[发明专利]用于分析物检测的比色生物条形码扩增测定

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2005年9月16日申请的U.S.临时专利申请 No.60/717,851的优先权权益，在此以其整体通过引用并入本文，用 于所有的目的。

政府支持声明

本发明在依据合同No.DE-AC02-05CH11231在Lawrence Berkeley 国家实验室得到U.S.能源部支持的工作进行过程中完成。政府在本发 明中享有一定的权利。

对序列表的参考

本申请将所附的纸件和电子形式的序列表通过引用并入本文。

发明背景

发明领域

本发明涉及一种灵敏的筛选方法，用于检测样品中一种或多种目 标分析物的存在或不存在。特别地，本发明涉及利用报告寡核苷酸作 为生化条形码用于检测溶液中的一种或多种分析物的方法。

相关技术

已经研发了多种高灵敏度的生物分子检测方法，但是很少实现了 聚合酶链式反应(PCR)的灵敏度。生物条形码扩增测定是对于蛋白质 和核酸目标物具有PCR-样灵敏度而不需要酶扩增的唯一生物检测方 法。然而，目前的生物条形码检测方案仍然需要玻璃芯片上基于微阵 列的寡核苷酸固定，表面钝化化学来最小化非特异性结合，芯片上固 定的金纳米颗粒的银加强，光散射测量和定量步骤。发明人之一和其 他人在US专利申请No.10/877,750，公开为US20050037397；U.S.专 利申请No.10/788,414，公开为US20050009206和U.S.专利申请 No.10/108211，授权为U.S.专利No.6,974,666中已经描述了这样的 筛选方法和检测方案，在此将所有通过引用并入本文，用于所有的目 的。

重要地，复杂精密的设备如微阵列和芯片-显像工具限制了轻便 性，并且测定成本必定是昂贵的。如果可以避免或最小化上述需求而 没有牺牲生物条形码测定的渺(10^-18)摩尔灵敏度，将是有利的。

本领域中的其他人已经描述了使用加盖寡核苷酸的金纳米颗粒探 针的比色测定，包括Robert Elghanian等，Selective Colorimetric Detection of Polynucleotides Based on the Distance-Dependent Optical Properties of Gold Nanoparticles，Science 1997年8月 22日；277：1078-1081(在报告中)；James J.Storhoff等，One-Pot Colorimetric Differentiation of Polynucleotides with Single Base Imperfections Using Gold Nanoparticle Probes，J.Am. Chem.Soc.；(文章)1998；120(9)；1959-1964。然而，基于金纳米 颗粒的比色检测方法的典型检测极限是～nM。

生物条形码扩增测定已经成为检测整个样品中数十个至数百个生 物目标物如蛋白质和核酸的强有力工具。然而，目前的生物条形码检 测方案仍然需要许多实验步骤，包括玻璃芯片上基于微阵列的寡核苷 酸固定，芯片上固定的金纳米颗粒的银加强和光散射测量。因此，需 要研发一种能够最小化上述需求而获得渺摩尔灵敏度的生物条形码测 定。

发明概述

本发明提供了检测样品中分析物的方法。在一个实施方案中，该 方法包括提供怀疑含有目标分析物的样品，将多孔颗粒探针和磁性探 针颗粒与样品接触，并使多孔颗粒探针和磁性探针颗粒两者结合目标 分析物。多孔微粒探针包括特异性结合目标分析物的第一配体和生物 条形码寡核苷酸。磁性纳米颗粒探针包括也特异性结合目标分析物的 第二配体。如果样品中存在目标分析物，在目标分析物、多孔微粒探 针和磁性纳米颗粒探针之间形成复合物。从样品分离出复合物，从复 合物释放并收集条形码寡核苷酸，并检测条形码寡核苷酸。

在一些实施方案中，目标分析物是核酸，蛋白质，肽，金属离子， 半抗原，药物，代谢物，杀虫剂或污染物。

在一些实施方案中，目标分析物是细胞因子。

在一些实施方案中，目标分析物是趋化因子。