[发明专利]对生物物种或生化物种取样和分析的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对生物物种或生化物种取样的方法、一种分析生物物种或生化物种的方法、和一种用于实施这些方法的装置。

背景技术

生物医学研究中的一个重点是改进病理解剖学分析、组织学分析和分子分析。常规的组织学方法是基于用于采集生物组织的样品的活组织检查技术。尽管通过所采用的装置的微型化可以做出改进，这些技术仍是相对侵入的。而且，用于准备组织的过程(石蜡固定、冷冻等)与分子学研究中的新方法不是非常兼容。生化物种(如RNA和蛋白质)的脆弱性是解释创新的多组学(“poly-omic”)方法的临床转移的相对失败的预分析因素之一。

而且，由于它们的实施所需的成本和时间，故当前的过程与临时分析(即，在外科手术期间，在手术室中进行的分析，以便辅助外科医生的决策)的需要相容性很差。此外，利用快速染色的组织学分析不总是可以获得充分相关的信息。

文献WO 2006/082344描述了一种用于通过接触来分子取样的装置，该装置包括具有微级别结构化的表面的载体，例如该微结构是微立柱的网状物或者可填充微珠的微试管的形式。这种优选地被功能化的表面具有相对大的展开面，该展开面能够通过简单的接触捕获和固定在生物组织中包含的感兴趣的分子。表面的功能化的利用对保存期间装置的防腐方面和杀菌方面造成约束(因为常规的杀菌方法会影响功能化)。没有功能化时，捕获的有效性和选择性是不充分的。

本发明的目的在于克服现有技术的这些缺点。根据本发明，通过利用尤其是由纳米多孔硅制成的纳米多孔接触面来实现这个结果。即使不存在表面功能化时(然而，在某些实施方式中也可以构思功能化，以进一步提高捕获的选择性和/或有效性)，纳米孔允许化学物种和生物物种的有效且相对选择性的吸附；这是由于孔的吸力效应。文献WO 2011/025602公开了纳米多孔材料-尤其是纳米多孔硅-用于生物分子的分级、稳定化和保存的用途。

发明内容

因此，本发明的一个目的是对生物物种或生化物种取样的方法，该方法包括下列步骤：

a)布置用于捕获所述生物物种或生化物种的表面与生物组织或生物流体接触，以此方式使得至少一种生物物种或生化物种被所述表面吸附；和

b)清洗所述表面以去除未被吸附的生物物种或生化物种；

其中，所述步骤a)不具有外科手术的性质；

所述方法的特征在于，所述捕获表面为纳米多孔材料的表面。

生物组织可以特别是除了如血液这样的液体组织之外的组织。例如，生物组织可以是上皮细胞，特别是内皮细胞或结缔组织。生物流体(特别是液体)可尤其是全血、血浆、脑脊液、唾液等。生物流体可以是人类、动物(非人类)和/或植物的组织或流体。

“纳米多孔材料”指整个的晶体材料或无定形材料，优选具有均一的构成，具有平均直径小于1微米、特别是小于或等于100nm的孔。在纳米多孔材料之中，特别地，在微孔(孔的平均直径在0.2nm和2nm之间)、介孔(孔的平均直径在2nm和50nm之间)和大孔(孔的平均直径在50nm和1000nm之间)的材料之间存在区别。孔隙率(孔体积与总体积的比率)将优选大于或等于10％。

所吸附的生物物种可以为细胞(直径在约1μm和50μm之间)、细菌、病毒和循环囊泡(如外来体，直径在约20nm和200nm之间)。所吸附的生化物种可以为分子或大分子，如蛋白质(直径从几纳米至几十纳米)、肽(尺寸约为纳米)和代谢物。这些分子的“尺寸”应理解为它们的最大尺寸。

人们认为，当手术不是侵入式时，该手术不具有外科手术的性质，或无论何时手术不表现对身体的显著物理介入，该手术不需要专业的医学专业知识，且不造成显著健康风险。通常，任何包括将捕获表面与上皮(通过天然通道或开口(直肠、口腔、尿道、膀胱等)可进入的组织)接触、或者通过简单的上皮的渗透、甚至通过静脉内导管的手术不具有外科手术的性质。捕获表面与通过先前的外科手术(例如，当该手术具有外科手术的性质时，引入导管)可进入的组织或是伴随的但独立实施的组织接触，也不具有外科手术的性质。

该方法还可具有包括分析被所述捕获表面吸附的生物物种或生化物种的步骤c)，所述捕获表面用作分析载体。特别地，通过选自利用激光解吸的质谱分析和成像技术(如荧光成像)的方法可实施所述步骤c)。显然，通过利用MALDI(基质辅助激光解吸/电离)型或SELDI(表面增强激光解吸/电离)型激光解吸的质谱分析方法可实施所述步骤c)，在所述清洗步骤b)之后，有机基质被直接沉积在捕获表面上。作为变型，通过拉曼散射光谱法，也可实施步骤c)。