JP6170508B2 - 分析物の検出および測定のための方法および装置 - Google Patents
分析物の検出および測定のための方法および装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6170508B2 JP6170508B2 JP2014555710A JP2014555710A JP6170508B2 JP 6170508 B2 JP6170508 B2 JP 6170508B2 JP 2014555710 A JP2014555710 A JP 2014555710A JP 2014555710 A JP2014555710 A JP 2014555710A JP 6170508 B2 JP6170508 B2 JP 6170508B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aptamer
- glycated
- analyte
- protein
- sam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
- G01N33/54353—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals with ligand attached to the carrier via a chemical coupling agent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6813—Hybridisation assays
- C12Q1/6816—Hybridisation assays characterised by the detection means
- C12Q1/6825—Nucleic acid detection involving sensors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
- B05D1/18—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by dipping
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/11—DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
- C12N15/115—Aptamers, i.e. nucleic acids binding a target molecule specifically and with high affinity without hybridising therewith ; Nucleic acids binding to non-nucleic acids, e.g. aptamers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/65—Raman scattering
- G01N21/658—Raman scattering enhancement Raman, e.g. surface plasmons
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/5308—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for analytes not provided for elsewhere, e.g. nucleic acids, uric acid, worms, mites
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
- G01N33/54306—Solid-phase reaction mechanisms
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
- G01N33/54366—Apparatus specially adapted for solid-phase testing
- G01N33/54373—Apparatus specially adapted for solid-phase testing involving physiochemical end-point determination, e.g. wave-guides, FETS, gratings
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
- G01N33/54393—Improving reaction conditions or stability, e.g. by coating or irradiation of surface, by reduction of non-specific binding, by promotion of specific binding
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/68—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/72—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving blood pigments, e.g. haemoglobin, bilirubin or other porphyrins; involving occult blood
- G01N33/721—Haemoglobin
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/72—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving blood pigments, e.g. haemoglobin, bilirubin or other porphyrins; involving occult blood
- G01N33/721—Haemoglobin
- G01N33/723—Glycosylated haemoglobin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2310/00—Structure or type of the nucleic acid
- C12N2310/10—Type of nucleic acid
- C12N2310/16—Aptamers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2320/00—Applications; Uses
- C12N2320/10—Applications; Uses in screening processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2330/00—Production
- C12N2330/30—Production chemically synthesised
- C12N2330/31—Libraries, arrays
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2333/00—Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
- G01N2333/435—Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from animals; from humans
- G01N2333/76—Assays involving albumins other than in routine use for blocking surfaces or for anchoring haptens during immunisation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2333/00—Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
- G01N2333/435—Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from animals; from humans
- G01N2333/76—Assays involving albumins other than in routine use for blocking surfaces or for anchoring haptens during immunisation
- G01N2333/765—Serum albumin, e.g. HSA
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2333/00—Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
- G01N2333/795—Porphyrin- or corrin-ring-containing peptides
- G01N2333/805—Haemoglobins; Myoglobins
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2440/00—Post-translational modifications [PTMs] in chemical analysis of biological material
- G01N2440/38—Post-translational modifications [PTMs] in chemical analysis of biological material addition of carbohydrates, e.g. glycosylation, glycation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2610/00—Assays involving self-assembled monolayers [SAMs]
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Description
[0001] この出願は2012年1月31日に出願された米国仮出願シリアル番号61/593,054の利益を主張し、その全開示は参照により明確に本明細書に援用される。
[0002] 本発明は一切の政府支援なしでなされ、政府は本発明において権利を有しない。
[0003] 本出願はEFS−webを介して提出された配列リストを含み、それは参照によりそのまま本明細書に援用される。2013年1月31日に作成されたASCIIコピーは420_53354_SEQ_LIST_D2012−15.txtと名付けられており、大きさは3,888バイトである。
[0004] 本発明は、アプタマーで官能化された(functionalized)表面プラズモン共鳴(SPR)センサー、その同じものを作る方法および用いる方法に関する。
[0012] 特定の態様において、その標的実体は、大きな生体分子、小さな生体分子、有機分子、小分子、核酸、金属イオン、タンパク質、酵素、ペプチド、薬物、色素、癌細胞、ウイルス、ホルモン、または微生物の1以上である。特定の態様において、そのタンパク質は血液タンパク質である。
[0014] 特定の態様において、そのアプタマープローブにはその支持体およびそのアミン部分の間のSAMリンカーが含まれる。
[0016] 特定の態様において、そのセンサーはそのリンカーの特性に基づいてpM〜nMの検出が可能である調整可能な検出可能範囲を有する。
[0019] 特定の態様において、その方法は1分未満の応答時間を有する。特定の態様において、その方法はおよそ周囲温度において1分未満の応答時間を有する。
[0025] 別の観点において、本明細書において、糖尿病療法指導における適用のための糖化タンパク質の超高感度かつ選択的な検出および測定のための方法が提供される。1つの特定の態様において、その方法には表面プラズモン共鳴分光法の使用が含まれる。
[0029] さらに別の観点において、本明細書において、既存の大規模臨床計測手段と類似の性能を達成することができる、頑強、低費用、かつ携帯式の感知プラットフォームが提供される。加えて、その統合されたプラットフォームは、インスリン依存性糖尿病療法へのコンプライアンスを評価することができる診断装置において有用である。その統合されたプラットフォームは、医師の診療室において、または家庭環境においてのどちらでも用いることができる低費用な手持ち式の装置を可能にする。その統合されたプラットフォームは収集されたデータの即時分析も提供し、そうして介護者および/または患者がその患者の長期グルコース調節コンプライアンスを評価することを可能にする。
[0034] 特定の態様において、連結は二成分SAMおよび還元脱着プロセスによる。
[0037] 特定の態様において、そのSAM連結はチオールSAM固定法を用いることを含み、ここでチオール化合物はそのアプタマーと安定な結合を形成することができるカルボキシ部分を有する。
[0039] 特定の態様において、そのSAM連結はジチオビス−N−スクシンイミジルプロピオネート(DTSP)および(1−メルカプト−11−ウンデシル)トリ(エチレングリコール)(PEG3)を用いて形成され、ここでPEG3はタンパク質の非特異的吸着を防ぎ、ここでDTSP上のカルボキシル部分はそのアプタマーと安定な結合を形成する。
[0041] 特定の態様において、その二成分SAMチオール溶液は、3−メルカプトプロピオン酸(MPA)および(1−メルカプト−11−ウンデシル)トリ(エチレングリコール)(PEG3)の1mMエタノール溶液をその二成分SAMの総濃度を約1mMで維持しながら混合することにより調製される。
[0043] 特定の態様において、その方法はさらに、還元脱着によりMPAを排除してPEG3を未変化(intact)のままにし、そしてジチオビス−N−スクシンイミジルプロピオネート(DTSP)をそのアプタマー上のアミノ基と共有結合させることを含み、ここでそのアプタマーはDTSPにのみ結合し、ここで一方でPEG3は結合を一切形成しない。
[0045] 特定の態様において、その表面は約5nM〜約1000nMの範囲の最適な動力(dynamic)を有する。
[0047] 特定の態様において、その混合された長さの層は3−メルカプトプロピオン酸(MPA)と組み合わせられた11−メルカプトウンデカン酸(MUA)を含む。
[0052] 特定の態様において、その分析物は血液または血清中のタンパク質の糖化形態を含む。
[0054] 特定の態様において、その分析物は、ヒトヘモグロビン、ヒト血清アルブミン(HSA)が含まれるアルブミン、免疫グロブリンG(IgG)、免疫グロブリンM(IgM)、フィブリノーゲン、および/またはその断片の1以上の非糖化および/または糖化形態を含む。
[0057] 特定の態様において、その分析物は少なくとも1種類の第1分析物、少なくとも1種類の第2分析物および少なくとも1種類の第3分析物を含み、その第1、第2および第3分析物のそれぞれは異なる半減期を有し、その方法はさらに、その第1、第2および第3分析物を定量化して1以上の期間にわたるその第1、第2および第3分析物のレベルに関する遡及判定を提供することを含む。
[0059] 特定の態様において、その方法は過去の平均グルコースレベルをモニタリングするために有用であり、その方法は以下の工程を含む:本明細書で記述される方法により形成されたセンサーを血液試料と接触させ;その血液中のそのタンパク質の糖化形態の量を決定し;そしてその血液試料中に糖化形態で存在するそのタンパク質の量を、所与の時間フレームに関して対照グルコースレベルに関連付ける。
[0061] 別の観点において、本明細書において、1種類以上の分析物の存在を決定するためのセンサーが提供され、ここでそのセンサーは本明細書で記述される方法のいずれか1つにより形成される。
[0063] 特定の態様において、そのセンサーは、大きな生体分子、小さな生体分子、有機分子、小分子、核酸、金属イオン、タンパク質、酵素、ペプチド、薬物、色素、癌細胞、ウイルス、ホルモン、または微生物から選択される1種類以上の分析物と相互作用することができる。
[0065] 特定の態様において、そのタンパク質は血液タンパク質である。
[0067] 特定の態様において、そのセンサーは1分未満の応答時間を有する。
[0069] 別の観点において、本明細書において、本明細書で記述されるようなセンサーおよびそのセンサーを含有する少なくとも1個の容器を含む、1種類以上の分析物の検出のためのキットが提供され、ここで試料をその容器に添加することができる。
[0074] 特定の態様において、その連結は二成分SAMおよび還元脱着プロセスによる。
[0077] そのSAM連結は、そのアプタマーと安定な結合を形成することができるカルボキシ部分を有するチオール化合物を含む。
[0079] 特定の態様において、そのSAM連結はジチオビス−N−スクシンイミジルプロピオネート(DTSP)および(1−メルカプト−11−ウンデシル)トリ(エチレングリコール)(PEG3)を用いて形成され、ここでPEG3はタンパク質の非特異的吸着を防ぎ、ここでDTSP上のカルボキシル部分はそのアプタマーと安定な結合を形成する。
[0081] 特定の態様において、その二成分SAMチオール溶液は、3−メルカプトプロピオン酸(MPA)および(1−メルカプト−11−ウンデシル)トリ(エチレングリコール)(PEG3)の1mMエタノール溶液をその二成分SAMの総濃度を約1mMで維持しながら混合することにより調製される。
[0083] 特定の態様において、そのMPAが還元脱着により排除されてPEG3が未変化のままになっており;そしてジチオビス−N−スクシンイミジルプロピオネート(DTSP)がそのアプタマー上のアミノ基と結合しており、そしてPEG3は結合を一切形成しない。
[0085] 特定の態様において、その表面は約5nM〜約1000nMの範囲の最適な動力を有する。
[0087] 特定の態様において、その混合された長さの層は3−メルカプトプロピオン酸(MPA)と組み合わせられた11−メルカプトウンデカン酸(MUA)を含む。
[0089] 特定の態様において、そのアミノ酸はシステインを含む。
[0091] 特定の態様において、そのセンサーは血液中のタンパク質の糖化形態からなる分析物を感知するために設計されている。
[0093] 特定の態様において、その分析物はヒトヘモグロビン、ヒト血清アルブミン(HSA)が含まれるアルブミン、免疫グロブリンG(IgG)、免疫グロブリンM(IgM)、フィブリノーゲン、および/またはその断片の1以上を含み、その分析物は糖化および/または非糖化形態である。
[0095] 特定の態様において、その第1分析物はヘモグロビンからなり、その第2分析物は免疫グロブリンM(IgM)からなり;そして、ここでその第1分析物または第2分析物のいずれかが糖化または非糖化形態で存在する。
[00100] 特定の態様において、そのアプタマーには特定の分析物と相互作用することができるヌクレオチド配列が含まれる。
[00103] 特定の態様において、その分析物は血液タンパク質である。
[00105] 特定の態様において、そのセンサーは1分未満の応答時間を有する。
[00107] 特定の態様において、そのセンサーにはアプタマーが含まれ、ここでそのアプタマーはSEQ ID NO:4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14および15のいずれか1つの配列全体に対して少なくとも70%の同一性を有するDNA配列を含む。
a)核酸のプールに単一部位標的タンパク質複合体を添加し、ここでそのプール中に存在する単一標的部位結合アプタマーおよび非標的タンパク質結合アプタマーの両方がその単一部位標的タンパク質複合体に結合し、単一標的部位結合アプタマー+非標的タンパク質結合アプタマー+単一部位標的タンパク質複合体を形成し;
b)その単一標的部位結合アプタマー+非標的タンパク質結合アプタマー+単一部位標的タンパク質複合体をそのプールから分離し;
c)その単一標的部位結合アプタマーおよびその非標的タンパク質結合アプタマーをその単一部位標的タンパク質複合体から溶離し;
d)前の工程の溶離液に非標的タンパク質複合体を添加し、ここで工程c)の溶離液中に存在する非標的タンパク質結合アプタマーはその非標的タンパク質複合体に結合し、非標的タンパク質結合アプタマー+非標的タンパク質複合体を形成し;
e)その非標的タンパク質結合アプタマー+非標的タンパク質複合体を前の工程の溶離液から分離してその溶離液中の単一標的部位結合アプタマーを残し;そして、
f)その単一標的部位結合アプタマーをその溶離液から分離し、場合によりさらにその単一標的部位結合アプタマーを増幅する。
[00114] 特定の態様において、その非標的タンパク質複合体は固体支持体上に固定されている。
[00116] 別の観点において、本明細書において、糖化ヘモグロビンに結合するアプタマーが提供され、ここでそのアプタマーはSEQ ID NO:4および5からなる群から選択される核酸配列を含む。
[00118] 特定の態様において、そのアプタマーは100nM以下のヒトヘモグロビンに関する解離定数を有する。
[00121] 別の観点において、本明細書において、SEQ ID NO:4および5のいずれか1つの配列全体に対して少なくとも70%の同一性を有し、ヒト糖化ヘモグロビンに結合するアプタマーが提供される。
[00125] 特定の態様において、そのアプタマーは100nM以下のヒトヘモグロビンに関する解離定数を有する。
[00128] 別の観点において、本明細書において、SEQ ID NO:6および7のいずれか1つの配列全体に対して少なくとも70%の同一性を有し、ヒト非糖化ヘモグロビンに結合するアプタマーが提供される。
[00132] 特定の態様において、そのアプタマーは100nM以下のヒト糖化血清アルブミンに関する解離定数を有する。
[00135] 別の観点において、本明細書において、SEQ ID NO:3、8および9のいずれか1つの配列全体に対して少なくとも70%の同一性を有し、ヒト糖化血清アルブミンに結合するアプタマーが提供される。
[00139] 特定の態様において、そのアプタマーは100nM以下のヒト非糖化血清アルブミンに関する解離定数を有する。
[00142] 別の観点において、本明細書において、SEQ ID NO:10、11、12、13、14および15のいずれか1つの配列全体に対して少なくとも70%の同一性を有し、ヒト非糖化血清アルブミンに結合するアプタマーが提供される。
[00145] 特定の態様において、その修飾は、糖の位置における化学的置換、ヌクレオチド間結合における化学的置換、および塩基の位置における化学的置換からなる群から選択される。
[00147] 別の観点において、本明細書において、少なくとも1種類の本明細書で記述されるようなアプタマーを含むキットが提供される。
[00149] 特定の態様において、そのPEG化されたアプタマー分子には(1−メルカプト−11−ウンデシル)トリ(エチレングリコール)(PEG3)が含まれる。
[00152] 特定の態様において、その修飾は、糖の位置における化学的置換、ヌクレオチド間結合における化学的置換、および塩基の位置における化学的置換からなる群から選択される。
[00154] 1種類以上の本明細書で記述されるアプタマーを含むキット。
[00174] この明細書において引用される全ての刊行物、公開された特許文書、および特許出願は、本発明が属する技術分野(単数または複数)における技術のレベルを示している。本明細書で引用される全ての刊行物、公開された特許文書、および特許出願は、あたかもそれぞれの個々の刊行物、公開された特許文書、または特許出願が具体的に、かつ個別に参照により援用されることが示されたのと同程度まで参照により本明細書に援用される。
[00177] 本明細書で用いられる際、用語“含む(comprises)”、“含むこと(comprising)”、“含まれる(includes)”、“含まれること(including)”、“含有する(contains)”、“含有すること(containing)”、およびそれらのあらゆる変形は非排他的な包含を含むことが意図されており、従って、要素もしくは要素のリストを含む、要素もしくは要素のリストが含まれる、または要素もしくは要素のリストを含有する問題のプロセス、方法、プロダクトバイプロセス、または組成物には、それらの要素のみが含まれるのでなく、問題のそのようなプロセス、方法、プロダクトバイプロセス、または組成物に明確に列挙されていない、または本来備わっていない他の要素も含まれてよい。
[00195] 記述された方法および装置は、所望の試験環境中の、および微妙な(sensitive)濃度の糖化タンパク質を検出することができる所望の高い感度および特異性の両方を有するシステムを提供する。
[00202] その方法はさらに、異なるタイプのタンパク質、例えば糖化ヘモグロビンおよび血液タンパク質の他の糖化形態の評価を可能にする。
[00205] 本明細書で記述される方法は、異なるタイプのアプタマーを検出するために有用である。1態様において、ヘモグロビン、アルブミン、およびIgMの糖化/非糖化タンパク質に特異的なオリゴヌクレオチド(アプタマー)を単離および同定するために、指数関数的増幅によるリガンドの系統的進化(SELEX)濃縮プロトコルを用いることができる。
[00209] タンパク質の検出のため、自己組織化単分子膜(SAM)を用いて特異的なアプタマーを金SPR感知表面に付着させる。SPR分光法自体は、伝導体および誘電体の間の界面において起こる現象に関連している。この界面において、電子構造における電荷密度の振動である表面プラズモンが存在することができる。これらの表面プラズモンは、可視〜近赤外スペクトルにおける光により最も一般的に励起される。この励起は、連続的な金属表面における自由に伝播する表面プラズモンとして、または金属に基づくナノ粒子構造の使用による局在性の作用としてのどちらかで起こり得る。本明細書で記述される1態様において、自由に伝播する表面プラズモンのアプローチが用いられる。
[00223] 材料
同定されたアプタマーは、15bpのアプタマー(APT1):
[00224] トシル基活性化(Tosylactivated)磁性ビーズ(MB)をInvitrogen(カリフォルニア州カールスバッド)から購入した。全ての他の化学物質をSigma Aldrich(カリフォルニア州カールスバッド)から入手可能な最高純度で購入した。アプタマー溶液を1M pH8リン酸緩衝液を用いて調製した。3−メルカプトプロピオン酸(MPA)溶液をエタノール中で調製した。タンパク質試料溶液を5mM KClおよび1mM MgCl2を含む0.1M pH7.2 PBS緩衝溶液を用いて調製した。用いたリン酸は100mMであった。全ての他の溶液を脱イオン(DI)水中で調製した。
[00226] SPRの測定は、商業グレードのSensiQ Discoveryシステム(ICx Technologies、バージニア州アーリントン)を25℃で用いて実施された。このセンサーはクレッチマン配置に基づいており、ここでプリズムにより統合された発光ダイオード(LED)からの光はまず偏光し、次いで金表面から内部反射される。光反射の角度および相対強度をフォトダイオードアレイを用いて測定した。試料溶液を感知表面に適用した際、SPRプロフィールの最小値(SPR角としても知られている)が装填された試料の屈折率の関数としてシフトし、リアルタイムの屈折率の読みを与えた(しかし、単独ではそのセンサーは所与の標的に一切特異的/選択的ではない)。そのSPR応答プロフィールはSensiQソフトウェアにより記録され、次いでMATLAB(登録商標)内で処理された。
[00233] EIS測定
[00234] それぞれの官能化された層の固定の成功を、EIS測定により確証した。図2は、異なる電極でのインピーダンススペクトルのナイキストプロットを示す。むき出しの金の電極は高い周波数において非常に小さいサイクルを表し、これは電解質溶液中で溶解したレドックスプローブへの非常に低い電子移動抵抗を示している(曲線A)。MPAを電極上に固定し、EAおよびPPAで処理した際、電子移動抵抗(Ret)は125Ωに増大した(曲線B)。次いで、5μMのAPT1アプタマーを添加し、SAMと結合させた際、Retは600Ωに増大した(曲線C)。この態様において、その金電極上の反応部位をEA(エタノールアミン)によりブロッキングしてその金表面上へのアプタマーの非特異的吸着を防ぎ、そうしてそのアプタマーがSAMにのみ付着することを確実にした。そのRetの増大は、その固定されたアプタマーおよびそのレドックスプローブの間の静電反発により引き起こされ、これは界面の電子移動に関する障壁をもたらす。これらの結果は、そのSAM層のその金表面上への固定の成功およびそのアプタマーのそのSAMへの安定な結合を示している。
[00236] アプタマーとカップリングしたMBを完全に洗浄した後、トロンビンを添加し、濃度変化をカルボキシル修飾SPRセンサーを用いて測定した。屈折率は添加されたトロンビンの濃度変化によってのみ制御される。他の実験変数、例えばタンパク質変性および温度はSPRの結果に小さな影響しか有さず、従ってその結果に影響を及ぼすとは考えられなかった。
[00241] 2種類の異なるアプタマーを金表面上に固定し、それぞれ1つずつの結合性能を比較した。参照のため、異なるトロンビン濃度(5nM、25nM、50nM、250nM、1000nM、2000nM)の試料を個々に、むき出しのAuのセンサー、APT1センサーおよびAPT2センサーそれぞれの上に装填した。次いで第2の実験を同じトロンビン濃度を用いて実施した;しかし、400nM BSAの混乱させる構成要素がそれぞれのトロンビン試料に比較のために添加された。図4において“トロンビンのみ”の実験に関して示されているように、SPRシフトはむき出しのAuのセンサー表面に関して比較的高いトロンビン濃度に関してさえも非常に低かった。
[00245] MB結合試験において、APT1はAPT2よりもわずかに高い結合能力を有し、それはその官能化されたセンサーの感度の点でSPRの結果と一致している。理論により束縛されることを望むわけではないが、この態様において、これはより小さいアプタマーはその標的タンパク質の結合部位に接近するより大きな可能性を有するためである可能性があると信じられている。また、特定の態様において、より複雑な二次構造を有するより大きいアプタマーは標的化合物との結合を形成するために余分な空間的柔軟性を必要とする可能性がある。
[00251] そのセンサーの可逆性を試験するため、固定された試料濃度をそのセンサーに10回繰り返し装填した。そのセンサーの再生はPPAによりなされた。50nM、250nMおよび500nMのトロンビン濃度を用いた平均SPR応答を標準偏差に関するエラーバーと共に図6において示す。全てのデータは新しく調製された感知スライドから得られた。SPR応答は一般に同じ試料濃度に関してそれぞれの装填に関して約0.5%減少した。全ての感知スライドは、10回目の装填後に元のSPRシフト応答の95%より多くを維持していた。また、2回目の試料の装填は通常その後の装填と比較した場合に最大の応答変化を有していた。実験の要求に応じて、より長いPPA注入時間によりそのセンサーの回復率を増大させることができる。BSAの出現はそのセンサーの感度を低下させた(例えば、図6において、BSAの出現はその応答曲線においてわずかに傾きを低減した)が、それはそのセンサーの可逆性には影響を及ぼさなかった。図6は、センサーが50nM〜500nMの試料の範囲においてBSAの出現ありおよびなしで線形応答を維持したことも示している。
[00253] センサーの他の態様
[00254] 別の態様において、そのセンサーには混合された長さのスペーサー層が含まれることができる。1つの限定的でない例において、その混合された長さの層はMPAと組み合わせられた11−メルカプトウンデカン酸(MUA)であることができ、それは特定の態様において感度および特異性を増大させるために用いることができる。
[00256] 別の態様において、非特異的なタンパク質結合を低減するために、エチレンオキシドのような親水性の基をそのアプタマーの5c末端上に挿入することができる。
[00259] 異なる血液タンパク質の検出に関して、目的の標的タンパク質に特異的に直接結合するアプタマーを見つけるため、SELEX手順を用いることができる。次いで、ほとんどあらゆるタンパク質に関する標的特異的なセンサーを形成するため、その開発されたアプタマーを次いでアミン末端処理し、本明細書で記述される方法の1つを用いて金表面上に固定することができる。従って、アプタマーを抗体を超える利点を伴って特定の化合物を標的とするようにSELEXにより生成することができる。
[00262] SPRアプタマーに基づく糖化アルブミンタンパク質の感知
[00263] 糖化ヒト血清アルブミン(HSA)の検出および定量化の両方を行った。開発され、用いられたアプタマー(チオール化、非還元)は、
[00264] 金スライドを物理蒸着(PVD)により調製し、予め汚れを除いた顕微鏡用カバースライド上に1nmのチタンの層および50nmの金の層を形成した。次いでその金スライドを大量のDI水およびエタノールにより洗浄した。その金スライドを使用前に窒素ガス中で乾燥させた。
[00270] アプタマーを自己組織化単分子膜(SAM)に付着するように開発した。特定の態様に関して、タンパク質ヘモグロビン、アルブミン、およびIgMは、それぞれの半減期が血糖管理における短期、中期、および長期の履歴にわたる情報を提供するため、有用である。一部の一般的な血液タンパク質に関する特性の要約を下記の表1において提供する。
[00275] 糖化タンパク質の総タンパク質に対するパーセント比の測定は、所与の時間窓にわたる平均血中グルコースに関連していた。
[00278] 次いで同定されたアプタマーを最初に結合特性、感度、特異性、および選択性が含まれる一般的な性能に関して特性付けることができる。下記の表2において示されているのは、性能レベルに基づく標的の明細(specifications)の例である。
[00281] また、特定の態様において、その糖化および非糖化特異的アプタマー候補をCOOHで修飾された金SPR表面上への固定を促進するための5’−NH2−C6アタッチメントを用いて修飾することができる。次いでSPR測定を用いてアプタマー候補に関するそれぞれの親和性定数を特性付ける。
[00286] 上記で記述された連結法に加えて、用いることができる別の方法には、二成分自己組織化単分子膜(SAM)および還元脱着プロセスによる連結が含まれる。SAMの充填密度およびSAMの長さはSPRシグナルに影響を及ぼすため、その二成分SAMの密度および長さを還元脱着プロセスを用いて調節することができる。
[00295] サイクリックボルタンメトリー(CV)および電気化学インピーダンス分光法(EIS)を用いて固定されたSAMの表面被覆およびその試料の酸化還元応答を測定することができる。その表面組成物を吸着されたチオールに関するサイクリックボルタモグラムのピーク面積から概算することができる。修飾された電極上に沈着した二成分SAMの応答を、未修飾の電極の応答と比較することができる。
[00299] HbA1c、アルブミン、およびIgMの糖化/非糖化タンパク質の検出のためのSPR感知プラットフォームは、最初に既知の標的タンパク質比率を有する生理食塩水緩衝液を用いる試験において較正することができる。それぞれの試料溶液を、固定されたレベルの総タンパク質に関して、血液中で見られる比率レベルと比較して妥当な比率レベルで調製することができる(表1参照)。
[00302] 実際の血清における性能を評価するため、糖尿病でない源からの血清を利用することができる。その血清試料を分析して、標準的な臨床試験により(両方のタンパク質標的に関する)糖化対総タンパク質のそれぞれの割合を決定することができる。
[00305] 糖化および/または非糖化タンパク質部位に対して標的化されたアプタマーの同定のための向上したSELEX法
[00306] 糖化タンパク質部位への親和性を有するアプタマーの同定を可能にするため、SELEXプロトコルを向上させた。この向上したSELEXプロトコルは、糖化タンパク質の総タンパク質に対するパーセント比の決定を可能にした。
[00310] タンパク質分子(例えばアルブミン)は糖化に関して利用可能な多数の部位を有する。糖化レベルは通常総タンパク質レベルに関する糖化されている所与のタンパク質の濃度の百分率を指し、一方で糖化率は単一のタンパク質分子内のどれだけ多くの部位がグルコースまたはグルコース誘導体に結合しているかを指す。3D立体構造および電荷分布は高度に糖化されたタンパク質分子および非糖化タンパク質分子の間で著しく異なっているが、軽度に糖化されたタンパク質分子(すなわち単一の糖化点)および非糖化タンパク質分子の間では非常に類似している。従って、非糖化形態に対して低い親和性を有する高親和性単一部位特異的糖化タンパク質結合アプタマーを開発することは非常に挑戦的である。
[00313] その“アプタマー−糖化タンパク質標的MB”複合体を最初のDNAプールから分離する。
[00317] それに続く工程において、その“選択的な”アプタマーをその“非糖化タンパク質標的MB”複合体から溶離する。
[00322] 有用なアプタマーの例が下記に示されており、ここでXXXおよびYYYは追加の結合基、例えばビオチン、チオール、アミン等のいずれか1つ以上を指し、それは所与の自己組織化単分子膜(SAM)の開発を促進するために用いることができる。
[00324] 非糖化ヘモグロビンアプタマー
[00325] 糖化:ヒト血清アルブミン(HSA)アプタマー
[00326] 非糖化:ヒト血清アルブミン(HSA)アプタマー
[00327] 実施例5
[00328] 標的特性に基づいて感度および選択性を最適化するためのSAMを用いる表面官能化法
[00329] アプタマーの可動化のための二成分SAM形成の感度および選択性はさらに高めることができる。例えば、連結の間隔ならびにアプタマーおよびSPR表面の間の距離を調節するため、2つの異なるタイプの自己組織化チオール分子をその表面上に沈着させる。11−メルカプトウンデカン酸(SH−(CH2)5−COOH、MUA)およびメルカプトプロパノール(SH−(CH2)2−OH、MPL)の1mMエタノール溶液を別々に調製する。それぞれの溶液を、その2つの構成要素の総濃度を1mMで維持しながら1:1の体積比で混合する。MUAおよびMPLの二成分SAMが金表面上に、その金表面をその混合されたチオール溶液中に1時間浸すことにより形成される。次いで、その金表面を続いてエタノールおよびDI水を用いてすすぐ。
[00334] 試料中に存在する混乱させる物質の作用を低減するための方法
[00335] その官能化プロセスの一部として、MPL層は本質的に親水性である。この特性は、タンパク質のその表面への非特異的吸着を防ぐことができる。別の態様において、そのアプタマー認識要素は、伸長された連結のアプローチにより、(なお所望の感度を維持しながら)通常のSPR感知範囲を超えて伸ばすことができる。この態様において、チオール類に関するような終結(terminations)により多数の連結を得ることができる。その終結の間で、その表面を金ナノ粒子溶液に曝露することにより金ナノ粒子界面を作ることができる。このナノ粒子カップリングは、そのアプタマー結合応答をSPRセンサーにより通常のSPR検出限界を超えた分離距離において検出することを可能にすることができる。
[00339] バイオマーカーの検出
[00340] 本明細書で記述される方法およびプラットフォームは、疾患の診断および評価のためのバイオマーカーの検出の分野においても有用である。
[00346] キット
[00347] 本明細書で記述されるセンサーは、部品のキットの形態で提供することができる。そのようなキットには、診断キット、バイオマーカー発見キット、環境試験キット、生物災害または生物兵器検出キット、および医学または分析化学の適用において標的を検出するためのキットが含まれるが、それらに限定されない。限定的でない例として、そのアミン末端アプタマーは単独の分子として含まれることができ、または既に支持体に付着していることができる。追加の構成要素が含まれることもでき、それはマイクロ流体チップ、参照標準、および当業者が本開示を読めば同定可能である追加の構成要素を含むことができる。また、そのキットの構成要素は、本明細書で開示される方法を実施するため、適切な説明書および他の必要な試薬と共に提供することができる。一部の態様において、そのキットは別々の容器中にその組成物を含有することができる。そのアッセイを実施するための紙または電子支持体、例えばテープまたはCD−ROM上の説明書、例えば書面の説明書または音声の説明書もそのキット中に含まれることができる。そのキットは、用いられる個々の方法に応じて、他の包装された試薬および物質(例えば洗浄緩衝液等)も含有することができる。
Claims (24)
- 1種類以上の分析物に関するセンサーの感度および/または選択性を最適化するための方法であって、以下の工程:
1タイプ以上のアプタマーを二成分自己組織化単分子膜(SAM)連結を有する支持体に連結し、該二成分SAM連結は該支持体上に官能化された表面を形成するための所望の連結間隔および/または連結長を有し、
該二成分SAM連結は、以下:
アプタマーと共有結合を形成可能なカルボキシ、アミンまたはアミド部分を含む安定性向上チオール化合物;および
付着したアプタマーの安定性を維持しながらタンパク質の非特異的吸着を阻害することが可能なタンパク質吸着耐性化合物;
を含んでなり、
該所望の連結間隔および/または連結長は、表面プラズモン共鳴(SPR)、ラマン分光法、または蛍光分光法の感度および選択性の少なくとも1つを分析物および/またはアプタマーの特性に基づいて最適化するように選択される;
を含む、前記方法。 - SAM連結の少なくとも1つの充填密度および/または長さが表面プラズモン共鳴(SPR)シグナルに影響を及ぼす、請求項1に記載の方法。
- 二成分SAM連結が、安定性向上化合物としてジチオビス−N−スクシンイミジルプロピオネート(DTSP)および非特異的タンパク質吸着耐性化合物として(1−メルカプト−11−ウンデシル)トリ(エチレングリコール)(PEG3)を用いて形成され、
ここでPEG3はタンパク質の非特異的吸着を防ぎ、そして
ここでDTSP上のカルボキシル部分はアプタマーと安定な結合を形成する、
請求項1または2のいずれか1項に記載の方法。 - 1以上の分析物のためのセンサーを形成するための方法であって、以下の工程:
a)3−メルカプトプロピオン酸(MPA)および(1−メルカプト−11−ウンデシル)トリ(エチレングリコール)(PEG3)からなる二成分を支持体上に吸着させ;
b)工程a)の支持体からMPAを還元脱着させ;
c)工程b)の支持体上にジチオビス−N−スクシンイミジルプロピオネート(DTSP)を形成し;
d)少なくとも1タイプのアプタマーを工程c)の支持体上で固定し;そして、
e)工程d)の支持体上のPEG3から未結合のアプタマーを除去し、そうして該支持体のDTSP層に付着したアプタマーを残す;
を含む、前記方法。 - 1以上の分析物のためのセンサーを形成するための方法であって、以下の工程:
a)3−メルカプトプロピオン酸(MPA)および(1−メルカプト−11−ウンデシル)トリ(エチレングリコール)(PEG3)からなる二成分をエタノール溶液中で金表面支持体上に吸着させ;
b)0.5M KOH溶液中で工程a)の支持体からMPAを還元脱着させ、ここでMPAおよびPEG3の相分離した二成分自己組織化単分子膜(SAM)中の吸着したMPAは、該溶液に−1.2Vの電位を30分間かけることにより選択的に還元され;
c)PEG3層を上に有する工程b)の支持体を1mM DSTP溶液中に浸漬してその上にDTSP層を形成し;
d)少なくとも1タイプのアプタマーを工程c)の支持体上で固定し;そして
e)工程d)の支持体上のPEG3からアプタマーを除去し、そうして該支持体のDTSP層に付着したアプタマーを残す;
を含む、前記方法。 - 分析物が血液中のタンパク質の糖化形態を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 総血清タンパク質レベルから特定の糖化タンパク質の割合を決定することを含む、請求項6に記載の方法。
- 1以上の分析物の検出のためのキットであって、以下:
センサーであって、支持体に二成分自己組織化単分子膜(SAM)連結により連結された1タイプ以上のアプタマーを含み、該二成分SAM連結が該支持体上に官能化された表面を形成するための所望の連結間隔および/または連結長を有し、
該二成分SAM連結は、以下:
アプタマーと共有結合を形成可能なカルボキシ、アミンまたはアミド部分を含む安定性向上チオール化合物;および
付着したアプタマーの安定性を維持しながらタンパク質の非特異的吸着を阻害することが可能なタンパク質吸着耐性化合物;
を含んでなる、前記センサー;および
該センサーが含まれる少なくとも1個の容器、ここで試料を該容器に添加することができる;
を含む、前記キット。 - 1以上の固体支持体、センサーを溶離液から分離するための1以上の分離剤、およびアプタマーを該センサーから分離するための1以上の試薬をさらに含む、請求項8に記載のキット。
- 1タイプ以上のアプタマーを二成分自己組織化単分子膜(SAM)連結に連結する工程が、単一標的部位結合アプタマーおよび非標的タンパク質結合アプタマーを中に有する核酸のプールから単一標的部位結合アプタマーを同定することであって、以下の工程:
a)核酸のプールに単一部位標的タンパク質複合体を添加し、ここで該プール中に存在する単一標的部位結合アプタマーおよび非標的タンパク質結合アプタマーの両方が該単一部位標的タンパク質複合体に結合し、単一標的部位結合アプタマー+非標的タンパク質結合アプタマー+単一部位標的タンパク質複合体を形成し;
b)該単一標的部位結合アプタマー+非標的タンパク質結合アプタマー+単一部位標的タンパク質複合体を該プールから分離し;
c)該単一標的部位結合アプタマーおよび該非標的タンパク質結合アプタマーを該単一部位標的タンパク質複合体から溶離し;
d)前の工程の溶離液に非標的タンパク質複合体を添加し、ここで工程c)の溶離液中に存在する非標的タンパク質結合アプタマーは該非標的タンパク質複合体に結合し、非標的タンパク質結合アプタマー+非標的タンパク質複合体を形成し;
e)該非標的タンパク質結合アプタマー+非標的タンパク質複合体を前の工程の溶離液から分離して該溶離液中の単一標的部位結合アプタマーを残し;そして
f)該単一標的部位結合アプタマーを該溶離液から分離し、場合によりさらに該単一標的部位結合アプタマーを増幅する;
を含む、請求項1に記載の方法。 - 単一標的部位結合アプタマーを用いてヘモグロビン、免疫グロブリンG(IgG)、免疫グロブリンM(IgM)およびアルブミンの1つに関して選択する、請求項10に記載の方法。
- 単一標的部位結合アプタマーがSEQ ID NO:3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14および15から選択される、請求項10又は11に記載の方法。
- 前記アプタマーがSEQ ID NO:4および5からなる群から選択される核酸配列を含む、請求項1または12に記載の方法。
- 前記アプタマーが、糖の位置における化学的置換、ヌクレオチド間結合における化学的置換、および塩基の位置における化学的置換からなる群から選択される化学修飾を少なくとも1つ含む、請求項13に記載の方法。
- 前記二成分自己組織化単分子膜(SAM)が、核酸アプタマー分子にコンジュゲートされ、そして糖化ヘモグロビンの領域に特異的に結合することができるポリヌクレオチド配列を含み、該ポリヌクレオチド配列がSEQ ID NO:4および5からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記アプタマーが非糖化ヘモグロビンに結合するものであり、そして該アプタマーがSEQ ID NO:6および7からなる群から選択される核酸配列を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記アプタマーが糖化血清アルブミンに結合するものであり、そして該アプタマーがSEQ ID NO:3、8および9からなる群から選択される核酸配列を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記アプタマーが、非糖化血清アルブミンに結合するものであり、そして該アプタマーがSEQ ID NO:10、11、12、13、14および15からなる群から選択される核酸配列を含む、請求項1に記載の方法。
- 分析物が、ヒトヘモグロビン、ヒト血清アルブミン(HSA)が含まれるアルブミン、免疫グロブリンG(IgG)、免疫グロブリンM(IgM)、フィブリノーゲン、および/またはそれらの断片の1以上を含み、該分析物が糖化または非糖化形態である、請求項1〜7および10〜18のいずれか1項に記載の方法。
- 分析物が、少なくとも1つの第2分析物と異なる半減期を有する少なくとも1つの第1分析物を含み、方法が、該第1および第2分析物を定量化して1以上の期間にわたる該第1および第2分析物のレベルに関する遡及判定を提供することをさらに含む、請求項1〜7および10〜19のいずれか1項に記載の方法。
- 分析物が、少なくとも1つの第1分析物、少なくとも1つの第2分析物および少なくとも1つの第3分析物を含み、該第1、第2および第3分析物のそれぞれが異なる半減期を有し、方法が、該第1、第2および第3分析物を定量化して1以上の期間にわたる該第1、第2および第3分析物のレベルに関する遡及判定を提供することをさらに含む、請求項1〜7および10〜20のいずれか1項に記載の方法。
- 過去の平均血中分析物レベルのモニタリングにおける使用のための請求項1〜7および10〜21のいずれか1項に記載の方法であって、該方法が以下の工程:請求項1〜7および10〜21のいずれか1項に記載の方法により形成されたセンサーを血液試料と接触させ;該血液中の分析物の糖化形態の量を決定し;そして該血液試料分析物中に糖化形態で存在する該分析物の量を所与の時間フレームに関して対照レベルに関連付ける;を含む、前記方法。
- 第1分析物がヘモグロビンからなり、第2分析物がIgMからなり、そして第3分析物がアルブミンからなり;該第1分析物、第2分析物または第3分析物の1以上が糖化形態または非糖化形態で存在する、請求項21に記載の方法。
- タンパク質の糖化形態の量が表面プラズモン共鳴(SPR)を用いて決定される、請求項22に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201261593054P | 2012-01-31 | 2012-01-31 | |
US61/593,054 | 2012-01-31 | ||
PCT/US2013/024158 WO2013116527A1 (en) | 2012-01-31 | 2013-01-31 | Methods and devices for detection and measurement of analytes |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017128810A Division JP6502426B2 (ja) | 2012-01-31 | 2017-06-30 | 分析物の検出および測定のための方法および装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015507199A JP2015507199A (ja) | 2015-03-05 |
JP6170508B2 true JP6170508B2 (ja) | 2017-07-26 |
Family
ID=48905833
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014555710A Active JP6170508B2 (ja) | 2012-01-31 | 2013-01-31 | 分析物の検出および測定のための方法および装置 |
JP2017128810A Active JP6502426B2 (ja) | 2012-01-31 | 2017-06-30 | 分析物の検出および測定のための方法および装置 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017128810A Active JP6502426B2 (ja) | 2012-01-31 | 2017-06-30 | 分析物の検出および測定のための方法および装置 |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (3) | US9417234B2 (ja) |
EP (1) | EP2809769B1 (ja) |
JP (2) | JP6170508B2 (ja) |
KR (1) | KR102138106B1 (ja) |
CN (1) | CN104379724B (ja) |
BR (1) | BR112014018831B1 (ja) |
CA (1) | CA2863551C (ja) |
HK (1) | HK1204648A1 (ja) |
WO (1) | WO2013116527A1 (ja) |
Families Citing this family (33)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9448198B2 (en) * | 2011-07-05 | 2016-09-20 | Stmicroelectronics Pte Ltd. | Microsensor with integrated temperature control |
KR101829668B1 (ko) * | 2013-03-27 | 2018-02-14 | 김성천 | 생체분자와 단일가닥핵산의 결합정보를 생성하기 위한 기준물질 및 핵산칩, 이들의 제조방법 및 이들을 이용한 생체분자 분석방법 및 장치 |
TWI482857B (zh) * | 2013-10-21 | 2015-05-01 | Nat Univ Tsing Hua | 針對糖化血紅素及血紅素具有高專一性的適合體及其應用 |
WO2015145916A1 (ja) * | 2014-03-28 | 2015-10-01 | 京セラ株式会社 | Rnaアプタマーおよびそれを用いたセンサ |
CN103957549B (zh) * | 2014-05-14 | 2017-05-10 | 长江水利委员会长江科学院 | 基于遗传算法的河流局域无线传感器节点分布优化方法 |
KR101945366B1 (ko) * | 2015-03-11 | 2019-02-07 | 투 포어 가이즈, 인코포레이티드 | 경쟁 검정법을 통한 저분자의 나노포어 검출 |
WO2016159197A1 (ja) * | 2015-03-30 | 2016-10-06 | 京セラ株式会社 | Rnaアプタマーおよびそれを用いたセンサ |
WO2016182929A1 (en) | 2015-05-08 | 2016-11-17 | Spectral Platforms, Inc. | Albumin-based non-covalent complexes and methods of use thereof |
JP6548981B2 (ja) * | 2015-07-14 | 2019-07-24 | 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター | 表面プラズモン共鳴測定装置及びそのチップ |
JP6822957B2 (ja) | 2015-07-30 | 2021-01-27 | 京セラ株式会社 | 測定方法、および測定装置 |
KR102042661B1 (ko) * | 2015-08-06 | 2019-11-08 | 광주과학기술원 | 타겟 물질 검출용 복합체 및 이를 이용한 타겟 물질 검출방법 |
JP6781876B2 (ja) * | 2015-10-27 | 2020-11-11 | 国立大学法人 熊本大学 | 標的細胞捕捉装置 |
WO2017083310A1 (en) * | 2015-11-09 | 2017-05-18 | Inkaryo Corporation | A normalization method for sample assays |
WO2018007415A1 (en) * | 2016-07-04 | 2018-01-11 | Celltool Gmbh | Device and method for the determination of transfection |
US9863962B1 (en) * | 2016-07-29 | 2018-01-09 | Alfaisal University | Aptamers and sensing technology used for detection of glycated hemoglobin in whole blood |
US11034963B2 (en) | 2016-11-08 | 2021-06-15 | Dots Technology Corp. | Allergen detection agents and assays |
JP2018081027A (ja) * | 2016-11-17 | 2018-05-24 | 新日本無線株式会社 | バイオセンサ用電極の表面修飾方法 |
US10613083B2 (en) | 2016-12-22 | 2020-04-07 | Fundamental Solutions Corporation | Universal biosensor system for analyte detection |
CN106645074B (zh) * | 2017-03-10 | 2020-04-14 | 泉州师范学院 | 一种胱氨酸片中胱氨酸含量的直接荧光光谱检测方法 |
WO2018175346A1 (en) * | 2017-03-20 | 2018-09-27 | Spectral Platforms, Inc. | Spectroscopic methods to detect and characterize microorganisms |
GB201709503D0 (en) | 2017-06-15 | 2017-08-02 | Method and device for assay improvement | |
WO2019117586A1 (ko) | 2017-12-12 | 2019-06-20 | 주식회사 딕스젠 | 생체지표 진단용 실리카 나노입자 및 이의 제조방법 |
WO2019143923A1 (en) * | 2018-01-18 | 2019-07-25 | Eccrine Systems, Inc. | Salinity-stabilized eab biosensors |
CN108931647A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-12-04 | 深圳信息职业技术学院 | 光纤免疫传感器、检测装置及光纤免疫传感器的制作方法 |
RU2708546C1 (ru) * | 2019-04-11 | 2019-12-09 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) | Способ получения усиленного сигнала комбинационного рассеяния света от молекул сывороточного альбумина человека в капле жидкости |
JP2022535131A (ja) | 2019-06-05 | 2022-08-04 | リブ・プロセス・インコーポレイテッド | クロストリジウム・ディフィシル菌に対するアプタマー |
RU2745511C1 (ru) * | 2019-12-31 | 2021-03-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Способ иммобилизации коротких нуклеотидных последовательностей на поверхность и торцевые области наноматериалов |
CN111440235B (zh) * | 2020-04-16 | 2022-11-25 | 成都中医药大学 | 一种捕获水蛭素类多肽的探针及其应用 |
US11898146B2 (en) | 2020-12-03 | 2024-02-13 | Liv Process, Inc. | Aptamers against Clostridium difficile, compositions comprising aptamers against Clostridium difficile and methods of using the same |
US11806711B1 (en) | 2021-01-12 | 2023-11-07 | Hound Labs, Inc. | Systems, devices, and methods for fluidic processing of biological or chemical samples using flexible fluidic circuits |
KR102328488B1 (ko) * | 2021-06-24 | 2021-11-17 | 세종대학교산학협력단 | 니켈 이온 및 코발트 이온 중 적어도 하나에 특이적으로 결합하는 앱타머 |
WO2023189138A1 (ja) * | 2022-03-30 | 2023-10-05 | 京セラ株式会社 | 光学デバイス及びバイオセンサ |
CN116794287B (zh) * | 2023-06-19 | 2024-01-23 | 中国科学院大学 | 一种高抗垢性高准确率的粪便隐血传感器及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2110444T3 (es) | 1990-06-11 | 1998-02-16 | Nexstar Pharmaceuticals Inc | Ligandos de acidos nucleicos. |
US5270163A (en) | 1990-06-11 | 1993-12-14 | University Research Corporation | Methods for identifying nucleic acid ligands |
DE10050632A1 (de) * | 2000-10-12 | 2002-04-18 | Stiftung Caesar | Verfahren zum Nachweis biologischer Moleküle |
US7179659B2 (en) * | 2001-04-02 | 2007-02-20 | Agilent Technologies, Inc. | Sensor surfaces for detecting analytes and methods of use |
JP4262426B2 (ja) * | 2001-09-03 | 2009-05-13 | 富士フイルム株式会社 | 核酸断片固定電極及びその利用 |
US7070922B2 (en) * | 2002-12-04 | 2006-07-04 | International Business Machines Corporation | Surface treatment |
JP2006337244A (ja) * | 2005-06-03 | 2006-12-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 表面プラズモン共鳴法によるサンプル試料の測定方法及び装置 |
JP2008283883A (ja) * | 2007-05-16 | 2008-11-27 | Tokyo Medical & Dental Univ | 標的タンパク質に特異的に結合する核酸のハイブリダイゼーションによる選択法 |
US20090042237A1 (en) | 2007-08-06 | 2009-02-12 | Henry John Smith | Aptamer based point-of-care test for glycated albumin |
EP2040075A1 (en) | 2007-09-24 | 2009-03-25 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg | Compounds and markers for surface-enhanced raman scattering |
US8137903B2 (en) * | 2007-12-20 | 2012-03-20 | Cytyc Corporation | Method for magnetic separation of red blood cells from a patient sample |
KR100962290B1 (ko) | 2008-02-13 | 2010-06-11 | 성균관대학교산학협력단 | 금 나노입자의 국지화된 표면 플라즈몬 공명 센서를 이용한 생체물질 검출 방법 |
JP5361221B2 (ja) * | 2008-03-10 | 2013-12-04 | 国立大学法人九州大学 | 混合samの作製方法 |
WO2009117395A2 (en) * | 2008-03-17 | 2009-09-24 | Nelson Randall W | Biomarkers and assays for diabetes |
WO2010039247A2 (en) | 2008-10-03 | 2010-04-08 | Molecular Sensing, Inc. | Substrates with surfaces modified with peg |
US9310363B2 (en) * | 2010-01-07 | 2016-04-12 | Sensor-Kinesis Corporation | Method and apparatus for forming of an automated sampling device for the detection of salmonella enterica utilizing an electrochemical aptamer biosensor |
-
2013
- 2013-01-31 JP JP2014555710A patent/JP6170508B2/ja active Active
- 2013-01-31 KR KR1020147024004A patent/KR102138106B1/ko active IP Right Grant
- 2013-01-31 EP EP13743813.1A patent/EP2809769B1/en active Active
- 2013-01-31 BR BR112014018831-9A patent/BR112014018831B1/pt active IP Right Grant
- 2013-01-31 CA CA2863551A patent/CA2863551C/en active Active
- 2013-01-31 US US14/375,929 patent/US9417234B2/en active Active
- 2013-01-31 CN CN201380013386.3A patent/CN104379724B/zh active Active
- 2013-01-31 WO PCT/US2013/024158 patent/WO2013116527A1/en active Application Filing
-
2014
- 2014-07-31 US US14/448,511 patent/US9494582B2/en active Active
-
2015
- 2015-06-02 HK HK15105241.9A patent/HK1204648A1/xx unknown
-
2016
- 2016-06-22 US US15/189,263 patent/US10145844B2/en active Active
-
2017
- 2017-06-30 JP JP2017128810A patent/JP6502426B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104379724B (zh) | 2018-01-02 |
BR112014018831B1 (pt) | 2021-04-27 |
JP2017198698A (ja) | 2017-11-02 |
US10145844B2 (en) | 2018-12-04 |
WO2013116527A1 (en) | 2013-08-08 |
EP2809769A4 (en) | 2016-01-13 |
CA2863551C (en) | 2023-08-01 |
KR102138106B1 (ko) | 2020-07-28 |
JP2015507199A (ja) | 2015-03-05 |
US20150024957A1 (en) | 2015-01-22 |
KR20140143140A (ko) | 2014-12-15 |
US9417234B2 (en) | 2016-08-16 |
CA2863551A1 (en) | 2013-08-08 |
US20160299135A1 (en) | 2016-10-13 |
CN104379724A (zh) | 2015-02-25 |
BR112014018831A2 (pt) | 2018-05-08 |
EP2809769A1 (en) | 2014-12-10 |
HK1204648A1 (en) | 2015-11-27 |
JP6502426B2 (ja) | 2019-04-17 |
US20140335630A1 (en) | 2014-11-13 |
US9494582B2 (en) | 2016-11-15 |
EP2809769B1 (en) | 2018-09-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6502426B2 (ja) | 分析物の検出および測定のための方法および装置 | |
Strong et al. | Faradaic electrochemical impedance spectroscopy for enhanced analyte detection in diagnostics | |
Tu et al. | Molecularly imprinted polymer-based plasmonic immunosandwich assay for fast and ultrasensitive determination of trace glycoproteins in complex samples | |
Sun et al. | Aptasensors for the selective detection of alpha-synuclein oligomer by colorimetry, surface plasmon resonance and electrochemical impedance spectroscopy | |
Urmann et al. | Label-free optical biosensors based on aptamer-functionalized porous silicon scaffolds | |
Limbut et al. | A reusable capacitive immunosensor for carcinoembryonic antigen (CEA) detection using thiourea modified gold electrode | |
Aydın et al. | An impedimetric immunosensor for highly sensitive detection of IL-8 in human serum and saliva samples: A new surface modification method by 6-phosphonohexanoic acid for biosensing applications | |
Liu et al. | An electrochemical impedance immunosensor based on gold nanoparticle‐modified electrodes for the detection of HbA1c in human blood | |
Nur Topkaya et al. | Electrochemical aptasensors for biological and chemical analyte detection | |
Ribeiro et al. | Electrochemistry-assisted surface plasmon resonance biosensor for detection of CA 15–3 | |
Nie et al. | A highly sensitive capillary-based immunosensor by combining with peroxidase nanocomplex-mediated signal amplification for detection of procalcitonin in human serum | |
Roushani et al. | Fabrication of an electrochemical biodevice for ractopamine detection under a strategy of a double recognition of the aptamer/molecular imprinting polymer | |
Liu et al. | Rapid and regenerable surface plasmon resonance determinations of biomarker concentration and biomolecular interaction based on tris-nitrilotriacetic acid chips | |
Zhang et al. | Individually addressable microelectrode arrays fabricated with gold-coated pencil graphite particles for multiplexed and high sensitive impedance immunoassays | |
Banciu et al. | Optical biosensing of lysozyme | |
Du et al. | Charge-dependent signal changes for label-free electrochemiluminescence immunoassays | |
Nisiewicz et al. | Poly (amidoamine) dendrimer immunosensor for ultrasensitive gravimetric and electrochemical detection of matrix metalloproteinase-9 | |
Wang et al. | Electrochemical immunoassay for α-fetoprotein through a phenylboronic acid monolayer on gold | |
AU2012304199A1 (en) | Electrochemical affinity sensor | |
Han et al. | Mild reduction-promoted sandwich aptasensing for simple and versatile detection of protein biomarkers | |
Li et al. | Strategy of Dimercaptothiol as self-assembled monolayers enhance the sensitivity of SPR immunosensor for detection of salbutamol | |
KR101551925B1 (ko) | T7 박테리오파지를 이용한 표적-특이적 프로브 및 이를 이용한 바이오마커의 탐지 | |
Shin et al. | A superior anti-fouling electrode sensing layer based on a tannic acid–polyethyleneimine–graphene oxide nanocomposite for thrombin detection in complex biological fluids | |
US9562266B1 (en) | Amine-terminated aptamer functionalized surface plasmon resonanace sensors, methods of making and methods of using same | |
JP2010002393A (ja) | 標的物質の検出方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150612 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150707 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20151007 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151109 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160526 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160825 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161222 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170321 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170601 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170630 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6170508 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |