[发明专利]用于分析物的电泳分离和分析的系统和方法

说明书

本公开涉及用于分析物的电泳分离和分析的系统和方法。用于测定生物样本中是否存在目标分析物的系统包括测定设备和计算机控制器。测定设备包括壳体、部署在壳体中的容器以及激活能量源。容器被配置为接纳电泳槽。电泳槽具有被配置为接纳芯片的凹部区域，芯片被配置为接纳生物样本。芯片包括具有可激活官能团的聚合物分离介质，可激活官能团在被激活时共价键合到目标分析物。激活能量源被配置为供给激活能量，以激活可激活官能团。计算机控制器可操作地耦合到激活能量源，并且被配置为激活激活能量源，以指引激活能量施加到聚合物分离介质，以激活可激活官能团。

本申请是申请日为2016年5月20日，申请号为201680028953.6， 发明名称为“用于分析物的电泳分离和分析的系统和方法”的申请的 分案申请。

关于联邦资助研究的声明

本发明是在国立卫生研究院授予的奖项编号R43GM112236的政 府支持下完成的。政府对本发明享有一定的权利。

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年5月20日提交的标题为“Systems and Methods forElectrophoretic Separation and Analysis of Analytes”的 美国临时专利申请序列No.62/164,495的优先权和权益，该申请的公 开内容整体上并入本文。

技术领域

本公开提供了用于测定生物样品是否存在一种或多种目标分析物 (诸如目标蛋白质)的设备、系统和方法。

背景技术

理解蛋白质表达中的细胞到细胞的变异是理解肿瘤的发病机理、 表征干细胞的分化状态以及为药物开发、目标筛选和毒性研究开发良 好控制的和功能性验证的体外人类“培养皿疾病”模型的很大一部分。 单细胞分析的重要性日益增加，但主要限于转录组(例如，RNA) 和基因组(例如，DNA)技术。重要的是，这些测量并不总是与决 定表型的蛋白质水平相关联。单细胞蛋白质测量呈现干细胞、癌症和 免疫学研究中一个无法克服的障碍。

确定生物样本的蛋白质水平表达的方法包括电泳，接着是探针分 析。电泳是通常将电场施加到分离介质中的生物样本，使得生物样本 的各个分子将基于分子尺寸和电荷分散在整个分离介质中的技术。电 泳之前的细胞裂解可以将生物样本还原成可以在整个分离介质中有效 分离的各个分子的集合。细胞裂解、电泳和随后的探针分析通常在大 量用户的操纵下在分离的平台上执行。

因此，需要使用单个自给式系统来测定各种类型的分析物的存在 的设备、系统和方法。

发明内容

本公开的一方面提供了用于测定生物样本中是否存在一种或多种 目标分析物的系统，该系统包括壳体，壳体包括：(i)容器，被配 置为接纳具有凹部区域的电泳槽，凹部区域被配置为接纳包括具有可 激活官能团的聚合物分离介质的芯片，可激活官能团在被激活时共价 键合到一种或多种目标分析物，其中芯片接纳生物样本；和(ii)激 活能量源，供给激活能量以激活可激活官能团。该系统还包括计算机 控制器，其可操作地耦合到激活能量源并被编程为将激活能量从激活 能量源指引到聚合物分离介质，以激活可激活官能团。

在一些实施例中，电泳槽是可移除的。在一些实施例中，芯片是 可消耗的。在一些实施例中，壳体具有小于大约50cm的长度、小于 大约50cm的宽度和/或小于大约50cm的高度。在一些实施例中，长 度小于大约40cm，宽度小于大约40cm，和/或高度小于大约40cm。

在一些实施例中，聚合物分离介质包括在其中形成的多个微孔。 在一些实施例中，微孔的尺寸被确定为在多个微孔中的个体微孔中适 应来自生物样本的单个细胞，并且其中个体微孔具有100μm或更小 的尺寸。

在一些实施例中，聚合物分离介质是交联的。在一些实施例中， 可激活官能团是二苯甲酮基团。在一些实施例中，可激活官能团可通 过电磁辐射激活。在一些实施例中，电磁辐射是可见光，紫外(UV) 光或红外光。