[发明专利]用于细胞外分离的基于脂质的探针

说明书

公开了用于从样品中捕获并分离细胞外囊泡的基于脂质的探针及其系统。该系统可以包括标记探针‑捕获探针组合、或在基底的表面上固定的标记探针、或包括在基底的表面上固定的标记探针的装置。标记探针可以包括用于插入细胞外囊泡的脂质双层膜的脂质尾部。标记探针可以进一步包括能够容易地与捕获探针相结合的标签或用于结合至基底的表面从而固定标记探针的高亲和性成分，以及脂质尾部与标签或高亲和性成分之间的间隔物。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年12月5日提交的美国临时申请No.62/430,161的权益，其全部公开内容通过引用并入本文。

关于联邦政府资助研究的声明

本发明是在国立卫生研究院(National Institutes of Health)授予的基金No.CA174508的政府资助下作出的。政府拥有本发明的某些权利。

技术领域

本发明涉及用于从样品中捕获并分离细胞外囊泡的基于脂质的探针及其系统。脂质探针可以包括脂质尾部、间隔物和标签和/或可以固定在表面上。该系统可以从诸如来自人类患者的体液之类的样品中分离细胞外囊泡。

背景技术

细胞外囊泡(EV)(其包括外泌体、微囊泡和凋亡小体)为来自细胞的脂质双层封闭结构，其尺寸范围为30nm至5,000nm。在过去的十年中，EV已经作为细胞通讯的重要介质而出现，因为EV可起到能够改变细胞功能和生理机能的生物信号的细胞间传递载体的作用。特别地，含有细胞和细胞状态特异性蛋白和核酸的外泌体(即直径约30nm至150nm的EV，在多囊体与质膜的融合时释放)由许多细胞类型分泌并且已在不同的体液中被鉴定到。虽然外泌体的生物起源尚未被充分了解，但越来越多的证据表明，此类纳米级EV(nEV)可以调节肿瘤免疫应答，启动转移前微环境的形成，确定向器官的转移并有助于化学治疗抗性。因此，nEV是癌症治疗干预的潜在靶标，并且有希望作为能够克服药理学障碍的自体药物载体。nEV也越来越多地被认为是非侵入性诊断标志物及预后肿瘤标志物。因此，非常希望快速分离nEV用于下游分子分析。

然而，报道的用于分离nEV的方法(如超速离心、免疫分离、基于聚合物的沉淀和过滤)涉及冗长的方案，并且可能引入杂质和nEV损伤。因此，仍然需要能够有效分离包括纳米级EV的细胞外囊泡的方法和装置。

发明内容

本发明的优点包括用于从样品中捕获并分离细胞外囊泡的基于脂质的探针及其系统。该系统可以包括标记探针-捕获探针组合、或在基底的表面上固定的标记探针、或包括在装置的基底的表面上固定的标记探针的装置。

通过使标记探针与包含具有脂质双层的细胞外囊泡的样品相接触，其中标记探针被配置为用于与细胞外囊泡的脂质双层相结合，以便标记细胞外囊泡，从而从样品中分离细胞外囊泡的方法，可至少部分地满足这些和其他优点。可以用被配置为用于与标记探针相结合的捕获探针对经标记的细胞外囊泡进行捕获。然后可以从样品中分离利用捕获探针捕获的经标记的细胞外囊泡。

本发明的另一个方面是通过使包含细胞外囊泡的样品与其上固定有标记探针的基底的表面相接触而从样品中分离细胞外囊泡的方法。标记探针被配置为用于与细胞外囊泡的脂质双层相结合，以便将细胞外囊泡固定在基底的表面上。标记探针可以共价结合或非共价结合至基底的表面。

在本公开的另一个方面，用于从样品中分离细胞外囊泡的装置可以包括其上固定有标记探针的基底表面。该装置进一步包括流体流动路径，该流体流动路径被配置为用于为包含细胞外囊泡的样品提供流动路径以接触基底表面。在一些实施方案中，该装置可以包括第一电极和第二电极，第一电极包括基底的囊泡固定表面，第二电极具有与第一电极相反的极性，该装置被配置为用于使用第一电极和第二电极向样品施加电场。