[发明专利]蛋白脂质膜和脂质膜生物传感器

说明书

优先权信息

本申请要求于2005年4月12日提交的美国序列号60/670,524的优先权，其在本文中被全文引入作为参考。

背景技术

用传统的生物传感器例如Biacore’s X，2000，3000，T100，S51和C系统或按需要标记技术例如基于荧光的途径来测定脂质是困难的，因为在非极性环境下本领域熟练技术人员所知的各种猝灭或激发情况，标记无法良好工作。此外，标记通常以不可预测地、更严重的是不希望的方式扰乱用来研究脂质的系统。基于流动的系统例如Biacore，干扰需要维持在非极性环境中并在非极性环境下进行测量的结构脆弱的环境。此外，SPR流动模式仅仅提供非常低的样品通过量，这会相当程度地增加形成合适环境和使得蛋白质正确附着(attachment)、组装(assembly)和折叠(fold)的时间，并且增加了对和蛋白质的任何相互作用进行最终测试以确定蛋白质是否在流动环境中正确附着和折叠的时间量。

发明内容

本发明的一个实施方案提供了比色谐振生物传感器或基于移植的波导生物传感器(grating-based waveguide biosenor)，其中生物传感器表面是氧化钛(titanium oxide)、二氧化钛或磷酸钛，其中一种或多种非极性分子固定在氧化钛或磷酸钛的表面上。非极性分子可以是脂质、杂官能脂质、同功能脂质、磷脂、胆固醇、单链亲水脂分子、双链亲水脂分子、胶粒形成化合物、脂质体形成材料、离子型清洁剂、阴离子清洁剂、阳离子清洁剂，或两性离子清洁剂。非极性分子可以没有标记。生物传感器可以被结合到微量滴定板的底部，或可以呈现微阵列格式。生物传感器可以被结合到微量滴定板的底部，其中微量滴定板的每个孔约为5mm²到约50mm²。氧化钛、二氧化钛，或磷酸钛的表面可以涂覆以硅烷，以形成钛-硅烷或磷酸钛-硅烷表面。生物传感器可以进一步涂覆以一种或多种表面活性剂。钛-硅烷表面或磷酸钛-硅烷表面可以涂覆以聚氧化乙烯和聚氧化丙烯的PEO(a)-PPO(b)-PEO(a)形式的嵌段共聚物。

本发明的另一个实施方案提供了一种分析脂质层中化学或物理相互作用的方法，其中脂质层被固定在比色谐振生物传感器或基于移植的波导生物传感器上。此方法包括用物种接触脂质层，并通过如下方法测定脂质层和该物种之间的相互作用：(a)对用于照射生物传感器的光，检测反射波长的极大值或透射波长的极小值，其中如果光的波长偏移，那么物种和脂质层相互作用；或(b)检测用来照射生物传感器的光的折射率的变化，其中折射率的变化反映了物种已经与脂质层相互作用。在大约十分钟或更短时间内可以分析大约300或更多的样品。脂质层可以与物种在静止条件下接触。脂质层和物种的相互作用在静态条件下分析。脂质层和物种可以是非标记的。

本发明提供了微量滴定板形式或微阵列形式的生物传感器，其允许脂质测定(assay)或基于脂质的测定可以在单位时间内测定更多样品的数量/读数。当前，典型的在单一装置上采用脂质体SPR传感器测定单次结合相互作用时间的测定花费20-30分钟。可见于例如Baird等，Analyt.Biochem.2002 310：93-99。在这种时间量中，本发明能够在单一装置上为4到6个384个孔的样品生物传感器板读数。有利地，在本发明中检测不需要标记。

附图说明

图1显示了比色谐振生物传感器如SRU Biosystems BIND生物传感器的脂质应用。

图2显示了产生脂质体的方法。

图3显示了剥离硅烷(repel silane)比己烷洗涤是更有效的疏水表面处理。

图4显示了在PPL和醛处理之后的链霉抗生物素结合。

图5显示了聚-苯丙氨酸-赖氨酸(Poly-Phe-Lys)与聚-赖氨酸(Poly-Lys)在剥离硅烷处理之后的附着。

图6显示了优化疏水涂层以改善模蛋白PPL的捕获的结果。

图7显示了进行过剥离硅烷处理后的生物传感器的水接触角测量。

图8示例的是表面活性剂(聚氧化丙烯)的疏水嵌段和疏水性剥离表面之间的有利相互作用，更大量的PLURONIC表面活性剂得以结合。对PLURONIC孔而言，N＝24，对对照孔而言，N＝8。

图9显示了链霉抗生物素与外露的TiO之间结合的减弱随着PLURONIC分子量的变化而变化。