[发明专利]用于样本制备的方法和装置

说明书

发明领域

本发明涉及用于样本制备的方法和装置。更准确地，本发明涉及用于从样本中贫化非期望分子和/或富集期望分子的方法，例如，从例如生物标志物的低丰度较小蛋白质/肽中贫化高丰度大蛋白质。本发明也涉及用于所述方法的包含磁性颗粒的分离材料。

发明背景

高通量定量血清断面方法是用于发现生物标志物的重要方法。除了使用蛋白质组学鉴定蛋白质序列，现代蛋白质组学旨在寻找在临床诊断、新药设计、临床试验和治疗控制中有直接影响的新方法。不管研究目标如何，蛋白质组学方法必须包含一系列工作步骤，包括样本制备，定量分析，数据获得，数据库检索，和最终生物信息学分析。

目前，使用体液的临床蛋白质组学的主要目标是降低分析样本中蛋白质的动态范围。最初，有用于白蛋白和IgG的柱和筒[H.L.Huang，T.Stasyk，S.Morandell，M.Mogg，M.Schreiber，I.Feuerstein，C.W.Huck，G.Stecher，G.K.Bonn，L.A.Huber，Electrophoresis26(2005)2843.]，继而迅速有基于免疫贫化的用于多种蛋白质去除的柱[R.Pieper，Q.Su，C.L.Gatlin，ST.Huang，N.L.Anderson，S.Steiner，Proteomics3(2003)422]。从血清/血浆中去除最高丰度蛋白质是旨在发现生物标志物的临床蛋白质组学分析的标准第一步骤。在大多数应用中，很明显免疫贫化12种丰度最高的蛋白质是必须的(例如血清白蛋白、IgG、纤维蛋白原、转铁蛋白、IgA、IgM、结合珠蛋白、载脂蛋白A-I、载脂蛋白A-II、α1-抗胰蛋白酶、α1-糖蛋白、α2-巨球蛋白)。这些蛋白质组成了超过96％的血浆/血清总蛋白量。

然而，免疫贫化多种蛋白质可能难以操作，并且可能增加损失关注的蛋白质和低丰度候选生物标志物的风险，其可能会随着那些特异贫化的蛋白质被去除。白蛋白是血浆中丰度最高的蛋白质，并且是许多蛋白质和其他化合物(如，脂蛋白和氨基酸)的载体。因此，白蛋白的去除可能对蛋白质组学断面的最终定量效果具有深刻影响。所以，不得不使用其他方法。不管我们如何试图降低血浆/血清样本的复杂性，关于在蛋白质组学断面之前从这些样本中应该去除多少和哪些蛋白质或蛋白质组并没有共识。如上所述，这是为使临床生物标志物的发现更为有效而等待解决方案的一个重要问题。此外，去除高丰度蛋白质也适用于例如细胞和组织溶解产物的样本。并且，也需要解决在分析前低丰度生物标志物的浓缩。

因此，需要用于样本清理的新方法，用于复杂生物样本(例如血清、其他体液、或组织)的所有类型的分析。

发明概述

本发明提供一种用于样本制备或清理的方法和装置。该方法不需要预处理或去除样本中特异的非期望蛋白质，例如白蛋白，并且提供期望分子的样本浓缩。

第一方面，本发明提供一种用于从包含高丰度以及低丰度分子的样本中贫化非期望分子和/或富集期望分子的方法，包括如下步骤：a)提供一种分离材料，所述材料包括一种固相(珠)，所述固相包括含有磁性颗粒的内部多孔核材料和外部多孔壳，所述多孔壳的孔隙率等于或密于壳的孔隙率；b)将样本加入到分离材料；c)在核中吸附分子量为500-50000Da的分子的第一部分，并且同时排除分子的第二部分与核和壳结合，其中第二部分分子的分子量是第一部分分子量的至少5倍高，优选至少10倍高，和d)在步骤d)中使用分离材料上的振荡力/场从分离材料洗脱期望分子。振荡力/场也可以用于吸附步骤(步骤c)以增加到珠的核的传质。

第一部分分子例如是分子量约为700Da的药物、分子量约为7000Da的小蛋白质/肽或分子量约为40000Da的蛋白质。第二部分具有第一部分至少5-10倍大的分子量。因此，假使第一部分是分子量约为700Da的药物，那么第二部分至少为3500-7000Da等。第二部分也称为非结合部分。

振荡力/场是磁性的。磁性颗粒将振荡，导致传质增加。或者，振荡力/场是超声的。使用超声场也将增加传质。

可选地，所述方法包括在步骤d)保留排除的部分。这是当排除的部分是期望的部分的情况，例如期望大分子的情况，例如从将被吸附在核中的毒性较小物质中清除出大分子。

优选地，该方法包括从核洗脱第一部分分子的步骤e)。这是当较小分子量部分是期望的部分时的情况，例如当如生物标志物的小生物分子被从污染性的较大分子量分子中分离。