-氯苯乙酸；B4，肉桂酸；B5，3-吡啶丙酸；B6，(甲硫基)乙酸；B7，3-羟丁酸；B8，琥珀酰胺酸；和B9，4-(二甲氨基)丁酸。

在一个实施方案中，识别元件包含一个或多个式A1、A2、A3、A3a、A4、A5、A6、A7、A8、和/或A9(A识别元件)和式B1、B2、B3、B3a、B4、B5、B6、B7、B8、和/或B9(B识别元件)所示结构。在一个实施方案中，每个结构单元包括A识别元件和B识别元件。在一个实施方案中，一组81个这种结构单元包括81种A识别元件与B识别元件独特的组合。在一个实施方案中，A识别元件在悬垂位置与构架连接。在一个实施方案中，B识别元件在平伏(equatorial)位置与构架连接。在一个实施方案中，A识别元件在悬垂位置与构架连接，B识别元件在平伏位置与构架连接。

尽管不对本发明限制，认为A和B识别元件代表多肽受体所采用的官能团和几何构型的分类。尽管不对本发明限制，认为A识别元件代表6个有利的官能团或构型，将官能团增加至数个芳基增加了可能的结合相互作用的范围。尽管不对本发明限制，认为B识别元件代表6个有利的官能团，但处于不同于A识别元件所采用的构型。尽管不对本发明限制，另外认为这增加了结合相互作用的范围和进一步扩展了结构单元分子构型所用的官能团和构型的范围。

在一个实施方案中，包括A和B识别元件的结构单元可以视为占有由亲油性/亲水性和体积限定的结合空间。对于每个包括不同A和B识别元件的结构单元可以(使用已知方法)计算体积。对于包括不同A和B识别元件的每个结构单元可以(使用已知方法)计算亲油性/亲水性(logP)的大小。LogP负值显示对水的亲和力优于非极性有机溶剂，显示亲水的性质。然后将体积对logP作图可以显示结构单元在整个由大小和亲油性/亲水性限定的结合空间内的分布。

形成许多识别元件的试剂有市售商品。例如，形成识别元件A1、A2、A3、A3a、A4、A5、A6、A7、A8、A9、B1、B2、B3、B3a、B4、B5、B6、B7、B8、和B9的试剂有市售商品。

接头

选择接头以提供结构单元与载体的适当共价连接。构架作为人工受体一部分可以与配体相互作用。接头还可以为结构单元提供体积、与载体的距离、疏水性、亲水性和类似的结构性质。将结构单元偶联到载体上可以使用共价键合或非共价相互作用。适合的非共价相互作用包括离子间相互作用、氢键作用、范德华相互作用等。在一个实施方案中，接头包括参与共价键合作用或非共价相互作用的部分。在一个实施方案中，接头包括参与共价键合作用的部分。适于形成共价和可逆共价键的基团如前所述。

用于可逆固定结构单元的接头

可以选择接头以提供结构单元在载体或平层上的合适的可逆固定。在一个实施方案中，接头与构架上的官能团形成共价键。在一个实施方案中，接头还包括一个能与载体或平层可逆地相互作用的官能团，例如，通过可逆共价键合或非共价相互作用。

在一个实施方案中，接头包含一个或多个能参与可逆共价键合的部分。适合的可逆共价键合基团包括以上所述的那些。人工受体可以包含可逆固定于载体或平层上的结构单元，例如，通过亚胺、缩醛、缩酮、二硫化物、酯或类似的键。这些官能团能够参与可逆的共价键合。这些官能团可称作共价键合部分，例如，第二共价键合部分。

在一个实施方案中，接头可被能参与非共价相互作用的部分官能化。例如，接头可以包含一些官能团，这些官能团如离子基团、能形成氢键的基团、或能参与范德华或其它疏水相互作用的基团。这些官能团可以包括阳离子基团、阴离子基团、亲油基团、两性基团等。

在一个实施方案中，本发明方法和组合物可以应用一个含带电荷部分(例如，第二带电荷部分)的接头。适合的带电荷部分包括带正电荷的部分和带负电荷的部分。适合的带正电荷的部分包括胺、季铵部分，锍，鏻，二茂铁等。适合的带负电荷的部分(例如，在中性pH下的水性组合物中)包括基团如羧酸根，被强吸电子基团取代的酚(例如，四氯酚)，磷酸根，膦酸根，亚膦酸根，硫酸根，磺酸根，硫代羧酸根和氧肟酸根等。

在一个实施方案中，本发明方法和组合物可应用含能形成氢键的基团(例如，第二氢键键合基团)的接头，该基团作为供体或是受体皆可。例如，接头可以包含一个或多个羧基、胺基、羟基、羰基等。离子基团也可参与氢键键合。

在一个实施方案中，本发明方法和组合物可以应用包含一个亲脂部分(例如，第二亲脂部分)的接头。适合的亲脂部分包括一个或多个支链或直链C_6-36烷基、C_8-24烷基、C_12-24烷基、C_12-18烷基等；C_6-36链烯基、C_8-24链烯基、C_12-24链烯基、C_12-18链烯基等，它们含有，例如，1到4个双键；C_6-36炔基，C_8-24炔基，C_12-24炔基，C_12-18炔基等，它们含有，例如，1到4个三键；含1到4个双键或三键的链；包含芳基或取代芳基部分的链(例如，在链末端或中间的苯基或萘基)；聚芳烃部分；环烷或取代烷部分，其所含碳原子数如链式中所述；它们的组合或混合物等。烷基、链烯基或炔基基团可以包含支链；链内官能度如醚基；末端官能度如醇、酰胺、羧酸等。在一个实施方案中接头包括或其本身就是脂类，如磷脂。在一个实施方案中，亲脂部分包括或基本身就是12-碳的亲脂部分。

在一个实施方案中，接头包含一个亲脂部分(例如，第二亲脂部分)和一个共价键合部分(例如，第二共价键合部分)。在一个实施方案中，接头包含一个亲脂部分(例如，第二亲脂部分)和一个带电荷部分(例如，第二带电荷部分)。

在一个实施方案中，接头在构架上与醇、酚、硫醇、胺、羰基等基团形成或可被看作形成共价键。在与构架结合的键和参与和载体或平层可逆相互作用的或由其形成的基团之间，接头可以包括烷基、取代烷基、环烷基、杂环、取代杂环、芳烷基、芳基、杂芳基、杂芳烷基、乙氧或丙氧寡聚物、糖苷等部分。

例如，适合的接头可以包括：参与和构架结合的键或由其形成的官能团，参与和载体或平层可逆相互作用的或由其形成的官能团或基团，和接头主链部分。接头主链部分可以包含约4到约48个碳或杂原子，约8到14个碳或杂原子，约12到约24个碳或杂原子，约16到约18个碳或杂原子，约4到12个碳或杂原子，约4到约8个碳或杂原子，等等。接头主链可以包含烷基、取代烷基、环烷基、杂环、取代杂环、芳烷基、芳基、杂芳基、杂芳烷基、乙氧或丙氧寡聚物、糖苷、或类似部分。

在一个实施例中，接头包含一个亲脂部分，参与和构架结合的键或由其形成的官能团，以及，可选地，一个或多个形成可逆共价键、氢键、或离子相互作用的部分。在这样的实施方案中，该亲脂部分可以含有约4到约48个碳、约8到14个碳、约12到约24个碳、约16到约18个碳、等等。在这样的实施方案中，接头可以包含约1到约8个可逆的键/相互作用部分或约2到约4个可逆的键/相互作用部分。适合的接头具有如(CH₂)_nCOOH的结构，其中n＝12-24，n＝17-24，或n＝16-18。

接头的另外的实施方案

可以选择接头以提供结构单元在载体上的适合的偶联。构架可作为人工受体的一部分与配体相互作用。接头还能为结构单元提供巨大的体积、离开载体的距离、疏水性、亲水性等结构特性。在一个实施方案中，接头与构架上的官能团形成共价键。在一个实施方案中，接头在附着到载体之前可包含一个能与或活化后能与载体上官能团反应的官能团。在一个实施方案中，一旦附着到载体上，接头就与载体和构架形成共价键。

在一个实施方案中，接头与构架上的醇、酚、硫醇、胺、羰基等基团形成或可被看作形成共价键。接头可以包括能与或活化后能与载体反应的羧基、醇、酚、硫醇、胺、羰基、马来酰亚胺等基团。在与构架相结合的键和附着到载体上的基团之间，接头可以包括烷基、取代烷基、环烷基、杂环、取代杂环、芳烷基、芳基、杂芳基、杂芳烷基、乙氧或丙氧寡聚物、糖苷等部分。

接头可以包含一个良好的离去基团，例如，烷基或芳基。该离去基团“良好”得足以被构架上的醇、酚、硫醇、胺、羰基、或类似基团所置换。这样的接头可以包括下式表示的部分：R-X，其中X是离去基团如卤素(例如，-Cl，-Br，或-I)、甲苯磺酸酯、甲磺酸酯、三氟甲磺酸酯(triflate)，而R是烷基、取代的烷基、环烷基、杂环基、取代的杂环基、芳烷基、芳基、杂芳基、或杂芳基烷基、乙氧或丙氧寡聚物、糖苷等部分

适合的接头基团包括下式的那些：(CH₂)_nCOOH，其中n＝1-16，n＝2-8，n＝2-6或n＝3。形成适合接头的试剂可商购并包括具有正交官能度的多种试剂中的任何一种。

结构单元的实施方案

在一个实施方案中，结构单元可以被表示为式2：

其中：RE₁是识别元件1，RE₂是识别元件2，而L是一个接头。X缺失，C＝O，CH₂，NR，NR₂，NH，NHCONH，SCONH，CH＝N，或OCH₂NH。在某些实施方案中，X缺失或C＝O。Y缺失，NH，O，CH₂，或NRCO。在某些实施方案中，Y是NH或O。在一个实施方案中，Y是NH。Z₁和Z₂可以独立地是CH2，O，NH，S，CO，NR，NR₂，NHCONH，SCONH，CH＝N或OCH₂NH。在某一个实施方案中，Z₁和/或Z₂可以独立地是O。Z₂是可选的。R₂是H，CH₃，或另一个能给予结构单元手性且大小与甲基相似或比其小的基团。R₃是CH₂；CH₂-苯基；CHCH₃；(CH₂)_n其中n＝2-3；或环烷基，其含有3-8个碳，例如5-6个碳，苯基，萘基。在某些实施方案中，R₃是CH₂或CH₂-苯基。

RE₁是B1，B2，B3，B3a，B4，B5，B6，B7，B8，B9，A1，A2，A3，A3a，A4，A5，A6，A7，A8或A9。某些实施方案中，RE₁是B1，B2，B3，B3a，B4，B5，B6，B7，B8或B9。RE₂是A1，A2，A3，A3a，A4，A5，A6，A7，A8，A9，B1，B2，B3，B3a，B4，B5，B6，B7，B8或B9。在某些实施方案中，RE₂是A1，A2，A3，A3a，A4，A5，A6，A7，A8或A9。在一个实施方案中，RE₁可以是B2，B3a，B4，B5，B6，B7或B8。在一个实施方案中，RE₂可以是A2，A3a，A4，A5，A6，A7或A8。

在一个实施方案中，L是参与和构架结合的键或由其形成的官能团(本文描述了这样的基团)，参与和构架或平层可逆相互作用的键或由其形成的官能团或基团(本文描述了这样的基团)，和接头主链部分。在一个实施方案中，接头主链部分是约4到约48个碳或杂原子或杂原子的烷基、取代烷基、环烷基、杂环、取代杂环、芳烷基、芳基、杂芳基、杂芳烷基、乙氧或丙氧寡聚物、糖苷、或其混合物；或约8到14个碳或杂原子，约12到约24个碳或杂原子，约16到约18个碳或杂原子，约4到12个碳或杂原子，约4到约8个碳或杂原子。

在一个实施方案中，L是参与和构架结合的键或由其形成的官能团(本文描述了这样的基团)和一个亲脂部分(本文描述了这样的基团)，该亲脂部分可以含有约4到约48个碳、约8到14个碳、约12到约24个碳、约16到约18个碳等等。在这样的实施方案中，该L还可以包含约1到约8个可逆的键/相互作用部分(这些基团在本文中描述)或约2到约4个可逆的键/相互作用部分。在一个实施方案中，L是(CH₂)_nCOOH，其中n＝12-24，n＝17-24，或n＝16-18。

在一个实施方案中，L是(CH₂)_nCOOH，其中n＝1-16，n＝2-8，n＝4-6或n＝3。

包含A和/或B识别元件的结构单元，接头和氨基酸构架可以通过一般性地述于方案1的方法制备。

使用人工受体的技术

本发明包括使用人工受体的方法。本发明包括筛选候选人工受体以发现结合特定试验配体的先导人工受体的方法。使用检测与载玻片上阵列或与包被的管或孔结合的已知方法可以完成检测与候选人工受体结合的试验配体。例如，该方法可使用用可检测标记标记的试验配体，该标记如荧光团或产生可检测产物的酶。备选地，该方法可以使用对于试验配体特异性的和包括可检测标记的抗体(或其它结合剂)。选择一个或多个被试验配体标记或更加或最强烈地被试验配体标记的点作为先导人工受体。通过评估来自标记的信号强度可以评估标记的程度。信号的量可以与标记的量和结合成正比。图13提供该方法实施方案的示意图。

按照本发明方法，对试验配体筛选候选人工受体可以产生一种或多种先导人工受体。一种或多种人工受体可以是工作人工受体。即，一种或多种人工受体可以原样用于检测目的配体。该方法于是可以使用一种或多种人工受体作为用于监视或检测试验配体的工作人工受体。备选地，一种或多种先导人工受体可以用于开发工作人工受体的方法中。例如，一种或多种先导人工受体可以提供用于设计或筛选改善的先导人工受体或工作人工受体的结构或其它信息。该设计或筛选可以包括制备和检测另外的候选人工受体，其包括结构单元子集、不同结构单元组、或不同数量结构单元的组合。

本发明包括筛选候选人工受体以发现与特定试验配体结合的先导人工受体的方法。该方法可以包括允许构成人工受体的结构单元运动。结构单元的运动可以包括动员结构单元沿着载体或在载体上移动和/或离开载体进入与载体或平层分离的流体(例如，液体)相。

在一个实施方案中，可以动员结构单元沿着载体或在载体上移动(转换或重排)。这种转换可用于，例如，允许已结合于试验配体的结构单元在仍然结合于该试验配体的情况下重排进入更低能量或更牢固结合的构型。这种转换可被用于，例如，允许配体接近处于载体上但未和配体结合的结构单元。这些结构单元可以转换到接近于或结合于试验配体。

可以通过多种机制中的任何一种来诱导结构单元沿着载体或在载体上移动或将其可逆地固定开载体上。例如，诱导结构单元的机动性可以包括改变载体或平层的条件。即，改变条件能够逆转结构单元的固定，从而动员它们。在结构单元移动后再对其进行可逆固定可以包括，例如，回到原来的条件。适合的条件改变包括，改变pH，改变温度，改变极性或疏水性，改变离子强度，改变亲核性或亲电性(例如，溶剂的或溶质的)等。

可以通过升高温度，通过将表面、平层或结构单元暴露于更疏水的溶剂(例如有机溶剂或表面活性剂)中，或通过降低结构单元周围的离子强度而动员被疏水相互作用可逆固定的结构单元。在一个实施方案中，该有机溶剂包括乙腈，乙酸，一种醇，四氢呋喃(THF)，二甲基甲酰胺(DMF)，烃类如已烷或辛烷，丙酮，氯仿，二氯甲烷等，或它们的混合物。在一个实施方案中，该表面活性剂包括非离子型表面活性剂，如乙氧基壬烷酚等。可以用疏水相互作用使在载体上运动的结构单元被可逆地固定，例如，通过降低温度，通过将表面、平层或结构单元暴露于更亲水的溶剂(例如水溶剂)或增加的离子强度中。

可以通过增加离子强度、亲水溶剂的浓度或环境中与结构单元竞争的氢键结合物浓度来动员被氢键可逆固定的结构单元。可以通过降低亲水溶剂的离子强度等导致的静电相互作用使在载体上运动的结构单元被可逆地固定。

可以通过增加结构单元所处环境中的离子强度来动员被静电相互作用可逆固定的结构单元。增加离子强度可以破坏静电相互作用。可以通过降低离子强度等导致的静电相互作用使在载体上运动的结构单元被可逆地固定。

可以通过降低pH或增加结构单元所处环境中的亲核催化剂浓度或来动员被亚胺、缩醛或缩酮键可逆固定的结构单元。在一个实施方案中，pH为约1到约4。亚胺、缩醛和缩酮经历催化水解。可以通过可逆共价相互作用使在载体上运动的结构单元被可逆地固定，例如通过形成亚胺、缩醛或缩酮键，通过升高pH。

在一个实施方案中，可以动员结构单元离开载体进入与载体或平层分离的流体(例如，液体)相(交换)。例如，可以将结构单元交换上和/或交换下载体。交换可被用于，例如，允许载体上未与试验配体结合的结构单元从载体被去除。交换可被用于，例如，向载体上加入另外的结构单元。所加入的结构单元可以具有选择的结构，该选择基于人工受体上与试验配体结合的结构单元的结构的知识。加入的结构单元可以具有选择用于提供附加结构多样性的结构。所加入的结构单元可以包括所有结构单元。

可以从载体上释放被疏水相互作用可逆固定的结构单元，例如，通过升高例如载体和/或人工受体的温度。例如，可以选择一种疏水相互作用(例如，载体或平层上和结构单元上的疏水基团)以在室温或更低温度下提供被固定的结构单元，而在室温以上可以完成释放。例如，可以选择一种疏水相互作用以在约冰箱温度(例如，4℃)或更低温度下提供被固定的结构单元，而在例如室温或以上可以完成释放。作为进一步的例子，可以通过疏水相互作用可逆固定结构单元，例如，通过将人工受体的表面与含有该结构单元的流体接触，并且这处于或低于室温。

可以从载体上释放被疏水相互作用可逆固定的结构单元，例如，通过将人工受体与足够疏水的流体(例如，有机溶剂或表面活性剂)接触。在一个实施方案中，该有机溶剂包括乙腈，乙酸，醇，四氢呋喃(THF)，二甲基甲酰胺(DMF)，烃类如已烷或辛烷，丙酮，氯仿，二氯甲烷等，或它们的混合物。在一个实施方案中，该表面活性剂包括非离子型表面活性剂，如乙氧基壬烷酚等。还可以通过将该表面或人工受体与亲水溶剂接触并允许某些亲脂结构单元隔开疏水表面或平层来影响这样的可逆固定。

可以从载体上释放被亚胺、缩醛或缩酮键可逆固定的结构单元，例如，通过将人工受体与具有酸性pH或含亲核催化剂的流体接触。在一个实施方案中，pH为约1到约4。可以通过可逆共价相互作用可逆地固定结构单元，例如，通过形成亚胺、缩醛、或缩酮键，通过将该表面或人工受体与中性或碱性pH的流体接触。

可以释放被静电相互作用可逆固定的结构单元，例如，通过将人工受体与具有足够高以破坏静电相互作用的离子强度的流体接触。通过将该表面或人工受体与具有促进结构单元和载体和/或平层之间静电相互作用的离子强度的流体接触，可以通过静电相互作用可逆地固定结构单元。

参考下列实施例可以更好地理解本发明。这些实施例意欲代表本发明的具体实施方案，而不意欲限制本发明的范围。

实施例

实施例1-结构单元的合成

合成了代表烷基-芳族-极性范围的选择的结构单元，并显示这些结构单元在制备候选人工受体中的效用。这些结构单元是基于能用酪氨酸代表的构架而制备的，并包括大量识别元件对。这些识别元件对包括从烷基到芳基、到极性的足够范围，以代表全集81种这些结构单元之中的相当大程度的相互作用和官能团。

合成

结构单元合成采用图解7所概述的通用方法，其特别地举例说明了结构单元在具有识别元件对A4B4的酪氨酸构架上的合成。该通用方法用于合成下列结构单元，分别包括TyrA1B1[1-1]，TyrA2B2，TyrA2B4，TyrA2B6，TyrA2B8，TyrA4B2，TyrA4B4，TyrA4B6，TyrA4B8，TyrA6B2，TyrA6B4，TyrA6B6，TyrA6B8，TyrA8B2，TyrA8B4，TyrA8B6，TyrA8B8，和TyrA9B9。

结果

所需结构单元的合成证明通常是简单的。这些合成说明，一旦具有对应识别元件(例如A2B2，A4B4，等)的结构单元已经通过它们的XBOC中间体制备，制备含2个具有不同结构特征或结构(例如A4B2，A6B3等)的识别元件的结构单元相对简单。

可以通过使活化的结构单元与例如十二烷基胺反应可以实现这些结构单元之一向含具有亲脂接头的结构单元的转化。

实施例2-候选人工受体微阵列的制备和评估

制备候选人工受体微阵列并评估其与几个蛋白质配体的结合。所得结果表明1)候选人工受体微阵列制备的简单性，2)结合亲和力和结合模式的可重现性，3)与各自的同质对照相比，结构单元异质受体环境下显著改善的结合，和4)配体区别性结合模式(例如，工作受体复合体)。

材料与方法

如实施例1所述合成并活化结构单元。本实施例所用结构单元是TyrA1B1[1-1]，TyrA2B2，TyrA2B4，TyrA2B6，TyrA4B2，TyrA4B4，TyrA4B6，TyrA6B2，TyrA6B4，和TyrA6B6。包含接头、酪氨酸构架、和识别元件AxBy的结构单元的缩写是TyrAxBy。

通过对已知方法的改进，如下制备用于对130n＝2和n＝3，和273n＝2，n＝3，和n＝4候选人工受体环境进行评估的微阵列。如本文所用，“n”是受体环境中所用的不同结构单元的数目。简单地：胺修饰的(胺“平层”；超级胺微阵列板)微阵列板购自Telechem Inc.，Sunnyvale，CA(www.arrayit.com)。这些板是为微阵列制备特别制造的，据厂方称具有2-4个胺每平方纳米的标称胺载量。CAM微阵列是用Telechem Inc.(SpotBot^TMArrayer)的针式微阵列点样仪制备的，典型地用Telechem Inc.(Stealth MicroSpotting Pins，SMP6)200μm直径点样针和400-420μm点样间距。

如上所述在二甲基甲酰胺(DMF)水溶液中活化这9个结构单元。对于制备384孔板，用DMF/H₂O/PEG400(90/10/10，v/v/v；PEG400是标称400FW的聚乙二醇，Aldrich Chemical Co.，Milwaukee，WI)溶液将活化的结构单元溶液稀释10倍。把这些贮存液等分(10μl每份)入384孔微孔板(Telechem Inc.)的孔中。用10μl或20μl活化的[1-1]溶液分装10μl结构单元来制备单独的对照系列。用铝箔覆盖板并将其置于旋转摇床底部1,000RPM下15分钟。当不使用时用铝箔覆盖这块主板并储存于-20℃。

对于制备384孔SpotBot^TM板，用4μl移液器执行从供应板向第二块384孔板的孔到孔转移(例如，A-1到A-1，A-2到A-2，等)。当不用时，这块板用铝箔紧密覆盖保存于-20℃。SpotBot^TM用于用4μl微孔板制备每批多达13个微阵列板。对SpotBot^TM编程以从每个微孔中点4份样。SpotBot^TM上的清洗工作站使用EtOH/H2O(20/80，v/v)清洗液。该清洗液还被用于SpotBot^TM打印过程完成后的漂洗。用去离子(DI)水最后洗涤该板，使用压缩气流干燥，存放于室温。

通过用琥珀酸酐与残留的胺反应以形成一个羧酸层替代胺层而对某微阵列作进一步修饰。

下列试验配体和标记物被用于这些实验：

1)r-藻红蛋白，一种可商购的和内在荧光蛋白质，FW为2,000,000。

2)用Alexa^TM荧光团标记的卵清蛋白(Molecular Probes Inc.，Eugene，OR)。

3)BSA，牛血清白蛋白，按已知的活化羧基方法用活化罗丹明(PierceChemical，Rockford，IL)标记。BSA具68,000的FW；用于本研究的材料每BSA含ca.1.0罗丹明。

4)辣根过氧化物酶(HRP)，用过量被标记为乙酰胺衍生物的胺修饰的，或用2，3，7，8-四氯二苯并dixoin衍生物修饰的，可通过已知方法得到。这些HRP偶联物的荧光检测基于Alexa647-酪酰胺试剂盒，可购自Molecular Probes，Eugene，OR。

5)用Alexa^TM荧光团标记的霍乱毒素(Molecular Probes Inc.，Eugene，OR)。

如下进行微阵列的温育和分析：对于试验配体与微阵列温育，将典型浓度为10，1.0和0.1μg/ml的靶蛋白的PBS-T(PBS含20μl/L Tween-20)溶液(例如，500μl)置于微阵列的表面上并允许反应，例如，30分钟。用PBS-T和DI水漂洗微阵列并用压缩气流干燥。

用Axon Model4200A荧光微阵列扫描仪(Axon Instruments，Union City，CA)扫描温育后的微阵列。Axon扫描仪和其关联软件产生该板荧光密度的伪彩16位图像。用Axon软件整合该16位数据以给出微阵列上每个点的荧光单位值(范围0-65，536)。该数据随后导出到Excel文档(微软)作进一步分析，包括平均值、标准偏差和变异系数的计算。

结果

用微阵列的形式阐述了CARA^TM：组合人工受体阵列^TM的概念。制备基于N＝9结构单元的CARA微阵列并评估其与几个蛋白质和被取代蛋白质配体的结合。该微阵列包含144个候选人工受体(18个n＝1对照加6个空白；36个n＝2候选人工受体；84个n＝3候选受体)。该微阵列表明：1)CARA微阵列制备的简单性，2)结合亲和力和结合模式的可重现性，3)与各自的同质对照相比，结构单元异质受体环境下显著改善的结合，和4)配体区别性结合模式。

阅读阵列

图14显示了一个微阵列的典型伪彩/灰度图，该微阵列与2.0μg/ml r-藻红蛋白共同温育。该图表明制备微阵列并用蛋白质试验配体探测其的这两个过程均产生了预期的结合范围，正如从暗点到亮点的相对荧光可见范围中所见到的。

数据分析中的起始点为取这些点的阵列的整合的荧光单位数据并将其相对于[1-1]结构单元对照所观察到的值做标准化。随后的分析包括平均值、标准偏差和变异相关系数计算。另外，从结构单元加上[1-1]数据获得同质结构单元的对照值。

第一组实验

评估了下列蛋白质配体对微阵列上候选人工受体的结合。所得荧光单位相对于候选受体环境的数据以2维形式和3维形式给出，2D形式中候选受体置于X轴而荧光单位显示于Y轴，3D形式中候选受体被置于X-Y形式而荧光单位显示于Z轴。开发了每个点组成的关链(key)(未显示)。还开发了结果的每个2D和3D表示中结构单元的关链(未显示)。给出的数据对应1-2μg/ml蛋白质浓度。

图15和16显示了对r-藻红蛋白(固有荧光)的结合数据。图17和18显示了对卵清蛋白质(带荧光标记，可商购)。图19和20显示了对牛血清白蛋白(罗丹明标记)的结合数据。图21和22显示了对HRP-NH-Ac(荧光酪酰胺读出)。图23和24显示了对HRP-NH-TCDD(荧光酪酰胺读出)的结合数据。

这些结果不仅示范了CARA微阵列对候选人工受体评估的应用，还示范了许多读出方法中的一些(例如，固有荧光，荧光标记，原位荧光标记)能用于高通量候选受体评估的方法。

重现性为候选受体评估带来好处。下列结果说明本微阵列提供可重现的配体结合。

用所点一式四份的结构单元的每个组合打印微阵列。对一个直接标绘(图25)的目检说明候选受体环境“点”显示出对试验配体可重现的结合，该图是对r-藻红蛋白取得的一个单元结合数据的原始(raw)荧光数据(来自图14说明的实验)。r-藻红蛋数据(图14)的进一步分析导致768个点中只有9个(1.2％)被作为极端值除去。对整个阵列r-藻红蛋四份数据的分析给出每个实验一式四份组的938个荧光单位的平均标准偏差，其平均变异系数为19.8％。

尽管这些值是可接受的，更真实的比较应用了更强结合、更多荧光受体的标准偏差和变异系数。总平均标准偏差不真实地放大了弱结合、较少荧光受体的变异系数。19个具有大于10,000结合靶荧光单位的受体的变异系数是11.1％，该数据很好地落在产生有意义的结合数据所需的范围之内。

CARA方法的一个目的是通过结构简单的结构单元组合实现有效数量候选受体的方便制备。下列结果展示单独的结构单元和结构单元组合都对试验配体的结合有显著的、积极的影响。

图23-24显示的结合数据说明结构单元的异质组合(n＝2，n＝3)显著好于从单个结构单元(n＝1)制备的候选受体。例如，图16显示对n＝2，n＝3候选受体观测的结合多样性其荧光单位范围从0到ca.40,000。这些数据还显示从同质(n＝1)到异质(n＝2，n＝3)受体环境，所得结合亲和力改善了10倍。

异质结构单元的效果最易通过比较所选n＝3受体环境中包含1或2个那些结构单元(它们的n＝2和n＝1子集)的候选受体而观察到。图26和27用r-藻红蛋白数据显示了对于两个不同的n＝3受体环境的这种比较。在这些例子中，很清楚从同质系统(n＝1)到异质系统(n＝2，n＝3)的发展产生了显著增强的结合。

尽管范德华相互作用是分子识别的一个重要部分，确定所观察到的结合不是疏水/亲水分隔的简单情况是重要的。即，所观测到的结合是单个结构单元与靶之间特异相互作用的结果。评估疏水性和亲水性作用的最简单办法是比较结构单元logP值和所观测到的结合。LogP是已知的和被接受的亲油性测量，可通过已知方法对每个结构单元计算该值。图28和29确定所观测到的靶结合，通过荧光单位测量，不与结构单元的logP成正比。图28和29中的作图显示了结合(荧光单位)和结构单元logP之间的非线性关系。

本发明方法和阵列的一个优点是筛选巨大数量候选人工环境的能力将导致有用的靶亲和力的组合和显著的靶结合多样性。高靶亲和力用于特异性靶结合、分离等，而结合的多样性可以提供多重靶检测系统。本实施例用了一个相对小量的结构单元来产生ca.120种结合环境。下面对该数据的分析清楚地说明即使相对小量的结合环境也能产生多样的和有用的人工受体。

为本研究而进行的靶结合实验所用蛋白质浓度包括0.1到10μg/ml。以BSA的数据作为代表，很清楚一些易于结合1.0ug/ml BSA浓度的受体环境接近荧光单位的饱和值(见，例如，图20)。基于这些数据和BSA的分子量为68,000，几个受体环境在ca.15皮摩尔/ml或15纳摩尔/ml浓度下易结合BSA。其它用较低蛋白质浓度的实验(数据未显示)表明，即使用候选受体环境的较小选择，也能达到fempto摩尔/ml或皮摩尔级的检测限。

人工受体开发的一个目标是特定靶点的特异性识别。图30比较所观测到的对于r-藻红蛋白和BSA的结合。对所有结合模式的比较表明了一些一般性的相似。然而，对每个受体环境结合的具体特性的比较说明这两个靶点具有不同的识别特性，如图30中(^*)所示。

人工受体开发的一个目标是开发能用于特定靶的多重检测的受体。对本研究中r-藻红蛋白、BSA和卵清蛋白数据(图16，18和20)的比较被用于选择每个靶的代表性人工受体。图31、32和33应用得自本实施例的数据以显示通过其不同结合模式对这三种靶中的每一种进行鉴定。

结论

针对特定靶点的最适受体需要大于单个亲水、疏水、离子等相互作用的预期总和的分子识别。因此，从本原型研究中所用的有限候选受体库中鉴定最适(特异的、灵敏的)人工受体，是不需要的或不可能的。相反地，目标是论证能组装所有CARA：组合人工受体阵列概念的关键组件以形成功能性受体微阵列。此目标被成功论证。

本研究结论性地确定CARA微阵列易于制备，并且结合于候选受体环境的靶可以被用于鉴定人工受体和试验配体。另外，这些结果证明与其同质(n＝1)对应物相比，异质(n＝2，n＝3，或n＝4)候选受体结构单元具有显著的结合增强。当结合其结合模式识别结果和被证明了的异质受体元件或异质结构单元的重要性，这些结果清楚地证明CARA候选人工受体->先导人工受体->工作人工受体策略的有效性。

实施例3-包含可逆固定结构单元的候选人工受体微阵列的制备和评估

制备包含通过范德华相互作用可逆固定的结构单元的候选人工受体微阵列并评估其与蛋白质配体的结合。评估在数个温度下进行，在平层相变温度之上和之下(参见下文)。

材料与方法

如实施例1所述制备的结构单元2-2、2-4、2-6、4-2、4-4、4-6、6-2、6-4、6-6。用前述碳二亚胺激活羧基后加入十二烷基胺来制备C12酰胺。这在C18平层上产生了一个带有用于可逆固定的12个碳的烷基链接头的结构单元。

采用一般如实施例2中所述的平层修饰方法，通过使硬脂酰氯(AldrichChemical Co.)与下列物质反应来修饰氨基平层微阵列板(Telechem)以产生C18平层：A)二甲基甲酰胺/PEG400溶液(90:10，v/v，PEG400是平均分子量400的聚乙二醇(Aldrich Chemical Co.))或B)二氯甲烷/TEA溶液(100ml二氯甲烷，200μl三乙胺)。

用实施例2中所述SpotBot标准方法打印的C18平层板。结构单元处于约10mg每种结构单元溶于300μl二氯甲烷和100μl甲醇的印刷溶液中。向此贮存液中加入900μl二甲基甲酰胺和100μl PEG400。9个结构单元中取2个的36种组合之一(N9:n2，36种组合)制备于384孔微孔板中，其随后被用于SpotBot以打印微阵列一式四份。随机选取的打印点上只包含打印溶液。

所选微阵列和1.0μg/ml试验配体溶液共同温育，试验配体为用Alexa^TM荧光团标记的霍乱毒素亚基B(Molecular Probes Inc.，Eugene，OR)，使用下列变量：1)用二氯甲烷、乙醇和水冲冼微阵列以产生对照板；和2)微阵列在4℃、23℃、或44℃下温育。温育之后，用水漂洗板，干燥并扫描(AXON4100A)。数据分析述于实施例2。

结果

已用有机溶剂清洗去除结构单元的对照阵列不与霍乱毒素结合(图34)。图35-37显示了同样打印，但分别与霍乱毒素在4℃、23℃、或44℃下温育的阵列的荧光信号。在每个微阵列上都可以看到荧光的点，其中在44℃下的温育产生非常显著的点。这三个阵列中每个点的荧光值示于图38-40。荧光信号通常随温度升高，在44℃下温育后观测到有许多几乎同样大的信号。随温度的线性增加可以反映出所期望的随着温度的结合改善。非线性增加反映结构单元在表面的重排以获得结构的改善，重排发生在脂表面相变以上(参见下文)。

可以将图41与图39相比较。绘于图39的荧光信号来自23℃下与载体上可逆固定的结构单元的结合。绘于图41的荧光信号来自23℃下与载体上共价固定结构单元的结合。这些图比较了在相同相对位置下的相同结构单元组合，但其以两种不同的方式被固定。

还在4℃、23℃、或44℃下评估了与被共价固定的结构单元的结合。图42显示了在4℃、23℃或44℃下共价固定结构单元各个组合的荧光信号。结合随温度适当升高。结合的平均增加是1.3倍。对每个共价固定的人工受体在23℃下的荧光信号对其在44℃下的信号(未显示)作图产生得到相关系数为0.75的线性相关性。此线性相关性表明平均1.3倍的结合增加是温度效应而不是结合优化。

图43显示了在4℃、23℃或44℃下可逆固定结构单元各个组合的荧光信号。此图显示至少一种结构单元组合(候选人工受体)显示出当温度增加时保持稳定的信号。至少一种候选人工受体显示出随温度升高而大致线性升高的信号。这种线性表示对结合的正常温度影响。在4℃下结合信号最低的候选人工受体成为44℃下最好的结合者之一。这表明了此受体的结构单元在平层相变以上的重排，重排增加了结构单元的移动性，产生了增强的结合。其它在23℃和44℃之间(与4℃与23℃之间相比较)表现出更大结合变化的受体也经历了动态亲和力优化。

图44显示了图42所示数据(A线)和图43所示数据(B线)。在可逆固定的结构单元中观测到的结合增强显著大于在共价结合的结构单元中观测到的增强。与可逆固定的结构单元的结合在23℃和44℃平均值增加了6.1倍和24倍。这证实了受体内可逆固定的结构单元的移动增强了结合(即，受体经历了动态亲和力优化)。

对每个可逆固定的人工受体在23℃下的荧光信号与其44℃下的信号(未显示)的作图未产生相关性(相关系数0.004)。对每个可逆固定的人工受体在44℃下的荧光信号与相应的共价固定受体44℃下的信号(未显示)的作图也未产生相关性(相关系数0.004)。该相关性的缺失提供了进一步的证据表明可逆固定的结构单元在受体内的运动增强了结合。

图45显示了44℃的荧光信号被23℃的荧光信号相除后对含有可逆固定受体的人工受体在23℃结合所得荧光信号的作图。这个比较说明结合的增强与受体对试验配体的初始亲和力无关。

表1鉴别了组成每个人工受体的可逆固定结构单元，列出44℃和23℃下的荧光信号(结合强度)，以及在这个两温度下所观测到的结合的比例。这些数据表明，相对于每个单独的结构单元的作用，每个人工受体反映了每个结构单元组合的唯一属性。

表1

 

组成受体的结构单元	44℃下的信号	23℃下的信号	信号比44℃/23℃
				22 24	24136	4611	5.23
22 26	16660	43	387.44
				22 42	17287	-167	-103.51
22 44	16726	275	60.82
				22 46	25016	3903	6.41
22 62	13990	3068	4.56
				22 64	15294	3062	4.99
22 66	11980	3627	3.30
				24 26	22688	1291	17.57
24 42	26808	-662	-40.50
				24 44	23154	904	25.61
24 46	42197	2814	15.00
				24 62	19374	2567	7.55
24 64	27599	262	105.34
				24 66	16238	5334	3.04
26 42	22282	4974	4.48
				26 44	26240	530	49.51
26 46	23144	4273	5.42
				26 62	29022	4920	5.90
26 64	23416	5551	4.22
				26 66	19553	5353	3.65
42 44	29093	6555	4.44
				42 46	18637	3039	6.13
42 62	22643	4853	4.67
				42 64	20836	6343	3.28
42 66	14391	9220	1.56
				44 46	25600	3266	7.84
44 62	15544	4771	3.26
				44 64	25842	3073	8.41
44 66	22471	5142	4.37
				46 62	32764	8522	3.84
46 64	21901	3343	6.55
				46 66	23516	3742	6.28
62 64	24069	7149	3.37
				62 66	15831	2424	6.53
64 66	21310	2746	7.76

结论

本实验证明包含可逆固定的结构单元的阵列与蛋白质底物相结合，与含共价固定的结构单元的阵列相似。结合非线性地随温度的上升而上升，表明结构单元的运动增强了结合。许多候选人工受体证明了基于结构单元移动性的结合改善。

实施例4-GM1的寡聚糖部分与人工受体竞争结合于霍乱毒素。

制备候选人工受体的微阵列并评估其与霍乱毒素的结合。还评估了对该阵列结合的破坏。破坏结合使用了一种与霍乱毒素结合的化合物，来自GM1的寡聚糖部分(GM1OS)。所得结果证明一个蛋白质配体特异性地破坏蛋白质与微阵列的结合。

材料与方法

如实施例1所述合成并活化结构单元。用于本实施例的结构单元是TyrA1B1[1-1]，TyrA2B2，TyrA2B4，TyrA2B6，TyrA2B8，TyrA3B3，TyrA3B5，TyrA3B7，TyrA4B2，TyrA4B4，TyrA4B6，TyrA4B8，TyrA5B3，TyrA5B5，TyrA5B7，TyrA6B2，TyrA6B4，TyrA6B6，TyrA6B8，TyrA7B3，TyrA7B5，TyrA7B7，TyrA8B2，TyrA8B4，TyrA8B6，和TyrA8B8。包含接头、酪氨酸构架、和识别元件AxBy的结构单元的缩写是TyrAxBy。

通过对已知方法的改进，如下制备用于对171n＝2候选人工受体环境进行评估的微阵列。一个“n＝2”受体环境包括两个不同的结构单元。简单地：胺修饰的(胺“平层”；超级胺微阵列板)微阵列板购自Telechem Inc.，Sunnyvale，CA。这些板是为微阵列制备特别制造的，据厂方称具有2-4个胺每平方纳米的标称胺载量。微阵列是用Telechem Inc.(SpotBot^TMArrayer)的针式微阵列点样仪制备的，典型地用Telechem Inc.(Stealth MicroSpotting Pins，SMP6)200μm直径点样针和400-420μm点样间距。

如上所述将19个结构单元在二甲基甲酰胺(DMF)水溶液中活化。对于制备384孔供应板，用DMF/H₂O/PEG400(90/10/10，v/v/v；PEG400是标称分子量400的聚乙二醇，Aldrich Chemical Co.，Milwaukee，WI)溶液将活化的结构单元稀释10倍。将这些贮存液(10μl每份)分装入384孔微孔板(Telechem Inc.)。对照点包括结构单元[1-1]。用铝箔覆盖微孔板并置于旋转摇床上在1,000RPM下15分钟。当不用是将此主板用铝箔覆盖置于-20℃储存。

对于制备384孔SpotBot^TM板，用4μl移液器执行从供应板向第二块384孔板的孔到孔转移(例如，A-1到A-1，A-2到A-2，等)。当不用时，这块板用铝箔牢固覆盖保存于-20℃。SpotBot^TM用于用4μl微孔板制备每批多达13个微阵列板。对SpotBot^TM编程以从每个微孔中点4份样。SpotBot^TM上的清洗工作站使用EtOH/H2O(20/80，v/v)清洗液。该清洗液用1M盐酸调至pH4并被用于在SpotBot^TM打印过程结束后漂洗微阵列。用去离子(DI)水最后洗涤该板，压缩气流干燥，存放于室温。进一步修饰微阵列，用乙酸酐与残留的胺反应以形成一个乙酰胺平层来代替胺平层。

用于这些实验中的试验配体是用Alexa^TM荧光团标记的霍乱毒素(Molecular Probes Inc.，Eugene，OR)。这些实验中所用的候选破坏剂是GM1OS(GM1寡聚糖)，霍乱毒素的已知配体。

如下进行微阵列的温育和分析：对于对照配体与微阵列温育，将浓度1.7pmol/ml(0.1μg/ml)的霍乱毒素的PBS-T(PBS含20μl/L Tween-20)溶液(例如，500μl)置于微阵列的表面上并允许反应30分钟。对于破坏剂与微阵列温育，将浓度为1.7pmol/ml(0.1μg/ml)霍乱毒素和所需浓度GM1OS的PBS-T(PBS含20μl/L Tween-20)溶液(例如，500μl)置于微阵列的表面上并允许反应30分钟。在不同的实验中，加入0.34和5.1μM的GM1OS。每个温育之后，用PBS-T和DI水漂洗微阵列并用压缩气流干燥。

用Axon Model4200A荧光微阵列扫描仪(Axon Instruments，Union City，CA)扫描温育后的微阵列。Axon扫描仪和其关联软件产生该板荧光密度的伪彩16位图像。用Axon软件整合该16位数据以给出微阵列上每个点的荧光单位值(范围0-65，536)。该数据随后导出到Excel文档(微软)作进一步分析，包括平均值、标准偏差和变异系数的计算。

表2鉴别了前150个受体环境中每个受体环境的结构单元。

表2

 

	结构单元
		1	22 24
2	22 28
		3	22 42
4	22 46
		5	22 55
6	22 64
		7	22 68
8	22 82
		9	22 86
10	24 26
		11	24 33
12	24 44

 

13	26 77
		14	26 84
15	26 88
		16	28 42
17	22 26
		18	22 33
19	22 44
		20	22 48
21	22 62
		22	22 66
23	22 77
		24	22 84
25	22 88
		26	24 28
27	24 42
		28	26 82
29	26 85
		30	28 33
31	28 44
		32	28 46
33	28 55
		34	28 64
35	28 68
		36	28 82
37	28 86
		38	33 42
39	33 46
		40	42 88
41	44 48
		42	44 62
43	44 66
		44	44 77
45	44 84
		46	44 88
47	46 55
		48	28 48
49	28 62
		50	28 66
51	28 77
		52	28 84
53	28 88
		54	33 44
55	44 46
		56	44 55
57	44 64
		58	44 68
59	44 82
		60	44 86
61	46 48
		62	46 62
63	24 46
		64	24 55
65	24 64
		66	24 68
67	24 82

 

68	24 86
		69	26 28
70	26 42
		71	26 46
72	26 55
		73	26 64
74	26 68
		75	33 48
76	33 63
		77	33 66
78	33 77
		79	24 48
80	24 62
		81	24 66
82	24 77
		83	24 84
84	24 88
		85	26 33
86	26 44
		87	26 48
88	26 62
		89	26 66
90	33 55
		91	33 64
92	33 68
		93	33 82
94	33 84
		95	33 88
96	42 46
		97	42 55
98	42 64
		99	42 68
100	42 82
		101	42 86
102	46 88
		103	48 62
104	48 66
		105	46 77
106	48 84
		107	48 88
108	55 64
		109	55 68
110	33 86
		111	42 44
112	42 48
		113	42 62
114	42 66
		115	42 77
116	42 84
		117	48 55
118	48 64
		119	48 68
120	48 82
		121	48 86
122	55 62

 

123	55 66
		124	55 77
125	46 64
		126	46 68
127	46 82
		128	46 86
129	62 77
		130	62 84
131	62 88
		132	64 68
133	64 82
		134	64 86
135	66 68
		136	66 82
137	66 86
		138	68 77
139	68 84
		140	68 88
141	46 66
		142	46 77
143	46 84
		144	62 82
145	62 86
		146	64 66
147	64 77
		148	64 84
149	64 88
		150	66 77

结果

低浓度的GM1OS

图46显示了霍乱毒素结合于候选人工受体后用缓冲液冲洗后产生的荧光信号。这些荧光信号证明霍乱毒素与某些受体环境强烈结合，与其它的结合较弱，有的检测不到。与包括实施例2所报告那些实验的比较表明霍乱毒素的结合是阵列和阵列之间及月与月之间可重现的。

还在来自GM1OS(0.34μM)的竞争下进行霍乱毒素的结合。图47显示了在这种竞争之后检测到的由霍乱毒素结合产生的荧光信号。值得注意的是，示于图47的许多信号显著小于图46记录的相应信号。图47中观测到的小信号代表着较少的霍乱毒素结合到阵列上。GM1OS显著破坏了霍乱毒素与许多受体环境的结合。

可以通过没有GM1OS时的结合数量与和GM1OS竞争时的结合数量的比值看出由GM1OS导致的对霍乱毒素结合的破坏。此比值示于图48。比值越大，与GM1OS竞争后仍与人工受体结合的霍乱毒素就越少。该比值可以大至约30。该比值与在对照中结合的数量无关。

高浓度的GM1OS

图49显示了霍乱毒素结合于候选人工受体后用缓冲液冲洗后产生的荧光信号。与前面相同，霍乱毒素是可重现的，它与某些受体环境牢固结合，与其它的结合较弱，有的检测不到。图50显示了所检测的在5.1μMGM1OS竞争下检测到的霍乱毒素结合所产生的荧光信号。再一次地，GM1OS显著破坏了霍乱毒素与许多受体环境的结合。

这种破坏表示为图51中的没有GM1OS时的结合数量与和GM1OS接触后的结合数量的比值。该比值范围可达约18并与在对照中结合的数量无关。

结论

本实验证明试验配体与本发明中人工受体的结合可被候选破坏剂分子减少(例如，竞争)。在本实验中试验配体是霍乱毒素蛋白质而候选破坏剂是已知与霍乱毒素结合的蛋白质，GM1OS。试验配体被破坏的程度与其在人工受体上结合的程度无关。

实施例5-GM1与人工受体竞争结合于霍乱毒素

制备候选人工受体的微阵列并评估其与霍乱毒素的结合。还评估了对该阵列结合的破坏。破坏结合使用了一种与霍乱毒素结合的化合物，脂多糖(liposaccharide)GM1。所得结果证明一个蛋白质配体特异性地破坏蛋白质与微阵列的结合。

材料与方法

如实施例1所述合成并活化结构单元。用于本实施例的结构单元是TyrA1B1[1-1]，TyrA2B2，TyrA2B4，TyrA2B6，TyrA4B2，TyrA4B4，TyrA4B6，TyrA6B2，TyrA6B4，和TyrA6B6，分组为每个人工受体4个结构单元。包含接头、酪氨酸构架、和识别元件AxBy的结构单元的缩写是TyrAxBy。

如以上实施例4所述制备用于对126n＝2候选人工受体环境进行评估的微阵列。这些实验中所用试验配体是用Alexa^TM荧光团标记的霍乱毒素(Molecular Probes Inc.，Eugene，OR)。在对照和竞争实验中所用的霍乱毒素均为5.3nM。这些实验中所用候选破坏剂是GM1，霍乱毒素的一个已知配体，其竞争浓度为0.042、0.42和8.4μM。微阵列的温育和分析如实施例4所述。

表3鉴别了每个受体环境中的结构单元。

表3

 

	结构单元
		1	22 24 26 42
2	22 24 2644
		3	22 24 26 46
4	22 24 26 61
		5	22 24 26 64
6	22 24 26 66
		7	22 24 42 44
8	22 24 42 46
		9	22 24 42 62
10	22 24 42 46
		11	22 24 42 66
12	22 24 44 46
		13	22 24 44 62
14	22 24 44 64
		15	22 24 44 66
16	22 24 46 62
		17	22 24 46 64
18	22 24 46 66
		19	22 24 62 64
20	22 24 62 66
		21	22 24 64 66
22	22 26 42 44
		23	22 26 42 46
24	22 26 42 62
		25	22 26 42 64
26	22 26 42 66
		27	22 26 44 46
28	22 26 44 62
		29	22 26 44 64
30	22 26 44 66
		31	22 26 46 62
32	22 26 46 64
		33	22 26 46 66
34	22 26 62 64
		35	22 26 62 66
36	22 26 64 66
		37	22 42 44 46
38	22 42 44 62

 

39	22 42 44 64
		40	22 42 44 66
41	22 42 46 62
		42	22 42 46 64
43	22 42 46 66
		44	22 42 62 64
45	22 42 62 66
		46	22 42 64 66
47	22 44 46 62
		48	22 44 46 64
49	224 4 46 66
		50	22 44 62 64
51	22 44 62 66
		52	22 44 64 66
53	22 46 62 64
		54	22 46 62 66
55	22 46 64 66
		56	22 62 64 66
57	24 26 42 44
		58	24 26 42 46
59	24 26 42 62
		60	24 26 42 64
61	24 26 42 66
		62	24 26 44 46
63	24 26 44 62
		64	24 26 44 64
65	24 26 44 66
		66	24 26 46 62
67	24 26 46 64
		68	24 26 46 66
69	24 26 62 64
		70	24 26 62 66
71	24 26 64 66
		72	24 42 44 46
73	24 42 44 62
		74	24 42 44 64
75	24 42 44 66
		76	24 42 46 62
77	24 42 46 64
		78	24 42 46 66
79	24 42 62 64
		80	24 42 62 66
81	24 42 64 66
		82	24 44 46 62
83	24 44 46 64
		84	24 44 46 66
85	24 44 62 64
		86	24 44 62 66
87	24 44 64 66
		88	24 46 62 64
89	24 46 62 66
		90	24 46 64 66
91	24 62 64 66
		92	26 42 44 46
93	26 42 44 62

 

94	26 42 44 64
		95	26 42 44 66
96	26 42 46 62
		97	26 42 46 64
98	26 42 46 66
		99	26 42 62 64
100	26 42 62 66
		101	26 42 64 66
102	26 44 46 62
		103	26 44 46 64
104	26 44 46 66
		105	26 44 62 64
106	26 44 62 66
		107	26 44 64 66
108	26 46 62 64
		109	26 46 62 66
110	26 46 64 66
		111	26 62 64 66
112	42 44 46 62
		113	42 44 46 64
114	42 44 46 66
		115	42 44 62 64
116	42 44 62 66
		117	42 44 64 66
118	42 46 62 64
		119	42 46 62 66
120	42 46 64 66
		121	42 62 64 66
122	44 46 62 64
		123	44 46 62 66
124	44 46 64 66
		125	44 62 64 66
126	46 62 64 66

结果

图52显示了霍乱毒素单独和在三种浓度GM1中的每个竞争之下与候选人工受体微阵列结合所产生的荧光信号。随着GM1浓度升高，荧光信号强度稳步降低。降低的数量不是所有受体都相同，但每个受体都经历了霍乱毒素结合的减少。这些减少表明GM1与人工受体竞争与霍乱毒素结合。

这种降低显示出与霍乱毒素结合位点相关的竞争模式。这可以通过对特定浓度GM1下所得荧光信号与没有GM1时的荧光信号作图而证实(未显示)。当GM1浓度升高时某个受体显示出在这些图中相似的相对位置。

可以通过没有GM1OS时的结合数量与和GM1竞争时的结合数量的比值看出由GM1导致的对霍乱毒素结合的破坏。此比值示于图53。比值越大，与GM1竞争后仍与人工受体结合的霍乱毒素就越多。该比值可以大到约14。该比值与在对照中结合的数量无关。

有趣的是，在一些情况下人工受体结构上微小的变化导致该比值的显著变化。例如，包含结构单元24、26、46和66的人工受体与包含24、42、46和66的人工受体差别只是替换了一个结构单元。(xy表示结构单元TyrAxBy)。将结构单元26替换成42使在GM1存在下的结合增加了约14倍。

作为进一步的例子，包含结构单元22、24、46和64的人工受体与包含22、46、62、64的差别只是替换了一个结构单元。将结构单元62替换成24使在GM1存在下的结合增加了约3倍。

即使是替换一个单独的识别元件也影响结合。包含结构单元22、24、42和44的人工受体与包含22、24、42和46的人工受体差别只是替换了一个识别元件。将结构单元46替换为44(将识别元件B6换为B4)使在GM1存在下的结合增加了约3倍。

结论

本实验证明试验配体与本发明中人工受体的结合可被候选破坏剂分子减少(例如，竞争)。在本实验中试验配体是霍乱毒素蛋白质而候选破坏剂是已知与霍乱毒素结合的蛋白质，GM1。组成人工受体的结构单元上微小的结构变化导致竞争时的显著变化。

实施例6-用作结构单元的GM1改变霍乱毒素与本发明人工受体的结合

制备了候选人工受体的微阵列，GM1结合于该阵列，评估它们对霍乱毒素的结合。所得结果证明在人工受体阵列中加入GM1作为结构单元可以增加与某些受体的结合。

材料与方法

如实施例1所述制备并活化结构单元。本实验所用结构单元是实施例4中所用那些。如以上实施例4所述制备用于评估的171n＝2候选人工受体环境阵列。本实验所用试验配体是用Alexa^TM荧光团标记的霍乱毒素(Molecular Probes Inc.，Eugene，OR)。在对照和竞争实验中所用霍乱毒素的浓度均为0.01ug/ml(0.17pM)或0.1ug/ml(1.7pM)。GM1被用作人工受体的试验配体并成为受体的用于结合霍乱毒素的结构单元。如以上对霍乱毒素所述将阵列与100μg/ml、10μg/ml或1μg/ml的GM1接触后用去离子水漂洗。然后将阵列在上述条件下与霍乱毒素接触。微阵列分析如实施例4中所述进行。表2鉴别了每个受体环境中的结构单元。

结果

图54显示了霍乱毒素与未经GM1预处理的候选人工受体微阵列结合所产生的荧光信号。GM1与候选人工受体微阵列结合后再与霍乱毒素结合所产生的荧光信号示于图55、56和57(分别为100μg/ml、10μg/ml和1μg/ml GM1)。

可以通过GM1存在下的结合数量与没有GM1时的结合数量的比值看出GM1预处理所致霍乱毒素结合的增强。1μg/ml GM1下的此比值示于图58。比值越大，GM1预处理后结合于人工受体的霍乱毒素越多。比值可以大到约16。

在一些情况下人工受体结构上微小的变化导致该比值的显著变化。例如，包含结构单元46和48的人工受体与包含46和88的人工受体差别只是替换了一个结构单元上的一个识别元件(xy表示结构单元TyrAxBy)。将结构单元88替换成48(识别元件A8改变成A4)使表示GM1结构单元存在下结合增加的比值从约0.5增加到约16。相似地，包含结构单元42和77的人工受体与包含24和77的人工受体差别只是替换了一个结构单元上的一个识别元件。将结构单元24替换成42使表示GM1结构单元存在下结合增加的比值从约2增加到约14。

有趣的是，一些显示高水平霍乱毒素结合(45,000到65,000荧光单位的信号)和包含结构单元33的结构单元没有被作为结构单元的GM1的存在所强烈影响。

结论

本实验证明GM1与本发明中人工受体单元结合可以显著增强霍乱毒素的结合。组成人工受体的结构单元的结构的微小变化导致GM1增强霍乱毒素结合程度的显著变化。

实施例4-6的讨论

我们之前证明工作人工受体阵列以一种与蛋白质表面拓扑学每个区域所呈现的特异性环境互补的方式结合蛋白质靶点。因此蛋白质靶点与工作人工受体阵列的结合模式描述了蛋白质表面拓扑学；包括参与了例如蛋白质-小分子、蛋白质-肽、蛋白质-蛋白质、蛋白质-糖类、蛋白质-DNA等相互作用的表面结构。因此可以利用所选蛋白质与工作人工受体阵列的结合来鉴别这些蛋白质-小分子、蛋白质-肽、蛋白质-蛋白质、蛋白质-糖类、蛋白质-DNA等相互作用。而且，可以利用蛋白质与阵列的相互作用来鉴定破坏这些相互作用的“先导物”。

霍乱毒素B亚基与细胞表面的GM1结合。鉴别该结合事件的竞争剂的研究表明霍乱毒素：GM1结合相互作用(结合位点)的竞争剂可以利糖和烷基/芳基官能团(Pickens，等Chemistry and Biology，vol.9，pp215-224(2002))。我们之前已经证明荧光标记的霍乱毒素B亚基与本发明人工受体的阵列结合以给出一个确定的结合模式，该模式反映了霍乱毒素B的表面拓扑学。对于这个研究，我们试图证明可以用霍乱毒素的天然配体GM1破坏霍乱毒素与至少一些阵列成员的结合。

图中所示结果清楚证明这些目标已经实现。特别地，GM1OS戊糖或GM1与人工受体阵列之间对霍乱结合的竞争清楚地给出与霍乱结合模式对照所不同的结合模式。而且，这些结果证明一些含萘基部分的工作人工受体相比于只含苯基官能团的工作人工受体的互补性。这些结果与Pickens等人研究中的活性位点竞争研究一致并表明萘基和苯基衍生物代表了霍乱与GM1相互作用的良好模拟物/探针。这些相互作用的特异性下述观测所证实，即在4结构单元系统组合中4个结构单元之一的变化改变了对显著竞争性环境的非竞争性。这些结果还表明所选工作人工受体可以被用于开发进一步评估霍乱：GM1相互作用的高通量筛选。

此外，我们试图证明可以通过预温育人工受体阵列和GM1来制备亲和性载体/膜模拟物，预温育的人工受体阵列可以以一种结合模式结合/捕获霍乱毒素，该模式可以被用于选择工作人工受体以用于，例如，高通量筛选能破坏“霍乱：膜～GM1模拟物”的先导化合物。GM1预温育研究清楚证明，也许是通过霍乱毒素与固定的GM1戊糖部分和工作人工受体结构单元环境之间的相互作用，一些本是弱霍乱结合物的工作人工受体增强了其与霍乱的结合。

应当理解，如本说明书和后附权利要求所用，除非内容另外清楚地指出，单数形式“a”，“an”和“the”包括复数对象。因此，例如，对含有“一种化合物”的组合物的引用包括两种或多种化合物的混合物。还应当理解，术语“或者”通常以其包括“和/或”的含义使用，除非内容另外清楚地指出。

还应当理解，如本说明书和后附权利要求所用，短语“修改(adapted)和配置”描述系统，装置，或构建或配置以执行特定任务或采用特定构型的其它结构。短语“修改和配制”可以与其它类似短语交换使用，如安排和配置，构建和安排，修改，结构单元制备和安排等。

本说明书中的所有出版物和专利申请显示本发明所属技术领域的普通技术人员的水平。

已经参考各种特定的和优选实施方案和技术描述了本发明。然而，应当理解在保持在本发明实质和范围内的同时可以进行许多变化和修改。

Claims (47)

1.一种制备用于结合试验配体的人工受体的方法，该方法包括：

使至少一种候选人工受体与所述试验配体接触；

所述候选人工受体包括多个偶联于载体的区域上的结构单元；

2个或更多个结构单元分子一起形成候选人工受体；

所述结构单元对于所述试验配体是未试验过的；

检测所述试验配体与至少一种候选人工受体的结合；和

选择检测到试验配体结合的至少一种候选人工受体作为所述试验配体的工作人工受体。

2.权利要求1的方法，其包括使候选人工受体的阵列与所述试验配体接触。

3.权利要求2的方法，其中所述阵列包括至少约100个候选人工受体。

4.权利要求2的方法，其中所述阵列包括至少约10,000个候选人工受体。

5.权利要求2的方法，其中所述阵列包括至少约1,000,000个候选人工受体。

6.权利要求1的方法，其中所述试验配体包括滥用药物、肽、多肽、寡核苷酸、多核苷酸和微生物中的至少一种。

7.权利要求1的方法，其中所述试验配体包括异构体、蛋白质构象和蛋白质组中的至少一种。

8.权利要求1的方法，其进一步包括

使所述至少一种候选人工受体与第一蛋白接触以产生至少一种蛋白质处理过的候选人工受体；

使所述蛋白质处理过的候选人工受体与蛋白质组接触；所述蛋白质组包括蛋白质组蛋白质；

检测该至少一种蛋白质组蛋白质与所述至少一种蛋白质处理过的候选人工受体的结合；和

选择结合所述第一蛋白和至少一种蛋白质组蛋白质两者的那些候选人工受体作为工作人工受体；或选择检测到结合的所述至少一种蛋白质组蛋白质和所述第一蛋白用于分析。

9.权利要求1的方法，包括：

使至少一种候选人工受体与包含所述试验配体和候选破坏剂的混合物接触；

检测在所述候选破坏剂的存在下所述试验配体与至少一种候选人工受体的结合；和

选择至少一种候选人工受体作为该试验配体的工作人工受体，所述至少一种候选人工受体在没有候选破坏剂时发生与试验配体的结合，但其与试验配体的结合被所述候选破坏剂破坏。

10.一种检测试验配体的方法，包括：

使至少一种工作人工受体与怀疑含有所述试验配体的样品接触；

所述工作人工受体包括多个偶联于载体的区域上的结构单元；

2个或更多个结构单元分子一起形成工作人工受体；

所述结构单元对于所述试验配体是未试验过的；

已知所述至少一种工作人工受体与该试验配体结合；

监测与所述至少一种工作人工受体的结合；与所述至少一种工作人工受体的结合表明所述样品中有该试验配体存在。

11.权利要求10的方法，其中所述至少一种工作人工受体包括多个人工受体。

12.权利要求11的方法，其中所述试验配体的结合在所述多个人工受体中产生一种可检测的模式。

13.权利要求10的方法，其中所述试验配体包括滥用药物、肽、多肽、寡核苷酸、多核苷酸和微生物中的至少一种。

14.权利要求10的方法，其中所述试验配体包括异构体、蛋白质构象和蛋白质组中的至少一种。

15.一种检测试验配体的方法，包括：

使多个候选人工受体与第一试验配体接触；

每个候选人工受体独立地包含：

多个偶联于载体的区域上的结构单元；

2个或更多个结构单元分子一起形成候选人工受体；

所述结构单元对于所述试验配体是未试验过的；

检测所述第一试验配体与至少一种候选人工受体的结合；和

将与所述第一试验配体结合的所述至少一种人工受体的位置或组成编目。

16.权利要求15的方法，进一步包括：

使所述多个候选人工受体中的一个或多个与第二试验配体接触；

检测所述第二试验配体与至少一种候选人工受体的结合；和

将与所述第二试验配体结合的所述至少一种人工受体的位置或组成编目。

17.权利要求16的方法，进一步包括：

将与所述第一试验配体结合的所述至少一种人工受体的位置或组成和与所述第二试验配体结合的所述至少一种人工受体的位置或组成相比较；并

将所述位置或组成的比较编目。

18.权利要求17的方法，进一步包括基于所述比较，将所述第一试验配体与所述第二试验配体相区别。

19.一种检测破坏试验配体的相互作用的化合物的方法，该方法包括：

使至少一种工作人工受体与含有所述试验配体和候选破坏剂的混合物接触；

所述工作人工受体包括多个偶联于载体的区域上的结构单元；

2个或更多个结构单元分子一起形成工作人工受体；

所述结构单元对于所述试验配体是未试验过的；

已知所述至少一种工作人工受体与该试验配体结合；

监测那些减少了所述试验配体与所述至少一种工作人工受体的结合的候选破坏剂；被减少的结合表明该候选破坏剂是一种先导破坏剂。

20.权利要求19的方法，其中所述试验配体包括滥用药物、肽、多肽、寡核苷酸、多核苷酸和微生物中的至少一种。

21.权利要求19的方法，其中所述试验配体包含异构体、蛋白质构象和蛋白质组中的至少一种。

22.权利要求19的方法，其中所述候选破坏剂包括分子量小于500的化合物。

23.权利要求19的方法，其中所述候选破坏剂包括多肽。

24.一种制备试验配体的亲和载体的方法，该方法包括：

使至少一种候选人工受体与所述试验配体接触；

所述候选人工受体包括：

多个偶联于第一载体的区域上的结构单元；

2个或更多个结构单元分子一起形成候选人工受体；

所述结构单元对于所述试验配体是未试验过的；

检测所述试验配体与至少一种候选人工受体的结合；并

选择检测到试验配体结合的至少一种候选人工受体作为该试验配体的工作人工受体；

将该工作人工受体偶联于第二载体以形成亲和载体。

25.权利要求24的方法，其中所述试验配体包括滥用药物、肽、多肽、寡核苷酸、多核苷酸和微生物中的至少一种。

26.权利要求25的方法，其中所述试验配体包含异构体、蛋白质构象和蛋白质组中的至少一种。

27.一种分离试验配体的方法，包括：

使含有所述试验配体的样品与工作人工受体接触；

该工作人工受体包含多个偶联于载体的区域上的结构单元；

2个或更多个结构单元分子一起形成工作人工受体；

所述结构单元对于所述试验配体是未试验过的；

已知该工作人工受体与该试验配体相结合。

28.一种制备反应物的反应载体的方法，该方法包括：

使至少一种候选人工受体与所述反应物接触；

所述候选人工受体包括：

多个偶联于第一载体的区域上的结构单元；

2个或更多个结构单元分子一起形成候选人工受体；

所述结构单元对于所述试验配体是未试验过的；

检测所述试验配体与至少一种候选人工受体的结合；并

选择检测到试验配体结合的至少一种候选人工受体作为该试验配体的工作人工受体；

使至少一种工作人工受体与所述反应物接触并监测所述反应物的反应；

选择观测到反应的工作人工受体作为反应人工受体；

将所述反应人工受体偶联于第二载体以形成反应载体。

29.权利要求28的方法，其中所述反应物包括滥用药物、肽、多肽、寡核苷酸、多核苷酸和微生物中的至少一种。

30.权利要求28的方法，其中所述反应物包含异构体、蛋白质构象和蛋白质组中的至少一种。

31.权利要求28的方法，进一步包括使至少一种工作人工受体与第二反应物接触。

32.一种使反应物反应的方法，包括：

使含有所述反应物的样品与工作人工受体接触；

该工作人工受体包含：

多个偶联于载体的区域上的结构单元；

2个或更多个结构单元分子一起形成工作人工受体；

所述结构单元对于所述试验配体是未试验过的；

已知该工作人工受体与该试验配体相结合。

33.权利要求31的方法，进一步包括使所述工作人工受体与第二反应物接触。

34.一种制备反应物的催化载体的方法，该方法包括：

使至少一种候选人工受体与所述反应物接触；

所述候选人工受体包括：

多个偶联于第一载体的区域上的结构单元；

2个或更多个结构单元分子一起形成候选人工受体；

所述结构单元对于所述试验配体是未试验过的；

检测在所述至少一种候选人工受体存在时所述反应物反应的催化作用；并

选择检测到催化作用的至少一种候选人工受体作为该试验配体的工作人工受体；

将该工作受体偶联于第二载体以形成催化载体。

35.权利要求34的方法，其中所述反应物包括滥用药物、肽、多肽、寡核苷酸、多核苷酸和微生物中的至少一种。

36.权利要求34的方法，其中所述反应物包含异构体、蛋白质构象和蛋白质组中的至少一种。

37.权利要求34的方法，进一步包括使至少一种工作人工受体与第二反应物接触。

38.一种催化反应的方法，包括：

使含有反应物的样品与工作人工受体接触；

该工作人工受体包含多个偶联于载体的区域上的结构单元；

2个或更多个结构单元分子一起形成工作人工受体；

所述结构单元对于所述试验配体是未试验过的；

已知该工作人工受体与该试验配体相结合并催化所述反应。

39.权利要求38的方法，进一步包括使所述工作人工受体与第二反应物接触。

40.一种制备不与试验配体结合的表面的方法，该方法包括：

使至少一种候选人工受体与所述试验配体接触；

所述候选人工受体包括：

多个偶联于载体的区域上的结构单元；

2个或更多个结构单元分子一起形成候选人工受体；

所述结构单元对于所述试验配体是未试验过的；

检测所述试验配体与至少一种候选人工受体的结合的缺乏；和

选择检测到不与配体结合的至少一种候选人工受体作为该试验配体的不结合表面。

41.权利要求40的方法，其中所述试验配体包含多个试验配体。

42.一种检测破坏试验配体与第二配体相互作用的化合物的方法，该方法包括：

将所述试验配体结合到至少一种工作人工受体上；

所述工作人工受体包括多个偶联于载体的区域上的结构单元；

2个或更多个结构单元分子一起形成工作人工受体；

所述结构单元对于所述试验配体是未试验过的；

已知该至少一种工作人工受体与该试验配体相结合；

使所述结合有试验配体的至少一种工作人工受体与含有所述第二配体和候选破坏剂的混合物接触；

监测减少了所述第二配体与所述试验配体的结合的那些候选破坏剂；被减少的结合表明该候选破坏剂是一种先导破坏剂。

43.权利要求42的方法，其中所述试验配体包括肽、多肽、寡核苷酸、多核苷酸和微生物中的至少一种。

44.权利要求42的方法，其中所述候选破坏剂包括分子量小于500的化合物。

45.权利要42的方法，其中所述候选破坏剂包括多肽。

46.权利要求42的方法，其中所述试验配体包括第一蛋白并且第二配体包括第二蛋白；所述第一蛋白和第二蛋白形成复合物。

47.权利要求42的方法，其中所述试验配体包括蛋白质而第二配体包括多核苷酸；所述蛋白质与所述多核苷酸形成复合物。

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