[发明专利]用于相互作用分析的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及分析感测表面处的分子结合相互作用的方法，并且更具体地说，涉及使用生物传感器来确定分析物与配位体之间的相互作用的一个或多个相互作用参数的方法。

背景技术

能够实时地监视分子(例如，生物分子)之间的相互作用的分析传感器系统正得到渐增的关注。这些系统往往基于光学生物传感器，且常常称为相互作用分析传感器或生物特定相互作用分析传感器。代表性的此类生物传感器系统是Biacore AB(乌普萨拉，瑞典)销售的BIACORE?仪器，其使用表面等离子共振(SPR)来检测样本中的分子与感测表面上固定化的分子结构之间的相互作用。随着样本在传感器表面上方通过，结合的进度直接地反映相互作用发生的速率。在注入样本之后是缓冲液流，在此期间检测器响应反映表面上的复合物离解的速率。来自BIACORE?系统的典型输出是描述分子相互作用随时间的进度、包括缔合阶段部分和离解阶段部分的曲线图或曲线。常常在计算机屏幕上显示的此结合曲线往往称为“传感器谱图(sensorgram)”。

因此，利用BIACORE?系统(和模拟传感器系统)，在未使用标记以及往往没有对所包含的物质进行纯化的情况下，不仅可能实时地确定样本中具体分子(分析物)的存在和浓度，而且可能实时地确定附加相互作用参数，包括分子相互作用中结合(缔合)和离解的动力学速率常数以及表面相互作用的亲和度。缔合速率常数(k_a)和离解速率常数(k_d)可以通过将对多种不同样本分析物浓度得到的结果动力学数据拟合到微分方程形式的相互作用模型的数学描述来获得。可以由缔合速率常数和离解速率常数来计算亲和度(表示为亲和度常数K_A或离解常数K_D)。但是，许多时候，可能难以获得明确的动力学数据，并且因此往往通过平衡结合分析来测量亲和度更为可靠，这包括对一系列分析物浓度确定平衡或稳态处的结合水平，平衡或稳态假定处于或接近结合相互作用的缔合阶段的结束。为了确保结合曲线的缔合阶段确实可能已经达到稳态，往往预先确定在为用于亲和度测量预设的条件下已结合的分析物达到平衡的必要样本注入时间长度(即，与传感器芯片表面的样本接触时间)。因为达到平衡所花的时间和分析物离解所花的时间都主要通过离解速率常数来控制，所以还可以由离解常数估计近似注入时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新方法和生物传感器系统，用于使用生物传感器确定分析物与配位体之间的相互作用的一个或多个相互作用参数，该方法和生物传感器系统克服了现有技术的一个或多个缺点。这通过独立权利要求中定义的方法和生物传感器系统来实现。

本发明的方法的一个优点在于，它允许对低亲和度分析物进行改进且更可靠的相互作用参数的确定。

通过参考下文详细描述和附图将获得对本发明及其进一步特征和优点的更全面的理解。

附图说明

图1是基于SPR的生物传感器系统的侧视示意图。

图2是其中结合曲线具有可见的缔合阶段和离解阶段的代表性传感器谱图。

图3示出“正常”亲和度分析物曲线拟合的示例。

图4示出基于图3的数据点的较低范围的、“低”亲和度分析物曲线拟合的示例。

图5示出根据本发明的一个实施例的方法的示意框图。

图6示出如图4中的对应拟合。

图7a-7c示出具有多种水平的方法噪声的模拟数据集的拟合。

图8a-8b示出具有二次非常低亲和度(非特定)结合的模拟数据集的拟合。

图9示出注入之后具有抬高的基线的响应曲线的示例。

图10示出显示注入期间渐增的响应的响应曲线的示例。

具体实施方式

如上文提到的，本发明涉及评估第一物种与第二物种之间的分子结合相互作用的稳态结合数据以确定该相互作用的亲和度，其中使用第一与第三控制物种之间的结合相互作用的稳态结合数据来估计第一物种与第二物种之间的相互作用的最大响应R_max。通常，通过基于传感器的技术获得试验结合数据，该技术研究分子相互作用并实时地将结果呈示为相互作用进度。但是，在更详细地描述本发明之前，将描述预设要使用本发明于其中的一般上下文。

除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明相关领域中的技术人员所共识的相同的含义。再有，除非另外说明，否则单数形式“一”和“该”意味着包括复数个的引述。

本文提到的所有出版物、专利申请、专利和其它参考书目通过引用全部并入。