[发明专利]扩展临床组织样本的方法

说明书

本发明提供了一种用于制备适用于显微镜分析的扩展生物样本的方法。扩展生物样品可以通过将关键生物分子结合，例如，锚定，到聚合物网络并且使聚合物网络溶胀或扩展来实现，从而将生物分子分开，如下文进一步描述的。当生物分子锚定到聚合物网络时，聚合物网络的各向同性扩展保持生物分子的空间取向，导致扩展的或增大的生物样本。

相关申请

本申请要求2016年2月25日提交的美国临时申请序列号62/299,754的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

在病理学中，使用衍射限制的显微镜检查细胞结构和分子组成一直是诊断各种疾病前和疾病状态的关键。然而，生物分子本身在尺度上是纳米级的并且在整个细胞和组织中配置有纳米级精度。在基础科学中，已经开始使用先进的超分辨率显微镜方法以及电子显微镜方法探究，但是这种策略需要复杂的硬件，可能呈现陡峭的学习曲线，并且难以应用于大规模样品，诸如人组织。因此，超分辨率成像和纳米显微学尚未在病理学的临床实践中找到常规用途。

因此，需要可以与当前衍射限制的显微镜一起工作并且可以以纳米级精度光学放大样品，例如组织切片或肿瘤，的更高分辨率的显微镜检查。

发明内容

本发明提供了一种用于制备扩展生物样本的方法。扩展生物样本适合用于显微镜分析。通过“显微镜分析”是指使用任何技术分析样本，该技术提供对于用肉眼看不到的样本的方面的可视化，即不在正常眼睛的分辨率范围内。通过“制备扩展生物样本”，通常是指，生物样本相对于在暴露于本文所述的方法之前的样本物理地扩展或增大。扩展生物样品可以通过将关键生物分子结合，例如，锚定，到聚合物网络并且使聚合物网络溶胀或扩展来实现，从而将生物分子分开，如下文进一步描述的。当生物分子锚定到聚合物网络时，聚合物网络的各向同性扩展保持生物分子的空间取向，导致扩展的或增大的生物样本。

在一种实施方式中，用于制备可扩展生物样本的方法包括使样品与将结合样品内的生物分子的大分子接触的步骤；用双官能交联剂处理样本；用可溶胀聚合物的前体渗透样本；聚合前体以在样本内形成可溶胀的聚合物；将生物分子锚定在可溶胀的聚合物上；并且在具有约4至约12之间的pH的缓冲液中将样品与1-100U/ml的非特异性蛋白酶一起温育，该缓冲液包括约5mM至约100mM的金属离子螯合剂，约0.1％至约1.0％的非离子表面活性剂，和约0.05M至约1M的单价盐。可通过使可溶胀聚合物与溶剂或液体接触以引起可溶胀聚合物溶胀而扩展可扩展生物样本。在一种实施方式中，在处理步骤(a)之前，对样品热处理。通过“热处理”通常是指本领域技术人员已知的并且如下文进一步描述的任何合适的抗原修复工艺。

在一种实施方式中，用于制备可扩展生物样本的方法包括用双官能交联剂处理样本的步骤；用可溶胀聚合物的前体渗透样本；聚合该前体以在样本内形成可溶胀聚合物；并且将该样本与约1至约100U/ml的非特异性蛋白酶在具有约4至约12之间的pH的缓冲液中，在约50℃至约70℃下温育约0.5至约3小时，该缓冲液包括约5mM至约100mM的金属离子螯合剂；约0.1％至约1.0％的非离子表面活性剂；和约0.05M至约1.0M的单价盐。在一种实施方式中，该方法可以还包括使样品与将结合样品内的生物分子的大分子接触的步骤。在一种实施方式中，该方法可以还包括将生物分子锚定到可溶胀聚合物上的步骤。可通过使可溶胀聚合物与溶剂或液体接触以引起可溶胀聚合物溶胀而扩展可扩展样本。在一种实施方式中，在处理步骤(a)之前，对样品热处理。

在一种实施方式中，如下文进一步描述的用于扩展可溶胀材料包埋的生物样本的方法包括将该样本与约1至约100U/ml的非特异性蛋白酶在具有约4至约12之间的pH的缓冲液中，在约50℃至约70℃下温育约0.5至约3小时，该缓冲液包括约5mM至约100mM的金属离子螯合剂；约0.1％至约1.0％的非离子表面活性剂；和约0.05M至约1.0M的单价盐；并且使可溶胀聚合物与溶剂或液体接触以引起可溶胀聚合物溶胀。

附图的简要说明