[发明专利]在光学葡萄糖测定中使用蓝移基准染料

说明书

本发明涉及一种竞争性葡萄糖结合亲和测定，该竞争性葡萄糖结合亲和测定包括用测定荧光团标记的葡萄糖受体(通常为甘露聚糖结合凝集素)以及用基准荧光团标记的改性葡萄糖类似物(通常为葡聚糖)。在某些实施方案中，葡萄糖类似物是葡聚糖，并且其偶联到基准荧光团和淬灭剂染料(例如，六甲氧基结晶紫‑1)两者。任选地，基准荧光团相对于测定荧光团蓝移。

相关申请的交叉引用

本申请依据美国专利法第120条要求2017年4月28日提交的美国专利申请序列号15/581,540的优先权，其内容以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及光学分析物测定，并且具体地讲，涉及用于感测葡萄糖的荧光竞争性结合测定。

背景技术

在体内保持正常葡萄糖水平是糖尿病患者可避免与糖尿病相关联的长期问题(诸如视网膜病变、循环问题和其他后遗症)的重要方式。为此，糖尿病患者要定期监测其血液葡萄糖水平以例如优化胰岛素给药。在这个背景下，已开发了用于监测血液葡萄糖水平的多种系统和方法。一种策略使用荧光化合物来检测葡萄糖水平，例如采用竞争性结合测定，在该测定中，葡萄糖和荧光团标记的葡萄糖配体/类似物竞争葡萄糖受体的结合位点并且所产生的荧光变化被转换为葡萄糖浓度。

在某些竞争性葡萄糖结合测定中，葡聚糖用作可替换的葡萄糖配体。在此类测定中，可使用亲脂性(和阳离子型)染料诸如六甲氧基结晶紫-1(HMCV1)来标记葡聚糖。然而，存在与葡聚糖的柔性聚-(1,6)-葡萄糖主链偶联的大量(例如，大于10个)亲脂性染料分子可使此类标记的葡聚糖分子采取水溶性更小的构象，从而可引起这些分子沉淀。此外，此类染料诱导的构象变化可迫使标记的葡聚糖处于更为亲脂性的状态，这可引起葡聚糖对葡萄糖受体的结合能力的不利变化以及影响其荧光共振能量转移(FRET)效率。另外，在常规系统中，染料可在葡聚糖上发生分子内屏蔽，这一现象可导致该测定的校准随时间推移而变化，从而给该测定带来不稳定性。

基准染料也用于某些荧光测定中以便跟踪实验设置的变化，例如光源波动、光路变化(使光耦合到光导中、机械扰动(如弯曲)、温度变化等)。传统上，光学或基于荧光的感测系统利用相对于测定荧光团红移的基准荧光团。然而，通过使用具有比所需更多的能量的更低波长的光来激发荧光团，荧光分子中发生从电子基态(S0)到第二激发态(S2)而非到第一激发电子态(S1)的电子跃迁的风险会增加。处于S2的分子发生分解的可能性比处于S1的相同分子大得多。从而，如果荧光团被激发到S2而非仅S1，则会发生更快光漂白。

因此，本领域需要这样的光学葡萄糖测定，其利用被选择为增强测定稳定性的试剂和材料。本文所公开的本发明例如通过使用被设计为包括多重标记的葡萄糖类似物/配体(例如，用促进亲水性的试剂偶联/标记的葡聚糖)和/或蓝移基准荧光团的测定来满足这一需求。如下所讨论，被设计为包括多重标记的葡萄糖类似物和/或蓝移基准荧光团的葡萄糖测定表现出材料特性(诸如测定稳定性)的改善。

发明内容

本发明提供了用于葡萄糖测定中的优化的材料和方法。如下详细讨论，可对某些荧光葡萄糖测定中的成分进行选择和/或改性以便例如优化用于形成测定复合物的一系列成分的亲水-疏水平衡。这样产生了改进的测定，即测定成分随时间推移而发生更少不期望的构象变化的测定。对葡萄糖测定复合物的示例性改性包括通过以下方式对葡聚糖进行改性的那些：将该分子与被选择为防止葡聚糖带过多负电荷或正电荷的试剂偶联。此类改性产生的测定比其未改性的等同物更稳定。另外，在基准荧光团被选择为实现其亲水/疏水特征和/或相对于测定荧光团或指示剂荧光团蓝移(而非可能因低波长激发而变得对光不稳定的典型红移基准荧光团)的实施方案中，可增加基准荧光团和作为一个整体的测定复合物的稳定性。