[发明专利]用于检测生物物质的方法和材料

说明书

本文提供检测样品中的生物物质的方法。检测是基于聚集体的形成。公开的组合物包括标记粒子和/或聚集粒子。标记粒子和聚集粒子可各自包括结合于粒子的受体。受体可直接连接于粒子，或通过连接体间接连接于粒子。一种检测方法可为目视的，并且另一检测方法可包括对形成的聚集体的高级定量。

领域

本公开涉及被设计以通过形成可检测和可定量聚集体来检测流体中和表面上的生物物质以及定量它们的浓度的材料，并且涉及制造和使用所述材料的方法。

背景

每年消耗可观资源来测量和检测微生物和生物物质。确保产品、公共场所、血液和组织库、空气和水供应物无微生物污染是重大公共关注问题。在这些中的任一个中出现微生物和有害生物污染都是重大健康风险，并且对其进行检测和控制是必要的。

此外，不存在用于直接检测如体液的样品中的细菌，以及用于诊断感染的测定。当前方法代之以例如通过用以特定确定亚硝酸盐、白细胞或白细胞酯酶的存在的尿分析以及针对葡萄糖或pH的化学测试来间接诊断。如果确认，那么对感染的诊断是通过可为艰巨且耗时的细菌培养来如此进行。类似地，不存在针对脑脊髓液中的细菌的可用于快速诊断细菌性脑膜炎的直接测试，所述细菌性脑膜炎是一种快速进展性中枢神经系统感染，如果不迅速启动抗生素治疗，那么其通常是致命的。培养方法太缓慢以致不适用于诊断所述感染。

常规检测方法也可为误导性的，并且不提供允许立即采取行动的快速结果。尽管当前方法可为有效检测和定量一些类型的微生物的工具，但大多数方法是针对特定微生物和生物物质的基于培养或(如果开发)基于分子的技术。然而，这些方法可为艰难且耗时的。此外，许多微生物未能具有特定、可靠检测方法，如许多病毒。一些微生物也可对处理造成太大危险，因此无检测方法可用。

存在用于基于检测特定细菌性抗原来灵敏检测广泛范围的各种细菌物种的许多测试。然而，所述测试是有限的，因为它们不能直接应用于测试其中细菌性病原体的范围未知的样品。此外，所述测试包括用于预先富集生物物质的额外步骤。在进行通告的测试之前，所述步骤可花费1至3天。因此，仍然需要开发能够检测广泛范围的已知和未知微生物的易于采用的、快速且准确的检测方法。

概述

本公开提供制造和使用标记粒子和制剂来检测靶标样品中的生物物质的方法。由于生物物质连接于标记粒子，一种检测方法可为目视的。使用如磁性分离、过滤或倾析的方法，可使所得生物物质-粒子复合物自样品物理分离。目视检测方法可用裸眼进行。其它检测方法可用于定性或定量生物物质。

一些实施方案涉及检测生物物质的方法，其包括以下步骤：使包含所述生物物质的样品在包含粒子和结合于所述粒子的受体的标记粒子上方通过或与所述标记粒子混合，以及通过使所述生物物质吸附于所述标记粒子来检测所述生物物质。粒子可为各种尺寸的例如金属纳米粒子。受体可为已知或预期会结合靶标生物物质的任何化学部分。在一个示例性实施方案中，组合物可包括在粒子与受体之间桥接的连接体。连接体共价结合于粒子和受体，并且它可为直链或支链分子或聚合物。此外，靶标生物物质可为例如微生物、蛋白质或血液产物。不需要预先富集靶标生物物质。

一些实施方案涉及检测生物物质的方法，其包括以下步骤：使包含所述生物物质的样品在两者均包含粒子和结合于所述粒子的受体的标记粒子和聚集粒子上方通过或与所述标记粒子和所述聚集粒子混合，以及通过使所述生物物质吸附于所述标记粒子以及吸附于所述聚集粒子来检测所述生物物质。使用聚集粒子的一个优势在于增加所得生物物质-粒子聚集体的尺寸。标记粒子和聚集粒子可含有各种尺寸的琼脂糖、砂、织物、金属粒子、磁性粒子或其组合。标记粒子和/或聚集粒子中的受体可为已知或预期会结合靶标生物物质的任何化学部分。在一个示例性实施方案中，标记粒子和/或聚集粒子的组合物可包括在粒子与受体之间桥接的连接体。连接体共价或物理结合于粒子和受体，并且它可为直链或支链小分子或聚合物。标记粒子和聚集粒子可含有相同或不同连接体和/或受体。此外，靶标生物物质可为例如微生物、蛋白质或血液产物。