[发明专利]一种分析分子活力的系统和应用

说明书

本发明公开了一种分析分子活力的系统和应用，基于现有“流动体法”测量待测分子活力时的缺陷而提出，将待测分子如酶，或其作用的底物，或待测分子发挥其活力所需的辅因子等，其中之一固定在一个相对于流动体静止的载体上，形成对应的固定体；其他的成分保留于流体中，构成流动体。反应进行的同时，可连续检测底物或产物浓度的变化。若流动体干扰测量，则可容易地抛弃，保留固定体，进一步对固定体上残留的底物或生成的产物进行检测。由于没有流动体的干扰，可以方便地放大信号。所有的步骤都在一个容器和一台仪器里完成，可以方便地实现一体化、自动化、标准化和规模化。

技术领域

本发明是一种分析分子活力的系统和应用，具体涉及一种测量分子活力的方法和应用及其涉及的分析系统、固定体、捕获体和流动体，属于生物技术领域。

背景技术

酶，是生物催化剂。它能够在生理条件下，高效率和高特性地催化生物化学反应。我们知道，生物体中酶的数量和种类是天文数字，相当一部分酶催化的生化反应相似但又有细微的区别。有些酶(同工酶)，催化完全一样的生化反应，但表达在不同的细胞或组织，有些酶(酶的异构体)，不仅催化完全一样的生化反应，而且表达在同一个细胞里。这些种类繁多的酶分工又协助，共同完成生命活动。

酶活力是酶催化生物化学反应的能力。研究发现，某个特定的酶活力的改变，往往导致一个特定的疾病。例如，蛋白磷酸酯酶2A(protein phosphatase 2A,PP2A)活力的下降是导致阿尔茨海默病和肺癌的关键性因素；糖原合成酶激酶-3β(glycogen synthasekinase-3β，GSK-3β)和细胞周期依赖性激酶-5(cyclin-dependent kinase-5,CDK-5)活力的上升导致阿尔茨海默病，而这两个激酶活力的下降导致肝癌。因此，在生物医学领域中，测量样品中某个特定酶的活力，而不是一类酶，具有极其重要的临床诊断价值，也是筛选特效药物的关键。

测量生物样品中某个特定酶(待测酶)的活力，而不是一类酶，是一个严峻的挑战：酶的数量和种类众多，同一类酶的功能高度相似；待测酶的含量很低，生物样品珍贵等。通常，研究者会在体外建立一个酶参与的分析系统，检测反应物或产物的浓度变化，由终点法和速度法计算出这个体外酶促反应速率，它通常被定义为酶活力。毫无疑问，适当的分析系统是检测酶活力的关键。目前，几乎所有的用于测量酶活力的反应系统，都是单一的“流动体系统”，即酶与其作用的底物混合于同样的流动体中，其产物也在这个流动体里。在这个流动的混合物中，酶、底物和产物都是可流动或可移动的，它们都是“流动体”，因此，我们把它们称为“流动体法”。

在酶活力测量时，实现这种“流动体”的酶促体外分析系统的方式通常有两种：

A.全流体法。整个生物样品与特异性底物共同孵育，样品与底物都是流动体，待测酶催化其作用的底物转化成产物，测定底物或产物的含量。对于这种方式而言，由于酶、底物和产物全部都是流体，因此，称为“全流体法”。

B.流体—悬浮物法。把待测酶用免疫沉淀法等方法从生物样品中纯化、分离出来，得到含有待测酶的沉淀物，然后，将这个沉淀物悬浮于流体的体外分析系统中，酶催化底物转化成产物，测定底物或产物的含量。对于这种方式而言，虽然沉淀物本身是固态的，但它悬浮于溶液中，没有固定在一个位置，是一个可移动的物体(可被流动体所搬动)，因此，这种方式被称为“流体—悬浮物”，也归纳为“流动体法”。

从目前的流动体法来看，每个成分如酶、底物和产物等都是可移动的，没有一个成分是固定的。在测量酶活力时，难以甚至无法分离其中的一个成分。因此，“流动体法”存在以下不可克服的缺陷：

A.无法方便地、特异地测量某个特定同工酶或亚型的酶活力。全流体法未将待测分子进行分离，使用的是整个生物样品，样品中的其他酶也可能参加酶促反应，因此，最终的结果是同类酶的总活力。在“流体—悬浮物法”中，虽然免疫沉淀法能将待测酶从生物样品中分离，提高了特异性，但是，分离过程繁琐、费时；