DE20702333T1 - Etikettenfreies Detektionsverfahren zur Charakterisierung des Verhaltens einer Komponente in einer Flüssigkeit - Google Patents

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Abstract

Markierungsfreies Verfahren zur Charakterisierung einer ersten Komponente in einer komplexen Flüssigprobe, wobei das Verfahren umfasst:(a) Bereitstellen einer komplexen Flüssigprobe, die die erste Komponente umfasst;(b) Durchführen einer Feld-Fluss-Fraktionierung (FFF) an der Probe;(c) Erhalten einer Vielzahl von Fraktionen der Probe aus (b);(d) Durchführen eines markierungsfreien Detektionsverfahrens, das für die erste Komponente selektiv ist, an den Fraktionen;(e) Erhalten eines Ausgangssignals von dem markierungsfreien Detektionsverfahren;(f) Analysieren des Ausgangssignals, um das Vorliegen der ersten Komponente innerhalb der Fraktionen zu bestimmen, wodurch die erste Komponente als in monomerer Form und/oder in aggregierter Form vorliegend charakterisiert wird,wobei die monomere Form die erste Komponente oder ein Fragment der ersten Komponente umfasst oder aus dieser besteht, undwobei die aggregierte Form zwei oder mehrere Kopien der ersten Komponente oder die erste Komponente zusammen mit einer oder mehreren weiteren Komponenten der komplexen Flüssigprobe umfasst oder daraus besteht.

Claims (22)

  1. Markierungsfreies Verfahren zur Charakterisierung einer ersten Komponente in einer komplexen Flüssigprobe, wobei das Verfahren umfasst: (a) Bereitstellen einer komplexen Flüssigprobe, die die erste Komponente umfasst; (b) Durchführen einer Feld-Fluss-Fraktionierung (FFF) an der Probe; (c) Erhalten einer Vielzahl von Fraktionen der Probe aus (b); (d) Durchführen eines markierungsfreien Detektionsverfahrens, das für die erste Komponente selektiv ist, an den Fraktionen; (e) Erhalten eines Ausgangssignals von dem markierungsfreien Detektionsverfahren; (f) Analysieren des Ausgangssignals, um das Vorliegen der ersten Komponente innerhalb der Fraktionen zu bestimmen, wodurch die erste Komponente als in monomerer Form und/oder in aggregierter Form vorliegend charakterisiert wird, wobei die monomere Form die erste Komponente oder ein Fragment der ersten Komponente umfasst oder aus dieser besteht, und wobei die aggregierte Form zwei oder mehrere Kopien der ersten Komponente oder die erste Komponente zusammen mit einer oder mehreren weiteren Komponenten der komplexen Flüssigprobe umfasst oder daraus besteht.
  2. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Detektionsverfahren ein quantitatives Detektionsverfahren ist.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Detektionsverfahren in der Lage ist, die Menge oder die Konzentration einer ersten Komponente, die in der komplexen Flüssigprobe vorliegt, als numerischen Wert in geeigneten Einheiten zu schätzen.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Detektionsverfahren ein selektives Detektionsverfahren ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Detektionsverfahren in der Lage ist, die erste Komponente ohne Störung durch andere Komponenten, wie andere Partikel, die in der komplexen Flüssigprobe vorhanden sind, zu detektieren.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Charakterisierung eine Bestimmung eines Multimerisierungszustands der ersten Komponente und/oder eine Bestimmung eines Aggregationszustands der ersten Komponente ist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die monomere Form ein Fragment der ersten Komponente umfasst oder daraus besteht, wobei das Fragment das Ergebnis einer Wechselwirkung zwischen der ersten Komponente und einer oder mehreren weiteren Komponenten der komplexen Flüssigprobe ist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die aggregierte Form zwei oder mehrere Kopien der ersten Komponente und/oder die erste Komponente zusammen mit einer oder mehreren weiteren Komponenten umfasst oder daraus besteht, und wobei die aggregierte Form das Ergebnis einer Wechselwirkung zwischen der einen oder mehreren Kopien der ersten Komponente und/oder zwischen der ersten Komponente und einer oder mehreren weiteren Komponenten der komplexen Flüssigprobe ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7-8, wobei die Wechselwirkung zwischen der ersten Komponente und der einen oder mehreren weiteren Komponenten eine Aggregation, eine Degradation und/oder eine Bindung ist, wobei die Wechselwirkung eine chemische und/oder physikalische Wechselwirkung ist.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das für die erste Komponente erhaltene Ausgangssignal von der Form abhängt, in der die erste Komponente in der komplexen Flüssigprobe vorliegt.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ausgangssignal die Elutionszeit und/oder die Signalamplitude der ersten Komponente umfasst.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Komponente ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Peptid, einem Antikörper, einem Protein, einer Aggregation von Proteinen, einer Aggregation von Antikörpern, einem Antikörperfragment, einem beschichteten Nanopartikel, einem nicht beschichteten Nanopartikel, einem Virus, einem virusähnlichen Partikel, einem Exosom, einem Vesikel, einem Liposom, einem Biomarker, einem ubiquitinierten Protein, einem Impfstoff, einem Antigen, einem Mikropartikel, einem polymeren Mikropartikel und Fragmenten davon, wobei der Biomarker Amyloid-beta, Tau, Alpha-Synuclein oder Polyglutamin (PolyQ) ist.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede der einen oder mehreren weiteren Komponenten jeweils unabhängig voneinander eine biologische Einheit und/oder eine chemische Einheit ist, z.B. wobei jede der einen oder mehreren weiteren Komponenten jeweils unabhängig voneinander eine Zelle, ein Peptid, ein Polypeptid, ein Lipidmolekül, ein Kohlenhydratmolekül, ein Vesikel, ein Tensid, ein Arzneimittel, ein Nanopartikel, ein Adjuvans, ein Kunststoffmikropartikel und Fragmente davon und Kombinationen davon ist.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die komplexe Flüssigprobe eine Körperflüssigkeit eines Säugetiers oder eine Organoidzusammensetzung ist.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Vergleichen der Elutionszeit und/oder der Signalamplitude, die für die erste Komponente erhalten wurden, mit einem oder mehreren Kontrollwerten, wobei der eine oder die mehreren Kontrollwerte bereitgestellte Referenzwerte der ersten Komponente sind, oder wobei der eine oder die mehreren Kontrollwerte die durchschnittlichen Elutionszeitwerte und/oder die durchschnittlichen Signalamplitudenwerte in Bezug auf die erste Komponente sind, wobei die Kontrollwerte durch Charakterisieren der ersten Komponente in einer einfachen Flüssigprobe erhalten werden.
  16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die während des Schritts (b) auf die erste Komponente ausgeübte Scherbeanspruchung nicht für eine Scherdegradation ausreicht.
  17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die FFF ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Assymmetrischer Fluss-Feld-Fluss-Fraktionierung (AF4), Sedimentations-Feld-Fluss-Fraktionierung (SdFFF), Hohlfaserfluss-Feld-Fluss-Fraktionierung (HF5), thermischer Feld-Fluss-Fraktionierung (ThFFF), Zentrifugal-Feld-Fluss-Fraktionierung (CFFF), Split-Flow-Dünnzellenfraktionierung (SPLITT), dieelektrophoretischer Feld-Fluss-Fraktionierung (DEP-FFF), akustischer Feld-Fluss-Fraktionierung (AcFFF), Gravitationsfeld-Fluss-Fraktionierung (GFFF), elektrischer asymmetrischer Fluss-Feld-Fluss-Fraktionierung (EAF4), elektrischer Feld-Fluss-Fraktionierung (EFFF), magnetischer Feld-Fluss-Fraktionierung (MFFF), sterischer Feld-Fluss-Fraktionierung (StFFF), Fluss-Feld-Fluss-Fraktionierung (FFFF), chemischer Feld-Fluss-Fraktionierung (CFFF), asymmetrischer Fluss-Feld-Fluss-Fraktionierung bei hoher Temperatur (HTAF4), asymmetrischer Fluss-Feld-Fluss-Fraktionierung bei mittlerer Temperatur (MTAF4) und mikroasymmetrischer Fluss-Feld-Flussfraktionierung (mAF4).
  18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das markierungsfreie Detektionsverfahren die Verwendung einer biologischen und/oder chemischen Einheit beinhaltet, die selektiv auf die erste Komponente, ein Aggregat, das die erste Komponente umfasst und/oder ein Fragment der ersten Komponente abzielt, wobei die biologische und/oder chemische Einheit auf einer Oberfläche eines Detektors eines der markierungsfreien Detektionsverfahren und/oder auf einer Oberfläche eines frei schwimmenden Partikels immobilisiert ist, wobei der frei schwimmende Partikel der in Schritt (c) erhaltenen Fraktion zugeführt wird.
  19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das markierungsfreie Detektionsverfahren eine oder eine Kombination aus Oberflächenplasmonenresonanz (SPR), Enzyme-linked Immunosorbent Assay (ELISA), Massenspektrometrie (MS), Quarzkristall-Mikrowaage (QCM), Quarzkristall-Mikrowaage mit Dissipations-überwachung (QCM-D), Elektrochemilumineszenz (ECL), Bio-Layer-Interferometrie (BLI), integrierter Schaltkreis mit elektrischem Potential (EPIC), Immuno-Polymerase-Kettenreaktion (Immuno-PCR), Immunoassays, Meso-Scale-Discovery (MSD), Radioimmunoassay (RIA), Dissoziations-verstärkter Lanthanid-Fluoreszenz-Immunoassay (DELFIA) oder Impedanzmessungen ist.
  20. System zur markierungsfreien Charakterisierung einer ersten Komponente in einer komplexen Flüssigkeit, wobei das System in der Lage ist, das in einem der Ansprüche 1-19 definierte Verfahren durchzuführen.
  21. System nach Anspruch 20, wobei das System einen Feld-Fluss-Fraktionierungs-(FFF-) Separator und eine Vorrichtung für die markierungsfreie Detektion der ersten Komponente umfasst oder daraus besteht, wobei der FFF-Separator mit der markierungsfreien Detektionsvorrichtung gekoppelt ist und wobei die markierungsfreie Detektion selektiv für die erste Komponente ist.
  22. System nach einem der Ansprüche 20-21, wobei der FFF-Separator mit der markierungsfreien Detektionsvorrichtung off-line, at-line, on-line oder in-line gekoppelt ist.
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