JP2007526460A5 - - Google Patents

Description

サンプルは固体支持体上またはその上に沈着した接着促進層の上に直接、別々の測定領域に横方向に選択的に沈着させることができ、その方法は以下を含む方法の群から選択される：インクジェットスポッティング、ペン、ピンまたはキャピラリーによる機械的スポッティング、「マイクロコンタクトプリンティング」、平行または交差マイクロチャンネルへの圧力差または電位または電磁ポテンシャルの印加による供給を介したサンプルと測定領域の流体接触、および光化学的またはフォトリソグラフィー固定化方法。

様々な材料が接着促進層の作成に好適である。例えば、接着促進層は以下の群の化合物を含みうる： シラン、官能化シラン、エポキシド、官能化した荷電または極性ポリマーおよび「不動態であるかまたは官能化されている自己組織化単分子層または多分子層」、チオール、アルキルホスファートおよびアルキルホスフォナート、多官能性ブロックコポリマー、例えば、ポリ(L)リジン/ポリエチレングリコール。

接着促進層は以下の群の化合物を含みうる：シラン、官能化シラン、エポキシド、官能化、荷電または極性ポリマーおよび「不動態であるかまたは官能化されている自己組織化単分子層または多分子層」、チオール、アルキルホスファートおよびアルキルホスフォナート、多官能性ブロックコポリマー、例えば、ポリ(L)リジン/ポリエチレングリコール。

Claims (69)

1. 以下を含む、１または相異なる複数の細胞集団の定性的および/または定量的タンパク質発現プロファイルを作成する方法:
   -１または相異なる複数の細胞可溶化液を作成すること、該細胞可溶化液は１または相異なる複数の細胞集団由来であり、かつ、それら細胞集団によって発現される複数のタンパク質を含む、
   -実質的に平面の固体支持体を提供すること、
   -希釈または非希釈形態にて、該固体支持体上に直接的に、または、該固体支持体上にアプライされた接着促進層上に、少量の細胞可溶化液を沈着サンプルとして別々の部位に沈着させ、それによって該固体支持体上の別々の測定領域の１以上の１次元または２次元アレイを作成すること、
   -別々の測定領域における細胞可溶化液に含まれる検出すべきタンパク質の特異的結合パートナーとして１または相異なる複数の結合試薬をアプライすること、または該結合試薬のアプライに加えて該測定領域の１以上のアレイに１または相異なる複数の検出試薬をさらにアプライすること、ここで該結合試薬および該検出試薬は、１以上のアレイの別々の測定領域に逐次的にアプライされるか、または検出試薬が結合試薬に結合した後、単一添加工程にてアプライされる、および、
   -該１以上のアレイの別々の測定領域から生じる光シグナルを、測定データの一次元配列または二次元マトリックスが得られるよう測定および記録すること、
   ここで該実質的に平面の固体支持体は無孔性であり、かつ、アプライしてもよい接着促進層は厚さ1μm未満である。
2. 以下を含む、相異なる複数の細胞集団の定性的および/または定量的示差的タンパク質発現プロファイルを作成する方法:
   -細胞集団の第一の細胞可溶化液を作成すること、該細胞可溶化液は該細胞集団によって発現される複数のタンパク質を含む、
   -さらなる細胞集団の第二または第三以上の細胞可溶化液を作成すること、該細胞可溶化液はそれぞれの細胞集団によって発現される複数のタンパク質を含む、
   -実質的に平面の固体支持体を提供すること、
   -希釈または非希釈形態にて、該固体支持体上に直接的に、または、該固体支持体上にアプライされた接着促進層上に、少量の細胞可溶化液を沈着サンプルとして別々の部位に沈着させ、それによって該固体支持体上の別々の測定領域の１以上の１次元または２次元アレイを作成すること、
   -別々の測定領域における細胞可溶化液に含まれる検出すべきタンパク質の特異的結合パートナーとして１または相異なる複数の結合試薬をアプライすること、または該結合試薬のアプライに加えて該測定領域の１以上のアレイに１または相異なる複数の検出試薬をさらにアプライすること、ここで該結合試薬および該検出試薬は、１以上のアレイの別々の測定領域に逐次的にアプライされるか、または検出試薬が結合試薬に結合した後、単一添加工程にてアプライされる、および、
   -希釈または非希釈形態にて、少量の第一の細胞可溶化液の沈着によって作成された測定領域から生じる光シグナルの第一の群を、測定データの一次元配列または二次元マトリックスが得られるよう測定および記録すること、
   -希釈または非希釈形態にて、少量の第二または第三以上の細胞可溶化液の沈着によって作成された測定領域から生じる光シグナルの第二または第三以上の群を、測定データの一次元配列または二次元マトリックスが得られるよう測定および記録すること、および、
   -光シグナルの第一の群の測定値と光シグナルの第二または第三以上の群の測定値を比較すること、
   ここで該実質的に平面の固体支持体は無孔性であり、かつ、アプライしてもよい接着促進層は厚さ1μm未満である。
3. 相異なるタンパク質に対する特異的結合パートナーとして相異なる結合試薬が各相異なる検出すべきタンパク質についての相異なるアレイ上にアプライされる請求項１または２の方法。
4. アレイ上に相異なる識別可能な検出試薬をアプライすることにより共通のアレイにおいて相異なるタンパク質を検出し、検出すべき相異なるタンパク質の数が、アプライされる相異なる識別可能な検出試薬の数に対応する、請求項１または２の方法。
5. 測定領域のアレイ上の相異なるタンパク質および/または相異なる識別可能な検出試薬の検出のために相異なるアレイ上に相異なるタンパク質に対する特異的結合パートナーとして相異なる結合試薬をアプライすることにより、複数の相異なるタンパク質を複数の測定領域のアレイにおいて検出する、請求項１または２の方法。
6. 相異なる複数の細胞可溶化液が関連しない細胞集団から作成される、請求項１〜５のいずれかの方法。
7. 相異なる複数の細胞可溶化液が共通の細胞集団から得られた相異なる細胞亜集団から作成される、請求項１〜５のいずれかの方法。
8. 相異なる複数の細胞可溶化液が共通の細胞集団から相異なる時点にて得られた相異なる細胞亜集団から作成される、請求項７の方法。
9. 相異なる複数の細胞可溶化液が共通の細胞集団から得られ、相異なる試薬によって処理または刺激された、および/または、相異なる培養条件に曝された、相異なる細胞亜集団から作成される、請求項７または８の方法。
10. 相異なる複数の細胞可溶化液が疾患および健康細胞集団から作成される請求項１〜９のいずれかの方法。
11. 細胞可溶化液の作成の由来である健康または疾患および/または処理または非処理および/または刺激された細胞集団が、以下からなる群から選択される少なくとも１つに由来する、請求項１〜１０のいずれかの方法：原核細胞、真核細胞、ヒトまたは動物組織、植物組織、および細胞含有体液またはその構成成分。
12. 固体支持体上または該固体支持体上の接着促進層上の別々の部位に希釈または非希釈形態にて沈着される細胞可溶化液が、その中で検出すべきタンパク質を該可溶化液が由来する細胞集団と同一の相対的な分子の組成にて有する請求項１〜１１のいずれかの方法。
13. 細胞可溶化液が、添加剤として、測定すべき分析物と類似の、標準としての追加された既知の濃度の化合物を含む請求項１〜１１のいずれかの方法。
14. 単一の測定領域に沈着させる材料が1000 細胞未満のタンパク質含量に対応する請求項１〜１３のいずれかの方法。
15. 測定領域の複数のアレイが希釈または非希釈の細胞可溶化液の沈着部位の同一の形状にて配置されており、複数の相異なるアレイにおける測定領域の行および列に関する類似の位置が、そこに沈着させた同一の希釈または非希釈の細胞可溶化液からの沈着させた量に対応する、請求項１−１４のいずれかの方法。
16. 固体支持体上にアプライされる接着促進層の厚さが200 nm未満である請求項１−１５のいずれかの方法。
17. 該接着促進層が以下からなる群から選択される化合物を含む請求項１６の方法：シラン、官能化シラン、エポキシド、官能化、荷電または極性ポリマーおよび不動態であるかまたは官能化されている自己組織化単分子層または多分子層、チオール、アルキルホスファートおよびアルキルホスフォナート、および多官能性ブロックコポリマー。
18. サンプルが固体支持体上に直接に、または、固体支持体上に沈着させた接着促進層上に、横方向に選択的に、別々の測定領域に、以下からなる群から選択される方法によって沈着される、請求項１６または１７のいずれかの方法：インクジェットスポッティング、ペン、ピンまたはキャピラリーによる機械的スポッティング、マイクロコンタクトプリンティング、平行または交差マイクロチャンネルにおける、圧力差または電位または電磁ポテンシャルの印加によるその供給を介した測定領域とサンプルとの流体接触、および光化学的またはフォトリソグラフィー固定化方法。
19. 別々の測定領域の間の領域が、結合試薬および/または検出試薬の非特異的結合を最小にするために「不動態化」されており、即ち、タンパク質、沈着したサンプルのその他の含有物および結合試薬に対して、またはタンパク質、沈着したサンプルのその他の含有物、結合試薬および検出試薬に対して非結合性の化合物が横方向に分離した測定領域の間に沈着されている、請求項１−１８のいずれかの方法。
20. 検出すべきであって別々の測定領域に沈着している希釈または非希釈可溶化液に含まれるタンパク質が以下からなる群から選択されるタンパク質である請求項１−１９のいずれかの方法：細胞質タンパク質、核タンパク質および膜タンパク質、体液中の分泌タンパク質、翻訳後修飾タンパク質、処理の下で過剰発現および/または過小発現するタンパク質、抗体、人工的に過剰発現させたタンパク質、人工的に過剰発現させた修飾タンパク質、および蛍光タンパク質。
21. 検出すべきであって、別々の測定領域に沈着している希釈または非希釈可溶化液に含まれるタンパク質が、添加された特異的結合試薬の結合工程において、または逐次的に添加されたか、あるいは検出試薬の結合試薬への結合の後に単一添加工程にて添加された検出試薬の結合工程において、分析すべき希釈または非希釈の沈着された可溶化液に含まれるそのリン酸化および/または非リン酸化形態および/またはグリコシル化および/または非グリコシル化形態および/またはメチル化および/または非メチル化形態および/またはアセチル化および/または非アセチル化形態の存在によって識別される、請求項１−２０のいずれかの方法。
22. 検出すべきであって別々の測定領域に沈着している希釈または非希釈可溶化液に含まれるタンパク質が、添加した特異的結合試薬の結合工程において、または逐次的に添加されたか、あるいは検出試薬の結合試薬への結合の後に単一添加工程にて添加された検出試薬の結合工程において、分析すべき希釈または非希釈の沈着された可溶化液に含まれるそのリン酸化または非リン酸化形態および/またはグリコシル化または非グリコシル化形態および/またはメチル化または非メチル化形態および/またはアセチル化または非アセチル化形態の存在によって識別されない、請求項１−２０のいずれかの方法。
23. 直接にまたは接着促進層に媒介されて作成された測定領域に物理的に接触している実質的に平面の固体支持体の材料が実質的に光学的に透明の材料である、請求項１−２２のいずれかの方法。
24. 固体支持体上にアプライされる接着層の材料が実質的に光学的に透明の材料である、請求項１６−２３のいずれかの方法。
25. 実質的に光学的に透明の固体支持体の材料が、以下からなる群から選択される材料を含む請求項１−２４のいずれかの方法：成形可能、噴霧可能または製粉可能プラスチック、金属、金属酸化物、およびケイ酸塩。
26. １以上の多色または単色光源からのプローブ光が測定領域の１以上のアレイにおける１以上の測定領域に向けて照射されており、該測定領域の１以上のアレイから生じる光シグナルおよび/またはかかる光シグナルの変化が測定および記録される、請求項１−２５のいずれかの方法。
27. プローブ光が落射照明立体配置にて送達される請求項２６の方法。
28. プローブ光が透光立体配置にて送達される請求項２６の方法。
29. 別々の測定領域における１以上のタンパク質の検出が、１以上の発光の強度または発光の強度の変化の検出に基づく、請求項１−２８のいずれかの方法。
30. 別々の測定領域における１以上のタンパク質の検出が、該測定領域上または測定領域から1μm未満の距離内での屈折率変化の検出に基づく、請求項１−２８のいずれかの方法。
31. 該測定領域上または測定領域から1μm未満の距離内での屈折率変化の検出が、アプライされた特異的結合パートナーの結合または脱離または移動に起因する、異なる屈折率の材料との接触面から生じる光と測定領域の領域から生じる光との位相差の変化によって生じる、該接触面から生じる光による、固体支持体上に作成された測定領域の領域における平面状の固体支持体から生じる光の干渉パターンの変化の検出に基づき、ここで、相異なる領域から生じる干渉光が、測定データの一次元配列または二次元マトリックスが得られるよう測定され、またはスペクトル的に分解された様式で且つ測定データの一次元配列または二次元マトリックスが得られるよう測定される、請求項３０の方法。
32. 固体支持体に金属薄層が備えられており、該金属薄層が直接にまたは接着促進層に媒介されて測定領域と接触しており、該測定領域上または測定領域から1μm未満の距離内での屈折率変化の検出が該金属層における表面プラズモン共鳴の発生の条件下での変化の検出に基づく、請求項１−３０のいずれかの方法。
33. 固体支持体が連続した光導波路または個々の導波路領域へと分割される光導波路を含む、請求項１−３２のいずれかの方法。
34. 光導波路が第一の実質的に光学的に透明の層 (a)よりも屈折率が低い第二の実質的に光学的に透明の層 (b)上にあり、別々の測定領域を担持する表面に面している層 (a)を備えた光学膜導波路である、請求項３３の方法。
35. プローブ光の光学的に透明の層 (a)へのインカップリングのために、この層が以下からなる群から選択される１以上の光学的インカップリング要素と光学的に接触している請求項３４の方法：プリズムカップラー、オーバーラップするエバネセント場を有する光導波路を組み合わせて含むエバネセントカップラー、導波路層の一つの面の前に配置された集束レンズを備える接合部カップラー、および格子カップラー。
36. プローブ光が光学的に透明の層 (a)に、光学的に透明の層 (a)に備えられている１以上の格子構造 （ｃ）を用いてインカップリングする、請求項３５の方法。
37. 光学的に透明の層(a)中に導かれる光が光学的に透明の層 (a) に備えられている１以上の格子構造（ｃ’)を用いてアウトカップリングする、請求項３４−３６のいずれかの方法。
38. 測定領域におけるタンパク質の検出が、膜導波路として形成された固体支持体の層(a)へのプローブ光のインカップリングのための、または、層(a)において導かれる光のアウトカップリングのための、共鳴条件における変化に基づく、光学膜導波路の層(a)に形成された格子構造を介して行われ、該変化が結合試薬および/またはさらなる検出試薬の、測定領域に含まれるタンパク質との結合に起因する、請求項３４−３７のいずれかの方法。
39. 該光導波路が第一の光学的に透明の層 (a)より屈折率の低い第二の光学的に透明の層(b)上に層 (a)を備えた光学膜導波路として設計され、ここでプローブ光が光学的に透明の層 (a)に備えられた１以上の格子構造の補助によって光学的に透明の層 (a)にさらにインカップリングされ、その上に位置する測定領域 (d)に導波として送達され、ここで、該導波のエバネセント場において生じた発光可能な分子の発光が、さらに１以上の検出器を用いて測定され、そして測定領域に含まれるタンパク質の相対量がこれら発光シグナルの強度から判定される、請求項３４−３７のいずれかの方法。
40. 測定領域における検出すべきタンパク質に特異的に結合している結合試薬と結合した検出試薬の励起により発光が生じ、検出試薬が300 nm〜1100 nmの波長にて励起され得、かつ放射し得る発光標識として用いられる発光色素または発光ナノ粒子を含む、請求項３９の方法。
41. 相異なる複数の識別可能な検出試薬が、相異なる放射波長および/または相異なる放射半減期を特徴とする、 請求項４０の方法。
42. プローブ光が持続時間1フェムト秒〜10分間のパルスにて送達され、測定領域からの放射光が時間分解様式で測定される、請求項１−４１のいずれかの方法。
43. 以下を含む、１または相異なる複数の細胞集団の光シグナル読み取りおよび定性的および/または定量的タンパク質発現プロファイルの作成のための分析用プラットフォーム:
    -実質的に平面の固体支持体、
    -該固体支持体上の別々の測定領域の１以上の１次元または２次元アレイ、該アレイは直接に該固体支持体上の、または、固体支持体上にあらかじめアプライされた接着促進層上の別々の部位に、希釈または非希釈形態にて少量の１または相異なる複数の細胞可溶化液を沈着させることによって作成され、該細胞可溶化液は１または相異なる複数の細胞集団由来であり、かつ、それら細胞集団によって発現される複数のタンパク質を含む、
    ここで該実質的に平面の固体支持体は無孔性であり、かつ、アプライしてもよい接着促進層は厚さ1μm未満である。
44. 以下を含む、光シグナル読み取りおよび相異なる複数の細胞集団の定性的および/または定量的示差的タンパク質発現プロファイルの作成のための分析用プラットフォーム:
    -実質的に平面の固体支持体、
    -該固体支持体上の別々の測定領域の１以上の１次元または２次元アレイ、該アレイは直接に該固体支持体上の、または、固体支持体上にあらかじめアプライされた接着促進層上の別々の部位に、希釈または非希釈形態にて少量の相異なる複数の細胞可溶化液を沈着させることによって作成され、該細胞可溶化液は相異なる複数の細胞集団由来であり、かつ、それら細胞集団によって発現される複数のタンパク質を含む、
    ここで該実質的に平面の固体支持体は無孔性であり、かつ、アプライしてもよい接着促進層は厚さ1μm未満である。
45. 沈着された相異なる複数の細胞可溶化液が関連しない細胞集団から作成されたものである請求項４３または４４の分析用プラットフォーム。
46. 沈着された相異なる複数の細胞可溶化液が共通の細胞集団から得た相異なる細胞亜集団から作成されたものである請求項４３または４４の分析用プラットフォーム。
47. 沈着された相異なる複数の細胞可溶化液が共通の細胞集団から相異なる時点にて得られた相異なる細胞亜集団から作成されたものである請求項４６の分析用プラットフォーム。
48. 沈着された相異なる複数の細胞可溶化液が共通の細胞集団から得られ、その後、相異なる試薬によって処理または刺激された、および/または、相異なる培養条件に曝された、相異なる細胞亜集団から作成されたものである請求項４６または４７の分析用プラットフォーム。
49. 沈着された相異なる複数の細胞可溶化液が疾患細胞集団および健康細胞集団から作成されたものである請求項４３−４８のいずれかの分析用プラットフォーム。
50. 沈着された細胞可溶化液の作成の由来である健康または疾患および/または処理済または非処理および/または刺激細胞集団が、以下からなる群から選択される少なくとも１つに由来する請求項４３−４９のいずれかの分析用プラットフォーム：原核細胞、真核細胞、ヒトまたは動物組織または植物組織、および細胞含有体液またはその構成成分。
51. 固体支持体上または該固体支持体上の接着促進層上の別々の部位に沈着された希釈または非希釈形態の可溶化液が、可溶化液の作成由来である細胞集団と、その中で検出すべきタンパク質が同一の相対的な分子の組成を有する、請求項４３−５０のいずれかの分析用プラットフォーム。
52. 沈着された可溶化液がろ過および/または分画および/または希釈以外のさらなるサンプル処理工程に供されていないものである請求項４３−５０のいずれかの分析用プラットフォーム。
53. 一つの測定領域に沈着させた材料が1000未満の細胞のタンパク質含量に対応する請求項４３−５２のいずれかの分析用プラットフォーム。
54. 測定領域の複数のアレイが希釈または非希釈の細胞可溶化液の沈着部位が同一の形状となるよう配置され、複数の相異なるアレイにおける測定領域の行および列に関する類似の位置が、その中に沈着させた同一の希釈または非希釈の細胞可溶化液からの沈着量に対応する、請求項４３−５３のいずれかの分析用プラットフォーム。
55. 固体支持体上にアプライされる接着促進層の厚さが200 nm未満である請求項４３−５４のいずれかの分析用プラットフォーム。
56. 該接着促進層が以下からなる群から選択される化合物を含む請求項５５の分析用プラットフォーム：シラン、官能化シラン、エポキシド、官能化、荷電または極性ポリマーおよび不動態であるかまたは官能化されている自己組織化単分子層または多分子層、チオール、アルキルホスファートおよびアルキルホスフォナート、および多官能性ブロックコポリマー。
57. 別々の測定領域の間の領域がトレーサー化合物の非特異的結合を最小にするために「不動態化」されており、即ち、結合試薬に対して、または結合試薬および検出試薬に対して非結合性の化合物が横方向に分離した測定領域の間に沈着されている請求項４３−５６のいずれかの分析用プラットフォーム。
58. 検出すべきであって、別々の測定領域に沈着させた希釈または非希釈可溶化液に含まれるタンパク質が以下からなる群から選択されるタンパク質である請求項４３−５７のいずれかの分析用プラットフォーム：細胞質タンパク質、核タンパク質および膜タンパク質、体液中に分泌されたタンパク質、翻訳後修飾タンパク質、処理の下で過剰発現および/または過小発現したタンパク質、抗体、人工的に過剰発現させたタンパク質、人工的に過剰発現させた修飾タンパク質、および蛍光タンパク質。
59. 直接にまたは接着促進層に媒介されて作成された測定領域と物理的に接触している実質的に平面の固体支持体の材料が実質的に光学的に透明である請求項４３−５８のいずれかの分析用プラットフォーム。
60. 固体支持体上にアプライされた接着層の材料が実質的に光学的に透明である請求項４３−５９のいずれかの分析用プラットフォーム。
61. 実質的に光学的に透明の固体支持体の材料が以下からなる群から選択される材料を含む請求項４３−６０のいずれかの分析用プラットフォーム：成形可能、噴霧可能または製粉可能プラスチック、金属、金属酸化物、およびケイ酸塩。
62. 固体支持体が金属薄層を備えており、該金属薄層が直接にまたは接着促進層に媒介されて測定領域と接触しており、プラットフォームが該金属層における表面プラズモン共鳴の生成のために作動可能である請求項４３−６１のいずれかの分析用プラットフォーム。
63. 固体支持体が連続した光導波路または個々の導波路領域へと分割される光導波路を含む請求項４３−６２のいずれかの分析用プラットフォーム。
64. 光導波路が第一の実質的に光学的に透明の層 (a)よりも屈折率が低い第二の実質的に光学的に透明の層 (b)上にあり、別々の測定領域を担持する表面に面している層 (a)を備えた光学膜導波路である請求項６３の分析用プラットフォーム。
65. プローブ光の光学的に透明の層 (a)へのインカップリングのために、層 (a)が以下からなる群から選択される１以上の光学的インカップリング要素と光学的に接触している請求項６４の分析用プラットフォーム：プリズムカップラー、オーバーラップするエバネセント場を備える光導波路と組み合わされたエバネセントカップラー、導波路層の一つの面の前に配置された集束レンズを備える接合部カップラー、および格子カップラー。
66. １以上の格子構造（ｃ）がプローブ光の光学的に透明の層 (a)へのインカップリングを可能とするために光学的に透明の層 (a)に備えられている請求項６５の分析用プラットフォーム。
67. １以上の格子構造（ｃ’）が光学的に透明の層 (a)に備えられており、光学的に透明の層 (a)において導かれた光のアウトカップリングを可能とする請求項６４−６６のいずれかの分析用プラットフォーム。
68. 該光導波路が第一の光学的に透明の層 (a)より屈折率が低い第二の光学的に透明の層 (b)上の層 (a)を備えた光学膜導波路として設計されており、分析用プラットフォームが光学的に透明の層 (a)に備えられた１以上の格子構造の補助による光学的に透明の層 (a)へのプローブ光のインカップリング、該プローブ光の導波としての測定領域(d)への送達、および該導波のエバネセント場における発光可能な分子の発光の励起に対して作動可能である、請求項６４−６７のいずれかの分析用プラットフォーム。
69. 医薬研究におけるスクリーニング方法、コンビナトリアルケミストリー、臨床および前臨床開発におけるタンパク質およびその修飾形態の測定のため、リアルタイム結合研究および親和性スクリーニングおよび研究における動力学的パラメーターの測定のため、プロテオームにおけるプロテオームの差異の測定のため、タンパク質-DNA 相互作用の測定のため、タンパク質合成の制御メカニズムの判定のため、生物学的および化学的マーカー化合物のスクリーニングのため、医薬品開発における患者の層別化のため、または治療薬選択のための、請求項１−４２のいずれかの方法および/または請求項４３−６８のいずれかの分析用プラットフォームの、定量的および/または定性的分析のための使用。