[发明专利]用于碳水化合物毛细管电泳分析的基于三重内标准的聚糖结构分配方法

说明书

本发明揭示一种分离装置，其接收与三种不同的麦芽低聚糖MOL的低聚物共注射的已知或未知聚糖。检测器将所述分离的聚糖及所述分离的三种不同的低聚物测量为强度峰值，所述强度峰值为迁移时间的函数。根据所述三种不同低聚物的所述迁移时间计算多个其它MOL低聚物的所述迁移时间。通过比较其迁移时间与所述多个其它MOL低聚物的所述所计算迁移时间来计算所述分离的聚糖的所述强度峰值的葡萄糖单位GU值。所述处理器通过将所述分离的聚糖的所述强度峰值的所述所计算的GU值与已知聚糖结构的GU值的数据库进行比较来识别所述聚糖的所述结构。

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2016年8月26日提交申请的美国临时专利申请案第62/380,062号及在2017年6月12日提交申请的美国临时专利申请案第62/518,104号之权益，所述两个美国临时专利申请案的内容以全文引用的方式并入本文中。

背景技术

本文中的教示涉及使用分离技术(例如毛细管电泳或液相色谱)识别样本中的碳水化合物或任何聚糖的结构。更特定来说，本文中的教示涉及用于使用共注射用于葡萄糖单位(GU)计算的三重内标准来识别聚糖的结构的系统及方法，其减轻此计算对麦芽低聚糖阶梯的伴随运行的需要。划界标准为共注射，而内标准为样本的部分。本文中的系统及方法可结合处理器、控制器或计算机系统(例如图1的计算机系统)执行。

葡萄糖单位(GU)计算

碳水化合物为自然界中结构最多样的生物聚合物之一，因此构成重大的分析挑战。即使使用液相色谱(LC)、毛细管电泳(CE)、多毛细管电泳、质谱(MS)及核磁共振光谱(NMR)或其一些组合的最强大生物分析技术，可能的聚糖结构的极高多样性使得其结构解析非常困难。聚糖为任何多糖或寡糖，尤其为糖蛋白或糖脂的部分。截至2017年3月23日的https://en.wikipedia.org/wiki/Glycan。碳水化合物为糖类，其为一种类型的聚糖或可为聚糖的部分。截至2017年3月23日的https://en.wikipedia.org/wiki/Carbohydrate。

基于LC及CE的糖组学方法经常用于糖分析领域。在这两种技术中，葡萄糖单元(GU)计算为基于数据库搜索的结构分配的普遍方法。葡萄糖单元的方法是基于未知分析物峰值的迁移时间与增加大小的寡糖结构的混合物(通常在文献中被称为“阶梯”)的直接比较以辅助结构解析。

例如，在CE或LC中，麦芽低聚糖(MOL)阶梯用于此目的。阶梯包括葡萄糖单位(例如但不限于，α1-4、α1-6、β1-4、β1-6、β等链接单元)，其中其聚合度(DP)的范围从单一到数十个不等。CE为一种非常强大的分离技术，但不使用额外的分析维度，例如基于外切糖苷酶的降解分析或质谱分析，其不提供直接的结构信息，除非伴随与聚糖结构数据库有关的GU计算。

然而，GU值计算的准确性很大程度上取决于洗脱/迁移时间测量的精确度，且实际上所有液相分离方法都受到洗脱/迁移时间及不同寡糖结构的可能的共洗脱/迁移的影响。将迁移时间转换为相对迁移时间可提高精度。此外，关于样本的先验信息可帮助避免数据误解。GU方法旨在成为系统独立的，作为糖生物学中的标准结构解析方法。尽管其在色谱领域已确立了很好的作用，但基于CE的数据处理及解释仍处于早期阶段。

实际上，手动GU计算是在发布计算机程序以执行此任务之前的一个耗时过程。这些计算机程序中的一些提供了出色的多通道CE迁移时间对准，解决样本间迁移时间偏移以及电泳图的拉伸/压缩，但没有解决GU值计算及随后结构分配。

在典型的基于CE的GU方法实验中，制备一或多个MOL标准样本以及每一已知或未知聚糖样本。首先用CE分离MOL标准样本。使用连接到CE装置的检测器检测低聚物的强度峰值。检测器采用的检测方法可包含但不限于荧光检测、紫外光检测或质谱。从MOL标准样本检测的低聚物的强度峰值经检测为随迁移时间变化。