[发明专利]用于检测和分析分析物的方法和组合物

说明书

提供了用于评估流体溶液中的分析物‑配体相互作用和分析物浓度的基于纳米孔的方法、组合物和系统。所述组合物包括与纳米孔结合以形成纳米孔组件的分析物检测复合物，所述分析物检测复合物包括分析物配体。随着跨纳米孔组件施加第一电压，将分析物配体呈现给溶液中的分析物。随着跨纳米孔组件施加其极性与第一电压相反的第二电压，分析物与分析物结合。通过将分析物‑配体结合对的总数与对照结合计数进行对比，可以确定分析物的浓度。在其它实施例中，进一步增加第二电压可以导致分析物‑配体对的解离，由此可以确定解离电压，并因此可以确定解离常数。

本公开内容一般地涉及用于检测目标分析物的方法、组合物和系统，并且更具体地涉及使用生物芯片来确定分析物的浓度和评估分析物-配体相互作用的方法、组合物和系统。

提供了用于评估流体溶液中的分析物-配体相互作用和分析物浓度的基于纳米孔的方法、组合物和系统。所述组合物包括与纳米孔结合以形成纳米孔组件的分析物检测复合物，所述分析物检测复合物包括分析物配体。随着跨纳米孔组件施加第一电压，将分析物配体呈现给溶液中的分析物。随着跨纳米孔组件施加其极性与第一电压相反的第二电压，分析物与分析物结合。通过将分析物-配体结合对的总数与对照结合计数进行对比，可以确定分析物的浓度。在其它实施例中，进一步增加第二电压可以导致分析物-配体对的解离，由此可以确定解离电压，并因此可以确定解离常数。

发明背景

生物学活性组分（诸如小分子、蛋白、抗原、免疫球蛋白和核酸）参与众多生物学过程和功能。因此，这样的组分的水平的任何紊乱都可以导致疾病或加速疾病进程。由于该原因，在开发可靠的方法以快速检测和鉴定用于患者诊断和治疗的生物学活性组分中已经花费了许多努力。例如，检测血液或尿液样品中的蛋白或小分子可以用于评估患者的代谢状态。类似地，血液或尿液样品中的抗原的检测可以用于鉴定已经对患者暴露的病原体，从而促进适当的治疗。进一步有益的是，能够确定溶液中分析物的浓度。例如，确定血液或尿液组分的浓度可以允许该组分与参考值进行对比，从而促进患者的健康状况的进一步评价。

但是，尽管有众多检测和鉴定方法可用，但许多方法是昂贵的并且可能相当耗时。例如，许多诊断测试可能需要几天才能完成，并且需要大量的实验室资源。并且在某些情况下，诊断延迟可以对患者护理产生负面影响，诸如在分析与心肌梗塞相关联的标志物时。此外，许多旨在鉴定生物学活性组分的诊断测试的复杂性使其自身容易出错，从而降低准确度。并且，许多检测和鉴定方法一次只能分析一种或几种生物学活性组分，并且它们不可确定测试样品中的给定组分的浓度。

除了鉴定测试样品中的生物学活性组分外，还合乎需要的是，筛选生物样品中的新颖的结合对，诸如小分子-蛋白结合对或蛋白-蛋白结合对。例如，确定特定蛋白质结合小分子可能导致所述小分子被开发为新的治疗药物或诊断试剂。同样，新蛋白质-蛋白质相互作用的鉴定可能导致新药物或诊断试剂的开发。但是，尽管许多传统方法可用于检查不同的生物学活性组分之间的相互作用，但这样的方法经常被设计为一次检查一个或几个候选结合对。这样的方法也是昂贵的并且可能是耗时的。

因此，需要额外的方法、组合物和系统，它们可以快速地检测和鉴定生物学活性组分，尤其是以有效且有成本效益的方式。还需要可以同时测定多种生物学活性组分从而降低成本的方法、组合物和系统。此外，需要方法、组合物和系统来确定流体溶液中生物学活性组分的浓度。还需要快速且有成本效益的方法来评估生物学活性组分之间的结合相互作用，从而进一步促进新药物和治疗方案的开发。

发明概述

在某些实施例方面，提供了一种分析物检测复合物，其包括分析物配体、穿越元件（threading element）、信号元件和锚定标签。所述分析物配体位于分析物检测复合物的近侧端部上，而所述信号元件结合在所述穿越元件内。所述分析物检测复合物还可以包括在所述穿越元件的远侧端部上的锚定标签。在某些实施例方面，所述分析物检测复合物也包括第二信号传递元件。

在某些实施例方面，提供了包括分析物检测复合物的纳米孔组件。例如，所述纳米孔组件可以是七聚体α-溶血素纳米孔组件。所述分析物检测复合物例如在纳米孔中穿入以形成纳米孔组件。