[发明专利]生物材料作为相互作用相的毛细管及其制备和应用

说明书

本发明提供了一种带有柱筛并以生物材料作为相互作用相的毛细管、其制备方法以及通过毛细管电泳方法在研究生物大分子与活性配体或化合物相互作用以及药物筛选中的用途。针对某些生物活性大分子从细胞或离体生物组织中分离纯化难度大且会引起天然构象的变化，本发明开发了将生物材料(例如生物大分子超表达的细胞、细胞、线粒体、离体组织、肿瘤组织、载带生物靶固体物质等)注入带有柱筛的毛细管中，所述生物材料被拦截于柱筛后端作为相互作用相，建立非固定化生物材料毛细管电泳(Non‑immobilized Biomaterial Capillary Electrophoresis，NIBCE)，在接近生理环境条件下，用于研究生物大分子与活性配体或化合物相互作用以及药物筛选等的毛细管电泳方法。

技术领域

本发明涉及毛细管及其制备方法和应用，尤其涉及带有用于拦截作为相互作用相的生物材料的柱筛的毛细管色谱柱、其制备方法以及毛细管色谱柱通过高效毛细管电泳(High Performance Capillary Electrophoresis，HPCE)在生物医药领域例如在研究生物大分子与活性配体或化合物相互作用以及药物筛选等方面的应用。

背景技术

大多数生物分子都是通过与其目标分子发生特异性相互作用而发挥其生理功能，例如酶和底物、抗原和抗体、受体和激素、凝集素和多糖蛋白等。这些特异性相互作用是化学与生物化学体系中广泛存在的现象，更是产生生命现象的基础。对生物分子及其功能配体相互作用的表征已成为生物化学研究的重点之一，这有助于深入认识生物大分子间各种功能的结构基础及作用机制，有助于新药的发现。因此，开发研究生物分子间或生物大分子与其他配体间相互作用的方法变得尤为重要。

研究生物分子间或生物大分子与其他配体间相互作用的方法主要可以分为两大类：一类是直接测定法，包括UV吸收法、拉曼光谱法、荧光强度法、电位法、热分析法、核磁共振法(NMR)、傅里叶变换红外光谱法(FTIR)、质谱法(MS)、表面等离子共振法(SPR)等；另一类是分离分析法，包括滤膜分析法、超滤法、超速离心法、色谱法(薄层色谱法和液相色谱法)、电泳法(平板电泳法和HPCE)。后者的优点是：能同时提供相互作用的两种分子以及复合物的信息，避免了共存物质的干扰。分离分析法所包括的滤膜分析法、超滤法、超速离心法、色谱法和平板电泳法常常用于研究配体-受体之间的相互作用，但它们存在结合分子从膜上渗漏、体积改变、Donnan效应、非特异性吸附、分析时间长、样品消耗大等缺点；近年来，以HPCE为基础的技术成为研究生物分子间或生物大分子与其他配体间相互作用的主要方法。

HPCE用于研究生物分子间或生物大分子与其他配体间相互作用，具有以下优点：分离效率高，可达10⁵-10⁶板/米；分析时间短，几十秒至十几分钟即可完成分析；样品消耗少，进样所需体积可小至1μL，消耗体积在1-50nL之间；能够在生理条件或接近生理条件的缓冲液中进行，可得到较为真实的生物分子之间相互作用的信息；可以同时研究多种分子对一种分子的结合行为；运用灵活，可以选择不同的模式来适用不同的分离对象；经济；洁净；自动化程度较高。其中，HPCE用于研究相互作用的形式有预平衡区带电泳、动力学平衡区带电泳和固定化亲和电泳。近几年又陆续出现固定化细胞毛细管电泳法(ICCE)、细胞膜色谱法(cell membrane chromatography,CMC)，使得无法分离的受体能够直接通过HPCE或CMC进行配体筛选。将细胞固定于色谱柱内进行受体配体相互作用研究并应用于药物筛选是近年来发展的新技术，该技术突出的优势在于对不可分离的细胞膜受体进行固定化，从而克服传统生物学方法存在的准确率低、毒性大、成本高等问题。细胞固定化技术利用物理或化学方法将细胞固定在合适的载体上，使其发挥生物活性，比酶固定化法更简便、快捷、经济。但该方法仍具有操作复杂，制备难，周期长，使用寿命短，只能对高表达受体细胞进行筛选等缺点。

因此，在ICCE基础上，对方法进行创新，建立可以对生物大分子超表达(比如GLUT1)的细胞、细胞、线粒体、离体组织、肿瘤组织、载带生物靶固体物质等各种生物材料表面受体直接筛选的方法变得尤为重要。

发明内容