基于紅外線(IR)定量生物分子的裝置和方法制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及基于紅外線(IR)定量生物分子的裝置和方法。具體而言，本發明專利技術提供使用基于IR的技術定量樣品中的一種或多種生物分子的方法、用于這樣的方法中的樣品架裝置以及制造這樣的樣品架裝置的方法。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及用于定量樣品中的分析物的紅外分光光度法領域和用于所述方法中的裝置。
技術介紹
紅外(IR)光譜法是研究實驗室中用于分析樣品的常用分析工具。電磁波譜的IR區從可見光區的低端(波數約HJOOcnT1)延伸至微波區(接近20CHT1)。通常，對于吸收IR的分子而言，該分子內的振動或轉動必須引起該分子偶極矩的凈變化。輻射的交替變化的電場與該分子的偶極矩的波動相互作用，并且如果輻射的頻率與該分子的振動頻率相匹配時，則所述輻射被吸收，由此引起分子振動幅度的變化。通常，對于生物分子例如蛋白質的定量分析，最常用的技術是比色法(例如考馬斯藍測定法、Lowry測定法、BCA測定法以及Pierce 660蛋白質測定法)和UV光譜技術(例如在280nm處的吸收)。在本領域已知的大多數定量方法中，在使用者每次進行定量時，使用者需要使用校正物(calibrant)生成校正曲線，所述校正物通常是與被定量的分析物相同的分子。
技術實現思路
本專利技術提供用于定量樣品中的分析物特別是生物分子的改進的方法，其比本領域中已知的大多數方法需要更短的操作時間和更小的樣品體積，并且不需要如本領域已知的大多數方法所需的任何特殊的樣品準備步驟。另外，本專利技術的方法還避免了使用者在每次定量分析物時生成校正曲線的需要，并且也不需要所述校正物是與被定量的分析物相同的分子。本專利技術還提供用于所要求保護的方法中的裝置。—方面，本專利技術提供用于定量樣品中的一種或多種生物分子的基于IR的方法。在一種本專利技術的用于定量樣品中的一種或多種生物分子的方法中，所述方法包括以下步驟(a)提供包含多孔膜的樣品架，所述多孔膜包含被疏水區包圍的用于容納樣品的親水區；(b)使所述膜的所述親水區與樣品體積接觸；(c)干燥所述膜上的所述樣品體積；(d)將所述膜上的所述樣品體積暴露于包含4000-40001^1光譜范圍內或所述光譜范圍的任意部分內的波長的紅外光束，由此獲得紅外吸收光譜；其中所述紅外吸收光譜中的一個或多個吸收峰面積與所述樣品中的所述一種或多種生物分子的量相關。在另一本專利技術的用于定量樣品中的一種或多種生物分子的方法中，所述方法包括以下步驟(a)提供包含多孔膜的樣品架，所述多孔膜包含被疏水區包圍的用于容納樣品的親水區；(b)使所述膜的所述親水區與樣品體積接觸；(c)干燥所述膜上的所述樣品體積；(d)通過紅外吸收檢測步驟(C)后的所述樣品體積中是否存在水分，并在必要時重復步驟(C)直到不能檢出水分的存在；以及(e)將所述膜上的所述干燥的樣品體積暴露于包含4000-400cm^光譜范圍內或所述光譜范圍的任意部分內的波長的紅外光束，由此獲得紅外吸收光譜；其中所述紅外吸收光譜中的一個或多個吸收峰面積與所述樣品中的所述一種或多種生物分子的量相關。在所要求保護的方法的一些實施方案中，所述一種或多種生物分子選自核酸、蛋白質、脂質、多糖和脂多糖。示例性的脂多糖是內毒素。 在各種實施方案中，所述光譜中的一個或多個吸收峰面積各自與所述樣品中的特定生物分子的量相關。在一些實施方案中，本專利技術的方法不需要在每次定量分析物時生成校正曲線。在本專利技術的一些實施方案中，將一條或多條校正曲線預載入所使用的儀器中，由此避免使用者每次想要定量樣品中的分析物時生成校正曲線的需要。在定量蛋白質和肽的情況下，所述定量是基于存在于多肽分子中的酰胺鍵的數量或酰胺鍵的濃度，因此所述定 量與該分子的氨基酸序列無關。因此，與在每次定量分析物(例如蛋白質或肽)時需要生成校正曲線并且還需要所述校正物是與被定量的分析物相同的分子的本領域已知并使用的大多數方法不同，在本專利技術的方法中，可將任意蛋白質用作校正物來生成之后被預載入所使用的儀器中的校正曲線。相似地，在定量其它分析物例如核酸、碳水化合物等的情況下，可使用任意適合的校正物來生成被預載入所使用的儀器中的校正曲線。本專利技術的方法可用于定量具有非常小的樣品體積的分析物。在所要求保護的方法的各種實施方案中，所述樣品體積為O. 1-20 μ I。在一具體實施方案中，所述樣品體積為約2-5 μ I或更小，或小于I μ I。在一些實施方案中，所述樣品包括生物液體，例如血液、血漿、血清和尿液。在其它實施方案中，所述樣品是環境樣品、藥物樣品或食物樣品。在其它實施方案中，所述樣品是燃料樣品。在一些實施方案中，所述樣品包括細胞裂解產物或組織裂解產物。在各種實施方案中，所述樣品是粗樣品。在一些實施方案中，所述多孔膜是超濾膜。在其它實施方案中，所述多孔膜是微孔膜。在本專利技術的方法的一些實施方案中，所述多孔膜包含選自PVDF(聚偏氟乙烯)、PTFE (聚四氟乙烯)、親水性PTFE和聚乙烯的高分子材料。在一具體實施方案中，多孔膜包含親水性PTFE。然而，任意適合的高分子材料可用于本專利技術的方法中。高分子材料/膜的選擇會在很大程度上取決于被定量的分析物。例如，使用與所關注的分析物在相同的波長處具有吸收和/或干擾吸光度測定的高分子材料是不期望的。在一些實施方案中，樣品被點樣于其上的多孔膜被包含于為方便起見被稱作樣品架的裝置內。在一具體實施方案中，所述樣品架是卡片形式，并且為方便起見被稱作卡式樣品架(sample holder card)。在所要求保護的方法的各種實施方案中，所述樣品架包含多孔膜，所述多孔膜包含其中將所述樣品體積容納于所述膜上的區域。在一些實施方案中，用于容納樣品的所述區域包含疏水區內的親水區，其中所述樣品體積被容納于所述親水區內。在一些實施方案中，所述疏水區是通過用等離子體處理親水性多孔膜而形成的。在其它實施方案中，所述疏水區是通過熱處理親水性多孔膜而形成的。在一些實施方案中，所述親水區包含一個或多個疏水區點或者一條或多條疏水區線。重要的是將所述樣品體積容納于所述親水區的直徑內。所述親水區的直徑取決于所使用的IR儀器的光束直徑，其中所述光束穿過被容納于所述親水區內的樣品。為了有助于準確地定量，需要使親水區的直徑小于或等于IR光束的直徑。這確保IR光束可照射到整個樣品體積并且確保實現準確的定量。在一些實施方案中，所述樣品架的親水區的直徑為2. Omm-9. 2mm。在一些實施方案中，所述親水區的直徑為3. 0mm-6mm。在一些實施方案中,被點樣到膜上的樣品體積包含表面活性劑。在一些實施方案中，在將樣品點樣到膜上之前或之后將表面活性劑點樣到所述膜上。 附圖說明圖I是為將來的使用生成的示例性校正曲線。在某一天用BSA生成校正曲線(虛線)。在數天后(例如此處為4天后)準備4mg/ml的BSA樣品，并根據之前生成的校正曲線進行檢驗。圖2是本專利技術的示例性樣品架的示意圖。該示例性樣品架是包含四個不同的用于施加樣品溶液體積的膜點樣孔(spot)的卡片，各點樣孔包含被疏水區包圍的親水區。被稱作樣品點樣孔1、2和3的點樣孔用于點樣在適合的緩沖液中含有所關注的生物分子的樣品體積，而點樣孔B是用于點樣空白溶液或單獨的緩沖液的體積。點樣于點樣孔1、2和/或3的樣品體積可代表相同的樣品溶液或由不同的樣品溶液構成。圖3是顯示定量同一樣品中的蛋白質和核酸的代表性實驗結果的紅外吸收光譜。該實驗中使用的蛋白質是BSA。X-軸表示以cm—1為單位的波數，并且Y-軸表示吸光度單位。該圖證明使用本專利技術的基于IR的方法能夠定量同一樣品中的DNA本文檔來自技高網...

【技術保護點】
用于定量樣品中的一種或多種生物分子的方法，所述方法包括以下步驟：(a)提供包含多孔膜的樣品架，所述多孔膜包含被疏水區包圍的用于容納樣品的親水區；(b)使所述膜的所述親水區與樣品體積接觸；(c)干燥所述膜上的所述樣品體積；(d)將所述膜上的所述樣品體積暴露于包含4000？400cm？1光譜范圍內或4000？400cm？1光譜范圍的任意部分內的波長的紅外光束，由此獲得紅外吸收光譜；i)其中所述紅外吸收光譜中的一個或多個吸收峰面積與所述樣品中的所述一種或多種生物分子的量相關。

【技術特征摘要】
2011.04.14 US 61/475，4341.用于定量樣品中的一種或多種生物分子的方法，所述方法包括以下步驟 (a)提供包含多孔膜的樣品架，所述多孔膜包含被疏水區包圍的用于容納樣品的親水區； (b)使所述膜的所述親水區與樣品體積接觸； (c)干燥所述膜上的所述樣品體積； (d)將所述膜上的所述樣品體積暴露于包含4000-4000^1光譜范圍內或4000-4000^1光譜范圍的任意部分內的波長的紅外光束，由此獲得紅外吸收光譜； i)其中所述紅外吸收光譜中的一個或多個吸收峰面積與所述樣品中的所述一種或多種生物分子的量相關。2.權利要求I的方法，其中所述一種或多種生物分子選自核酸、蛋白質、脂質、多糖和脂多糖。3.權利要求2的方法，其中所述脂多糖是內毒素。4.權利要求I的方法，其中所述方法不需要使用者在每次分析樣品以定量所述一種或多種生物分子時生成校正曲線。5.權利要求I的方法，其中樣品體積為O.1-20 μ I。6.權利要求5的方法，其中樣品體積為Iμ I或更小。7.權利要求I的方法，其中所述多孔膜被包含于裝置內。8.權利要求7的方法，其中所述裝置是卡式樣品架。9.權利要求I的方法，其中所述樣品包括生物液體。10.權利要求9的方法，其中所述生物液體選自血液、血漿、血清和尿液。11.權利要求I的方法，其中所述樣品包括細胞裂解產物或組織裂解產物。12.權利要求I的方法，其中所述樣品是粗樣品。13.權利要求8的方法，其中所述卡式樣品架包含多孔膜，所述多孔膜包含其中將所述樣品容納于所述膜上的區域。14.權利要求...

【專利技術屬性】
技術研發人員：E·切爾諾卡爾斯卡亞，V·喬西，P·克拉克，C·烏特札特，R·阿瑪拉，T·S·里德爾，
申請(專利權)人：EMD密理博公司，
類型：發明
國別省市：