[发明专利]纳米囊泡的多重表型分析

说明书

本文提供了使用SP‑IRIS系统从生物样品中捕获细胞外囊泡以用于定量和/或表征(例如，大小和/或形状鉴别)的方法。本文还提供了对捕获的细胞外囊泡上或捕获的囊泡内部的生物标志物(例如囊泡内生物标志物或外泌体内生物标志物)进行检测的方法。

相关申请的交叉引用

根据35 U.S.C.§119(e)，本申请要求2015年9月22日提交的美国临时申请号62/221,806的优先权，以引用的方式将其内容整体并入本文。

政府支持

本发明基于美国国立卫生研究院(the National Institutes of Health)授予的合同No.AI089673在政府支持下完成。美国政府对本发明享有一定权利。

技术领域

本公开涉及在单粒子水平上对细胞外囊泡(extracellular vesicles)进行的定量和表征。在一些实施方式中，本公开还涉及对细胞外囊泡表面上或囊泡内空间中的生物标志物表达进行的检测和/或定量。

背景技术

目前生物学家和研究人员正在积极使用高通量DNA和蛋白质分析技术(如微阵列技术)对用于药物开发、疾病研究和诊断的生物标志物进行高通量筛选。底物增强的微阵列成像能够以无标记(label-free)的方式在成千上万个斑点(spots)处同时检测生物分子与表面的结合。

单粒子干涉反射成像传感器(single particle interferometric reflectanceimaging sensor，SP-IRIS)系统包含多个非相干光源(如发光二极管(LED))，其可被用作干涉原理的检测和测量的照明源。LED的成本很低、紧凑并且耐用，因此LED对诊断和研究应用的大规模使用和配置而言是理想的。SP-IRIS系统使用低成本的非相干照明源，使得对分析物或样品中的单个生物分子靶标进行高放大率检测和成像成为可能。

SP-IRIS系统基于对来自传感器表面(目标粒子被捕获至该表面上)的反射光进行的成像。SP-IRIS传感器由层状介电基板构成。该层状结构提供了由纳米粒子靶标散射的光与从基板反射的基准光(reference light)之间必要的光程长度差。该SP-IRIS传感器可由位于硅(Si)上的多种介电材料(例如二氧化硅)制成。

发明内容

本文所述的方法部分基于以下发现：SP-IRIS可用于将细胞外囊泡从生物样品中捕获至SP-IRIS传感器上，并进一步允许对该细胞外囊泡进行定量和表征。另外，SP-IRIS系统可进一步用于对捕获的细胞外囊泡表面上或细胞外囊泡内部的生物标志物(例如囊泡内生物标志物或外泌体(exosomal)内生物标志物)的存在进行检测。

因此，在一个方面，本文提供了用于对生物样品中的细胞外囊泡进行定量和/或表征的方法，所述方法包括：(a)使SP-IRIS传感器与生物样品接触，所述SP-IRIS传感器包含细胞外囊泡特异性探针，所述生物样品包含至少一种细胞外囊泡，从而将所述囊泡捕获至所述传感器上；(b)使具有捕获的囊泡的传感器与二级探针接触，所述二级探针包含纳米粒子；以及(c)使用SP-IRIS系统对所述纳米粒子进行成像，从而对所述生物样品中的细胞外囊泡进行定量和/或表征。

在本文所述的所有其它方面和该方面的一个实施方式中，所述细胞外囊泡特异性探针和/或所述二级探针包括抗体。

在本文所述的所有其它方面和该方面的另一个实施方式中，使多种细胞外囊泡特异性探针与所述生物样品接触以允许对特定外泌体群进行分离和鉴别。