KR102540406B1 - 분석물의 신속 검출용 바이오센서 시스템 - Google Patents

분석물의 신속 검출용 바이오센서 시스템 Download PDF

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링춘 증
스리칸트 베다무쉬
조엘 에스. 롼드
조셉 디. 키틀
민 모
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Abstract

하기를 포함하는 분석물의 신속 검출용 시스템, 디바이스, 및 방법: 전형적으로 포유류 면역 시스템의 성분인 살아있는, 가공된 바이오센서 세포; 살아있는, 가공된 바이오센서 세포 속에 가공되고 상기에 의해 발현되는 리포터 단백질, 여기서 상기 리포터 단백질이 살아있는, 가공된 세포의 시토졸에서 특정한 소정의 변화에 반응하여 검출가능한 신호를 방출하고; 살아있는, 가공된 바이오센서 세포에 의해 발현된 신호 변환 경로, 여기서 상기 신호 변환 경로가 살아있는, 가공된 바이오센서 세포의 시토졸 내에 생물학적 방법을 조절하고, 여기서 상기 생화학적 방법이, 발생하는 경우, 리포터 단백질이 검출가능한 신호를 방출하도록 하고; 특이적 분석물에 결합하도록 적응되는 적어도 하나의 유형의 검출체 분자; 그 분석물에 특이적인 검출체 분자에 결합하는 적어도 하나의 분석물; 살아있는, 가공된 바이오센서 세포에 의해 발현되는 또는 살아있는, 가공된 바이오센서 세포에 의해 발현된 수용체 또는 수용체 성분에 활동적으로 결합하는 복수의 비-항체 신호 변환 요소, 여기서 각 신호 변환 요소가 검출체 분자를 수령하도록 적응됨.

Description

분석물의 신속 검출용 바이오센서 시스템
관련 출원들에 대한 교차참조
본 특허 출원은 2015년 3월 31일 출원된, 그리고 "분석물의 신속 검출용 시스템"이라는 발명의 명칭인 미국 특허 가출원 일련 번호 62/140,920, 및 2015년 10월 23일 출원된 및 "분석물의 신속 검출용 시스템 및 디바이스"라는 발명의 명칭인 미국 특허 가출원 일련 번호 62/245,595의 우선권을 주장하고, 이의 개시내용은 본원에서 그 전체가 참고로 편입되고 모든 목적으로 본 미국 실용 특허 출원의 일부가 작성되었다.
본 발명의 배경
기재된 발명은 일반적으로 생물학적 샘플 또는 다른 샘플 유형에서 다양한 분석물의 검출용 시스템, 디바이스, 및 방법, 및 더 구체적으로 바이오센서가 시험된 샘플에서 관심 분석물과 반응하는 경우 검출가능한 신호의 방출에 기반하여 실시간으로 관심 분석물의 검출 및 확인용 바이오센서-기반된 시스템에 관한 것이다.
일반 용어에서, 바이오센서는 물리화학적 검출체 성분과 감수성 생물학적 성분을 조합하는 분석물의 검출용 시스템 또는 디바이스이다. 전형적인 바이오센서 시스템의 성분은 생물학적 요소, 변환체 또는 검출체 요소, 및 유의미한 및 유용한 방식으로 시험 결과를 표시하는 관련된 전자장치 또는 신호 프로세서를 포함한다. 생물학적 요소는 전형적으로 공지된 생물학적 가공 방법에 의해 창출될 수 있는 생물학적 물질 예컨대 조직, 미생물, 세포소기관, 세포 수용체, 효소, 항체, 핵산, 등등을 포함한다. 변환체 또는 검출체 요소는 생물학적 요소와 분석물의 상호작용에서 비롯된 신호를 더욱 쉽게 측정 및 정량화될 수 있는 또 다른 신호로 변화시키는 물리화학적 방식 (예를 들어, 광학적, 압전적, 및/또는 전기화학적)으로 작용한다. 바이오센서는 생체분자-분석물 상호작용 예컨대 항체-항원 상호작용을 정성화 또는 정량화하기 위해 분자 생물학과 정보 기술 (예를 들어, 초소형회로, 광섬유, 등)의 통합에서 비롯되었다. 식품내 감염원, 병원체 또는/및 독소 검출을 위한 신속한, 감수성인, 가공하기 쉬운, 및 비용-유효한 검출 도구를 고려하여 (참고, 예를 들어, Mead et al., Food Related Illness and Death in the United States, Emergin Infectious Diseases; Vol. 5, No. 5, September-October 1999 (607-625), 그 전체가, 본원에서 참고로 편입됨), 식품 및 많은 다른 물품에서 감염원, 병원성 미생물, 독소, 및 다른 오염물질의 검출 및 확인을 위하여 실시간, 현장-휴대용 디바이스 및 기기에서 바이오센서의 이용에 대한 필요성이 진행 중이다.
본 발명의 요약
하기는 본 발명의 특정한 예시적 구현예의 요약을 제공한다. 상기 요약은 광범위한 개요가 아니고 본 발명의 주요 또는 결정적 측면 또는 요소를 확인하기 위해 또는 그의 범위를 기술하기 위해 의도되지 않는다.
본 발명의 한 측면에 있어서, 분석물의 신속 검출용 제1 시스템이 제공된다. 상기 제1 시스템의 예시적 구현예는 하기를 포함한다: 포유류 면역 시스템의 세포성 성분으로부터 유도되는 살아있는, 가공된 바이오센서 세포; 살아있는, 가공된 바이오센서 세포 속에 가공되고 상기에 의해 생산되는 및 살아있는, 가공된 바이오센서 세포의 시토졸에서 특정한 소정의 변화에 반응하여 검출가능한 신호를 방출하는 리포터 단백질; 살아있는, 가공된 바이오센서 세포의 시토졸 내에 생물학적 방법을 조절하는 살아있는, 가공된 바이오센서 세포 속에 가공된 또는 상기 내에 자연적으로 발생하는 신호 변환 경로, 여기서 상기 생물학적 방법은, 발생하는 경우, 리포터 단백질이 검출가능한 신호를 방출하게 하고; 적어도 하나의 유형의 검출체 분자, 여기서 각 검출체 분자는 특이적 분석물에 결합하도록 적응되고; 검출체 분자에 결합하는 및 그 분석물에 특이적인 적어도 하나의 분석물; 살아있는, 가공된 바이오센서 세포에 의해 발현된 복수의 막관통, 비-항체 신호 변환 요소, 여기서 각 신호 변환 요소는 검출체 분자를 수령하도록 적응되고; 여기서 막관통 비-항체 신호 변환 요소에 자체 결합되는 충분한 수의 검출체 분자에 충분한 수의 분석물의 결합시, 신호 변환 요소의 응집이 바이오센서 세포 표면에서 발생하고, 신호 변환 경로가 활성화되고, 생물학적 방법이 발생하고, 검출가능한 신호가 리포터 단백질에 의해 방출됨.
본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 분석물의 신속 검출용 제2 시스템이 제공된다. 상기 제2 시스템의 예시적 구현예는 하기를 포함한다: 살아있는, 가공된 바이오센서 세포, 여기서 상기 살아있는, 가공된 바이오센서 세포는 포유류 면역 시스템의 세포성 성분으로부터 유도되고, 여기서 상기 살아있는, 가공된 바이오센서 세포는 이의 표면상에 수용체 분자의 적어도 하나의 소정의 유형의 복수를 발현하고; 리포터 단백질, 여기서 상기 리포터 단백질은 살아있는, 가공된 바이오센서 세포 속에 가공되고 상기에 의해 발현되고, 여기서 상기 리포터 단백질은 살아있는, 가공된 세포의 시토졸에서 특정한 소정의 변화에 반응하여 검출가능한 신호를 방출하고; 살아있는, 가공된 바이오센서 세포 속에 가공된 또는 상기 내에 자연적으로 발생한 신호 변환 경로, 여기서 상기 신호 변환 경로는 살아있는, 가공된 바이오센서 세포의 시토졸 내에 생물학적 방법을 조절하고, 여기서 상기 생물학적 방법은, 발생하는 경우, 리포터 단백질이 검출가능한 신호를 방출하게 하고; 적어도 하나의 유형의 검출체 분자, 여기서 각 검출체 분자는 특이적 분석물에 결합하도록 적응되고; 적어도 하나의 분석물, 여기서 상기 적어도 하나의 분석물은 그 분석물에 특이적인 검출체 분자에 결합하고; 복수의 가용성 비-항체 신호 변환 요소, 여기서 각 가용성 신호 변환 요소는 수용체 분자에 및 검출체 분자에 결합하도록 적응되고; 세포 표면 수용체 분자에 자체 결합되는 충분한 수의 비-항체 신호 변환 요소에 대한 충분한 수의 검출체 분자에 충분한 수의 분석물의 결합시, 수용체 분자의 응집이 발생하고, 신호 변환 경로가 활성화되고, 생물학적 방법이 발생하고, 검출가능한 신호가 리포터 단백질에 의해 방출됨.
본 발명의 더욱 또 다른 측면에 있어서, 샘플에서 분석물의 신속 검출용 바이오센서가 제공된다. 상기 바이오센서는 하기를 포함한다: 살아있는, 가공된 세포, 여기서 상기 살아있는, 가공된 세포는 포유류 면역 시스템의 세포성 성분 (즉, 면역세포)로부터 유도되고; 리포터 단백질, 여기서 상기 리포터 단백질은 살아있는, 가공된 세포 속에 가공되고 상기에 의해 발현되고, 여기서 상기 리포터 단백질은 살아있는, 가공된 세포의 시토졸에서 특정한 소정의 변화에 반응하여 검출가능한 신호를 방출하고; 살아있는, 가공된 세포 속에 가공된 또는 상기 내에 자연적으로 발생한 신호 변환 경로, 여기서 상기 신호 변환 경로는 살아있는, 가공된 바이오센서 세포의 시토졸 내에 생물학적 방법을 조절하고, 여기서 상기 생물학적 방법은, 발생하는 경우, 리포터 단백질이 검출가능한 신호를 방출하게 하고; 분석된 샘플에서 분석물에 직접적으로 또는 간접적으로 결합하는 복수의 비-항체 신호 변환 요소, 여기서 상기 결합된 비-항체 신호 변환 요소는 그 다음 바이오센서 세포와 협력하여 신호 변환 경로를 직접적으로 또는 간접적으로 활성화시킴.
본 발명의 추가의 특징 및 측면은 예시적 구현예의 하기 상세한 설명의 판독 및 이해시 당해 분야의 숙련가에 분명해질 것이다. 숙련가에 의해 인식되는 바와 같이, 본 발명의 추가 구현예는 본 발명의 범위 및 정신에서 이탈 없이 가능하다. 따라서, 도면 및 관련된 설명은 예시로서 여겨지고 사실상 제한되지 않는다.
명세서 속에 편입되고 상기의 일부를 형성하는, 수반되는 도면들은 본 발명의 하나 이상의 예시적 구현예를 개략적으로 예시하고, 상기 소정의 일반적인 설명 및 하기 소정의 상세한 설명과 함께, 본 발명의 원리를 설명하는 작용을 하고, 여기에서:
도 1a-b는 본 발명의 예시적 구현예에 있어서 제1 바이오센서의 실례이고, 여기서 Jurkat T 세포는 에쿼린을 생산하도록 및 막관통 비-항체 신호 변환 요소 IgGbp-CD3ζ를 발현하도록 가공되었고;
도 2a-b는 본 발명의 예시적 구현예에 있어서 제2 바이오센서의 실례이고, 여기서 MC/9 비만 세포는 에쿼린을 생산하도록 가공되었고, 여기서 상기 MC/9 세포는, 가용성 비-항체 신호 변환 요소 IgGbp-IgE에 결합하는, 원상태 수용체 FcεRI를 발현시키고;
도 3a-b는 본 발명의 예시적 구현예에 있어서 제3 바이오센서의 실례이고, 여기서 MC/9 비만 세포는 에쿼린을 생산하도록 가공되었고, 여기서 상기 MC/9 세포는, 가용성 비-항체 신호 변환 요소 IgGbp-IgE에 결합하는, MC/9 비만 세포에 의해 배출된, 원상태 수용체 FcεRI를 발현시키고;
도 4는 본 발명의 예시적 구현예에 있어서 제4 바이오센서의 실례이고, 여기서 바이오센서 세포는, 바이오티닐화된 검출체 요소에 결합하는, 에쿼린을 생산하도록 막관통 비-항체 신호 변환 요소 mSA-CD3ζ를 발현하도록 가공되었고; 그리고
도 5는 본 발명의 예시적 구현예에 있어서 제5 바이오센서의 실례이고, 여기서 바이오센서 세포는, 바이오티닐화된 검출체 요소에 결합하는, 에쿼린을 생산하도록 및 막관통 비-항체 신호 변환 요소 mSA-CD3ζ를 발현하도록 가공되었다.
본 발명의 예시적 구현예는 도면들과 관련하여 이제 기재된다. 하기 상세한 설명이 실례의 목적으로 많은 세부사항을 함유하여도, 당해 분야의 숙련가는 하기 세부사항에 많은 변동 및 변경이 본 발명의 범위 이내인 것을 인식할 것이다. 따라서, 본 발명의 하기 구현예는 청구된 발명에 대한 일반성의 임의의 손실 없이 및 상기에 제한 적용 없이 제시된다.
본 발명은 일반적으로 생물학적 샘플 또는 다른 샘플 유형에서 다양한 분석물의 검출용 시스템, 디바이스, 및 방법, 및 더 구체적으로 바이오센서가 시험된 샘플에서 관심 분석물과 반응하는 경우 검출가능한 신호의 방출에 기반하여 실시간으로 관심 분석물의 검출 및 확인용 바이오센서-기반된 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 가공된 세포는 극도로 감수성이고 유효한 바이오센서이고 이들 바이오센서 세포가 고유 검출 능력을 갖기 때문에, 이들은 특정한 병원체 또는 관심있는 다른 표적에 대하여 특이성을 갖는 대안적인 가용성 검출체 (예를 들어, 항체) 분자의 단순 선택에 의해 다양한 상이한 감염원 또는 다른 표적을 검출하도록 쉽게 적응될 수 있는 다용도 시스템을 제공한다. 더욱이, 본 발명의 시스템은 단일 검정에서 몇 개의 감염원 또는 다른 분석물의 멀티플렉스 검출을 위하여 쉽게 구성되어, 뛰어난 가요성 및 유용성을 제공할 수 있다. 본 발명의 다능성은 요소의 독특한 조합 및 특히 특이적 가용성 검출체 (예를 들어, 항체)와 보편적인 바이오센서 세포의 조합으로부터 유도된다. 보편적인 바이오센서 세포는 검출체 분자에 의해 기술적으로 인지될 수 있는 본질적으로 임의의 표적 분자의 존재에 반응하기 위한 능력을 갖는다. 일부 구현예에서, 검출체 또는 검출체 항체가 가용성 인자로서 시스템에 첨가되기 때문에, 시스템은 적절한 대안 검출체 또는 검출체 항체를 단순 선택함으로써 대안적인 표적을 검출하도록 구성될 수 있다. 개시된 시스템의 특이성은, 감염원 또는 다른 표적 분석물의 특징인 표적 분자를 위한 그의 특이성 및 친화도에 기반하여 선택되는, 검출체 분자에 의해 결정된다. 상기 보편적인 바이오센서 세포 및 가용성 검출체의 조합은 또한 시험 시스템 내에 복수의 검출체 분자 (예를 들어, 항체)의 단순 포함에 의해 멀티플렉스 검정의 작제를 가능하게 하고, 여기서 상기 표적 분자는 대안적인 감염원 또는 다른 분석물을 위한 그의 특이성에 기반하여 선택된다.
본 발명과 함께 사용된 바이오센서 세포 유형의 유전자 가공 및 변형은 전형적으로 선택하는 세포 유형에서 효율적으로 기능하는 유전적 요소를 함유하는 적절하게 선택된 유전자 전달 비히클의 용도를 포함한다. 예를 들어, 선택하는 특이적 바이오센서 세포에서 도입된 이식유전자의 높은 수준 발현을 유도하는 프로모터 요소를 이용하는 것이 유용하다. 본 발명의 예시적 구현예에서, 그와 같은 프로모터 요소는 바이오센서 세포 자체로부터 직접적으로 유도될 수 있고 그 다음 관심 이식유전자를 발현하는데 사용된다. 본 발명의 또 다른 구현예에서, 적절한 요소는 선택하는 세포 유형을 위한 유효한 프로모터, 이식유전자, 벡터 조합을 확인하기 위해 대안적인 유전자 전달 비히클의 맥락에서 대안적인 프로모터 요소의 기능 비교에 의해 실험적으로 결정될 수 있다. 이식유전자 예컨대 발광성 리포터 단백질을 암호화한 유전자는 표준 기술 예컨대 전기천공 또는 화학 형질감염 시약 예컨대, 예를 들어, 리포펙타민을 이용하여 바이오센서 세포 속에 도입될 수 있다. 당해 분야의 숙련가에 공지된 다른 유전적 가공 방법은 본 발명과 또한 양립가능하다.
일반적인 구현예에서, 본 발명은 하기 성분을 포함하는 분석물의 신속 검출 시스템 및 방법을 제공한다: (i) 살아있는, 가공된 바이오센서 세포, 여기서 상기 살아있는 가공된 바이오센서 세포는 포유류 면역 시스템의 성분이고; (ii) 리포터 단백질, 여기서 상기 리포터 단백질은 살아있는, 가공된 바이오센서 세포에 의해 발현되고, 여기서 상기 리포터 단백질은 살아있는, 가공된 세포의 시토졸에서 특정한 소정의 변화에 반응하여 검출가능한 신호를 방출하고; (iii) 살아있는, 가공된 바이오센서 세포에 의해 발현된 신호 변환 경로, 여기서 상기 신호 변환 경로는 살아있는, 가공된 바이오센서 세포의 시토졸 내에 생물학적 또는 생화학적 방법을 조절하고, 여기서 상기 생물학적 또는 생화학적 방법은, 발생하는 경우, 리포터 단백질이 검출가능한 신호를 방출하게 하고; (iv) 적어도 하나의 유형의 검출체 분자, 여기서 각 검출체 분자는 특이적 분석물에 결합하도록 적응되고; (v) 적어도 하나의 분석물, 여기서 상기 적어도 하나의 분석물은 그 분석물에 특이적인 검출체 분자에 결합하고; (vi) 살아있는, 가공된 바이오센서 세포에 의해 발현되는 또는 살아있는, 가공된 바이오센서 세포에 의해 발현된 수용체 또는 수용체 성분에 활동적으로 결합하는 복수의 비-항체 신호 변환 요소, 여기서 각 신호 변환 요소는 검출체 분자를 수령하도록 적응됨. 비-항체 신호 변환 요소에 자체 결합되는 충분한 수의 검출체 분자에 충분한 수의 분석물의 결합시, 신호 변환 요소의 응집은 세포 표면상에 발생하고, 신호 변환 경로는 활성화되고, 생화학적 방법이 발생하고, 검출가능한 신호는 리포터 단백질에 의해 방출된다. 상기 시스템은 또한 살아있는 바이오센서 세포의 생존력 및 기능성을 유지하는 동안 가용성 성분 및 관심 분석물 또는 감염원을 함유한 샘플과 함께 살아있는 세포의 혼합용 디바이스, 및 바이오센서 세포에 의해 방출된 신호 검출용 검출체를 포함할 수 있다.
살아있는, 가공된 바이오센서 세포
본 발명의 예시적 구현예는 전형적으로 포유류 면역 시스템의 성분, 예를 들어, 면역세포인 살아있는, 가공된 바이오센서 세포를 포함한다. 본 발명의 특정한 구현예에서, 바이오센서 세포는 인간 또는 마우스 B 세포이다. B 세포 또는 B 림프구는 항체 분비에 의해 적응성 면역 시스템의 체액성 면역 성분에서 기능하는 림프구 하위유형의 백혈구의 한 유형이다. 본 발명의 다른 구현예에서, 바이오센서 세포는 인간 또는 마우스 T 세포이다. T 세포 또는 T 림프구는 적응성 면역 시스템의 일부로서 세포-매개된 면역력에서 중추적 역할을 하는 림프구의 또 다른 유형이다. T 세포는 세포 표면에서 T-세포 수용체의 존재로 인해 다른 림프구와 구별할 수 있다. 본 발명의 다른 구현예에서, 바이오센서 세포는 비만 세포이다. 비만 세포는 또한 면역 및 신경면역 시스템의 일부인 골수 줄기 세포로부터 유도되는 과립구로서 공지된 백혈구의 한 유형이다. 세포의 다른 유형은, 백혈구의 또 다른 유형인, 및 비만 세포와 외관 및 기능 둘 모두에서 유사한, 호염기구를 포함하여, 본 발명과 양립가능하다.
리포터 단백질
본 발명의 예시적 구현예는 리포터 요소, 예컨대 살아있는, 가공된 바이오센서 세포에 의해 생산되거나 발현되는 리포터 단백질 또는 효소를 포함한다. 리포터 단백질은 살아있는, 가공된 바이오센서 세포의 시토졸에서 특정한 소정의 변화에 반응하여 검출가능한 신호를 방출한다. 본 발명의 특정한 구현예에서, 리포터 단백질은, 히드로충 아에쿠오레아 빅토리아로부터 유도되는, 생물발광 광단백질 예컨대 에쿼린이다. 에쿼린은 다양한 신호 변환 경로의 활성화에 반응하여 광 신호를 생산하기 위해 살아있는 바이오센서 세포의 가공에 이전에 사용되었고; 따라서, 살아있는 세포에서 에쿼린의 생산의 다양한 조작 방법은 숙련가에 잘 알려진다. 특히, 숙련가는, 바이오센서 세포 속에 적절한 유전 물질을 도입하기 위해, 임의의 적절한 유전자 전달 비히클 예컨대, 예를 들어, 박테리아 플라스미드 벡터 또는 바이러스성 벡터를 선택 및 이용할 수 있다. 바이오센서 세포 내에 리포터 단백질의 생산은 그 다음 도입된 유전 물질의 발현에 의해 조절될 것이다. 당해 분야의 숙련가는 또한 다른 광단백질 또는 리포터 단백질, 효소, 및 분자의 다른 유형이 본 발명의 다양한 대안 구현예 속에 편입될 수 있고 상기로 이용될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
신호 변환 경로
본 발명의 예시적 구현예는 살아있는, 가공된 바이오센서 세포에 의해 발현된 신호 변환 경로를 포함한다. 신호 변환 경로는 살아있는, 가공된 세포의 시토졸 내에 적어도 하나의 생물학적 방법을 조절하고, 적어도 하나의 생물학적 방법은, 발생하는 경우, 리포터 단백질이 검출가능한 신호를 방출하게 한다. 본 발명의 특정한 구현예에서, 신호 변환 경로는 세포내 Ca2+ 농도에서의 증가가 세포 표면 신호 변환 분자, 예컨대 수용체 단백질의 활성화에 반응하여 유도되는 임의의 생화학적 경로이다. 본 발명에 따라 사용된 바이오센서 세포는 세포 표면 신호 변환 분자의 활성화에 반응하여 세포질 Ca2+에서의 증가를 생산할 수 있는 살아있는 세포의 세트로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, B 세포, T 세포, 및 비만 세포는 세포 표면 신호 변환 분자 예컨대 B 세포 수용체, T 세포 수용체, 및 Fc 엡실론 수용체 (비만 세포), 각각의 활성화에 반응하여 Ca2+ 농도에서의 증가를 유도하기 위한 능력을 갖는다.
배양액에서 성장하는 포유류 세포는 전형적으로 특이적 개별 세포가 Ca2+ 농도에서의 증가를 유도하기 위한 상이한 능력을 가질 수 있는 세포의 집단을 생성하기 때문에, Ca2+ 신호를 생성하기 위해 강력한 능력을 갖는 세포 또는 클론 세포주의 하위집단에 대하여 선택 또는 스크리닝하는 것이 유용하다. 이는, 예를 들어, 에쿼린 유도된 플래시의 유도 분석에 의해 달성될 수 있다. 특히, 세포 속에 이식유전자의 도입에 의해 창출된 감염체는 다수의 독립적인 유전자 삽입 사건으로부터 유도된 세포의 혼합된 집단이다. 따라서, 바이오센서 세포를 작제하는 경우 도입된 이식유전자의 발현의 유용한 수준과 함께 효율적인 신호 변환 능력을 갖는 세포 또는 클론 세포주의 특이적 서브셋을 스크리닝 또는 선택하는 것이 유용하다. 고 발현 세포의 하위집단에 대하여 선택하기 위해 형광-활성화된 세포 선별 (FACS) 기술을 이용하는 것 또는 이러한 목적을 위해 클론 세포주를 생성하는 것이 특히 유용하다.
이전에 언급된 바와 같이, 에쿼린은 다양한 신호 변환 경로의 활성화에 반응하여 광 신호를 생산하기 위해 가공 살아있는 바이오센서 세포에 이전에 사용되었고, 특히 여기서 상기 신호 변환 경로는 살아있는 세포 이내 세포질 Ca2+ 이온에서의 증가로 이어진다. 본 발명의 특정한 구현예에서, 리포터 단백질로서 에쿼린을 생산하는 바이오센서 세포는 검출 검정에서 그들의 사용에 앞서 코엘렌테라진 (CTZ)으로 충전된다. 상기 충전 단계는 에쿼린을 소수성 보결기 (예를 들어, CTZ)에 공유적으로 연결하고, 칼슘 (Ca2+) 결합시, CTZ는 형태 변화를 포함하고 (469 nm에서) 청색광을 방출하는 비가역적 반응을 경험한다.
검출체 분자
본 발명의 예시적 구현예는 적어도 하나의 유형의 검출체 요소 예컨대 검출체 분자를 포함하고, 여기서 각 검출체 분자는 특이적 표적 분석물에 결합하도록 적응된다. 검출체 분자는 어떤 식으로든 바이오센서 세포에 의해 발현되지 않는 가용성 항체일 수 있다. 본 발명에 따라 사용된 특정한 검출체 분자는 관심 표적 분석물을 분명하게 확인하기 위한 그의 능력에 기반하여 선택된다. 예시적 구현예에서, 검출체 분자는 특정한 분석물, 예컨대 감염원에 특이적인 가용성 항체 예컨대 상업적으로 입수가능한 IgG이다. 또 다른 예시적 구현예에서, 검출체 분자는 소정의 분석물에 특이적인 바이오티닐화된 분자 (또는 스트렙타비딘-기반된 분자) 예컨대, 예를 들어, 항-자가항원 항체에 특이적인 바이오티닐화된 자가항원 분자이다. 본 발명에 따른 검출체 또는 표적 분자는 자가면역 질환과 관련된 자가항원 또는 자가항체를 포함할 수 있다. 대표적인 자가면역 질환 또는 장애는 하기를 포함한다: 류마티스성 관절염 (RA), 유년성 RA (JRA), 진성 제1형 당뇨병, 전신 홍반성 낭창, 하시모토 갑상선염, 그레이브스병, 경피증, 소아지방변증, 크론병, 궤양성 대장염, 쇼그렌 증후군, 다발성 경화증, 굿파스투어 증후군, 애디슨병, 베게너 육아종증, 원발성 담도성 간경변증, 경화 담관염, 자가면역 간염, 류마티스성 다발근육통, 일시적 동맥염/거대 세포 동맥염, 및 길랑-바레 증후군.　검출체 또는 표적 분자는 또한, 상기 생물학적 활성 분자에 인슐린 및 성장 호르몬, 사이토카인, 인터류킨, 인터페론, TNF, 등 또는 항체를 포함하여, 상기 항원에 종양-특이적 또는 종양-관련된 항원 또는 항체; 또는 생물학적 활성 분자, 예컨대 EGF, 펩타이드 호르몬을 포함할 수 있다.
분석물 및 시험 샘플
본 발명의 의도한 용도는 시험되는 샘플 내에 존재하거나 존재할 수 있는 다양한 분석물의 검출이다. 본 발명의 예시적 구현예에서, 검출되는 분석물이, 그 분석물에 특이적인, 검출체 분자, 예컨대 가용성 항체에 결합할 것이다. 시험되는 샘플은 하기를 포함하여 다수의 식품 공급원으로부터 취득될 수 있다: (i) 육류 예컨대 소고기, 돼지고기, 양고기, 들소, 가금, 및 해산물; 및 (ii) 식물 및 채소류. 시험되는 샘플은 또한 많은 다른 공급원 예컨대 물, 소비성 유체, 보존성 유체, 및 체액 예컨대 혈액으로부터 취득될 수 있다. 검출될 수 있는 분석물은 검출체 또는 검출체 분자 예컨대 화학물질, 독소, 및 감염원 예컨대 바이러스, 박테리아, 및 다른 생물학적 물질 또는 제제에 특이성으로 결합할 사실상 어떤 것을 포함한다. 본 발명의 예시적 구현예에서, 다른 감염원 (예컨대 살모넬라, 리스테리아, 및 캄필로박터) 및 오염물질이 본 발명에 따라 검출될 수 있어도, 특이적 감염원은 에스케리 치아 콜라이이다. 별개의 검정 또는 다중화된 검정에서, 에스케리치아 콜라이 O157 H7, O26, O45, O103, O111, O121, 및 O145는 모두 본 발명을 이용하여 잠재적으로 검출될 수 있다.
본 발명은 병원체, 및 시금치, 상추, 및 다른 채소류 및 식품에서 발견된 것을 포함하여 많은 상이한 분석물을 검출할 수 있다. 분석물은, 선형 또는 입체구조 에피토프 둘 모두를 포함한, 항원 또는 알레르겐의 하나 이상의 에피토프를 함유할 수 있고; 또한 상호 수용체 또는 리간드에 의해 기술적으로 인지된 하나 이상의 리간드 또는 수용체를 함유할 수 있다. 예시적인 분석물은 하기를 포함한다: 박테리움, 예컨대 바실러스 (예를 들어, B. 안트라시스), 엔테로박테리아세에 (예를 들어, 살모넬라, 에스케리치아 콜라이, 예르시니아 페스티스, 클렙시엘라, 및 시겔라), 예르시니아 (예를 들어, Y. 페스티스 또는 Y. 엔테로콜리티카), 스타필로코쿠스 (예를 들어, S. 아우레스), 스트렙토코쿠스, 임질, 엔테로코쿠스 (예를 들어, E. 파에칼리스), 리스테리아 (예를 들어, L. 모노사이토게네스), 브루셀라 (예를 들어, B. 아보르투스, B. 멜리텐시스, 또는 B. 수이스), 비브리오 (예를 들어, V. 콜레라에), 코라이네박테리움 디프테리아, 슈도모나스 (예를 들어, P. 슈포말레이 또는 P. 에어루기노사), 버크홀데리아 (예를 들어, B. 말레이 또는 B. 슈포말레이), 시겔라 (예를 들어, S. 다이센테리에), 리케차 (예를 들어, R. 리케트시, R. 리케트시아, 또는 R. 티피이), 프란시셀라 툴라렌시스, 클라미디아 씨타시, 콕시엘라 부르네티이, 마이코플라스마 (예를 들어, M. 마이코이데스), 등; 알레르겐, 예컨대 땅콩 분진, 마이코톡신, 곰팡이 포자, 또는 박테리아 포자 예컨대 클로스트리듐 보툴리늄 및 C. 페르프린겐스; 독소, 예컨대 리신, 마이코톡신, 테트로도톡신, 탄저병 독소, 보툴리늄 독소, 포도상구균 엔테르톡신 B, 또는 삭시톡신; 바이러스, 예컨대 아데노비리다에 (예를 들어, 아데노바이러스), 아레나비리다에 (예를 들어, 마츄포 바이러스), 분야비리다에 (예를 들어, 한타바이러스 또는 리프트밸리 열 바이러스), 코로나비리다에, 오토믹소비리다에 (예를 들어, 인플루엔자 바이러스), 필로비리다에 (예를 들어, 에볼라 바이러스 및 마버그 바이러스), 플라비비리다에 (예를 들어, 일본 뇌염 바이러스 및 황열병 바이러스), 헤파드나비리다에 (예를 들어, B형 간염 바이러스), 헤르페스비리다에 (예를 들어, 단순 포진 바이러스), 파포바비리다에 (예를 들어, 유두종 바이러스), 파라믹소비리다에 (예를 들어, 호흡기 세포융합 바이러스, 홍역 바이러스, 볼거리 바이러스, 또는 파라인플루엔자 바이러스), 파보비리다에, 피코르나비리다에 (예를 들어, 폴리오바이러스), 폭스비리다에 (예를 들어, 두창 바이러스), 레오비리다에 (예를 들어, 로타바이러스), 레트로비리다에 (예를 들어, 인간 T 세포 림프친화성 바이러스 (HTLV) 및 인간 면역결핍 바이러스 (HIV)), 라브도비리다에 (예를 들어, 광견병 바이러스), 및 토가비리다에 (예를 들어, 뇌염 바이러스, 황열병 바이러스, 및 풍진 바이러스)); 원충, 예컨대 크립토스포리디움 파붐, 엔세팔리토조아, 열원충, 톡소플라스마 곤디이, 가시아메바, 이질아메바, 람플편모충, 트리초모나스 바지날리스, 라이쉬마니아, 또는 트라이파노소마 (예를 들어, T. 브루세이 및 T. 크루지); 연충, 예컨대 촌충류 (촌충), 흡충 (흡충), 또는 선충 (회충, 예를 들어, 아스카리스 룸브리코이데스, 트리쿠리스 트리치우라, 네카토르 아메리카누스, 또는 안실로스토마 두오데날레); 기생충 (예를 들어, 본원에서 기재된 임의의 원생동물 또는 연충); 진균, 예컨대 아스페르길리이, 칸디다에, 콕시디오이데스 임미티스, 및 크립토콕시; 환경 오염물질; 물 첨가제; 농업적 마커; 핵산 (예를 들어, 염색체, 플라스미드, 바이러스 게놈, 프라이머, 또는 유전자를 포함한, 올리고뉴클레오타이드, 폴리뉴클레오타이드, 뉴클레오타이드, 뉴클레오사이드, DNA의 분자, 또는 RNA의 분자); 단백질 (예를 들어, 당단백질, 메탈로단백질, 효소, 프리온, 또는 면역글로불린); 대사물; 당; 지질; 리포폴리사카라이드; 염; 또는 이온. 표적은 또한 하기를 포함한다: 식중독 병원체, 예컨대 살모넬라 (예를 들어, 살모넬라 타이피뮤리움), 병원성 E. 콜리 (예를 들어, O157:H7), 바실러스 (예를 들어, B. 세레우스), 클로스트리듐 보툴리늄, 리스테리아 모노사이토게네스, 예르시니아 (예를 들어, Y. 엔테로콜리티카), 노로바이러스 (예를 들어, 노워크 바이러스), 시겔라, 스타필로코쿠스 아우레스, 톡소플라스마 곤디이, 비브리오 (예를 들어, V. 불니피쿠스, V. 콜레라, V. 파라헤몰리티쿠스), 캄필로박터 제주니, 및 클로스트리듐 페르프린겐스; 및 무기화된 병원체, 예컨대 바실러스 안트라시스, 예르시니아 페스티스, 프란시셀라 툴라렌시스, 브루셀라 (예를 들어, B. 수이스), 버크홀데리아 말레이, 버크홀데리아 슈도말레이, 시겔라, 클로스트리듐 보툴리늄, 두창 (예를 들어, V. 메이저), 필로비리다에 (예를 들어, 에볼라 바이러스 및 마버그 바이러스), 아레나비리다에 (예를 들어, 라싸 바이러스 및 마츄포 바이러스), 클로스트리듐 페르프린겐스, 임의의 식중독 병원체 (예를 들어, 살모넬라 종, 에스케리치아 콜라이 O157:H7, 또는 시겔라), 클라미디아 씨타시, 콕시엘라 부르네티이, 포도상구균 아우레스, 리케차 (예를 들어, R. 리케트시아 또는 R. 리케트시), 알파바이러스 (예를 들어, 베네주엘라 말 뇌염 바이러스, 동부 말 뇌염 바이러스, 또는 서부 말 뇌염 바이러스), 비브리오 콜레라에, 크립토스포리디움 파붐, 헤니파바이러스 (예를 들어, 니파 바이러스), 분야비리다에 (예를 들어, 한타바이러스 또는 리프트밸리 열 바이러스), 플라비비리다에 (예를 들어, 일본 뇌염 바이러스 및 황열병 바이러스), 및 콕시디오이데스 spp.
분석물로서 또는 분석물의 부분으로서 검출될 수 있는 에피토프는 면역글로불린(immunogolublin) (또는 항원 결합 그의 단편)이 특이적으로 결합할 수 있는 항원상의 전형적으로 항원 결정기 부위이다. 에피토프는 단백질의 3차 폴딩에 의해 나란히 놓인 인접 아미노산 또는 비인접 아미노산 둘 모두로부터 형성될 수 있다. 에피토프는 면역글로불린의 Fab (가변) 영역 ("이디오타입 결정인자"로서 지칭됨)상에서 발견될 수 있고 면역글로불린의 "이디오타입"을 포함한다. 에피토프 및 항원은 천연 발생할 수 있거나 인공적으로 생산될 수 있다. 에피토프 또는 항원의 성질에 따라, 에피토프 또는 항원은, 예를 들어, 본래의 매트릭스 또는 물질로부터 단리 또는 정제될 수 있거나, 합성될 수 있거나 또는 재조합으로 생산될 수 있다. 분석물로서 유용한 에피토프 및 항원은 인간 또는 비-인간 동물, 식물, 박테리아, 원생동물, 기생충, 바이러스, 등 유래일 수 있다. 일부 구현예에서, 분석물은 폴리펩타이드, 핵산 분자, 탄수화물, 당단백질, 지질, 지질단백질, 당지질, 또는 저분자이다. 일부 구현예에서, 분석물은 암 항원, 자가항원, 알레르겐, 내인성 항원, 감염원 항원, 약물 (저분자) 항원, 독소, 독, 생물학적 항원, 환경 항원 , 이식 항원, 및 이식물 항원 중에서 선택된다.
분석물은 암 항원의 에피토프를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 분석물은 종양-관련된 항원이다. 일부 구현예에서, 분석물은 종양-특이적 항원이다. 본 발명의 일부 구현예에서, 분석물은 종양-관련된 항원 (TAA)이고, TAA는 야생형 단백질과 상이한 하나 이상의 번역후 변형을 갖는 탄수화물 항원이고, 악성 세포에 존재하지만 비-악성 세포에 존재하지 않는 유전자 융합에서 비롯한 단백질의 융합 영역을 포함하고/하거나, 여기서 상기 TAA는 RTK 유전자 또는 단백질에서 자가분비 활성화, 염색체 전좌, RTK 과발현, 또는 기능획득 돌연변이로 인해 종양 세포에서 탈조절되고/되거나 기능이상인 수용체 티로신 키나제 (RTK)를 포함한다. 본 발명의 일부 구현예에서, 분석물은 B-세포 악성종양에 의해 발현된 면역글로불린이다. B-세포 악성종양의 예는, 비제한적으로, 비-호지킨 림프종, 호지킨 림프종, 만성 림프구성 백혈병, 맨틀 세포 림프종 및 다발성 골수종을 포함한다. 추가의 B-세포 악성종양은, 예를 들어. B-세포 전림프구 백혈병, 림프형질 백혈병, 비장 변연부 림프종, 변연부 림프종 (추가의-결절 및 결절), 혈장 세포 신생물 (예를 들어, 혈장 세포 골수종, 형질세포종, 단클론성 면역글로불린 침착 질환, 중쇄 질환), 및 여포성 림프종 (예를 들어, 등급 I, II, III, 또는 IV)을 포함한다.
일부 구현예에서, 분석물은 대상체로부터 수득된 종양 세포로부터 유도된 종양-관련된 항원이다. 일부 구현예에서, 종양-관련된 항원은 하기중에서 선택된 하나 이상의 항원이다: 17-1A, 707-AP, AFP, 아넥신 II, ART-4, BAGE, BAGE-1, .베타.-카테닌, BCG, bcr/abl, Bcr/abl e14a2 융합 접합, bcr-abl (b3a2), bcr-abl (b3a2), bcr-abl p190 (e1a2), bcr-abl p210 (b2a2), bcr-abl p210 (b3a2), bcr-abl p210 (b3a2), 수포성 유천포창 항원-1, CA19-9, CA125, CA215, CAG-3, 낙타, 암-고환 항원, 카스파제-8, CCL3, CCL4, CD16, CD20, CD3, CD30, CD55, CD63, CDC27, CDK-4, CDR3, CEA, 클러스터 5, 클러스터-5A, 사이클린-의존적 키나제-4, Cyp-B, DAM-10, DAM-6, Dekcain, E7, EGFR, EGFRvIII, EGP40, ELF2 M, EpCAM, FucGM1, G250, GA733, GAGE, GAGE-1-8, 가스트린 암 관련된 항원, GD2, GD3, 글로보H, 글리코포린, GM1, GM2, GM3, GnTV, Gn-T-V, gp100, Her-2/neu, HERV-K-ME, 고분자량-관련된 항원, 고분자량 프로테오-글리칸 (HMPG), HPV-16 E6, HPV-16 E7, HPVE6, HSP70-2M, HST-2, hTERT, 인간 융모성 성선자극호르몬 (HCG), 인간 유지방 구상체 (HMFG), iCE, KIAA0205, KK-LC-1, KM-HN-1, L6, LAGE-1, Lcose4Cer, LDLR/FUT, 루이스 A, 루이스 v/b, M 단백질, MAGE-1, MVC, MAGE-A1-12, MAGE-C2, MAHGE-3, MART-1/Melan-A, MC1R, ME491, MUC1, MUC2, 뮤신, MUM-1, MUM-2, MUM-3, 돌연변이된 p53, 미오신, MZ2-E, N9 뉴라미니다제, NA88, NA88-A, 비인두 암종 항원, NGA, NK1/c-3, ABL 엑손 4와 신규 bcr/ablk 융합 BCR 엑손 1, 13, 14, NY-ESO-1/LAGE-2, NY-ESO-1b, OC125, 골육종 관련된 항원-1, P15, p190 미모어 bcr-abl (e1a2), p53, Pm1/RARa, 폴리시알산, PRAME, PSA, PSM, RU1, RU2, SAGE, SART-1, SART-2, SART-3, Sialyl LeA, Sp17, SSX-2, SSX-4, 표면 면역글로불린, TAG-1, TAG-2, TEL/AML1, TPI, TRAG-3, TRP-1 (gp75), TRP-2, TRP2-INT2, hTRT, 종양 관련된 당단백질-72 (태그-72), 티로시나제, u-PA, WT1, 및 XAGE-1b, 또는 임의의 전술한 항원의 면역원성 단편. 일부 구현예에서, 종양 관련된 항원은 SEREX (재조합 cDNA 발현 라이브러리의 혈청학적 분석) 접근법에 의해 확인되거나 다양한 기원 또는 암 세포주의 종양 조직으로부터 생성된 cDNA 발현 라이브러리의 혈청학적 스크리닝에 기반되고, 자가조직 환자 혈청과 그들의 반응성에 기반하여 면역원성 종양 단백질을 확인한다. 일부 구현예에서, 분석물은 야생형 단백질과 상이한 하나 이상의 번역후 변형을 갖는 아카보하이드레이트 항원인 종양-관련된 항원이다. 일부 구현예에서, 종양-관련된 항원은 악성 세포에 존재하지만 비-악성 세포에 존재하지 않는 유전자 융합에서 비롯한 단백질의 융합 영역을 포함한다. 일부 구현예에서, 종양-관련된 항원은 RTK 유전자 또는 단백질에서 자가분비 활성화, 염색체 전좌, RTK 과발현, 또는 기능획득 돌연변이로 인해 종양 세포에서 탈조절되고/되거나 기능이상인 수용체 티로신 키나제를 포함한다.
분석물은 대상체에 병원성 또는 비-병원성일 수 있는 감염원 또는 비감염원의 항원의 에피토프를 포함할 수 있다. 분석물은, 동물 또는 식물 군계내 임의의 미생물, 예컨대 인간 소화관, 점막 표면, 또는 상피에서 생균 또는 공생 미생물을 포함하여, 상생, 기생, 또는 공생 미생물로부터 유도될 수 있다. 일부 구현예에서, 박테리아 병원체는 하기중에서 선택된다: 아시네토박터 바우마니 (예전에 아시네토박터 칼코아세티쿠스), 악티노바실러스, 악티노마이세스 파이오제네스 (예전에 코라이네박테리움 파이오제네스), 악티노마이세스 이스라엘이, 노카르디아 아스테로이드, N. 브라실리엔시스, 에어로모나스 하이드로필라, 아미콜라타 오토트로피카, 아르차노박테리움 헤몰리티쿰 (예전 코라이네박테리움 헤몰리티쿰), 아리조나 힌샤위이--전체 혈청형, 바실러스 안트라시스, 박테로이데스 프라길리스, 바르토넬라 헨셀라에, B. 퀸타나, B. 빈소니이, B. 백일해를 포함한 보데텔라, 회귀열 보렐리아, B. 부르그도르페리, 버크홀데리아 (예전 슈도모나스 종) BSL III에서 열거된 것 제외), 캄필로박터 콜리, C. 태아, C. 제주니, 클라미디아 씨타시, C. 트라코마티스, C. 폐렴, 클로스트리듐 보툴리늄 (신경독소 생산 종), 클로스트리듐 보툴리늄 신경독소, Cl. 차우보에이, Cl. 헤몰리티쿰, Cl. 히스톨리티쿰, Cl. 노뷔이, Cl. 셉티쿰, Cl. 테타니, Cl. 페르피른겐스 엡실론 독소, 코라이네박테리움 디프테리아에, C. 슈도투베르쿨로시스, C. 레날레, 더마토필러스 콘골렌시스, 에드워드시엘라 타르다, 에리시펠로트릭스 루시오파티아에, E. 콜리 O157:H7, 헤모필루스 두크레이, H. 인플루엔자, 헬리코박터 파일로리를 포함한, 에스케리치아 콜라이--전체 장병원성, 장독소생성, 장침입성 및 균주 보유 K1 항원, K. 옥시토카 (RG1)를 제외한 클렙시엘라--전체 종, L. 뉴모필라를 포함한 레지오넬라, 렙토스피라 인테로간스--전체 혈청형, 리스테리아, 모락셀라, M. 아비움 복합체를 포함한 마이코박테리움 (BSL III에 열거된 것 제외), M. 아시아티쿰, M. 보비스 BCG 백신 균주, M. 첼로네이, M. 포르투이툼, M. 칸사시, M. 레프라에, M. 말모엔세, M. 마리넘, M. 부결핵증, M. 스크로풀라세움, M. 시미아에, M. 스줄가이, M. 울세란스, M. 크세노피, 마이코플라스마, 나이세리아 고노르호아에, N. 메닝자이티데스, 노카르디아 아스테로이데스, N. 브라실리엔시스, N. 오티티디스카비아룸, N. 트란스발렌시스, 프로테우스 미라빌리스, P. 불가리스, 로도코쿠스 에퀴, S. 아리조나에, S. 콜레라수이스, S. 엔테리티디스, S. 갈리나룸-풀로룸, S. 멜레아그리디스, S. 파라타이피, A, B, C, S. 티피이, S. 타이피뮤리움을 포함한 살모넬라, S. 보이디, S. 다이센테리에, 유형 1, S. 플렉스네리, S. 손네이, 스파애로포루스 네크로포루스, 스타필로코쿠스 아우레스, 스트렙토바실러스 모닐리포르미스를 포함한 시겔라, S. 뉴모니에, S. 파이오제네스, 트레포네마 팔리둠, T. 카라테움, 비브리오 콜레라에, V. 파라헤몰리티쿠스, V. 불니피쿠스, 예르시니아 엔테로콜리티카, 바르토넬라를 포함한 스트렙토코쿠스, B. 아보르투스, B. 카니스, B. 수이스, B. 멜리텐시스, 버크홀데리아 (슈도모나스) 말레이, B. 슈포말레이, 콕시엘라 부르네티이, 프란시셀라 툴라렌시스, 마이코박테리움 보비스 (BCG 균주, BSL II--세균제 포함 클라미디아 제외)를 포함한 브루셀라, M. 결핵, 결핵 (MOTT) 이외의 마이코박테리아, 파스튜렐라 멀토시다 유형 B--"버팔로" 및 다른 악성의 균주. 리케차 아카리, R. 아우스트랄리스, R. 칸다다, R. 코노리이, R. 리케트시아, R. 리케트시, R, 시베리카, R. 츠츠가무시, R. 티피이 (R. 무세리), 예르시니아 페스티스.
분석물은 바이러스성 병원체로부터 유도될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 분석물은 하기중에서 선택된 바이러스성 병원체로부터 유도된다: 아데노바이러스, 인간--전체 유형, 알파바이러스 (토가바이러스), 동부 말 뇌염 바이러스, 동부 말 뇌척수염 바이러스, 베네주엘라 말 뇌척수염 백신 균주 TC-83, 서부 말 뇌척수염 바이러스, 아레나바이러스, 림프구 맥락수막염 바이러스 (비-신경친화성 균주), 타카리베 바이러스 복합체, 분야바이러스, 분얌웨라 바이러스, 리프트밸리 열 바이러스 백신 균주 MP-12, 칼시바이러스, 코로나바이러스. 플라비바이러스 (토가바이러스)--그룹 B 아르보바이러스, 뎅기열 바이러스 혈청형 1, 2, 3, 및 4, 황열병 바이러스 백신 균주 17D, 간염 A, B, C, D, 및 E 바이러스, 사이토메갈로바이러스, 엡슈타인 바르 바이러스, 단순 포진 유형 1 및 2, 대상포진, 인간 헤르페스바이러스 유형 6 및 7, 인플루엔자 바이러스 유형 A, B, 및 C, 파포바바이러스, 유두종 바이러스, 뉴캐슬병 바이러스, 홍역 바이러스, 볼거리 바이러스, 파라인플루엔자 바이러스 유형 1, 2, 3, 및 4, 폴리오마바이러스 (JC 바이러스, BK 바이러스), 호흡기 세포융합 바이러스, 인간 파보바이러스 (B 19), 콕사키 바이러스 유형 A 및 B, 에코바이러스, 폴리오바이러스, 리노바이러스, 알라스트림 (소두창 바이러스), 천연두 (대두창 바이러스), 화이트폭스 레오바이러스, 콜티바이러스, 인간 로타바이러스, 및 오르비바이러스 (콜로라도 진드기 열 바이러스), 광견병 바이러스, 소포성 구내염 바이러스, 루비바이러스 (풍진), 셈리키 포레스트 바이러스, 세인트 루이스 뇌염 바이러스, 베네주엘라 말 뇌염 바이러스, 베네주엘라 말 뇌척수염 바이러스, 아레나바이러스 (남아메리카 출혈열 바이러스라고로 알려짐), 플렉살, 림프구 맥락수막염 바이러스 (LCM) (신경친화성 균주), 한탄 바이러스, 리프트밸리 열 바이러스, 일본 뇌염 바이러스, 황열병 바이러스, 몽키폭스 바이러스, 인간 면역결핍 바이러스 (HIV) 유형 1 및 2, 인간 T 세포 림프친화성 바이러스 (HTLV) 유형 1 및 2, 유인원 면역결핍 바이러스 (SIV), 소포성 구내염 바이러스, 과나리토 바이러스, 라사열 바이러스, 쥬닌 바이러스, 마츄포 바이러스, 사비아, 크림-콩고 출혈열 바이러스, 에볼라 바이러스, 마버그 바이러스를 포함한, 한타바이러스, 중부 유럽 진드기 매개 뇌염, 극동 진드기 매개 뇌염을 포함한, 진드기 매개 뇌염 바이러스 복합체 (플라비), 한잘로바, 히프르, 쿰링게, 키아사누르 숲 질환, 옴스크 출혈열, 및 러시아 춘하 뇌염 바이러스, 헤르페스바이러스 시미아에 (헤르페스 B 또는 원숭이 B 바이러스), 세로피테신 헤르페스바이러스 1 (헤르페스 B 바이러스), 말 모르빌리바이러스 (헨드라 및 헨드라-유사 바이러스), 니파 바이러스, 대두창 바이러스 (천연두 바이러스), 소두창 바이러스 (알라스트림), 아프리카 돼지 콜레라바이러스, 아프리카 마역 바이러스, 아까바네 바이러스, 조류 인플루엔자 바이러스 (고 병원성), 청설 바이러스, 낙타두 바이러스, 고전적 돼지 콜레라바이러스, 카우드리아 루미난티움 (심수병), 구제역 바이러스, 산양두 바이러스, 일본 뇌염 바이러스, 괴피 질환 바이러스, 악성 카르타르열 바이러스, 메난글 바이러스, 뉴캐슬병바이러스 (VVND), 가성우역 바이러스, 린더페스트 바이러스, 양두 바이러스, 돼지 소포성 질환 바이러스, 소포성 구내염 바이러스 (외래).
분석물은 기생충으로부터 유도될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 분석물은 하기 중에서 선택된 기생충으로부터 유도된다: A. 두오데날레, A. 세일라니쿰을 포함한 안실로스토마 인간 구충, 룸브리코이데스 수움을 포함한 아스카리스, B. 다이버겐스, B. 마이크로티를 포함한 바베시아, B. 말라이이, B. 티모리, 콕시디아를 포함한 브루지아 필라리아 벌레, C. 파붐, 시스티세르쿠스 셀룰로사에를 포함한 크립토스포리디움 (포충낭, T. 솔리움의 유충), E. 그라눌로시스, E. 물틸로쿨라리스, E. 보겔리, 이질아메바, 엔테로바이우스를 포함한 에키노콕쿠스, F. 기간티카, F. 헤파티카를 포함한 파스시올라, G. 람블리아를 포함한 기아르디아, 헤테로피에스, H. 디미누타, H. 나나를 포함한 히메놀레피스, 아이소스포라, L. 브라질리엔시스, L. 도노바니, L. 에티오피아, L. 메이저, L. 멕시카나, L. 페루바니아, L. 트로피카를 포함한 라이쉬마니아, 로아 로아 필라리아 벌레, 미포자충류, 네글레리아 파울러리, N. 아메리카누스를 포함한 네카토르 인간 구충, O. 볼불루스, 플라스모듐 시노몰로기, P. 팔시파룸, P. 말라리에, P. 오발레, P. 비박스를 포함한 사상충 필라리아 벌레, S. 수이 호미니스를 포함한 사르코사이스티스, S. 헤마토븀, S. 인터칼라툼, S. 야포니쿰, S. 만소니, S. 메콘기를 포함한 주혈흡충, S. 스테르코랄리스를 포함한 스트론길로이데스, 테니아 솔륨, T. 카니스를 포함한 톡소카라, T. 곤디이를 포함한 톡소플라스마, 트리치넬라 스피랄리스, T. 브루세이 브루세이, T. 브루세이 감비엔세, T. 브루세이 로데시엔세, T. 크루지를 포함한 트리파노소마, 또는 반크롭티 사상충 필라리아 벌레.
분석물은 진균 병원체일 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 분석물은 하기 중에서 선택된 진균 병원체로부터 유도된다: 아스페르길루스 푸미가테스, 블라스토마이세스 더마티티디스, 클라도스포리움 반티아눔, 칸디다 알비칸스, C. (자일로하이파) 트리초이데스, 크립토코쿠스 네오포르만스, 닥틸라리아 갈로파바 (오크로코니스 갈로파붐), 에피더모파이톤, 엑소피알라 (왕기엘라) 더마티티디스, 폰세카애아 페드로소이, 마이크로스포럼, 파라콕시디오이데스 브라질리엔시스, 펜니실리움 마르네페이, 주폐포자충, 스포로트릭스 스켄치이, 트리코파이톤, 콕시디오이데스 임미티스, 콕시디오이데스 포사다시이, 히스토플라즈마 캅술라툼, H. 캅술라툼 바르. 두보이시이.
분석물은 독소일 수 있다. 일부 구현예에서, 분석물은 하기중에서 선택된 독소이다: 아브린, 보툴리늄 신경독소, 클로스트리듐 페르프린겐스 엡실론 독소, 코노톡신, 디아세톡시시르페놀, 리신, 삭시톡신, 시가-유사 리보솜 불활성화 단백질, 시가톡신, 포도상구균 장독소, T-2 독소, 및 테트로도톡신.
일부 구현예에서, 분석물은 하기중에서 선택된다: B형 간염 표면 항원 (HBsAg), B. 부르그도르페리 OspA, HPV L1, RSV F 단백질, 인플루엔자 하막글루타닌, 인플루엔자 스템-루프 영역, 인플루엔자 M2, P. 팔시파룸 메로조이트 표면 단백질 1-10, GLURP, 혈청, S-항원, 6-cys 계열, AMA1, EBA175, 140, 181, MTRAP, PTRAMP, ASP, Rh1, 2a, 2b, 4, 5, RAP1, 2, 3, RAMA, RHOPH1, 2, 3, P. 비박스 시르쿰스포로조이테 단백질, 종충 표면 프로에틴2, SSP2/TRAP, CSP-N, CSP-R, CSP-C, MSP-1, MSP-9, DBPRIII, AMA-1, Pvs25, Pvs28, S. 아우레스 협막 다당질, 폴리-N-아세틸 글루코사민, HIV gp120, gp41, 및 뎅기열 바이러스 보존된 영역.
또 다른 구현예에서 분석물은 알레르겐의 적어도 하나의 에피토프를 포함한다. 알레르겐 예컨대 알러지 백신에 함유된 알레르겐은 천연 발생, 또는 인공일 수 있다. 알레르겐의 예는, 비제한적으로, 하기를 포함한다: 동물성 제품 (예를 들어, Fel d 1, 털 비듬, 바퀴벌레형 꽃받침, 솜털, 집먼지 진드기 배출), 약물 (예를 들어, 페니실린, 설폰아미드, 살리실레이트, 국부 마취약), 음식 (예를 들어, 셀러리 및 셀러리뿌리, 옥수수, 계란 (예를 들어, 알부민), 과일, 콩과식물 (예를 들어, 콩, 완두콩, 땅콩, 대두), 밀크, 해산물 (예를 들어, 어패류), 참께, 콩, 나무 견과 (예를 들어, 피칸, 아몬드), 밀, 곤충 독 (예를 들어, 불개미, 벌침 독, 말벌침 독), 라텍스, 금속, 식물 꽃가루 (예를 들어, 풀 (예를 들어, 독보리, 큰조아재비, 잡초 (예를 들어, 돼지풀, 질경이, 쐐기풀, 유럽쑥, 명아주, 수영), 및 나무 (예를 들어, 자작나무, 오리나무, 개암나무, 서어나무, 칠엽수, 버드나무, 포플러, 플라타너스, 피나무, 감람나무, 측백나무).
일부 구현예에서, 분석물은 하기로부터 유도된 알레르겐이다: 라텍스 단백질, 예를 들어, 미가공된 라텍스 수액, 암모니아를 함유한 원료 라텍스, 또는 단백질이 화학물질 및 고온에 노출된 마무리된 라텍스 생성물. 일부 구현예에서, 알레르겐은 하기이다: 진드기의 알레르겐, 예를 들어, 더마토파고이데스 파리나에, 더마토파고이데스 프테로니스시누스, 아카루스 시로, 블로미아 트로피칼리스, 코르토글리퍼스 아르쿠아타스, 유로글리퍼스 칸네이, 레피도글리퍼스 데스트럭토르, 티로파거스 푸트레스센티아에, 또는 글리파거스 데메스티쿠스. 일부 구현예에서, 알레르겐은 하기 유래이다: 독, 예를 들어, 봄부스 spp., 베스파 크라브로, 아피스 멜리페라, 돌리코베스풀라 spp., 폴리스테스 spp., 베스풀라 spp., 돌리코베스풀라 마쿨라타, 또는 돌리코베스풀라 아레나리아. 일부 구현예에서, 분석물은 하기이다: 곤충 유래 알레르겐, 예를 들어, 캄포노투스 펜실바니쿠스, 솔레놉시스 인빅타, 솔레놉시스 리흐테리, 페리플라네타 아메리카나, 블라텔라 게르마니카, 블라타 오리엔타일리스, 테바누스 spp., 무스카 도메스티카, 에페메롭테라 spp., 쿨리시다에 sp., 또는 헤테로세라 spp.
일부 구현예에서, 알레르겐 분석물은 하기이다: 유기체로부터 상피, 비듬, 또는 모발, 예를 들어, 세리누스 카나리아, 펠리스 카투스 (도메스티쿠스), 보스 타우루스, 갈루스 갈루스 (도메스티쿠스), 카니스 파밀리아리스, 아리아스 플라티린코스, 메리오네스 운구이쿨라투스, 카프라 히르쿠스, 안세르 도메스티쿠스, 카비아 포르셀루스 (코바야), 메소크리에투스 아우라투스, 수스 스크로파, 에쿠우스 카발루스, 무스 무스큘러스, 씨타시다에, 콜룸바 파스시아타, 오릭톨라거스 쿠니큘러스, 래투스 노르베기쿠스, 또는 오비스 아리에스.
일부 구현예에서, 알레르겐 분석물은 하기 유래이다: 진균, 예를 들어, 세팔로스포륨 아크레모늄, 알테르나리아 테누이스, 아스페르길루스 글라우쿠스, 아스페르길루스 플라부스, 아스페르길루스 푸미가투스, 아스페르길루스 니둘란스, 아스페르길루스 니게르, 아스페르길루스 테레우스, 아스페르길루스 베르시콜로르, 아우레오바시듐 풀루란 (풀루라리아 풀루란), 드레크슬레라 소로키니아나, 헬민토스포륨 사티붐, 보트리티스 시네레아, 칸디다 알비칸스, 카에토뮴 글로보섬, 클라도스포리움 헤르바룸, 클라도스포리움 스파애로스페늄 (호모덴드룸 호르데이), 드레크슬레라 스피시페라 (쿠르불라리아 스피시페라), 에피콕쿰 솔라늄 니그럼 (에피콕쿰 푸르푸라스센스), 에피더모파이톤 플록코섬, 푸사리움 모닐리포르메, 푸사리움 솔라니, 지오트리춤 칸디둠, 글리오클라디움 비리데, 헬민토스포륨 솔라니, 마이크로스포럼 카니스, 뮤코르 시르시넬로이데스프 시르시넬로이데스, 뮤코르 시르시넬로이데스프 루시타니쿠스, 뮤코르 플룸보우스, 마이코곤 페르니시오사, 뉴로스포라 인터미디아, 니그로스포라 오리자에, 패실로마이세스 바리오티이, 페니실룸 브레비콤팍툼, 페니실룸 카멤베르티이, 페니실룸 크리소게넘, 페니실룸 디지타툼, 페니실룸 엑스판섬, 페니실룸 노타툼, 페니실룸 로우크포티이, 포마 베타에, 포마 헤르바룸, 라이조푸스 오리자에, 라이조푸스 스톨로니페르, 로도투룰라 뮤실라지노사, 사카로마이세스 세레비지에, 스코풀라리옵시스 브레비카울리스, 세르풀라 라크리만스, 세토스파애리아 로스트라타, 스템필륨 보트리오섬, 스템필륨 솔라니, 트리코데르마 하르지아넘, 트리코파이톤 멘타그로피테스, 트리코파이톤 루브럼, 또는 트리코테슘 로세움. 일부 구현예에서, 알레르겐은 깜부기, 예를 들어, 우스틸라고 누다, 우스틸라고 시노돈티스, 우스틸라고 칸디스, 스포리소륨 크루엔텀, 우스틸라고 아베나에, 또는 우스틸라고 트리티치 유래이다.
일부 구현예에서, 알레르겐 분석물은 풀, 예를 들어, 파스팔럼 노타텀, 시노돈 닥틸론, 포아 콤프레사, 브로무스 이넨니스, 팔라리스 아룬디나세아, 제아 칸스, 엘리트리기아 레펜스 (아그로피론 레펜스), 소르검 핼펜세, 포아 프라텐시스, 페스투카 프라텐시스 (엘라티오르), 아베나 사티바, 닥틸리스 글로메라타, 아그로스티스 기간테아 (알바), 세칼레 세레알레, 레이무스 (엘리무스) 콘덴사투스, 롤리움 페렌네 ssp. 멀티플로룸, 롤리움 페렌네, 안톡산툼 오도라툼, 플레움 프라텐세, 홀쿠스 라나투스, 트리티쿰 아에스티범, 또는 엘리무스 (아그로피론) 스미티이 유래이다.
일부 구현예에서, 알레르겐 분석물은 잡초, 예를 들어, 아트리플렉스 폴리카르파, 바카리스 할리미폴리아, 바카리스 사로트로이데스, 히메노클레아 살솔라, 아마란투스 히브리두스, 크산튬 스트루마륨 (콤뮨), 루멕스 크리스퍼스, 유파튬 카필리폴륨, 솔리다고 spp., 아마란투스 투베르쿨라투스 (악니다 타마리스시나), 알렌롤페아 옥시덴탈리스, 체노포듐 보트리스, 코키아 스코파리아, 체노포듐 알붐, 이바 크산티폴리아, 이바 안구스티폴리아, 체노포듐 암브로시오이데스, 아르테미시아 불가리스, 아르테미시아 루도비시아나, 우르티카 디오이카, 아마란투스 스피노서스, 플란타고 란세올라타, 이바 악실라리스, 아트리플렉스 렌티포르미스, 암브로시아 두모사, 암브로시아 아칸티카르파, 암브로시아 트리피다, 암브로시아 아르테미시이폴리아, 암브로시아 콘페르티플로라, 암브로시아 비덴타타, 암브로시아 입실로스타키야, 살솔라 칼리 (페스티퍼), 아르테미시아 칼리포르니카, 아르테미시아프리기다, 아르테미시아 트리덴타타, 아트리플렉스 우리그티이, 아트리플렉스 콘페르티폴리아, 또는 아르테미시아 안누아 유래이다.
일부 구현예에서, 알레르겐 분석물은 나무, 예를 들어, 아카시아 spp., 알누스 글루티노사, 알누스 루브라, 알누스 인카나 ssp. 루고사, 알누스 롬비폴리아, 프락시누스 벨루티나, 프락시누스 펜실바니카, 프락시누스 라티폴리아, 프락시누스 아메리카나, 파퓰러스 트레물로이데스, 미리카 세리페라, 파구스 그란디폴리아 (아메리카나), 카수아리나 에퀴세티폴리아, 베툴라 렌타, 베툴라 펜둘라, 베툴라 니그라, 베툴라 옥쿠덴탈리스 (폰티날리스), 베툴라 포풀리폴리아, 아세르 네군도, 크립토메리아 야포니카, 주니페루스 아쉐이 (사비노이데스), 주니퍼루스 비르기니아나, 타마릭스 갈리카, 파퓰러스 발사미페라 ssp. 트리코카르파, 파퓰러스 델토이드, 파퓰러스프레몬티이, 파퓰러스 위슬리제니, 파퓰러스 모닐리페라 (사르겐티이), 쿠프레수스 아리조노카, 탁소듐 디스티쿰, 쿠프레수스 셈페르바이렌스, 울무스 아메리카나, 울무스 크라스시폴리아, 울무스 푸밀라, 유칼립투스 글로벌러스, 셀티스 옥시덴탈리스, 코릴루스 아메리카나, 코릴루스 아벨라나, 카르야 오바타, 카르야 라시니오사, 카르야 알바, 주니페루스 모노스페르마, 주니페루스 프린코티이, 주니페루스 스코풀로룸, 주리페루스 옥시덴탈리스, 로비니아 슈도아카시아, 만기페라 인디카, 아세르 마크로필룸, 아세르 루브럼, 아세르 사카룸, 멜라류카 퀸퀘네르비아 (류카덴드론), 프로소피스 글란둘로사 (줄리플로라), 브로우스소네티아 파피리페라, 모루스 루브라, 모룸스 알바, 퀘르쿠스 감벨리이, 퀘르쿠스 벨루티나, 퀘르쿠스 마크로카르파, 퀘르쿠스 켈록기이, 퀘르쿠스 아그리폴리아, 퀘르쿠스 로바타, 퀘르쿠스 일렉스, 퀘르쿠스 스텔라타, 퀘르쿠스 루브라, 퀘르쿠스 두모사, 퀘르쿠스 비르기니아나, 퀘르쿠스 니그라, 퀘르쿠스 가리아나, 퀘르쿠스 알바, 올레아 유로파에아, 엘라에그누스 안구스티폴리아, 사이트루스 시넨시스, 아레카스트럼 로만조피아넘 (코코스 플루모사), 카리야 일로엔시스, 쉬누스 몰레, 쉬누스 테레빈티폴리우스, 피누스 타에다, 피누스 스트로부스, 피누스 팔루스트리스, 피누스 폰데로사, 피누스 엘리옷티이, 피누스 비르기니아나, 피누스 몬티콜라, 피누스 에치나타, 파퓰러스 니그라, 파퓰러스 알바, 리구스트럼 불가레, 리퀴담바르 스티라시플루아, 플라타누스 옥시덴탈리스, 플라타누스 오리엔탈리스, 플라타누스 라세모사, 플라타누스 아세리폴리아, 주글란스 니그라, 주글란스 칼리포르니카, 주글란스 레지아, 살릭스 라시올렙시스, 살릭스 니그라, 또는 살릭스 디스컬러 유래이다. 일부 구현예에서, 알레르겐은 꽃, 예를 들어, 크라이산테멈 류칸테멈, 타락사쿰 오피시날레, 또는 헬리안투스 안누스 유래이다. 일부 구현예에서, 알레르겐은 식물, 예를 들어, 메디카고 사티바, 리시너스 콤머니스, 트리폴륨 프라텐세, 브라씨카 spp., 또는 베타 불가리스 유래이다.
일부 구현예에서, 알레르겐 분석물은 식물성 식품 (식용 식물), 예를 들어, 프루누스 둘시스, 말루스 푸밀라, 프루누스 아르메니아카, 무사 파라디시아카 (사피엔툼), 호르데움 불가레, 파세올루스 라나투스, 파세올루스 불가리스, 파세올루스 sp., 파세올루스 sp., 파세올루스 불가리스, 루부스 알레게니엔시스, 바시늄 sp., 브라씨카 올레라세아 바르. 보트리티스, 파고피럼 에스쿨렌툼, 브라씨카 올레라세아 바르. 캐피타타, 테오브로마 카카오, 쿠쿠미스 멜로, 다우쿠스 카로타, 브라씨카 올레라세아 바르. 보트리티스, 아퓸 그라베올렌스 바르. 둘세, 프루누스 sp., 신나모멈 베럼, 코페아 아라빅, 제아 칸스, 백시윰 마크로카르폰, 쿠쿠미스 사티부스, 알리움 사티범, 진기베르 오피시날레, 비티스 sp., 사이트루스 파라디시, 휴멀러스 루풀루스, 사이트루스 리몬, 락투카 사티바, 아가리쿠스 캄페스트리스, 브라씨카 sp., 마이리스티카 프라그란스, 아베나 사티바, 올레아 유로파에아, 알륨 세파 바르. 세파, 사이트루스 시넨시스, 비그나 운구이쿨라타, 파이슘 사티붐, 프루누스 페르시카, 파이루스 콤무니스, 피페르 니그럼, 캅시쿰 안눔 바르. 안눔, 아나나스 코모수스, 이포모에아 바타타스, 솔라늄 투베로섬, 루부스 이다애우스 바르. 이다에우스, 오리자 사티바, 세칼레 세레알레, 세사뭄 오리엔탈레 (인디쿰), 글리신 맥스, 스피나시아 올레라세아, 쿠쿠르비타 페포 바르. 멜로페포, 프라가리아 칠로엔시스, 리코페르시콘 에스쿨렌툼 (라이코페르시쿰), 브라씨카 라파 바르. 라파, 바닐라 플라니폴리아, 시트룰루스 라나투스 바르. 라나투스, 또는 트리티쿤 아에스티범 유래이다.
일부 구현예에서 알레르겐 분석물은 어류 또는 어패류, 예를 들어, 미크로프테루스 sp., 익탈루루스 푼탁투스, 메르세나리아 메르세나리아, 가두스 모르후아, 칼리넥테스 사피둣, 플라티치티스 sp., 히포글로스수스 sp., 호마루스 아메리카누스, 스콤베르 스콤브루스, 크라스소스트레아 비르기니카, 세바스테스 마리누스, 살모 살라르, 클루페이포르메스, 펙텐 마젤라니쿠스, 페나에우스 sp., 살벨리누스 sp., 또는 썬누스 sp. 유래이다. 일부 구현예에서, 알레르겐은 동물성 식품, 예를 들어, 보스 타우루스, 오비스 아리에스, 또는 수스 스크로파 유래이다. 일부 구현예에서, 알레르겐은 가금 생성물, 예를 들어, 닭 (갈루스 갈루스) 생성물 또는 칠면조 (멜레아그리스 갈로파보) 생성물이다. 일부 구현예에서, 알레르겐은 유제품, 예를 들어, 소 카세인 또는 우유 유래이다. 일부 구현예에서, 알레르겐은 넛트, 예를 들어, 베르톨레티아 엑셀사, 아나카르듐 오세이덴탈레, 코코스 누시페라, 코릴루스 아메리카나, 아라키스 히포가에아, 카리아 일리노엔시스, 주글란스 니그라, 또는 주글란스 레지아이다. 일부 구현예에서, 알레르겐은 분진, 예를 들어, 보리 알갱이 분진, 옥수수 알갱이 분진, 하우스 분진, 매트리스 분진, 귀리 알갱이 분진, 밀 알갱이 분진, 덮개 분진, 또는 라텍스 분진이다.
일부 구현예에서, 항원 분석물은 자가면역 장애에 관련된 자가항원이다. 일부 구현예에서, 자가면역 장애는 세포 또는 장기-특이적 자가면역 장애이고, 자가항원 분석물은 하기중에서 선택된다: 아세틸콜린 수용체 (중증 근무력증), 액틴 (만성 활성 간염, 원발성 담도성 간경변증), 아데닌 뉴클레오타이드 수송체 (ANT) (팽창된 심근증(cardiomyoapthy), 심근염), 베타-아드레날린수용체 (팽창된 .정도. 심근병증), 방향족 L-아미노산 탈탄산효소 (자가면역 다선 증후군 유형 I (APS-1)), 아시알로당단백질 수용체 (자가면역 간염), 살균/투과도-증가형 단백질 (Bpi) (낭포성 섬유증 혈관염), 칼슘-감지 수용체 (후천적 부갑상선기능저하증), 콜레스테롤 측쇄 절단 효소 (CYPIIa) (APS-1), 콜라겐 유형 IV 알파3-쇄 (굿파스투어 증후군), 사이토크롬 P450 2D6 (CYP2D6) (자가면역 간염), 데스민 (크론 질환, 관상동맥 질환), 데스모글레인 1 (천포창 폴리아세우스), 데스모글레인 3 (심상성 천포장), F-액틴 (자가면역 간염), GM 강글리오사이드 (길랑-바레 증후군), 글루타메이트 탈탄산효소 (GAD65) (1형 당뇨병, 강직인 증후군), 글루타메이트 수용체 (GLUR) (라스무센 뇌염), H/K ATPase (자가면역 위염), 17-알파-하이드록실라제 (CYP17) (APS-1), 21-하이드록실라제 (CYP21) (애디슨 질환), IA-2 (ICA512) (1형 당뇨병), 인슐린 (1형 당뇨병, 인슐린 저혈당 증후군 (히라타 질환), 유형 B 인슐린 내성, 가시세포증, 전신 홍반성 낭창 (SLE)), 내인성 인자 유형 1 (악성 빈혈), 백혈구 기능-관련된 항원 (LFA-1) (난치성 라임 관절염), 수초-관련된 당단백질 (MAG) (다발성신경병증), 수초 염기성 단백질 (다발성 경화증, 탈수초 질환), 수초 희소돌기교세포 당단백질 (MOG) (다발성 경화증), 미오신 (류마티스성 열), p-80-코일린 (아토피 피부염), 피루바에 탈수소효소 복합체-E2 (PDC E2) (원발성 담도성 간경변증), 요오드화나트륨 동반수송체 (NIS) (그레이브스 질환, 자가면역 갑상선기능저하증), SOX-10 (백반증), 갑상선 및 눈 근육 공유된 단백질 (자가면역 갑상선염), 갑상선 페록시다아제 (자가면역 하시모토 갑상선염), 타이로트로핀 수용체 (그레이브스 질환), 조직 트랜스루타미나제 (소아지방변증), 전사 공활성제 p75 (아토피 피부염), 트립토판 하이드록실라제 (APS-1), 티로시나제(tyroisinase) (백반증, 전이성 흑색종), 및 티로신 하이드록실라제 (APS-1), 여기서 상기 관련된 자가면역 장애(들)은 각 자가항원 분석물 직후 삽입어구로 열거됨.
일부 구현예에서, 자가면역 장애는 전신 자가면역 장애이고, 자가항원 분석물은 하기중에서 선택된다: ACTH (ACTH 결핍), 아미노아실-tRNA 히스티딜 합성효소 (근염, 피부근염), 아미노아실-tRNA 합성효소 (다발성근염, 피부근염), 카디올리핀 (SLE), 탄산탈수소효소 II (SLE, 쇼그렌 증후군, 전신 경화증), 콜라겐 (류마티스성 관절염 (RA), SLE, 진행성 전신 경화증), 동원체-관련된 단백질 (전신 경화증), DNA-의존적 뉴클레오솜-자극된 ATPase (피부근염), 피브릴라린 (경피증), 파이브로넥틴 (SLE, RA, 반상경피증), 글루코오스-6-포스페이트 이소머라제 (RA), 베타2-당단백질 I (베타2-GPI) (1차 항인지질 증후군), 골진 (95, 97, 160, 및/또는 180) (쇼그렌 증후군, SLE, RA), 열충격 단백질 (다양한 면역 관련된 장애), 반접합성 단백질 180 (수포성 유천포창, 임신포진, 반흔성 유천포창, 히스톤 H2A-H2B-DNA (SLE), IgE 수용체 (만성 특발성 두드러기), 케라틴 (RA), Ku-DNA-단백질 키나제 (SLE), Ku-핵단백질 (결합 조직 증후군), La 인단백질 (La 55-B) (쇼그렌 증후군), 마이엘로퍼옥시다제 (괴사성 및 초승달 사구체신염 (NCGN), 시스템 혈관염), 프로테이나제 3 (PR3) (베게너 육아종증, 처그-스트라우스 증후군), RNA 폴리머라제 I-III (RNP) (전신 경화증, SLE), 신호 인식 단백질 (SRP54) (다발성근염), 토포이소머라제-1 (Scl-70) (경피증, 레이노 증후군), 튜불린 (만성 간 질환, 내장 라이쉬마니증), 및 비멘틴 (전신 자가면역 질환), 여기서 상기 관련된 자가면역 장애(들)은 각 자가항원 직후 삽입어구로 열거됨.
일부 구현예에서, 자가면역 장애는 혈장 단백질 자가면역 장애 또는 사이토카인 자가면역 장애이고, 자가항원 분석물은 하기중에서 선택된다: C1 저해제 (자가면역 C1 결핍), C1q (SLE, 막 증식성 사구체신염 (MPGN)), 사이토카인 (예를 들어, IL-1 알파, IL-1베타, IL-, IL-10, LIF) (RA, 전신 경화증), 인자 II (장기 응고 시간), 인자 V (장기 응고 시간), 인자 VII (장기 응고 시간), 인자 VIII (장기 응고 시간), 인자 IX (장기 응고 시간), 인자 X (장기 응고 시간), 인자 XI (장기 응고 시간), 인자 XII (장기 응고 시간), 트롬빈 (장기 응고 시간), vWF (장기 응고 시간), 당단백질 IIb/IIIg 및 Ib/IX (자가면역 혈소판감소증 자반병), IgA (면역결핍), 및 산화된 LDL (OxLDL) (죽상경화증), 여기서 상기 관련된 자가면역 장애(들)은 각 자가항원 분석물 직후 삽입어구로 열거됨.
일부 구현예에서, 자가면역 장애는 암 또는 방종양성 자가면역 장애이고, 자가항원 분석물은 하기중에서 선택된다: 암피피신 (신경병증, 소 폐 세포 암), 사이클린 B 1 (간세포 암종), DNA 토포이소머라제 II (간암), 데스모플라킨 (방종양성 천포창), 게피린 (방종양성 강직인 증후군), Hu 단백질 (방종양성 뇌척수염), 뉴런의 니코틴산 아세틸콜린 수용체 (아급성 자율신경병증, 암), p53 (암, SLE), p62 (IGF-II mRNA-결합 단백질) (간세포 암종), 레코베린 (암-관련된 망막증), R1 단백질 (방종양성 안간대 간대성근경련 운동실조증), 베타 IV 스펙트린 (아래 운동 뉴런 증후군), 시냅토타그민 (람베르트-이튼 근무력증 증후군), 전압 개폐 칼슘 채널 (람베르트-이튼 근무력증 증후군) 및 Yo 단백질 (방종양성 소뇌 퇴행).
일부 구현예에서, 항원 분석물은 비정상적으로 발현된 폴리펩타이드인 내인성 항원이다. 상기 내인성 항원의 예는, 비제한적으로, 아밀로이드 베타 (A-베타 또는 A.베타.), 알파 시누클레인, 시스타틴 C, 타우, ABri, ADan, 초과산화물 디스무타제 (SOD), 돌연변이체 헌팅턴, PrP.sup.sc 또는 임의의 전술한 것의 단편을 포함한다.
본 발명의 일부 구현예에서, 분석물은 대상체에 도입되는 이식물의 적어도 하나의 에피토프, 이식물 물질의 대사 또는 분해 생성물, 또는 이식물 물질의 에피토프에 구체적으로 결합하는 물질, 예컨대 이식물 재료 또는 그의 분해 생성물이 된 항체를 포함한다 상기 이식물은, 예를 들어, 하기를 포함할 수 있다: 전기 동력 이식물 (예를 들어, 인공 심장박동기), 생체이식물 (손상된 조직 (예를 들어, 정형외과 제건 보철), 심장 보철 (인공 판막), 피부, 및 각막을 대체하기 위해 대상체의 바디에 수술로 이식된 생체적합물질), 피임약 이식물, 치아 이식물, 정형외과 이식물, 및 접착 예방 디바이스. 에피토프를 보유할 수 있는 이식물 물질의 예는 하기를 포함한다: 라텍스; 실리콘; 금속, 예컨대 코발트 크롬 (Co--Cr) 합금, 티타늄, 및 티타늄 합금; 폴리머, 예컨대 초고 분자량 폴리에틸렌 (UHMWPE) 및 폴리메틸 메타크릴레이트 시멘트 (PMMA); 및 바이오세라믹, 예컨대 수산화인회석 및 생체유리.
비-항체 신호 변환 요소
본 발명의 예시적 구현예는 다양한 비-항체 신호 변환 요소를 포함한다. 각 신호 변환 요소는 관심 특이적 분석물을 수령하도록, 즉, 결합하도록 자체 적응되는 검출체 분자를 수령하도록, 즉, 결합하도록 적응된다. 하나의 구현예에서, 신호 변환 요소는 바이오센서 세포의 표면 속에 가공되는 및 상기 상에 발현되는, 및 검출가능한 신호를 방출하는 리포터 단백질을 궁극적으로 초래하는 신호 변환 경로를 활성화하도록 적응되는 막관통 키메라 융합 단백질이다. 또 다른 구현예에서, 신호 변환 요소는 세포 표면 신호 변환체에 결합하도록 적응되는 가용성 키메라 융합 단백질, 예컨대 검출가능한 신호를 방출하는 리포터 단백질을 궁극적으로 초래하는 신호 변환 경로를 활성화하도록 적응되는 원상태 수용체 또는 수용체 단백질이다. 더욱 또 다른 구현예에서, 신호 변환 요소는 바이오센서 세포 속에 가공되고 상기에 의해 발현되는 가용성 키메라 융합 단백질이다. 가용성 키메라 융합 단백질은 그 다음 세포 표면 신호 변환체에 결합하는 세포외 공간, 예컨대 검출가능한 신호를 방출하는 리포터 단백질을 궁극적으로 초래하는 신호 변환 경로를 활성화하도록 적응되는 원상태 수용체 또는 수용체 단백질 속으로 분비/배출된다.
본 발명의 키메라 융합 단백질은 하기를 포함할 수 있다: (i) 적어도 하나의 유형의 검출체 분자 (예를 들어, 가용성 항체)에 결합하도록 적응되는 단백질의 성분; 및 (ii) 살아있는, 가공된 바이오센서 세포에 의해 정상적으로 발현된 수용체 복합체의 성분. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 유형의 검출체 분자에 결합하도록 적응되는 단백질의 성분은 박테리아 결합 단백질 (즉, 박테리아로부터 유도된 항체 결합 단백질) 예컨대, 예를 들어, Strep G 단백질의 IgG 결합 도메인 (본 명세서에서 도에 있어서 일명 IgGbp 또는 Igbp)으로부터 유도될 수 있다. 상기 IgG 결합 도메인의 연쇄 반복은 가용성 항체에 대하여 결합 단백질의 친화도를 증가시키기 위해 포함될 수 있다. 대안적 구현예에서, 적어도 하나의 유형의 검출체 분자에 결합하도록 적응되는 키메라 융합 단백질의 성분은 수용체 단백질 예컨대, 예를 들어, 쥣과 Fc 감마 RI (FcγRI) 수용체로부터 유도된 항체 결합 도메인이다. 다양한 예시적 구현예에서, 살아있는, 가공된 바이오센서 세포에 의해 정상적으로 발현된 수용체 복합체의 성분은 하기이다: IgM (B 세포 바이오센서용); Igα/β (B 세포 바이오센서용); IgE (비만 세포 바이오센서용); CD19 (B 세포 바이오센서용), CD3제타 (T 세포 바이오센서용), 또는 FcεRI (비만 세포 바이오센서용).
본 발명의 비-항체 신호 변환 요소는 완전한 단백질 서열 또는 가공된 단백질 단편 예컨대 더 큰 단백질 분자로부터 유도된 선택된 단백질 도메인을 포함할 수 있다. 당해 분야의 숙련가는 더 큰 분자의 단편이 표준 유전적 가공 기술 예컨대 합성 유전자 기술을 이용하여 창출될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 더 큰 단백질의 단편이 키메라 융합 단백질의 측면으로서 항체 결합 모티프를 가공하기 위해 사용되는 경우 선택된 단백질 단편의 적절한 형태적 폴딩을 보장하기 위해 가공된 단백질을 설계하는 것이 중요하다. 따라서, 단백질 2차 구조를 쉽게 형성하지 않는 (융합 단백질에서) 짧은 스페이서 또는 링커 요소를 포함하는 것이 유용하다. 아미노산 예컨대 글리신, 세린 및 알라닌의 짧은 조합은, 예를 들어, 이들 스페이서 또는 링커 요소를 위하여 사용될 수 있다. 예시적 구현예에서, 아미노산 서열 글리신 (G), 세린 (S), 알라닌 (A), 세린 (S), 글리신 (G), 세린 (S), 글리신 (G)은 가공된 단백질 분자 (참고 서열 식별 번호: 19)에서 수용체 복합체의 성분으로부터 별개의 결합 도메인에 사용된다. 신호-변환 요소에 검출체 요소를 연결하기 위해 또는 신호-변환 요소의 상이한 세그먼트를 상호연결하기 위해 사용된 펩타이드 링커 또는 스페이서에 관하여: 링커는 전형적으로 한 요소의 카복실 말단을 또 다른 요소의 아미노 말단에 연결시킨다. 펩타이드 링커는 0 내지 25 아미노산 길이 또는 임의의 중간체 정수 값으로 다양할 수 있고 전형적으로, 그러나 항상은 아니고, 친수성 아미노산 예컨대 글리신 (G) 및 세린 (S)을 포함할 수 있다.
이전에 언급된 바와 같이, 각 신호 변환 요소는 관심 특이적 분석물에 결합하는 검출체 분자에 결합한다. 분석물에 결합된 검출체 분자는 (i) 막관통 신호 변환 요소에 결합하거나; 또는 (ii) 세포 표면 신호 변환체 (예를 들어, 원상태 수용체)에 자체 결합하는 신호 변환 요소에 결합할 것이다. 제1 상황에서, 막관통 비-항체 신호 변환 요소에 자체 결합되는 충분한 수의 검출체 분자에 충분한 수의 분석물의 결합시, 신호 변환 요소의 응집은 바이오센서 세포 표면에서 발생하고, 신호 변환 경로는 활성화되고, 생물학적 방법은 발생하고, 검출가능한 신호는 리포터 단백질에 의해 방출된다. 제2 경우에서, 적절한 원상태 수용체에 자체 결합되는 충분한 수의 비-항체 신호 변환 요소에 대한 충분한 수의 검출체 분자에 충분한 수의 분석물의 결합시, 수용체의 응집은 세포 표면에서 발생하고, 신호 변환 경로는 활성화되고, 세포내 칼슘에서의 증가는 발생하고, 검출가능한 광은 리포터 단백질에 의해 방출된다.
본 발명의 예시적 구현예에 있어서 제1 비-항체 신호 변환 요소는 GSASGSG 링커로 IgM 중쇄 불변 도메인 (B 세포)에 융합된 박테리아 결합 단백질 (IgGbp)을 포함한다. 서열 식별 번호: 1은 신호 변환 요소 IgGbp-IgM에 DNA 서열을 제공하고 서열 식별 번호: 2는 신호 변환 요소 IgGbp-IgM에 단백질 서열을 제공한다.
본 발명의 예시적 구현예에 있어서 제2 비-항체 신호 변환 요소는 GSASGSG 링커로 B 세포 수용체의 Igα/β 성분에 융합된 박테리아 결합 단백질 (IgGbp)을 포함한다. 서열 식별 번호: 3은 신호 변환 요소 IgGbp-Igα/β에 DNA 서열을 제공하고 서열 식별 번호: 4는 신호 변환 요소 IgGbp-Igα/β에 단백질 서열을 제공한다.
본 발명의 예시적 구현예에 있어서 제3 비-항체 신호 변환 요소는 GSASGSG 링커로 T-세포 수용체의 CD3 제타 쇄에 융합된 박테리아 결합 단백질 (IgGbp)을 포함한다. 서열 식별 번호: 5는 신호 변환 요소 IgGbp-CD3ζ에 DNA 서열을 제공하고 서열 식별 번호: 6은 신호 변환 요소 IgGbp-CD3ζ에 단백질 서열을 제공한다.
본 발명의 예시적 구현예에 있어서 제4 비-항체 신호 변환 요소는 GSASGSG 링커로 IgM 중쇄 불변 도메인 (B 세포)에 융합된 FcγRI 항체 결합 도메인을 포함한다. 서열 식별 번호: 7은 신호 변환 요소 FcγRI-IgM에 DNA 서열을 제공하고 서열 식별 번호: 8은 신호 변환 요소 FcγRI-IgM에 단백질 서열을 제공한다.
본 발명의 예시적 구현예에 있어서 제5 비-항체 신호 변환 요소는 GSASGSG 링커로 B-세포 수용체의 Igα/β 성분에 융합된 FcγRI 항체 결합 도메인을 포함한다. 서열 식별 번호: 9는 신호 변환 요소 FcγRI-Igα/β에 DNA 서열을 제공하고 서열 식별 번호: 10은 신호 변환 요소 FcγRI-Igα/β에 단백질 서열을 제공한다.
본 발명의 예시적 구현예에 있어서 제6 비-항체 신호 변환 요소는 GSASGSG 링커로 T-세포 수용체의 CD3 제타 쇄에 융합된 FcγRI 항체 결합 도메인을 포함한다. 서열 식별 번호: 11은 신호 변환 요소 FcγRI-CD3ζ에 DNA 서열을 제공하고 서열 식별 번호: 12는 신호 변환 요소 FcγRI-CD3ζ에 단백질 서열을 제공한다.
본 발명에 있어서 제7 예시적인 비-항체 신호 변환 요소는 GSASGSG 링커로 IgE 불변 도메인 (B 세포)에 융합된 박테리아 결합 단백질 (IgGbp)을 포함한다. 서열 식별 번호: 13은 신호 변환 요소 IgGbp-IgE에 DNA 서열을 제공하고 서열 식별 번호: 14는 신호 변환 요소 IgGbp-IgE에 단백질 서열을 제공한다.
본 발명에 있어서 제8 예시적인 비-항체 신호 변환 요소는 GSASGSG 링커로 IgE 불변 도메인 (B 세포)에 융합된 FcγRI 항체 결합 도메인을 포함한다. 서열 식별 번호: 15는 신호 변환 요소 FcγRI-IgE에 DNA 서열을 제공하고 서열 식별 번호: 16은 신호 변환 요소 FcγRI-IgE에 단백질 서열을 제공한다.
본 발명에 있어서 제9 예시적인 비-항체 신호 변환 요소는 GSASGSG 링커로 T-세포 수용체의 CD3 제타 쇄에 융합된 모노머성 스트렙타비딘을 포함한다. 서열 식별 번호: 17은 신호 변환 요소 mSA-CD3ζ에 DNA 서열을 제공하고 서열 식별 번호: 18은 신호 변환 요소 mSA-CD3ζ에 단백질 서열을 제공한다. 모노머성 스트렙타비딘은 스트렙타비딘 사량체를 모노머로 그리고 수득한 단리된 서브유니트의 용해도를 향상시키기 위해 파괴하는 돌연변이를 포함하는 스트렙타비딘의 재조합 형태이다.
실시예 바이오센서 I
도 1a-b와 관련하여, 본 발명의 예시적 구현예에 있어서 제1 바이오센서(100)는, 이전에 기재된 바와 같이, 에쿼린(104)을 생산하기 위해 가공된 및 CTZ(106)으로 충전되어 에쿼린/CTZ 복합체를 형성하는 Jurkat T 세포(102)를 포함한다. 막관통 비-항체 신호 변환 요소 FcγRI-CD3ζ (서열 식별 번호: 11-12)가 바이오센서(100)로 또한 사용될 수 있어도, 상기 특정한 바이오센서는, IgGbp-CD3ζ (서열 식별 번호: 5-6)인, 막관통 비-항체 신호 변환 요소(108)를 발현하도록 또한 가공되었다. 바이오센서 세포(102)는 또한 적어도 하나의 신호 변환 경로(110)를 포함하고, 이의 활성화는 세포내 Ca2+(112)의 증가를 초래한다. 도 1b에 나타낸 바와 같이, 표적 분석물(116) (예를 들어, E. 콜리 0157)이 결합되는 충분한 수의 검출체 분자(114) (예를 들어, 가용성 항체)가 막관통 비-항체 신호 변환 요소(108)에 결합하는 경우, 신호 변환 경로(110)는 활성화되고, 세포내 Ca2+(112)는 증가하고, 에쿼린/CTZ 복합체는 형태적 변화를 경험하고 광 증배기 튜브(120)에 의해 검출되는 광(118)의 신호 (광자)를 방출하고, 스파이크(122)는 시험 디바이스 (참고 아래 설명)상에 그래프로 표시되어, 시험된 샘플 내에 표적 분석물(116)의 존재를 나타낸다. 표시는 표적 분석물(116)에 관하여 정성적 및 정량적 둘 모두일 수 있다.
실시예 바이오센서 II
도 2a-b와 관련하여, 본 발명의 예시적 구현예에 있어서 제2 바이오센서(200)는, 이전에 기재된 바와 같이, 에쿼린(204)을 생산하기 위해 가공된 및 CTZ(206)로 충전되어 에쿼린/CTZ 복합체를 형성하는 MC/9 (ATCC® CRL-8306™) 비만 세포(202)를 포함한다. 비-항체 신호 변환 요소 FcγRI-IgE. (서열 식별 번호: 15-16)가 바이오센서(200)로 또한 사용될 수 있어도, 상기 특정한 바이오센서는, IgGbp-IgE (서열 식별 번호: 13-14)인, 가용성 비-항체 신호 변환 요소(208)에 결합하는, 원상태 Fc 엡실론 수용체 (즉, FcεRI)(207)를 발현시킨다. 도 2b에 나타낸 바와 같이, 표적 분석물(216) (예를 들어, E. 콜리 0157)이 결합되는 충분한 수의 검출체 분자(214) (예를 들어, 가용성 항체)가 원상태 Fc 엡실론 수용체(207)에 이전에 결합된 비-항체 신호 변환 요소(208)에 결합하는 경우, 신호 변환 경로(210)는 활성화되고, 세포내 Ca2+(212)는 증가하고, 에쿼린/CTZ 복합체는 형태적 변화를 경험하고 광 증배기 튜브(220)에 의해 검출되는 광(218)의 신호 (광자)를 방출하고, 스파이크(222)는 시험 디바이스 (참고 아래 설명)상에 그래프로 표시되어, 시험된 샘플 내에 표적 분석물(216)의 존재를 나타낸다. 표시는 표적 분석물(216)에 관하여 정성적 및 정량적 둘 모두일 수 있다.
실시예 바이오센서 III
도 3a-b와 관련하여, 본 발명의 예시적 구현예에 있어서 제3 바이오센서(300)는, 이전에 기재된 바와 같이, 에쿼린(304)을 생산하기 위해 가공된 및 CTZ(306)로 충전되어 에쿼린/CTZ 복합체를 형성하는 MC/9 (ATCC® CRL-8306™) 비만 세포(302)를 포함한다. 비-항체 신호 변환 요소 FcγRI-IgE. (서열 식별 번호: 15-16)가 바이오센서(300)로 또한 사용될 수 있어도, 상기 특정한 바이오센서는, IgGbp-IgE (서열 식별 번호: 13-14)인, 비-항체 신호 변환 요소(308)에 결합하는, 원상태 Fc 엡실론 수용체 (즉, FcεRI)(307)를 발현시킨다. 상기 특정한 구현예에서, 바이오센서 세포(302)는 IgGbp-IgE를 발현하도록 및 상기 비-항체 신호 변환 요소를 세포외 공간 속으로 배출하도록 추가로 가공되었고, 여기서 세포 표면상에 발현된 원상태 FcεRI에 결합한다. 도 3b에 나타낸 바와 같이, 표적 분석물(316) (예를 들어, E. 콜리 0157)이 결합되는 충분한 수의 검출체 분자(314) (예를 들어, 가용성 항체)는 원상태 Fc 엡실론 수용체(307)에 이전에 결합된 비-항체 신호 변환 요소(308)에 결합하고, 신호 변환 경로(310)는 활성화되고, 세포내 Ca2+(312)는 증가하고, 에쿼린/CTZ 복합체는 형태적 변화를 경험하고 광 증배기 튜브(320)에 의해 검출되는 광(318)의 신호 (광자)를 방출하고, 스파이크(322)는 시험 디바이스 (참고 아래 설명)상에 그래프로 표시되어, 시험된 샘플 내에 표적 분석물(316)의 존재를 나타낸다. 표시는 표적 분석물(316)에 관하여 정성적 및 정량적 둘 모두일 수 있다.
실시예 바이오센서 IV
도 4와 관련하여, 본 발명의 예시적 구현예에 있어서 제4 바이오센서(400)는 에쿼린을 생산하기 위해 및, mSA-CD3ζ (서열 식별 번호: 17-18)인, 막관통 비-항체 신호 변환 요소(408)를 발현하기 위해 가공된 바이오센서 세포(402)를 포함한다. 비-항체 신호 변환 요소 mSA-CD3ζ (모노머성 스트렙타비딘-CD3ζ)는, 표적 분자(416) 예컨대, 예를 들어, 표피 성장 인자 (EGF)에 특이적으로 결합하는, 바이오티닐화된 검출체 분자(414)에 결합한다. 항-표적 분자 항체(417) 예컨대, 예를 들어, 항-EGF는 이전에 기재된 바와 같이 다중 신호 변환 요소를 클러스터링하고 신호 변환을 유도하는 표적 다량체를 창출한다. 다른 구현예에서, 모노머성 스트렙타비딘 성분은 바이오티닐화된 성분으로 대체되고 대안적 연결은 이용될 수 있다.
실시예 바이오센서 V
도 5와 관련하여, 본 발명의 예시적 구현예에 있어서 제5 바이오센서(500)는 에쿼린을 생산하기 위해 및, mSA-CD3ζ (서열 식별 번호: 17-18)인, 막관통 비-항체 신호 변환 요소(508)를 발현하기 위해 가공된 바이오센서 세포(502)를 포함한다. 비-항체 신호 변환 요소 mSA-CD3ζ (모노머성 스트렙타비딘-CD3ζ)는, 일부 구현예에서 자가항원 분자인, 바이오티닐화된 검출체 분자(514)에 결합한다. 바이오티닐화된 검출체 분자(514)는, 일부 구현예에서 항-자가항원 분자인, 표적 분자(516)에 특이적으로 결합한다. 혈청 샘플에서 자가항체는 이전에 기재된 바와 같이 다중 신호 변환 요소를 클러스터링하고 신호 변환을 유도하는 표적 다량체를 창출한다. 다른 구현예에서, 모노머성 스트렙타비딘 성분은 바이오티닐화된 성분으로 대체되고 대안적 연결 수단이 이용될 수 있다.
본 발명의 키메라 단백질을 생산하기 위해 사용된 신호-변환 폴리펩타이드의 아미노산 서열은 하기 수탁 번호에 의해 또는 하기에서 확인된 단백질 또는 도메인과 적어도 70%, 75%, 80%, 85%, 87.5%, 90%, 92.5%, 95%, 97.5%, 98%, 99% 서열 동일성 또는 유사성을 가질 수 있다: IgM 중쇄 (유전자은행: CAC20458.1), Ig-알파 (P11912.2, GI:547896), Ig-베타 (P40259.1 GI:728994), CD19 (AAA69966.1 GI:901823), CD3제타 (P20963.2, GI: 23830999), IgE 알파 (1F2Q_A, GI:9257150) 및 Fc엡실론R1 서브유니트 알파 (P12319.1, GI: 119865).
스타필로코쿠스 아우레스 단백질 A (P02976.3, GI: 110283003)는 스타필로코 쿠스 아우레스의 spa 유전자에 의해 암호화되고, 그의 Ig-결합 세그먼트를 포함한, 그의 구조, 및 면역글로불린-결합 특성은 공지되고 하기에 참고로 편입된다: Graille, et al., Proc Natl Acad Sci U S A. 2000 May 9;97(10):5399-404; 및 Roben, et al. J Immunol. 1995 Jun 15;154(12):6437-45. 공지된 단백질 A 아미노산 서열과 적어도 70%, 75%, 80%, 85%, 87.5%, 90%, 92.5%, 95%, 97.5%, 98%, 99% 서열 동일성 또는 유사성 및 면역글로불린 또는 다른 분석물, 예컨대 Graille, et al. 및 Roben, et al.에 의해 기재된 것에 결합하는 능력을 갖는 단백질 A의 변이체 또는 그의 면역글로불린-결합 세그먼트는 면역글로불린-결합 아미노산 서열을 암호화한 핵산의 직접 합성으로 포함하는 당해 기술에서 공지된 분자 생물학적 기술에 의해 생산될 수 있다.
다른 박테리아 면역글로불린-결합 단백질, 예컨대 스트렙토코쿠스 단백질 G 및 상기 단백질의 가공된 변이체는 공지되고 하기에 참고로 편입된다: Bailey, et al., J Immunol Methods. 2014 Dec 15; 415:24-30 (doi: 10.1016/j.jim.2014.10.003) (Epub 2014 Oct 22); 및 Watanabe, et al., J Biol Chem. 2009 May 1; 284(18):12373-8 (doi: 10.1074/jbc.M809236200)(Epub 2009 Mar 6). 공지된 단백질 G 아미노산 서열과 적어도 70%, 75%, 80%, 85%, 87.5%, 90%, 92.5%, 95%, 97.5%, 98%, 99% 서열 동일성 또는 유사성 및 면역글로불린 또는 다른 분석물, 예컨대 Bailey, et al. 및 Watanabe, et al.에 의해 기재된 것에 결합하는 능력을 갖는 단백질 G의 변이체 또는 그의 면역글로불린-결합 세그먼트는 면역글로불린-결합 아미노산 서열을 암호화한 핵산의 직접 합성으로 포함하는 당해 기술에서 공지된 분자 생물학적 기술에 의해 생산될 수 있다.
Fc 수용체 (FcR)는 면역글로불린의 Fc 부분에 결합하고 많은 유형의 상기 Fc 수용체는 FcγRI 및 FcεRI를 포함하여 공지된다. 이들 FcRs의 구조적 및 기능적 결합 특징은 하기에 참고로 편입된다: Fridman, FASEB J. 1991 Sep; 5(12):2684-90. 공지된 FcR 아미노산 서열, 예컨대 Fridman에 의해 기재된 서열과 적어도 70%, 75%, 80%, 85%, 87.5%, 90%, 92.5%, 95%, 97.5%, 98%, 99% 서열 동일성 또는 유사성을 갖는 FcRs의 변이체 또는 그의 면역글로불린-결합 세그먼트는 면역글로불린-결합 아미노산 서열을 암호화한 핵산의 직접 합성으로 포함하여 당해 기술에서 공지된 분자 생물학적 기술에 의해 생산될 수 있다.
본 발명에 따른 신호 변환 단백질은 서열 식별 번호: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 및 18에 의해 기재된 개시된 키메라 신호 변환 단백질과 적어도 70%, 75%, 80%, 85%, 87.5%, 90%, 92.5%, 95%, 97.5%, 98%, 99% 서열 동일성 또는 유사성을 가질 수 있고 또한 분석물, 예컨대 면역글로불린을 결합하고, 그 다음 가공된 바이오센서 세포 속에 신호를 변환하는 능력을 가질 수 있다. 그와 같은 변이체는 분자 생물학적 기술분야에서 잘 알려진 방법에 의해 또는 변이체 키메라 리포터 단백질을 암호화한 폴리뉴클레오타이드의 화학 합성, 벡터 속에 암호화 서열의 삽입, 및 벡터로 적격 세포의 형질변환 또는 형질감염에 의해 작제될 수 있다.
세포 선별 및 클로닝
본 발명의 바이오센서의 설계 및 작제는 배양된 경우 바이오센서 세포의 혼합된 집단을 초래하였다. 일부 세포는 가공된 인자를 발현시키지 않았고 반면에 다른 세포는 다양한 수준에서 인자를 발현시켰다. 성공적인 전기천공 및 유전자 삽입 이후, 바이오센서 세포는 배양되었고 혼합된 집단으로서 생물학적 반응 (플래시 신호)을 위하여 시험되었다. 단일 세포 선별은 유세포측정기를 이용하여 수행되었다. 세포는 단리되었고 그 다음 요망된 단백질의 높은 수준을 발현한 것을 선택하기 위해 분석용으로 팽창되었다. 상기 방법을 위하여, 형광으로 표지된 항체는 바이오센서 세포에서 상이한 수용체를 표적하기 위해 사용되어, 이로써 선별 방법을 가능하게 하였다. 개별 클론은 신호변환을 위하여 스크리닝되었고 최고의 클론이 선택되었다. 상기 방법을 통해, 가장 적합한 클론이 확인 및 단리되었다. 형광-활성화된 세포 선별 (FACS) 및 세포외 단백질용 살아있는 세포 염색은 아래에 기재된 바와 같이 수행되었다.
가공된 바이오센서 세포는 계수되었고, 천천히 원심분리되었고, 1x107-1x108 세포/mL의 최종 농도로 세정 완충액 (HBSS + 2% BSA)에서 재현탁되었다. 각 실험에서, Fc 영역을 갖는 전체 항체 또는 F(ab)2는 사용되었다. 전체 항체를 사용한 경우, 1-0.5 μg의 Fc 수용체 차단 항체는 세포를 수용하기 위한 각 비어있는 12 x 15 mm 튜브에 첨가되었다. 각각의 이들 튜브 속에, 100 μL의 세포 (1x106 내지 1x107 세포)는 Fc 차단 항체의 최상부에서 첨가되었다. 세포는 천천히 혼합되었고 15 분 동안 4℃ 또는 실온에서 인큐베이션되었다. F(ab)2를 이용한 경우, 차단 Fc의 이전의 단계는 생략되었다. (선택하는 수용체에 대한) 총 1 μg의 1차 항체는 첨가되었고, 세포는 그 다음 천천히 혼합된 후 20-40 분 동안 얼음에서 (또는 4℃에서) 인큐베이션되었다. 상기 온도는 수용체 내재화를 예방하였다. 세포는 표지화를 촉진시키기 위해 간헐적으로 천천히 진탕되었다 (선회되었다). 2 mL 용적의 차가운 세정 완충액이 첨가되었고 그 다음 세포는 4℃에서 원심분리되었고 상청액은 제거되었다. 세정 단계가 반복되었고 그 다음 100 μL의 세정/선별 완충액에서 세포를 재현탁시켰다. 2차 FITC-표지된 항체는 세포에 첨가되었고 (0.5-1 μg) 혼합된 다음 얼음에서 (또는 4℃에서) 20-40 분 동안 인큐베이션하였다. 세포는 전체 방법 동안 광으로부터 보호되었다. 2 mL 용적의 차가운 세정 완충액은 첨가되었고 그 다음 세포는 원심분리되었고 상청액은 제거되었다. 세정 단계는 반복되었고 세포는 0.5-1 mL의 세정 완충액에 재현탁되었다. 세포는 선별용 시간까지 얼음에서 인큐베이션되었다. 선별은 가능한 빨리 (적어도 동일한 날에) 실시되었다. 단일 세포 선별 이후 세포의 클로닝 및 배양은 아래에 기재된 바와 같이 수행되었다.
바이오센서 세포는 각 웰이 하나의 세포 및 100-200 μL 세포 성장 배지를 함유한 96 웰 플레이트 속에 선별되었다. 플레이트는 성장률을 결정하기 위해 및 24 웰 플레이트로 이동 경우를 판단하기 위해 다음 10 내지 14 일 동안 스캐닝/모니터링되었다. 스캐닝 동안, 상이한 마킹은 상이한 조건에 대하여 사용되었다. 일부 웰들은 이들이 살아있는 세포를 함유하면 마킹되었지만, 이동에 준비되지 않았고 오염된 웰들이 또한 마킹되었다. 세포는 각 웰에 1.0 mL의 적절한 배지를 함유한 24 웰 플레이트로 이동되었다. 오염된 세포의 경우에서, 세정은 웰로부터 모든 세포 현탁액을 15mL 원뿔형 튜브에서 5ml의 멸균된 1x PBS 속에 첨가함으로써 실시되었다. 세포는 그 다음 170 RCF에서 10 분 동안 원심분리되었고 상청액은 제거되었다. 펠렛은 배양된 24 웰 플레이트내 1.0 mL의 새로운 배지에서 재현탁되었다. 계속된 성장 이후, 세포는 1.5 mL의 새로운 배지/웰의 12 웰 플레이트에 이동되었다.
클론 스크리닝을 위하여, 12 웰 플레이트에서 성장 이후, 세포는 이들이 충전 및 플래시 시험에 준비되었는지를 결정하기 위해 계수되었다. 플래시 시험 동안, 단일 반복은 25,000 세포를 포함하였다. 충분한 세포는 성장되어 시험을 축적하였고 또한 일부를 남겨 성장을 계속하였다. 상기 단계는 클론 스크리닝의 제1 라운드를 마킹하였다. 선택된 클론은 추가로 성장되었고 요망된 특성에 따라 후속의 시험에 적용되었다. 생물학적 반응을 위하여, 예를 들어, Jurkat-FcγRI-CD3ζ 클론은 박테리아에 대한 항-CD3ε 항체 (양성 대조군) 및 단클론성 항체를 각각의 박테리아와 이용하여 스크리닝되었고 반면에 디기토닌은 화학 반응 시험에 사용되었다. MC/9-Aeq 클론은 항-FcεRI 항체 (생물학적 반응) 및 디기토닌 (화학적 반응)을 이용하여 스크리닝되었다.
요약하면, 형광-활성화된 세포 선별 (FACS)은, 이 경우에 가공된 수용체인, 요망된 단백질을 고도로 발현시키는 세포를 선택 및 단리하기 위해 형광 항체 표지를 이용하여 수행되었다. 상기 방법은 시험 디바이스에서 PMT를 이용한 플래시 시험에 의해 추가로 확인된 고도로-발현한 바이오센서 세포의 집단을 초래하였다. 전체 방법 동안, 세포는 인간 오류를 제거하기 위해 및 일관성 및 효율을 향상시키기 위해 자동 세포 계수기를 이용하여 계수되었다. Jurkat-FcγRI-CD3ζ의 상이한 클론은 항-E. 콜리 O111 mAb 및 E. 콜리 O111 박테리아로 시험된 경우 생물학적 반응의 상이한 수준을 제공하였다. 많은 클론은 동일한 식으로 시험되었고 최고 반응군은 클론 보존원에서 저장되었다. 마찬가지로, 화학 디기토닌을 이용한 상이한 MC/9-Aeq 클론 시험으로부터 수득된 화학 반응 결과는 상이한 클론이 에쿼린 발현의 수준에 따라 화학 반응의 상이한 수준을 제공했다는 것을 나타냈다. 최고 신호를 가진 클론은 클론 보존원에서 저장되었다.
바이오센서 세포 배양
상이한 배양 배지 제형은 최적의 성장 조건을 보장하기 위해 상이한 세포주에 사용되었다. MC/9 비만 세포는 완전한 비만 세포 배지 (DMEM - Sigma, Cat. No. D5796; 1x Pen/Strep; 10% FBS; 10% T-Stim 보충물; 50 μM β-머캅토에탄올)에서 배양되었다. Jurkat T-세포는 완전한 RPMI 배지 (RPMI-ThermoFisher; 10% FBS; 1x Pen/Strep)에서 배양되었다. 전기천공된 작제물의 특징에 따라, 상이한 항생제는 세포 배양액에서 선택에 사용되었다. 적절한 항생제는 전기천공 후 2-3 일 성장 배지에 첨가되어 선형화된 DNA 작제물을 성공적으로 통합한 세포를 위하여 선택하였다. 세포 농도는 최적의 세포 성장을 위하여 4.0 x 105와 1.0 x 106 세포/mL 사이에서 유지되었다. 상이한 세포주 및 클론은 장기간 보관을 위하여 가공되었고 원액은 아래와 같이 액체 질소에 냉동되었다: (i) 세포는 150 RCF에서 10 분 동안 원심분리되었고 상청액은 제거되었고; (ii) 세포 펠렛은 5.0 x 105 세포/mL의 농도에서 냉동 배지 (RPMI; 50% FBS; 10% DMSO)에서 재현탁되었고; (iii) 1 mL의 용적은 2 mL Nunc 동결-바이알에 분주되었고 -80℃에서 24시간 동안 냉동된 다음 장기간 보관을 위하여 액체 질소에 이동되었다.
바이오센서 세포 충전
본 발명의 바이오센서 세포는 150 RCF에서 10 분 동안 50 mL 원뿔형 튜브에서 원심분리되었다. 상청액은 제거되었고 펠렛은 25,000 세포/180 μL의 농도에서 충전 배지 (RPMI; 10% 항체-감손된 FBS; 1x pen/strep; 0.1% 플루론산 F68 및 1.5 mM 코엘렌테라진)에서 재현탁되었다. 추가로, 세포는 또한 상이한 농도 예컨대, 예를 들어, 100,000 세포/180 μL 및 400,000 세포/180 μL에서 충전되었다. 세포는 24-26 시간 동안 천천히 진탕/요동하면서 실온에서 충전되었다. 사용 전에, 상업적으로 입수가능한 항체-감손된 FBS는 다른 항체 고갈 시스템을 이용하여 추가로 정제될 수 있다.
세포 농축
본 발명의 바이오센서 세포는 더 높은 농도 보다는 더 낮은 농도에서 더 효과적으로 충전되는 것으로 실증되었다. 예를 들어, 25,000 세포/180 μL 대 400,000 세포/180 μL의 밀도로 세포 충전은 검출가능한 신호에서 2-배수 증가를 초래한 것으로 보여졌다. Jurkat-FcγRI-CD3ζ 클론 P5G7 세포는 400,000 세포/180 μL 및 25,000 세포/180 μL 둘 모두로 충전되었고 그 다음 각 반응에서 400,000 세포/180 μL로 시험되었다. 밤새 E. 콜리 O111 박테리아 배양액은 23 nM 항-E. 콜 리 O111 mAb와 사용되었다. 더 낮은 농도로 충전된 바이오센서 세포는 시험된 동일한 수의 박테리아 세포에 대하여 더 높은 신호를 제공하였다. 바이오센서 세포 밀도는 최적의 병원체 검출을 허용하기 위해 충전 이후 세포의 농축에 의해 주로 변화된다. 검출체 분자가 가용성 항체인 경우, 상이한 농도는 표적 병원체 및 항체의 품질에 따라 병원체 검출에 사용되었다. 바이오센서 세포는 150 RCF로 10 분 동안 원심분리에 의해 농축되고 세포 펠렛은 시험 배지의 요망된 용적에서 재현탁된다. 충전 배지는 또한 시험 배지로서 작용할 수 있다. 특정한 사례에서, 배지에 정상 FBS의 첨가는 정상 FBS내 항체의 고농도로 인해 바이오센서 신호 (플래시)를 초래하는 생물학적 반응을 유발하였다. 따라서, 상업적으로 입수가능한 항체-감손된 FBS는, 전적으로 이의 제거 없이 항체 유발된 신호를 감소시킨, 충전 방법에서 사용되었다. 추가의 방법은 상업적으로 입수가능한 항체-감손된 FBS에서 미량의 항체를 추가로 감손하기 위해 사용되었다.
생물검정
본 발명의 예시적 구현예에서, 분석물 생물검정은 그 분석물 (예를 들어, 병원체)에 특이적인 바이오센서 세포 및 가용성 단클론성 항체 (mAb)로 포맷된다. 이들 구현예에서, 생물검정의 특이성은 표적 분석물에 가용성 항체의 선택적 결합에 직접적으로 관련되고 바이오센서의 특이성 및 감수성은 생물발광의 검출 및 측정에 의해 결정된다. 본 방법에서, 바이오센서 세포는 발광 분자, 코엘렌테라진 (CTZ)을 이용하여 초기에 충전된다. 선택하는 가용성 항체 및 분석되는 샘플은 그 다음 첨가된다. 표적 병원체가 샘플에서 존재하면, 바이오센서 세포에 의해 발현된 융합 단백질에 결합하는, 가용성 항체와 상호작용하여, 궁극적으로 바이오센서 세포로부터 방출을 초래하는 신호 캐스케이드를 유발한다. 방출된 광은 시험 디바이스에서 광 증배기 튜브 (PMT)에 의해 검출되고 바이오센서 세포에 의해 방출된 신호는 광자 계수/초로서 표시된다. 아래에 기재된 바와 같이, 다양한 방법은 가용성 항체에 기반된 병원체 및 표적 병원체를 검출하기 위해 개발되었다. 아래 상세히 기재된, 3개의 그런 방법은 하기를 포함한다: (i) 검출체 분자 (예를 들어, 항체)의 즉시 첨가; (ii) 검출체 분자 (예를 들어, 항체)로 바이오센서 세포 코팅; 및 (iii) 항체로 분석물 (예를 들어, 박테리아) 코팅.
시험 유니트
본 발명의 생물검정 측면은 본원에서 벤치톱 또는 휴대용 시험 시스템 및 디바이스 예컨대, 그 전체가, 본원에서 참고로 편입되는, 미국 특허 출원 번호 13/711,296 (미국 특허 번호 9,023,640)에 개시한 것으로 사용을 위하여 설계된 시험 서브유니트 또는 시험 카트리지에서 수행될 수 있다. 단일-사용, 일회용 물품일 수 있는, 시험 카트리지가 샘플 및 바이오센서 둘 모두를 수용하고 시험 카트리지 속에 바이오센서 도입은 예측가능한 및 조절된 방식으로 샘플 및 바이오센서를 혼합한다. 시험 카트리지는 추가로 시험 샘플 및 바이오센서를 수용하기 위한 반응 챔버를 포함하고, 여기서 반응 챔버는 소정의 내부 기하구조를 갖고 전체 신호 대 잡음 비의 개량 목적을 위하여 배경 잡음을 최소화 또는 제거하도록 추가로 적응되었다. 적어도 하나의 안정제는 혼합 방법 동안 시험 샘플 및 바이오센서에 전단력 손상 최소화를 위하여 반응 챔버에서 위치될 수 있다.
예시적 구현예에서, 반응 챔버 및 시험 카트리지 내에 반응 챔버로 이어지는 유체 채널은 몇 개의 목적을 달성하도록 설계된다. 반응 챔버에 진입하는 유체용 유입구 채널은 관형 형상을 포함하고 튜브의 직경은 비교적 작고 반응 챔버에 대한 유입구에서 더 작아지도록 줄어든다. 이는 반응 챔버에 진입하는 유체의 속도를 증가시키고 반응 챔버 내에 시약의 벌크 운동으로 인해 더욱 격렬한 및 균질한 혼합을 촉진시킨다. 샘플에서 존재한 임의의 감염원이 바이오센서를 빠르게 촉진시키는 것을 보장함으로써 시험의 지속기간을 최소화하기 위해, 분자 확산을 넘어 혼합을 촉진시키는 식으로 시약 및 샘플을 혼합하는 것이 바람직하다. 유체가 혼합물의 균질성을 증가시키기 위해 혼합됨에 따라 유입구 채널은 시험 챔버의 중심 축 주위 시약의 시계방향 또는 반시계방향 회전 운동을 촉진시키기 위해 반응 챔버의 중심 축으로부터 상쇄될 수 있다. 유입구 채널은, 혼합된 유체 속에 기포의 최소로 난류 및 최소 도입을 허용하는, 반응 챔버의 측면과 접촉을 유지하면서 유입구 채널로부터 반응 챔버까지 들어오는 유체의 허용을 위하여 반응 챔버의 내면에 또한 대략 접한다. 기포는 시약에 의해 방출된 광이 혼합된 시약 내에 또는 혼합된 시약의 표면상에 기포를 통해 이동함에 따라 이들이 일으키는 광의 예측할 수 없는 굴절로 인해 바람직하지 않다. 유입구 채널의 축은 시약이 반응 챔버의 최하부에 잔류하는 유체와 혼합되는 것을 보장하기 위해 들어오는 유체 유동에 대해 부분적으로 하향 방향을 제공하기 위해 수평선 위로 (예를 들어, 약 30도) 각질 수 있다. 대안적으로, 시약은 대안적인 유체 전달 수단 예컨대 반응 챔버의 최하부에 시약을 전달하기 위한 수직 채널을 이용하여, 또는 시험 챔버 속으로 유동하는 시약의 칼럼을 창출하기 위해 시험 챔버의 중심 축상에 직접적으로 유체를 전달하여 이로써 비말동반을 통해 혼합을 촉진시켜 시험 챔버에 도입될 수 있다.
반응 챔버의 형상 (즉, 소정의 기하구조)는 반응 챔버의 중심 축 주위 유체 혼합의 시계방향 또는 반시계방향 운동을 용이하게 하는 회전된 부문일 수 있다. 대안적으로, 요망하는 경우, 회전된 부문 이외의 반응 챔버 형상 예컨대 직사각형 또는 불규칙한 형상은 이용될 수 있다. 하나의 구현예에서, 반응 챔버를 형성하기 위해 회전된 부문은, 광증폭기 튜브 (PMT) (Hamamatsu)일 수 있는, 시약에 의해 방출된 미광의 수집의 용이를 위하여 및 검출체의 표면을 향한 상기 광의 반사를 위하여 타원의 부분이다. 반응 챔버의 표면은 타원형 형상의 집광 특성을 향상시키기 위해 반사적일 수 있다. 일부 구현예에서, PMT의 표면의 최대 직경은 시스템의 출력의 최대 신호 대 잡음 비를 달성하도록 제한된다. 반응 챔버의 직경은, 유체의 비용적을 유지하기 위해 설계된 반응 챔버에서 달성될 수 있는 타원형 형상에 영향을 미치는, PMT의 직경을 대략 맞추도록 설계될 수 있다. 구속된 타원형 형상으로 인해, 반응 챔버 표면 색상은 달리 PMT 표면에 직접적으로 반사되지 않는 광이 백색 표면에 의해 부분적으로 확산되고 상기의 분획이 PMT 표면을 향해 유도되는 경우 발생하는 추가의 집광으로 인해 부분적으로 확산성 백색일 수 있다. 대안적으로, 다른 표면 마감재 및 물질 예컨대 거울같은 마감재 알루미늄, 또는 투명한 물질은 요망하는 경우 사용될 수 있다. 추가로, 반응 챔버 자체로부터 방출된 광을 시약으로부터 임의의 방출된 광의 소멸 및 검출 방지를 예방하기 위해, 반응 챔버 물질이 최소로 인광인 것이 바람직하다. 백색 폴리머 재료 예컨대 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 또는 다른 상기 폴리머 재료가 낮은 수준의 인광을 나타낸다고 알려져도, 광 반사 및 확산의 조합에 의해 제공된 추가의 집광은 광 감지 회로 출력의 신호 대 잡음 비에 이점이 있는 것으로 밝혀졌다.
예시적 구현예에서, 시험 서브유니트는 샘플 분석에서 사용을 위한 시스템을 제공한다. 시스템은 하기를 포함한다: 바이오센서 시약, 여기서 상기 바이오센서 시약은 살아있는 생물학적 세포를 포함하고; 긴 루프부 및 짧은 루프부를 갖는, 저장기 카드, 여기서 상기 저장기 카드는 바이오센서 시약을 저장하고; 및 시험 카트리지 베이스, 여기서 상기 시험 카트리지는 저장기 카드를 수용하도록 구성됨. 시험 카트리지 베이스는 추가로 하기를 포함한다: (i) 중심 축을 갖는 반응 챔버, 여기서 상기 반응 챔버는 회전된 절반 타원의 형상을 갖고; 및 (ii) 반응 챔버에 연결된 유입구 채널, 여기서 상기 유입구 채널은 수평선 위 15-60 도의 각도로 반응 챔버 위에 배치되고, 여기서 상기 유입구 채널은 반응 챔버의 중심 축으로부터 상쇄되고, 여기서 유입구 채널을 통해 시험 카트리지 베이스 속에 분석되는 샘플의 도입시, 샘플은 살아있는 생물학적 세포에 손상을 최소화하면서 바이오센서 시약과 균질하게 혼합됨.
또 다른 예시적 구현예에서, 시험 서브유니트는 생물학적 샘플에서 분석물의 존재의 신속한 검출을 위한 시스템을 제공한다. 상기 시스템은 소정의 분석물 및 생물발광 제제에 특이적인 적어도 하나의 항체를 포함한 바이오센서 시약을 포함하고, 여기서 상기 적어도 하나의 항체는 살아있는, 가공된 림프구의 표면에서 발현되고 여기서 상기 생물발광 제제는 살아있는, 가공된 림프구에 의해 발현되고, 바이오센서 시약은 하기를 하기 위해 작동된다: (i) 시험된 샘플에서 특이적 분석물의 존재 검출, 및 (ii) 바이오센서 시약이 샘플과 반응하고 샘플에서 특이적 분석물의 존재를 검출하는 경우 검출가능한 광 신호 방출. 시험 카트리지는 또한 포함된다. 시험 카트리지는 추가로 하기를 포함한다: (i) 저장기 카드, 여기서 상기 저장기 카드는 바이오센서 시약을 추가로 포함하고; 및 (ii) 시험 카트리지 베이스, 여기서 상기 시험 카트리지 베이스는 저장기 카드를 수용하도록 구성됨. 시험 카트리지 베이스는 하기를 추가로 포함한다: a) 중심 축을 갖는 반응 챔버, 여기서 상기 반응 챔버는 회전된 절반 타원의 형상을 갖고; b) 반응 챔버에 연결된 유입구 채널, 여기서 상기 유입구 채널은 수평선 위 15-60 도의 각도로 반응 챔버 위에 배치되고, 여기서 상기 유입구 채널은 반응 챔버의 중심 축으로부터 상쇄되고; 및 c) 여기서 유입구 채널을 통해 시험 카트리지 베이스 속에 샘플의 도입시, 샘플은 살아있는, 가공된 림프구에 손상을 최소화하고 반응 챔버에서 혼합된 바이오센서 시약 및 샘플의 임의의 거품발생을 최소화하면서 바이오센서 시약과 균질하게 혼합됨. 시험 카트리지를 수용하도록 적응된 시험 유니트는 또한 포함된다. 시험 유니트는 샘플과 반응시 바이오센서 시약에 의해 방출된 검출가능한 광 신호 검출용 센서를 포함하고, 방출된 검출가능한 광 신호의 검출은 샘플에서 분석물의 존재를 나타내고, 여기서 샘플에서 특이적 분석물의 검출은 실시간으로 발생한다.
실시예 생물검정 1: 항체의 즉시 첨가
검출체 분자가 가용성 항체인, 본 발명의 생물검정의 예시적 구현예에서, 시험된 가용성 항체 및 샘플은 시험 샘플에 바이오센서 세포의 도입에 앞서 즉시 함께 혼합된다. 본 구현예에서, 충전된 바이오센서 세포는 원심분리되고 충전 배지에서 (단일 반응에 적절한) 약 400,000 세포/180 μL로 농축된다. 충전된 바이오센서 세포의 180 μL (약 400,000 세포) 분취량은 그 다음 저장기 카드의 긴 루프부 속에 장입된다. 양성 대조군에 대하여, RPMI 배지내 30 μL의 항-CD3ε 항체는 저장기 카드의 짧은 루프부 속에 장입된다. 저장기 카드는 그 다음 시험 카트리지 베이스 속에 고정된다. 표적 병원체에 대해 (0.5 mg/mL로) 2 μL 용적의 항체, 예컨대 항-E. 콜리 O111 (여기서 상기 표적 병원체는 E. 콜리 O111이다)은 카트리지 혼합 챔버에서 시험되는 28 μL의 샘플과 혼합된다. 시험 카트리지 베이스는 시험 디바이스 속에 삽입되고 충전된 바이오센서 세포는 반응 챔버 속에 주사되어 반응을 개시한다. 수득한 신호는 시험 기간의 4 내지 8 분 동안 및 마지막에 기록되고 30 μL의 항-CD3ε 항체는 2 분 동안 기록되는 양성 대조군 반응으로서 반응 챔버 속에 저장기의 짧은 루프로부터 주사된다. 대안적인 양성 대조군으로서, 30 μL의 0.61 mM 디기토닌은 항-CD3ε 항체 보다는 사용될 수 있다. 음성 대조군 시험은 사용되는 항체에 특이적이지 않은 소정의 병원체를 이용하여 수행될 수 있다.
실시예 생물검정 2: 항체로 바이오센서 세포 코팅
검출체 분자가 가용성 항체인, 본 발명의 생물검정의 또 다른 예시적 구현예에서, 바이오센서 세포는 시험된 샘플의 바이오센서 세포와 혼합에 앞서 일정한 기간 동안 가용성 항체로 코팅된다. 본 구현예에서, 충전된 바이오센서 세포는 원심분리되고 충전 배지에서 (하나의 반응에 적절한) 약 400,000 세포/180 μL로 농축된다. 바이오센서 세포의 180 μL (약 400,000 세포) 분취량은 그 다음, 에펜도르프 튜브에서, 표적 병원체, 예컨대 항-E. 콜리 O111 (여기서 상기 표적 병원체는 E. 콜리 O111이다)에 대해 (0.5 mg/mL로) 2 μL 용적의 항체와 혼합된다. 항체와 혼합된 바이오센서 세포는 실온에서 10 분 동안 인큐베이션되고 그 다음 저장기 카드의 긴 루프부 속에 장입된다. 양성 대조군으로, RPMI 배지내 30 μL의 항-CD3ε 항체는 저장기 카드의 짧은 루프부 속에 장입된다. 저장기 카드는 그 다음 시험 카트리지 베이스 속에 고정된다. 시험된 30 μL 용적의 샘플은 반응 챔버 속에 첨가된다. 시험 카트리지 베이스는 시험 디바이스 속에 삽입되고 바이오센서 세포는 혼합 챔버 속에 주사되어 반응을 개시한다. 수득한 신호는 시험 기간의 4 내지 8 분 동안 및 마지막에 기록되고, 30 μL의 항-CD3ε 항체는 2 분 동안 기록되는 양성 대조군 반응으로서 반응 챔버 속에 저장기의 짧은 루프로부터 주사된다. 대안적인 양성 대조군으로서, 30 μL의 0.61 mM 디기토닌은 항-CD3ε 항체 보다는 사용될 수 있다. 음성 대조군 시험은 사용되는 항체에 특이적이지 않은 소정의 병원체를 이용하여 수행될 수 있다.
실시예 생물검정 3: 항체로 분석물 코팅
검출체 분자가 가용성 항체인, 본 발명의 생물검정의 또 다른 예시적 구현예에서, 분석물 (예를 들어, 병원성 박테리아)은 시험된 샘플의 바이오센서와 혼합에 앞서 일정한 기간 동안 가용성 항체로 코팅된다. 본 구현예에서, 충전된 바이오센서 세포는 원심분리되고 충전 배지에서 (하나의 반응에 적절한) 약 400,000 세포/180 μL로 농축된다. 바이오센서 세포의 180 μL (약 400,000 세포) 분취량은 저장기 카드의 긴 루프부 속에 장입된다. 양성 대조군으로, RPMI 배지내 30 μL의 항-CD3ε 항체는 저장기 카드의 짧은 루프부 속에 장입된다. 저장기 카드는 그 다음 카트리지 베이스 속에 고정된다. 표적 병원체, 예컨대 항-E. 콜리 O111 (여기서 상기 표적 병원체는 E. 콜리 O111이다)에 대해 (0.5 mg/mL로) 2 μL 용적의 항체는 에펜도르프 튜브에서 시험되는 28 μL의 샘플과 혼합된다. 샘플은 실온에서 10 분 동안 인큐베이션되고 그 다음 카트리지 혼합 챔버 속에 첨가된다. 카트리지는 PMT 속에 삽입되고 바이오센서 세포는 혼합 챔버 속에 주사되어 반응을 개시한다. 수득한 신호는 시험 기간의 4 내지 8 분 동안 및 마지막에 기록되고, 30 μL의 항-CD3ε 항체는 2 분 동안 기록되는 양성 대조군 반응으로서 반응 챔버 속에 저장기의 짧은 루프로부터 주사된다. 대안적인 양성 대조군으로서, 30 μL의 0.61 mM 디기토닌은 항-CD3ε 항체 보다는 사용될 수 있다. 음성 대조군 시험은 사용되는 항체에 특이적이지 않은 소정의 병원체를 이용하여 수행될 수 있다.
본원에서 기재된 예시적인 생물검정은 배경 잡음을 감소시키고 신호를 향상시키는 다른 첨가제를 포함할 수 있다. 양성 대조군으로서 항-CD3ε 항체를 이용하여, 시스템은 50,000 미충전된 바이오센서 세포의 혼합물에서 10 충전된 바이오센서 세포보다 더 적은 수를 검출하는 것으로 실증되었다. 바이오센서 자체는 30 μL의 샘플에서 230 CFU의 박테리아를 검출하는 것으로 실증되었다. 상기 기재된 생물검정에서, E. 콜리 O111 박테리아에 대해 전매 단클론성 항체 (1F11)는 음성 대조군으로서 사용되는 E. 콜리 O157로 E. 콜리 O111 박테리아를 검출하기 위해 사용되었다. E. 콜리 O157은 음성 결과를 제공하는 것으로 실증되었고, 이로써 시스템의 특이성을 제공하였다. 수많은 상업적으로 입수가능한 항체는 또한 기재된 생물검정으로 사용될 수 있다. 전매 단클론성 항체 (1F11)에 관하여, 단클론성 항체의 항체 분석 및 선택은 아래에 기재된 바와 같이 달성되었다.
항체 생산은 96-웰 다중웰 플레이트에서 수행된 ELISA에 의해 결정되었다. 각 웰은 상이한 LPS (E. 콜리 O157, E. 콜리 O127, E. 콜리 O111, E. 콜리 O26, 클 렙시엘라 뉴모니아에 , 살모넬라 엔테리오아 및 미접촉 혈청) 또는 박테리아 세포 (E. 콜리 O157, E. 콜리 O111, E. 콜리 26 및 E. 콜리 DH5α)로 코팅되었다. mAb O157 또는 mAb O111의 상이한 클론으로부터 하이브리도마 상청액은 웰들에 첨가되었다. 홀스래디쉬 페록시다아제-접합된 (HRP) 염소 항-마우스 IgG는 검출에 사용되었다 (부록 III.A.3). E. 콜리 O157의 2개 하이브리도마 클론 (1B10 및 6G1)은 E. 콜리 O157 및 E. 콜리 O157의 LPS를 배타적으로 인지한다. E. 콜리 O111의 9개 하이브리도마 클론은 E. 콜리 O111 및 E. 콜리 O111의 LPS를 구체적으로 인지한다. 최고 광학 밀도 (OD) 판독으로부터 클론은, 아래에 기재된 바와 같이 달성된, 검증으로 선택되었다.
하이브리도마 세포 펠렛은 수집되었고 RNA 추출 이전 -80℃에서 보관되었다. 추출된 RNA는 cDNA에 역전사용 템플레이트로서 사용되었고, 그 다음 내포된 PCR 증폭되었다. 전체 양성 PCR 생성물은 TA 클로닝 벡터 속에 클로닝되었고 서열분석으로 보내졌다. 경쇄 및 중쇄의 가변 영역은 서열의 분석 이후 결정되었다. O157 (1B10) (FSC에 의해 생산된 맞춤형 mAb) 및 ATCC HB 10452의 4개 단쇄 항체 (scFv), 뿐만 아니라 FSC에 의해 생산된 O111의 2개 단쇄 항체 (1F11 및 1F2)는 재조합으로 발현되었고 고정된 금속 이온 친화성 크로마토그래피 (IMAC)로 정제되었다. scFv의 서열은 하기 순서대로 작제되었다: pel B 분비 신호 + 아미노산 알라닌 + 히스티딘 태그 + 아미노산 글리신-세린-세린-글리신 + TEV 절단 부위 + 아미노산 글리신-세린-세린-글리신 + 중쇄 가변 영역 + 링커 영역 세린-알라닌-아스파르트산-아스파르트산-알라닌-라이신-라이신-아스파르트산-알라닌-알라닌-라이신-라이신-아스파르트산-아스파르트산-알라닌-라이신-라이신-아스파르트산-아스파르트산 + 경쇄 가변 영역. 정제된 scFvs는 O157 또는 O111의 LPS로 코팅된 다중-웰 플레이트를 이용하여 시험되었다.
본 연구의 목적은 전체의 박테리아 세포 (E. 콜리 O157 또는 E. 콜리 O111)에 단클론성 항체 (mAb)의 상호작용을 조사하는 것, 및 항체-박테리아 상호작용의 동력학 상수 (KD)를 평가하는 것이었다. 이들 검정에서, 염소 항-E. 콜리 O157 다클론성 항체, 염소 항-E. 콜리 O111 다클론성 항체, E. 콜리 O157에 대한 3개 단클론성 항체 (1022, 1024 및 1061), 및 E. 콜리 O111에 대한 1개 단클론성 항체가 사용되었다. CM5 센서 칩 및 아민 커플링 키트가 또한 사용되었다. 전체 검정은 Biacore X100 기기 상에서 수행되었다. 프로토콜에서, (선택 박테리아에 대한) 1개 다클론성 항체는 CM5 센서 칩에서 고정되었다. 선택 박테리아는 그 다음 결합된 후 연속 완충액 유동에서 동일한 박테리아에 대해 단클론성 항체가 주사되었다. 상호작용은 실시간으로 모니터링되었다. 각 박테리움에 항체의 상대 결합은 공명 유니트 (RUs)에서 기록되었다. E. 콜리 O157 및 E. 콜리 O111에 E. 콜리 O157 특이적 항체 (mAb FF754) 결합의 BIAcore 분석의 결과는 O157 mAb가 그의 표적 항원에 특이적이었다는 것을 나타냈다.
본 발명이 이의 예시적 구현예의 설명에 의해 예시되고, 구현예가 일부 상세히 기재되는 동안, 상기 상세에 첨부된 청구항의 범위를 제약하거나 또는 어떤 식으로든 제한할 의도는 없다. 추가의 이점 및 변형은 당해 분야의 숙련가에 쉽게 나타날 것이다. 따라서, 그의 더 넓은 측면에서 본 발명은 보여지고 기재된 임의의 특이적 상세, 대표적인 디바이스 및 방법, 및/또는 예시적인 실시예에 제한되지 않는다. 따라서, 일반적인 발명적 개념의 정신 또는 범위로부터 이탈 없이 상기 상세로부터 출발할 수 있다.
SEQUENCE LISTING <110> FUNDAMENTAL SOLUTIONS CORPORATION <120> BIOSENSOR SYSTEM FOR THE RAPID DETECTION OF ANALYTES <130> 35044-0006 <150> US 62/140,920 <151> 2015-03-31 <160> 19 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 1929 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Chimeric Protein: BBP-IgM <220> <221> CDS <222> (1)..(1929) <400> 1 atg gtg ctg cag acg caa gtg ttt atc tcc ctg ctg ctc tgg atc agc 48 Met Val Leu Gln Thr Gln Val Phe Ile Ser Leu Leu Leu Trp Ile Ser 1 5 10 15 gga gcg tac ggc act tac aag ctg gtg atc aac ggt aaa acc ttg aag 96 Gly Ala Tyr Gly Thr Tyr Lys Leu Val Ile Asn Gly Lys Thr Leu Lys 20 25 30 ggt gag acc acc act gag gca gtc gac gcc gcc act gcc gag aag gtc 144 Gly Glu Thr Thr Thr Glu Ala Val Asp Ala Ala Thr Ala Glu Lys Val 35 40 45 ttt aaa cag tat gcc aat gat aac ggc gtg gac ggc gag tgg acc tac 192 Phe Lys Gln Tyr Ala Asn Asp Asn Gly Val Asp Gly Glu Trp Thr Tyr 50 55 60 gat gac gcc act aag aca ttc act gtg act gaa aag ccc gag gtg att 240 Asp Asp Ala Thr Lys Thr Phe Thr 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Met Gly Glu Gly Thr Lys 275 280 285 aac cgg atc att acc gcc gaa ggc atc atc ctc ctc ttc tgc gcc gtc 912 Asn Arg Ile Ile Thr Ala Glu Gly Ile Ile Leu Leu Phe Cys Ala Val 290 295 300 gtg ccg ggg act ctg ctt ctg ttc cgg aaa agg tgg caa aac gaa aag 960 Val Pro Gly Thr Leu Leu Leu Phe Arg Lys Arg Trp Gln Asn Glu Lys 305 310 315 320 ctg ggt ctg gac gct ggg gac gaa tac gag gat gaa aac ttg tac gag 1008 Leu Gly Leu Asp Ala Gly Asp Glu Tyr Glu Asp Glu Asn Leu Tyr Glu 325 330 335 ggc ctg aat ctg gac gat tgc tcg atg tat gag gac att agc aga gga 1056 Gly Leu Asn Leu Asp Asp Cys Ser Met Tyr Glu Asp Ile Ser Arg Gly 340 345 350 ctg cag ggt acc tac caa gac gtg gga agc ctg aac atc ggg gat gtg 1104 Leu Gln Gly Thr Tyr Gln Asp Val Gly Ser Leu Asn Ile Gly Asp Val 355 360 365 cag ctc gag aaa cca agg aaa aga aga gct agc gaa gga cgc gga tca 1152 Gln Leu Glu Lys Pro Arg Lys Arg Arg Ala Ser Glu Gly Arg Gly Ser 370 375 380 ctg ctt act tgc ggc gat gtc gaa gaa aat ccc gga cca atg gcc aga 1200 Leu Leu Thr Cys Gly Asp 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Gly Ser Ala Ser Gly Ser Gly Gln Ser Phe Gly Leu Leu Asp Pro 165 170 175 Lys Leu Cys Tyr Leu Leu Asp Gly Ile Leu Phe Ile Tyr Gly Val Ile 180 185 190 Leu Thr Ala Leu Phe Leu Arg Val Lys Phe Ser Arg Ser Ala Asp Ala 195 200 205 Pro Ala Tyr Gln Gln Gly Gln Asn Gln Leu Tyr Asn Glu Leu Asn Leu 210 215 220 Gly Arg Arg Glu Glu Tyr Asp Val Leu Asp Lys Arg Arg Gly Arg Asp 225 230 235 240 Pro Glu Met Gly Gly Lys Pro Gln Arg Arg Lys Asn Pro Gln Glu Gly 245 250 255 Leu Tyr Asn Glu Leu Gln Lys Asp Lys Met Ala Glu Ala Tyr Ser Glu 260 265 270 Ile Gly Met Lys Gly Glu Arg Arg Arg Gly Lys Gly His Asp Gly Leu 275 280 285 Tyr Gln Gly Leu Ser Thr Ala Thr Lys Asp Thr Tyr Asp Ala Leu His 290 295 300 Met Gln Ala Leu Pro Pro Arg 305 310 <210> 7 <211> 2340 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Chimeric Protein: FcgammaR1-IgM <220> <221> CDS <222> (1)..(2340) <400> 7 atg att ctt acc agc ttt gga gat gac atg tgg ctt cta aca act ctg 48 Met Ile Leu Thr Ser Phe Gly Asp Asp Met Trp Leu Leu Thr Thr Leu 1 5 10 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agt cac agc ggc atc tac cac tgc tca ggc 528 Ile Leu Lys Thr Asn Leu Ser His Ser Gly Ile Tyr His Cys Ser Gly 165 170 175 acg gga aga cac cgc tac aca tct gca gga gtg tcc atc acg gtg aaa 576 Thr Gly Arg His Arg Tyr Thr Ser Ala Gly Val Ser Ile Thr Val Lys 180 185 190 gag ctg ttt acc acg cca gtg ctg aga gca tcc gtg tca tct ccc ttc 624 Glu Leu Phe Thr Thr Pro Val Leu Arg Ala Ser Val Ser Ser Pro Phe 195 200 205 ccg gag ggg agt ctg gtc acc ctg aac tgt gag acg aat ttg ctc ctg 672 Pro Glu Gly Ser Leu Val Thr Leu Asn Cys Glu Thr Asn Leu Leu Leu 210 215 220 cag aga ccc ggc tta cag ctt cac ttc tcc ttc tac gtg ggc agc aag 720 Gln Arg Pro Gly Leu Gln Leu His Phe Ser Phe Tyr Val Gly Ser Lys 225 230 235 240 atc ctg gag tac agg aac aca tcc tca gag tac cat ata gca agg gcg 768 Ile Leu Glu Tyr Arg Asn Thr Ser Ser Glu Tyr His Ile Ala Arg Ala 245 250 255 gaa aga gaa gat gct gga ttc tac tgg tgt gag gta gcc acg gag gac 816 Glu Arg Glu Asp Ala Gly Phe Tyr Trp Cys Glu Val Ala Thr Glu Asp 260 265 270 agc agt gtc 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<210> 16 <211> 480 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic Construct <400> 16 His Met Thr Tyr Lys Leu Val Ile Asn Gly Lys Thr Leu Lys Gly Glu 1 5 10 15 Thr Thr Thr Glu Ala Val Asp Ala Ala Thr Ala Glu Lys Val Phe Lys 20 25 30 Gln Tyr Ala Asn Asp Asn Gly Val Asp Gly Glu Trp Thr Tyr Asp Asp 35 40 45 Ala Thr Lys Thr Phe Thr Val Thr Glu Lys Pro Glu Val Ile Asp Ala 50 55 60 Ser Glu Leu Thr Pro Ala Val Thr Thr Tyr Lys Leu Val Ile Asn Gly 65 70 75 80 Lys Thr Leu Lys Gly Glu Thr Thr Thr Glu Ala Val Asp Ala Ala Thr 85 90 95 Ala Glu Lys Val Phe Lys Gln Tyr Ala Asn Asp Asn Gly Val Asp Gly 100 105 110 Glu Trp Thr Tyr Asp Asp Ala Thr Lys Thr Phe Thr Val Thr Glu Lys 115 120 125 Pro Glu Val Ile Asp Ala Ser Glu Leu Thr Pro Ala Val Thr Gly Ser 130 135 140 Ala Ser Gly Ser Gly Val Arg Pro Val Asn Ile Thr Glu Pro Thr Leu 145 150 155 160 Glu Leu Leu His Ser Ser Cys Asp Pro Asn Ala Phe His Ser Thr Ile 165 170 175 Gln Leu Tyr Cys Phe Ile Tyr Gly His Ile Leu Asn Asp Val Ser Val 180 185 190 Ser Trp Leu Met Asp Asp Arg Glu Ile Thr Asp Thr Leu Ala Gln Thr 195 200 205 Val Leu Ile Lys Glu Glu Gly Lys Leu Ala Ser Thr Cys Ser Lys Leu 210 215 220 Asn Ile Thr Glu Gln Gln Trp Met Ser Glu Ser Thr Phe Thr Cys Lys 225 230 235 240 Val Thr Ser Gln Gly Val Asp Tyr Leu Ala His Thr Arg Arg Cys Pro 245 250 255 Asp His Glu Pro Arg Gly Val Ile Thr Tyr Leu Ile Pro Pro Ser Pro 260 265 270 Leu Asp Leu Tyr Gln Asn Gly Ala Pro Lys Leu Thr Cys Leu Val Val 275 280 285 Asp Leu Glu Ser Glu Lys Asn Val Asn Val Thr Trp Asn Gln Glu Lys 290 295 300 Lys Thr Ser Val Ser Ala Ser Gln Trp Tyr Thr Lys His His Asn Asn 305 310 315 320 Ala Thr Thr Ser Ile Thr Ser Ile Leu Pro Val Val Ala Lys Asp Trp 325 330 335 Ile Glu Gly Tyr Gly Tyr Gln Cys Ile Val Asp His Pro Asp Phe Pro 340 345 350 Lys Pro Ile Val Arg Ser Ile Thr Lys Thr Pro Gly Gln Arg Ser Ala 355 360 365 Pro Glu Val Tyr Val Phe Pro Pro Pro Glu Glu Glu Ser Glu Asp Lys 370 375 380 Arg Thr Leu Thr Cys Leu Ile Gln Asn Phe Phe Pro Glu Asp Ile Ser 385 390 395 400 Val Gln Trp Leu Gly Asp Gly Lys Leu Ile Ser Asn Ser Gln His Ser 405 410 415 Thr Thr Thr Pro Leu Lys Ser Asn Gly Ser Asn Gln Gly Phe Phe Ile 420 425 430 Phe Ser Arg Leu Glu Val Ala Lys Thr Leu Trp Thr Gln Arg Lys Gln 435 440 445 Phe Thr Cys Gln Val Ile His Glu Ala Leu Gln Lys Pro Arg Lys Leu 450 455 460 Glu Lys Thr Ile Ser Thr Ser Leu Gly Asn Thr Ser Leu Arg Pro Ser 465 470 475 480 <210> 17 <211> 864 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Chimeric Protein: mSa-CD3Z <220> <221> CDS <222> (1)..(864) <400> 17 atg aag tgg aaa gcc ctt ttt acc gcc gcc att ctg caa gcg caa ttg 48 Met Lys Trp Lys Ala Leu Phe Thr Ala Ala Ile Leu Gln Ala Gln Leu 1 5 10 15 ccg atc act gaa gcc gca tcg gcc gag gcc ggt atc act gga acc tgg 96 Pro Ile Thr Glu Ala Ala Ser Ala Glu Ala Gly Ile Thr Gly Thr Trp 20 25 30 tac aac cag cac gga tcc aca ttc acc gtg acc gcc ggt gct gac gga 144 Tyr Asn Gln His Gly Ser Thr Phe Thr Val Thr Ala Gly Ala Asp Gly 35 40 45 aat ctg acc gga cag tac gag aat cgg gct cag ggc acc ggt tgt cag 192 Asn Leu Thr Gly Gln Tyr Glu Asn Arg Ala Gln Gly Thr Gly Cys Gln 50 55 60 aac tcc cct tac acc ctc act ggg aga tac aac ggc acc aag ctg gaa 240 Asn Ser Pro Tyr Thr Leu Thr Gly Arg Tyr Asn Gly Thr Lys Leu Glu 65 70 75 80 tgg agg gtg gaa tgg aac aac tcc acc gaa aac tgc cat tcc cgc act 288 Trp Arg Val Glu Trp Asn Asn Ser Thr Glu Asn Cys His Ser Arg Thr 85 90 95 gag tgg cgc gga cag tat cag ggg gga gcc gaa gcg cgg atc aac acc 336 Glu Trp Arg Gly Gln Tyr Gln Gly Gly Ala Glu Ala Arg Ile Asn Thr 100 105 110 caa tgg aac ctg acc tac gag ggc ggg agc gga ccc gcg act gag cag 384 Gln Trp Asn Leu Thr Tyr Glu Gly Gly Ser Gly Pro Ala Thr Glu Gln 115 120 125 ggc cag gat acg ttc act aag gtc aag ggc agc gca tca ggc tcg gga 432 Gly Gln Asp Thr Phe Thr Lys Val Lys Gly Ser Ala Ser Gly Ser Gly 130 135 140 cag agc ttt ggc ctg ctg gat ccc aaa ctc tgc tac ctg ctg gat gga 480 Gln Ser Phe Gly Leu Leu Asp Pro Lys Leu Cys Tyr Leu Leu Asp Gly 145 150 155 160 atc ctc ttc atc tat ggt gtc att ctc act gcc ttg ttc ctg aga gtg 528 Ile Leu Phe Ile Tyr Gly Val Ile Leu Thr Ala Leu Phe Leu Arg Val 165 170 175 aag ttc agc agg agc gca gac gcc ccc gcg tac cag cag ggc cag aac 576 Lys Phe Ser Arg Ser Ala Asp Ala Pro Ala Tyr Gln Gln Gly Gln Asn 180 185 190 cag ctc tat aac gag ctc aat cta gga cga aga gag gag tac gat gtt 624 Gln Leu Tyr Asn Glu Leu Asn Leu Gly Arg Arg Glu Glu Tyr Asp Val 195 200 205 ttg gac aag aga cgt ggc cgg gac cct gag atg ggg gga aag ccg cag 672 Leu Asp Lys Arg Arg Gly Arg Asp Pro Glu Met Gly Gly Lys Pro Gln 210 215 220 aga agg aag aac cct cag gaa ggc ctg tac aat gaa ctg cag aaa gat 720 Arg Arg Lys Asn Pro Gln Glu Gly Leu Tyr Asn Glu Leu Gln Lys Asp 225 230 235 240 aag atg gcg gag gcc tac agt gag att ggg atg aaa ggc gag cgc cgg 768 Lys Met Ala Glu Ala Tyr Ser Glu Ile Gly Met Lys Gly Glu Arg Arg 245 250 255 agg ggc aag ggg cac gat ggc ctt tac cag ggt ctc agt aca gcc acc 816 Arg Gly Lys Gly His Asp Gly Leu Tyr Gln Gly Leu Ser Thr Ala Thr 260 265 270 aag gac acc tac gac gcc ctt cac atg cag gcc ctg ccc cct cgc taa 864 Lys Asp Thr Tyr Asp Ala Leu His Met Gln Ala Leu Pro Pro Arg 275 280 285 <210> 18 <211> 287 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic Construct <400> 18 Met Lys Trp Lys Ala Leu Phe Thr Ala Ala Ile Leu Gln Ala Gln Leu 1 5 10 15 Pro Ile Thr Glu Ala Ala Ser Ala Glu Ala Gly Ile Thr Gly Thr Trp 20 25 30 Tyr Asn Gln His Gly Ser Thr Phe Thr Val Thr Ala Gly Ala Asp Gly 35 40 45 Asn Leu Thr Gly Gln Tyr Glu Asn Arg Ala Gln Gly Thr Gly Cys Gln 50 55 60 Asn Ser Pro Tyr Thr Leu Thr Gly Arg Tyr Asn Gly Thr Lys Leu Glu 65 70 75 80 Trp Arg Val Glu Trp Asn Asn Ser Thr Glu Asn Cys His Ser Arg Thr 85 90 95 Glu Trp Arg Gly Gln Tyr Gln Gly Gly Ala Glu Ala Arg Ile Asn Thr 100 105 110 Gln Trp Asn Leu Thr Tyr Glu Gly Gly Ser Gly Pro Ala Thr Glu Gln 115 120 125 Gly Gln Asp Thr Phe Thr Lys Val Lys Gly Ser Ala Ser Gly Ser Gly 130 135 140 Gln Ser Phe Gly Leu Leu Asp Pro Lys Leu Cys Tyr Leu Leu Asp Gly 145 150 155 160 Ile Leu Phe Ile Tyr Gly Val Ile Leu Thr Ala Leu Phe Leu Arg Val 165 170 175 Lys Phe Ser Arg Ser Ala Asp Ala Pro Ala Tyr Gln Gln Gly Gln Asn 180 185 190 Gln Leu Tyr Asn Glu Leu Asn Leu Gly Arg Arg Glu Glu Tyr Asp Val 195 200 205 Leu Asp Lys Arg Arg Gly Arg Asp Pro Glu Met Gly Gly Lys Pro Gln 210 215 220 Arg Arg Lys Asn Pro Gln Glu Gly Leu Tyr Asn Glu Leu Gln Lys Asp 225 230 235 240 Lys Met Ala Glu Ala Tyr Ser Glu Ile Gly Met Lys Gly Glu Arg Arg 245 250 255 Arg Gly Lys Gly His Asp Gly Leu Tyr Gln Gly Leu Ser Thr Ala Thr 260 265 270 Lys Asp Thr Tyr Asp Ala Leu His Met Gln Ala Leu Pro Pro Arg 275 280 285 <210> 19 <211> 7 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Linker <400> 19 Gly Ser Ala Ser Gly Ser Gly 1 5

Claims (56)

  1. 하기를 포함하는, 분석물의 신속 검출용 시스템:
    (a) 살아있는, 가공된 바이오센서 세포로서, 상기 살아있는, 가공된 바이오센서 세포가 면역세포(immunocyte)로부터 유도되고, 상기 살아있는, 가공된 바이오센서 세포가 B 세포, T 세포, 비만 세포, 또는 호염기구인, 바이오센서 세포;
    (b) 리포터 단백질로서, 상기 리포터 단백질이 상기 살아있는, 가공된 바이오센서 세포 속에 가공되고 상기 살아있는, 가공된 바이오센서 세포에 의해 발현되고, 상기 리포터 단백질이 상기 살아있는, 가공된 바이오센서 세포에서 특정한 소정의 시토졸성 변화에 반응하여 검출가능한 신호를 방출하는, 리포터 단백질;
    (c) 상기 살아있는, 가공된 바이오센서 세포 속에 가공된 또는 상기 살아있는, 가공된 바이오센서 세포 내에 자연적으로 발생한 신호 변환 경로로서, 상기 신호 변환 경로가 상기 살아있는, 가공된 바이오센서 세포의 시토졸 내에서 생물학적 방법(biological process)을 조절하고, 상기 생물학적 방법이, 발생하는 경우, 상기 리포터 단백질이 검출가능한 신호를 방출하도록 하고, 상기 생물학적 방법이 세포내 Ca2+ 농도의 증가를 포함하는, 신호 변환 경로;
    (d) 적어도 하나의 유형의 검출체 분자로서, 각 검출체 분자가 특이적 분석물에 결합하도록 적응되고(adapted), 상기 검출체 분자가 가용성 항체, 바이오티닐화된(biotinylated) 분자, 스트렙타비딘-기반된(streptavidin-based) 분자, 자가항원, 또는 자가항체인, 검출체 분자;
    (e) 적어도 하나의 분석물로서, 상기 적어도 하나의 분석물이 그 분석물에 특이적인 상기 검출체 분자에 결합하는, 분석물;
    (f) 상기 살아있는, 가공된 바이오센서 세포에 의해 발현되는 복수의 막관통, 비-항체 신호 변환 요소(non-antibody signal transducing element)로서, 각 신호 변환 요소가 검출체 분자를 수령하도록 적응되고, 상기 비-항체 신호 변환 요소가 상기 바이오센서 세포에 의해 발현된 키메라 융합 단백질이고, 상기 융합 단백질이 하기를 추가로 포함하는, 신호 변환 요소
    (i) 상기 적어도 하나의 유형의 검출체 분자에 결합하도록 적응되는 단백질의 적어도 하나의 성분; 및
    (ii) 상기 바이오센서 세포가 유도된 면역세포의 유형의 표면상에 정상적으로 발현되는 수용체 복합체의 적어도 하나의 성분; 및
    (g) 막관통 비-항체 신호 변환 요소에 자체 결합되는 충분한 수의 검출체 분자에 충분한 수의 분석물의 결합시, 신호 변환 요소의 응집이 상기 바이오센서 세포 표면에서 발생하고, 상기 신호 변환 경로가 활성화되고, 상기 생물학적 방법이 발생하고, 상기 검출가능한 신호가 상기 리포터 단백질에 의해 방출됨.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 리포터 단백질이 에쿼린이고, 상기 검출체 분자가 식중독 병원체(food-borne pathogen)에 결합하는 항체이고, 상기 분석물이 식중독 병원체이고, 그리고 상기 복수의 신호 변환 요소가 박테리아 IgG 결합 단백질의 일 부분에 결합을 통해 항체를 수령하도록 적응되는, 시스템.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 리포터 단백질이 에쿼린이고 상기 검출가능한 신호가 청색광의 플래시인, 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 적어도 하나의 유형의 검출체 분자에 결합하도록 적응되는 상기 단백질의 상기 적어도 하나의 성분이 박테리아 항체 결합 단백질로부터 유도되는, 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 적어도 하나의 유형의 검출체 분자에 결합하도록 적응되는 상기 단백질의 상기 적어도 하나의 성분이 FcR 수용체 단백질 또는 다른 수용체 단백질로부터 유도된 항체 결합 도메인인, 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 면역세포의 표면상에 정상적으로 발현되는 수용체 복합체의 적어도 하나의 성분이 IgM; Igα/β; IgE; CD19; CD3ζ, 또는 이들의 조합인, 시스템.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 비-항체 신호 변환 요소가 서열 식별 번호: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 및 17로 이루어진 군으로부터 선택되는 DNA 서열과 적어도 95% 동일성을 갖는 DNA 서열에 의해 암호화되는, 시스템.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 비-항체 신호 변환 요소가 서열 식별 번호: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 및 18로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 서열을 갖는 키메라 융합 단백질인, 시스템.
  12. 삭제
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 가용성 항체가 가용성 IgG인, 시스템.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 분석물이 식중독(food-borne) 감염원인, 시스템.
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 분석물이 박테리아 또는 바이러스인, 시스템.
  16. 청구항 1의 시스템과 상기 분석물을 함유한 샘플을 접촉시키는 단계, 및 신호가 상기 리포터 단백질에 의해 방출된 경우 상기 분석물을 검출하는 단계를 포함하는, 분석물의 검출 방법.
  17. 청구항 1의 시스템의 요소 (b), (c), 및 (f)를 암호화한 하나 이상의 폴리뉴클레오타이드로 면역세포를 형질감염하거나 형질변환하는 단계를 포함하는, 청구항 1의 시스템의 제조 방법.
  18. 삭제
  19. 청구항 15에 있어서, 상기 바이오센서 세포가 비만 세포(mast cell)로부터 유도되는, 시스템.
  20. 삭제
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