[发明专利]用于进行磁浮分离的组合物和方法

说明书

提供了用于磁分离在生物样品中不同生物分子(例如，细胞，细胞器等)的磁分离的方法和组合物，以及用于进行这些方法的组合物和试剂盒。还提供了含有分离的生物分子的组合物，以及将其用于体外和体内生物医学应用的方法。本发明的磁浮方法采用靶向磁性颗粒，优选靶向纳米磁性颗粒和靶向的浮颗粒，例如浮微粒和微泡。本发明的益处之一是能够将靶向磁性颗粒与差异靶向浮颗粒组合，以实现在同一工作流程期间两种或更多种特异性细胞靶向群体的分离。

磁分离背景技术

在过去的几十年中，已经建立和改进用于分离和隔离细胞、核酸、蛋白质和其他生物分子的基于磁性颗粒的技术。磁性颗粒通常与特定的靶向部分(例如抗体或核酸)偶联，使得颗粒与复杂混合物(例如细胞群体或蛋白质和核酸混合物)中发现的靶分子结合。然后可以使用磁场设备将与靶生物材料结合的磁性颗粒与混合物分离，从而为靶提供纯化或富集方法。这种基于磁性颗粒的生物靶分离方法已被用于分离或富集携带靶抗原的真核细胞、细菌物种、核酸和蛋白质，用于研究和治疗用途。它们还用于临床试验应用，例如用作免疫测定或放射免疫测定(RIA)的固体支持物。

制备用于这种应用的磁性颗粒的方法通常是两种通用类型。一种通用方法包括在制备聚合物颗粒期间将磁性颗粒均匀地分散在聚合物基质中，在聚合物颗粒核心周围构建磁性材料壳，或将磁性材料引入聚合物颗粒内的预先存在的孔中。前一种方法的例子可以在例如美国专利No.4,358,388中找到，第二种方法的例子可以在美国专利No.5,320,944和5,091,206。。后一种方法在例如美国专利No.5,648,124和4,654,267中例示。所有这些方法都产生大于0.3μm(微米)尺寸的磁性颗粒。

制备用于生物材料应用的磁性颗粒的第二种通用方法涉及首先产生用作较大颗粒的核心的裸磁性材料颗粒，所述较大颗粒通过在第一磁性材料核周围构造壳而产生。一种形式的初级涂层是硅烷涂层，但也描述了其他涂层。例如，美国专利No.3,933,997描述了使用包被磁性颗粒并直接与特异性抗体结合的硅烷偶联剂。据报道，该材料旨在用于RIA方法。美国专利No.4,554,088描述了被聚合硅烷包覆的金属或氧化铁颗粒核的构建，生物亲和分子如抗体直接与聚合硅烷结合。美国专利No.4695392，上述“088专利的一个分案，还限定了与生物亲和性分子直接连接硅烷涂层具有两个离散的官能团-第一个官能团吸附地或共价地连接到该金属氧化物核颗粒，第二个官能团共价连接到生物亲和有机分子。在两个专利中，颗粒的尺寸限定为0.1μm至1.5μm。现已放弃的美国专利申请公开No.2007/0026435公开了磁性颗粒核上的主要涂层，羟基硅烷，优选羟烷基三烷氧基硅烷。在该申请中，粒度范围为0.1μm至100μm，并且指定颗粒用于从混合物中分离特定核酸。当严格地秉承专利'392和公开文本2007/0026435中包含的引用的实施例时，其公开的磁性颗粒产生直径高达1um的高度聚集的磁性颗粒。美国专利No.7,169,618公开了制备尺寸范围为0.07μm至0.45μm的磁性颗粒，首先用有机硅烷包被，然后通过有机硅烷上的侧链官能团与多糖材料偶联。美国专利申请公开No.2010/0012880公开了一种磁性颗粒，其具有带有初级疏水性保护层的磁性材料核，在该初级疏水性保护层上层叠有亲水性烷基硅烷涂层。公开了这种颗粒的直径为0.2μm至0.4μm。

与也用作生物亲和分子的偶联剂的硅烷涂层不同，还报道了核心磁性颗粒上的非硅烷初级涂层。这些包括聚戊二醛(参见，例如，美国专利No.4,267,234)、丙烯酰胺、丙烯酸正丁酯、或N，N'-亚甲基双丙烯酰胺(参见，例如，美国专利No.4,454,234)、聚丙烯醛(参见，例如，美国专利No.4,783,336)、聚乙烯醇(参见，例如，美国专利No.6,204,033)、天然聚合物如葡萄聚糖(参见，例如，美国专利No.4,452,773)和牛血清白蛋白(参见，例如，美国专利No.4,795,698)。据报道，所有这些磁性颗粒初级涂层都用作基底，可以与另外的生物分子如抗体或核酸偶联。采用所有这些方法，所得生物亲和磁性颗粒产品的形状和尺寸不易控制，颗粒产品的尺寸范围相对较宽，直径通常大于0.5μm，产品颗粒易于粘附彼此形成颗粒团块。