對(duì)生物物種或生化物種取樣和分析的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種對(duì)生物物種或生化物種取樣的方法，包括下列步驟：a)布置生物物種或生化物種的捕獲表面(SC)與生物組織或生物流體(TB)接觸；和b)清洗表面以去除未被吸附的生物物種或生化物種；方法的特征在于捕獲表面為納米多孔材料(MC)的表面。一種分析生物物種或生化物種的方法，其特征在于利用表面作為分析載體。特別地，可利用選自利用激光解吸的質(zhì)譜分析和熒光成像的方法來實(shí)施分析。一種用于對(duì)生物物種或生化物種取樣的裝置，裝置包括桿(TM)，材料(MC)被附接至桿，材料具有用于生物物種或生化物種的捕獲表面(SC)，布置捕獲表面，以便能夠與生物組織或生物流體(TB)接觸，其特征在于，材料為納米多孔材料。桿可滑動(dòng)到導(dǎo)向管中，以方便桿插入人體或動(dòng)物體中。
【專利說明】對(duì)生物物種或生化物種取樣和分析的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種對(duì)生物物種或生化物種取樣的方法、一種分析生物物種或生化物種的方法、和一種用于實(shí)施這些方法的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]生物醫(yī)學(xué)研究中的一個(gè)重點(diǎn)是改進(jìn)病理解剖學(xué)分析、組織學(xué)分析和分子分析。常規(guī)的組織學(xué)方法是基于用于采集生物組織的樣品的活組織檢查技術(shù)。盡管通過所采用的裝置的微型化可以做出改進(jìn)，這些技術(shù)仍是相對(duì)侵入的。而且，用于準(zhǔn)備組織的過程(石蠟固定、冷凍等)與分子學(xué)研究中的新方法不是非常兼容。生化物種(如RNA和蛋白質(zhì))的脆弱性是解釋創(chuàng)新的多組學(xué)(“poly-omic”)方法的臨床轉(zhuǎn)移的相對(duì)失敗的預(yù)分析因素之一。
[0003]而且，由于它們的實(shí)施所需的成本和時(shí)間，故當(dāng)前的過程與臨時(shí)分析(即，在外科手術(shù)期間，在手術(shù)室中進(jìn)行的分析，以便輔助外科醫(yī)生的決策)的需要相容性很差。此外，利用快速染色的組織學(xué)分析不總是可以獲得充分相關(guān)的信息。
[0004]文獻(xiàn)W02006/082344描述了一種用于通過接觸來分子取樣的裝置，該裝置包括具有微級(jí)別結(jié)構(gòu)化的表面的 載體，例如該微結(jié)構(gòu)是微立柱的網(wǎng)狀物或者可填充微珠的微試管的形式。這種優(yōu)選地被功能化的表面具有相對(duì)大的展開面，該展開面能夠通過簡單的接觸捕獲和固定在生物組織中包含的感興趣的分子。表面的功能化的利用對(duì)保存期間裝置的防腐方面和殺菌方面造成約束(因?yàn)槌Ｒ?guī)的殺菌方法會(huì)影響功能化)。沒有功能化時(shí)，捕獲的有效性和選擇性是不充分的。
[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的這些缺點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明，通過利用尤其是由納米多孔硅制成的納米多孔接觸面來實(shí)現(xiàn)這個(gè)結(jié)果。即使不存在表面功能化時(shí)(然而，在某些實(shí)施方式中也可以構(gòu)思功能化，以進(jìn)一步提高捕獲的選擇性和/或有效性)，納米孔允許化學(xué)物種和生物物種的有效且相對(duì)選擇性的吸附；這是由于孔的吸力效應(yīng)。文獻(xiàn)W02011/025602公開了納米多孔材料-尤其是納米多孔硅-用于生物分子的分級(jí)、穩(wěn)定化和保存的用途。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是對(duì)生物物種或生化物種取樣的方法，該方法包括下列步驟:
[0007]a)布置用于捕獲所述生物物種或生化物種的表面與生物組織或生物流體接觸，以此方式使得至少一種生物物種或生化物種被所述表面吸附；和
[0008]b)清洗所述表面以去除未被吸附的生物物種或生化物種；
[0009]其中，所述步驟a)不具有外科手術(shù)的性質(zhì)；
[0010]所述方法的特征在于，所述捕獲表面為納米多孔材料的表面。
[0011]生物組織可以特別是除了如血液這樣的液體組織之外的組織。例如，生物組織可以是上皮細(xì)胞，特別是內(nèi)皮細(xì)胞或結(jié)締組織。生物流體(特別是液體)可尤其是全血、血漿、腦脊液、唾液等。生物流體可以是人類、動(dòng)物(非人類)和/或植物的組織或流體。
[0012]“納米多孔材料”指整個(gè)的晶體材料或無定形材料，優(yōu)選具有均一的構(gòu)成，具有平均直徑小于I微米、特別是小于或等于10nm的孔。在納米多孔材料之中，特別地，在微孔(孔的平均直徑在0.2nm和2nm之間)、介孔(孔的平均直徑在2nm和50nm之間)和大孔(孔的平均直徑在50nm和100nm之間)的材料之間存在區(qū)別。孔隙率(孔體積與總體積的比率)將優(yōu)選大于或等于10%。
[0013]所吸附的生物物種可以為細(xì)胞(直徑在約Ιμπι和50μπι之間)、細(xì)菌、病毒和循環(huán)囊泡(如外來體，直徑在約20nm和200nm之間)。所吸附的生化物種可以為分子或大分子，如蛋白質(zhì)(直徑從幾納米至幾十納米)、肽(尺寸約為納米)和代謝物。這些分子的“尺寸”應(yīng)理解為它們的最大尺寸。
[0014]人們認(rèn)為，當(dāng)手術(shù)不是侵入式時(shí)，該手術(shù)不具有外科手術(shù)的性質(zhì)，或無論何時(shí)手術(shù)不表現(xiàn)對(duì)身體的大量物理介入，該手術(shù)不需要專業(yè)的醫(yī)學(xué)專業(yè)知識(shí)，且不造成大量健康風(fēng)險(xiǎn)。通常，任何包括將捕獲表面與上皮(通過天然通道或開口(直腸、口腔、尿道、膀胱等)可進(jìn)入的組織)接觸、或者通過簡單的上皮的滲透、甚至通過靜脈內(nèi)導(dǎo)管的手術(shù)不具有外科手術(shù)的性質(zhì)。捕獲表面與通過先前的外科手術(shù)(例如，當(dāng)該手術(shù)具有外科手術(shù)的性質(zhì)時(shí)，引入導(dǎo)管)可進(jìn)入的組織或是伴隨的但獨(dú)立實(shí)施的組織接觸，也不具有外科手術(shù)的性質(zhì)。
[0015]該方法還可具有包括分析被所述捕獲表面吸附的生物物種或生化物種的步驟c)，所述捕獲表面用作分析載體。特別地，通過選自利用激光解吸的質(zhì)譜分析和成像技術(shù)(如熒光成像)的方法可實(shí)施所述步驟c)。顯然，通過利用MALDI (基質(zhì)輔助激光解吸/電離)型或SELDI (表面增強(qiáng)激光解吸/電離)型激光解吸的質(zhì)譜分析方法可實(shí)施所述步驟c)，在所述清洗步驟b)之后 ，有機(jī)基質(zhì)被直接沉積在捕獲表面上。作為變型，通過拉曼散射光譜法，也可實(shí)施步驟C)。
[0016]捕獲材料可充當(dāng)分析載體的事實(shí)構(gòu)成了本發(fā)明的特別有利的特征。事實(shí)上，從捕獲表面轉(zhuǎn)移到單獨(dú)的分析載體會(huì)損壞所捕獲的常常是非常脆弱的生化物種或生物物種。而且，這種轉(zhuǎn)移將是復(fù)雜性、成本、和污染風(fēng)險(xiǎn)或誤差的來源。通過比較，對(duì)于前述文獻(xiàn)W02011/025602而言，為了能夠分析所捕獲的穩(wěn)定的分子，洗脫步驟是必要的。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述納米多孔材料可以為納米多孔硅。有利地，所述納米多孔硅可具有下列性質(zhì)中的至少一種(優(yōu)選具有所有這些性質(zhì)):
[0018]-具有樹枝狀結(jié)構(gòu)的孔；
[0019]-平均直徑在Inm和10nm之間的孔；和
[0020]-對(duì)于1nm和100μ m之間的深度，孔隙率在40%和65%之間。
[0021 ] 優(yōu)選地，所述捕獲表面沒有被功能化。
[0022]對(duì)先前取自人類、動(dòng)物或植物的生物組織或生物流體的樣品可體外實(shí)施所述步驟a);優(yōu)選地，該樣品可以是“新鮮的”組織，即未受到冷凍或固定處理的組織。作為變型，可體內(nèi)實(shí)施所述步驟a)，只要不涉及在身體上的需要醫(yī)學(xué)專業(yè)知識(shí)和對(duì)患者造成實(shí)質(zhì)性健康風(fēng)險(xiǎn)的大量物理介入-即只要不涉及外科手術(shù)性質(zhì)的介入。
[0023]本發(fā)明的另一個(gè)目的是一種分析先前吸附在具有納米多孔材料的表面上的生物物種或生化物種的方法，特征在于，利用所述表面作為分析載體。特別地，通過選自利用激光解吸的質(zhì)譜分析和成像技術(shù)(例如，熒光成像)的方法可實(shí)施所述分析。顯然，通過利用MALDI (基質(zhì)輔助激光解吸/電離)型或SELDI (表面增強(qiáng)激光解吸/電離)型的激光解吸的質(zhì)譜分析方法，使用被直接沉積在納米多孔材料的表面上的有機(jī)基質(zhì)，可實(shí)施所述分析。該方法也可以是成像技術(shù)，如熒光成像或比色分析，這些分析可以預(yù)先向介質(zhì)中加入適當(dāng)?shù)臉?biāo)記物。這些分析也可以是通過拉曼散射光譜法的分析。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述納米多孔材料可以為納米多孔硅。有利地，所述納米多孔硅可具有下列性質(zhì)中的至少一種(優(yōu)選具有所有這些性質(zhì)):
[0025]-具有樹枝狀結(jié)構(gòu)的孔；
[0026]-平均直徑在Inm和10nm之間的孔；和
[0027]-對(duì)于在1nm和100μ m之間的深度，孔隙率在40%和65%之間。
[0028]優(yōu)選地，所述捕獲表面未被功能化。
[0029]本發(fā)明的又一目的是一種用于對(duì)生物物種或生化物種取樣的裝置，所述裝置包括桿，材料被固定在所述桿上，所述材料具有用于所述生物物種或生化物種的捕獲表面，所述裝置被布置成使得捕獲表面可以與生物組織或生物流體接觸，其特征在于，所述材料為納米多孔材料。
[0030]根據(jù)該裝置的 優(yōu)選實(shí)施方式，所述納米多孔材料可以為納米多孔硅。
[0031]有利地，所述納米多孔硅可具有下列性質(zhì)中的至少一種(優(yōu)選具有所有這些性質(zhì)):
[0032]-具有樹枝狀結(jié)構(gòu)的孔；
[0033]-平均直徑在Inm和10nm之間的孔；和
[0034]-對(duì)于在1nm和100μ m之間的深度，孔隙率在40%和65%之間。
[0035]優(yōu)選地，所述捕獲表面沒有被功能化。
[0036]所述桿可放置在具有側(cè)向開口或軸向開口的導(dǎo)向管的內(nèi)部，并且所述桿在所述導(dǎo)向管內(nèi)可移動(dòng)，以便使所述捕獲表面對(duì)應(yīng)所述開口。特別地，所述桿可具有平坦的表面，所述材料固定在所述平坦的表面上，所述導(dǎo)向管可具有側(cè)向開口，通過在導(dǎo)向管內(nèi)旋轉(zhuǎn)桿，以使捕獲表面與所述開口相對(duì)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]參照附圖，當(dāng)閱讀作為實(shí)施例給出的描述時(shí)，本發(fā)明的其他特征、細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚，其中:
[0038]圖1A至圖1D示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的裝置和方法；
[0039]圖2A至圖2C和圖3A、圖3B分別示出通過電子顯微鏡的可適用于實(shí)施本發(fā)明的納米多孔硅的各種樣品的切片和表面的視圖；
[0040]圖4、圖5和圖6分別地示出通過應(yīng)用根據(jù)用于研究人類血漿、人類腦脊液和小鼠腦組織的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的方法所獲得的蛋白質(zhì)的質(zhì)譜；
[0041]圖7示出說明利用根據(jù)本發(fā)明的裝置而捕獲來自小鼠腦組織的細(xì)胞的熒光圖像；和
[0042]圖8示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的裝置。
【具體實(shí)施方式】[0043]圖1A示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的裝置，該裝置包括納米多孔型的捕獲材料的板MC，該板MC優(yōu)選可拆卸地固定在操作桿TM上。捕獲材料的板具有與用于固定至桿TM的表面相對(duì)的納米多孔的捕獲表面SC，該捕獲表面SC的尺寸通常在0.5cm2和5cm2之間。捕獲材料可以是納米多孔硅，更具體地，是介孔硅。
[0044]如圖1B所示，桿TM用于使捕獲表面SC與生物組織TB接觸。生物組織TB可以是先前從人類或動(dòng)物體、或甚至從植物(體外)、或者從體內(nèi)的組織中獲取的組織的樣品。接觸可以通過簡單的放在一起來實(shí)現(xiàn)，而不必要摩擦組織或施加增大的壓力。這尤其對(duì)于體內(nèi)應(yīng)用是重要的。
[0045]作為變型，捕獲材料可浸在生物流體中，或者所述流體的液滴可沉積在捕獲表面上。
[0046]納米多孔硅的捕獲表面摸起來是光滑的，不具有明顯的粗糙度。因此，組織損害的風(fēng)險(xiǎn)被降低到最小，這對(duì)于體內(nèi)應(yīng)用是非常有利的。因此，生物物種或生化物種的取樣不是通過微摩擦，也不是通過化學(xué)功能化來實(shí)現(xiàn)，而是通過由于納米孔引起的吸力效應(yīng)而實(shí)現(xiàn)。該效應(yīng)引起肽和尺寸約為Inm至5nm和/或質(zhì)量在約5000Da和20000Da之間的“小的”蛋白質(zhì)的優(yōu)先固定。因?yàn)檫@些“小的”蛋白質(zhì)作為標(biāo)記物通常比更大的分子更有用，故這是有利的。吸力效應(yīng)也解釋了細(xì)胞的粘附，細(xì)胞太大以至于不能進(jìn)入孔中。
[0047]接下來(圖1C)，使裝置與組織分離，捕獲表面例如通過沉浸在水中、或利用緩沖溶液而被清洗，這樣可以去除未被表面吸附的且因此必定未粘附至表面的生物物種或生化物種。該清洗可以展現(xiàn)通過納米多孔表面吸附的選擇性。
[0048]最后，具有捕獲材料的板MC與桿分離(然而這不總是必要的)，然后被引入到用于分析被捕獲表面吸附的生物物種或生化物種的分析儀AA中。通常，可通過利用MALDI型或SELDI型激光解吸的質(zhì)譜分析進(jìn)行分析。在這種情況下，必須在捕獲表面上沉積適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)基質(zhì)。作為變型或此外，將可以通過熒光成像進(jìn)行分析。在任何情況下，捕獲材料MC直接充當(dāng)分析載體。對(duì)于通過激光解吸和離子化的分析，捕獲材料必須是導(dǎo)電的-在該情況下是摻雜的納米多孔硅。
[0049]如上所述，所用的捕獲材料優(yōu)選是納米多孔硅，然而完全可以使用其他的納米多孔材料。
[0050]通過具有1m Ω.cm至20m Ω.cm的導(dǎo)電率的P+摻雜的硅在約15%的氫氟酸的溶液中的電化學(xué)陽極化，可獲得納米多孔(更確切地說，介孔)硅。為此，已知的方法是，材料被浸入氫氟酸浴中，進(jìn)行電解。以此方式，獲得具有樹枝狀結(jié)構(gòu)的多孔性材料；這意味著，孔不具有直線的軸線；孔在不連續(xù)的方向上延伸到材料的深處，并且可以相交。該樹枝狀結(jié)構(gòu)增大了吸力?？紫堵?孔體積與總體積的比率)在40%和65%之間。該孔隙率延伸至約6μπι的深度。除此之外，存在塊狀的硅。通常，在本發(fā)明中，材料的孔隙率可延伸到1nm和100 μ m之間的深度。
[0051]通過改變制造參數(shù)(HF的濃度、陽極化的時(shí)間、電流密度、硅的類型)，可容易地改變這些特征。
[0052]作為變型，可以通過電子光刻的方法生產(chǎn)具有有序結(jié)構(gòu)的納米多孔硅。
[0053]圖2A、圖2B和圖2C示出通過上述電化學(xué)陽極化方法獲得的納米多孔硅的樣品的切片的電子顯微鏡圖像。附圖具有不同的放大倍率；特別地，圖2B表明了塊狀硅和納米多孔硅之間的清晰的轉(zhuǎn)變，而圖2C示出了孔的樹枝狀結(jié)構(gòu)。
[0054]圖3A和圖3B示出在不同條件下納米多孔硅的兩個(gè)樣品的表面通過電化學(xué)陽極化獲得的電子顯微鏡圖像。
[0055]通過三個(gè)體外測試，來測試本發(fā)明的裝置和方法。
[0056]在第一測試中，將5 μ I的人類血漿直接沉積在由納米多孔硅制成的捕獲表面上。然后，利用酸性緩沖液(醋酸鈉lOOmM，pH值4.0)，將表面清洗兩次，持續(xù)lmin。由于硅具有略帶負(fù)電的表面電荷，故通過調(diào)節(jié)緩沖溶液的PH值，以促進(jìn)希望采集的樣品的蛋白質(zhì)的正電荷，來利用緩沖溶液。換句話說，相對(duì)于感興趣的蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)，調(diào)節(jié)PH值。應(yīng)該注意，蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)對(duì)應(yīng)所述蛋白質(zhì)的電荷為零時(shí)的PH值。這種清洗可以去除未粘附至捕獲表面的物種或雜質(zhì)(組織、血液等的殘留物)。然后，再一次在水中清洗表面，接著，在空氣中干燥該表面。將有機(jī)基質(zhì)(芥子酸)沉積在捕獲表面上，然后，該表面利用市售的MALDI質(zhì)譜儀(Bruker Autoflex)進(jìn)行MALDI分析。基于規(guī)則分布的5400激光沖擊,對(duì)于每個(gè)樣品進(jìn)行光譜的自動(dòng)獲取。以線性模式進(jìn)行分析(這意味著，蛋白質(zhì)在質(zhì)譜儀中描繪出線性軌跡)，強(qiáng)度為55 (儀器的設(shè)置)，在100Da處基質(zhì)信號(hào)衰減。
[0057]結(jié)果示于圖4中，其中，m/z 為質(zhì)量/電荷比(以道爾頓/電荷的基本單位表示)，橫坐標(biāo)示出質(zhì)譜分析信號(hào)的強(qiáng)度(任意單位)。下圖對(duì)應(yīng)根據(jù)本發(fā)明的納米多孔材料的使用；上圖充當(dāng)參照，利用通常用在質(zhì)譜分析中的類型的底物架(光滑的金屬條，在該金屬條上沉積有聚合物)而獲得，該底物架的參照為B1rad CM10。根據(jù)與在納米多孔硅的表面上相同的方案，進(jìn)行參照載體上的測量。
[0058]可以觀測到，當(dāng)利用具有納米多孔娃的捕獲表面時(shí),通過比率m/z>10000表征的物種-尤其是白蛋白(對(duì)于建立診斷很少關(guān)注的大量的成分)未被檢測到，這點(diǎn)證明了捕獲的選擇性。相反地，觀測到對(duì)應(yīng)低分子質(zhì)量的蛋白質(zhì)的峰的強(qiáng)化；在光滑的載體的情況下，相比之下，這些蛋白質(zhì)通過清洗被大量地去除。
[0059]還可以觀測到，在對(duì)應(yīng)低分子質(zhì)量的蛋白質(zhì)的峰上的光譜是更多的，這證實(shí)了盡管清洗操作，然而小的蛋白質(zhì)在納米多孔表面上的良好的粘附性。在光滑的對(duì)照載體上，小的蛋白質(zhì)通過清洗被大量地去除。
[0060]在第二測試中，將10μ I人類腦脊液直接沉積在與用于第一測試相同類型的納米多孔硅的捕獲表面上。然后，利用酸性緩沖液(醋酸鈉100禮，？!1值4.0)將表面清洗兩次，持續(xù)lmin。這種清洗可以去除未粘附至捕獲表面的物種或雜質(zhì)(組織、血液等的殘留物)。然后，再一次在水中清洗表面，接著，在空氣中干燥該表面。將有機(jī)基質(zhì)(用于分析蛋白質(zhì)的芥子酸、CHCA，即用于分析肽的α-氰基-4-羥基肉桂酸)沉積在捕獲表面上，然后，該表面利用市售的SELDI質(zhì)譜儀(B1rad PCS4000)進(jìn)行分析。
[0061]根據(jù)待檢測的物種的質(zhì)量的范圍，調(diào)整讀取參數(shù)。基于規(guī)則分布的583激光沖擊，在對(duì)于每個(gè)樣品啟動(dòng)自動(dòng)獲取之前，在某些點(diǎn)上，手動(dòng)確定最佳條件:
[0062]對(duì)肽(低分子量)采用100nJ的強(qiáng)度和在500Da處的基質(zhì)信號(hào)的衰減。
[0063]對(duì)蛋白質(zhì)(高分子量)采用2200nJ的強(qiáng)度和在100Da處的基質(zhì)信號(hào)的衰減。
[0064]正如在第一測試中，也利用B1rad CMlO光滑的底物架，進(jìn)行相同的分析。
[0065]圖5中示出結(jié)果，其中，上圖通過光滑的參照底物而獲得，上圖通過根據(jù)本發(fā)明的納米多孔捕獲表面而獲得。關(guān)于蛋白質(zhì)，第一測試的結(jié)果證實(shí):“小的”蛋白質(zhì)被有效地固定，然而觀測到“大的”蛋白質(zhì)、尤其是白蛋白的大量去除。在肽的情況下，兩個(gè)載體之間的差異是更大的:在光滑的載體的情況下，通過清洗，這些肽被大量去除，然而，在納米多孔載體的情況下，觀測到非常豐富的光譜。根據(jù)與在納米多孔硅的表面上相同的方案，進(jìn)行參照載體上的測量。
[0066]在第三測試中，將新鮮的小鼠腦組織的樣品放在與用于第一測試和第二測試相同類型的納米多孔硅的捕獲表面上。然后，利用酸性緩沖液(醋酸鈉lOOmM，pH值4.0)將表面清洗兩次，持續(xù)lmin。這種清洗可以去除未粘附至捕獲表面的物種或雜質(zhì)(組織、血液等的殘留物)。然后，再一次在水中清洗表面，然后，在空氣中干燥該表面。
[0067]參見圖7,由于加入DNA嵌入劑(Hoechst緩沖液),故通過突光成像檢測到所捕獲的細(xì)胞。該附圖表明清洗之后在捕獲表面上存在細(xì)胞。
[0068]將有機(jī)基質(zhì)(芥子酸)沉積在捕獲表面上，然后，該表面利用市售的SELDI質(zhì)譜儀(B1rad PCS4000)進(jìn)行分析。在圖4中示出結(jié)果，其中，m/z為質(zhì)量/電荷比(以道爾頓/電荷的基本單位)，橫坐標(biāo)示出質(zhì)譜分析信號(hào)的強(qiáng)度(任意單位)。再一次，在5000Da至1000Da的范圍中，觀測到非常多的質(zhì)譜。
[0069]圖8(沒有按照比例)示出本發(fā)明的特別適用于體內(nèi)應(yīng)用的裝置的實(shí)施方式。
[0070]在該裝置中，桿TM是有彈性的，且具有500 μ m的直徑和20cm的長度。距其端部大約Icm處，存在長度為2cm的平坦的表面，在該表面上可拆卸地固定有捕獲材料MC。桿在由生物相容性材料制成的導(dǎo)向管或?qū)Ч躎G中滑動(dòng)，該導(dǎo)管TG的外徑為1mm，壁的厚度為50 μ m。導(dǎo)向管的遠(yuǎn)端是封閉的；在距遠(yuǎn)端約Icm的距離處，在2cm的長度上形成側(cè)向開口OL0如圖所示，最初桿被布置成使得捕獲表面SC遠(yuǎn)離開口。導(dǎo)向管和桿一起被引入患者體內(nèi)，直到開口 OL處于 待分析的組織的對(duì)面。桿圍繞其軸線在導(dǎo)向管內(nèi)的180°旋轉(zhuǎn)可以使捕獲表面SC與所述開口對(duì)應(yīng)，因此與組織接觸。另一個(gè)180°的旋轉(zhuǎn)使捕獲表面回到其初始位置。然后，導(dǎo)向管組件從患者的身體中撤出，捕獲材料與桿分離，然后經(jīng)過如上文所述的清洗和分析的步驟。作為變型，導(dǎo)向管可提前引入患者體內(nèi)；在這種情況下，僅需要將桿引入到導(dǎo)向管中，實(shí)現(xiàn)雙旋轉(zhuǎn)，然后撤出桿。
[0071]作為變型，導(dǎo)向管在其遠(yuǎn)端可以具有軸向開口。在這種情況下，通過桿的向前運(yùn)動(dòng)，捕獲表面與組織接觸。
[0072]可以理解，其他裝置可用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的體內(nèi)分析。
【權(quán)利要求】
1.一種對(duì)生物物種或生化物種取樣和分析的方法，所述方法包括下列步驟: a)布置所述生物物種或生化物種的捕獲表面(SC)與生物組織或生物流體(TB)接觸，以此方式使得至少一種生物物種或生化物種被所述表面吸附，所述捕獲表面為納米多孔材料的表面；和 b)清洗所述表面以去除未被吸附的生物物種或生化物種； 其中，所述步驟a)不具有外科手術(shù)的性質(zhì)； 所述方法的特征在于，該方法還包括下列步驟: c)分析被所述捕獲表面吸附的所述生物物種或生化物種，所述捕獲表面被用作分析載體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過選自以下方法的方法來實(shí)施所述步驟c): -利用激光解吸的質(zhì)譜分析；和 -成像技術(shù)，例如，熒光成像。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，通過利用基質(zhì)輔助激光解吸/電離MALDI型或表面增強(qiáng)激光解吸/電離SELDI型激光解吸的質(zhì)譜分析方法來實(shí)施所述步驟c)，在所述清洗步驟b)之后，有機(jī)基質(zhì)被直接沉積在所述捕獲表面上。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述納米多孔材料為納米多孔硅。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述納米多孔材料為具有下列性質(zhì)中的至少一種性質(zhì)的納米多孔硅: -具有樹枝狀結(jié)構(gòu)的孔； -平均直徑在Inm和10nm之間的孔；和 -對(duì)于在1nm和100 μ m之間的深度，孔隙率在40%和65%之間。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述捕獲表面未被功能化。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，對(duì)先前取自人類、動(dòng)物或植物的生物組織或生物流體的樣品，在體外實(shí)施所述步驟a)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在體內(nèi)實(shí)施所述步驟a)，而不涉及在身體上的大量物理介入，所述物理介入需要醫(yī)學(xué)專業(yè)知識(shí)且為患者帶來大量健康風(fēng)險(xiǎn)。
9.一種分析先前吸附在納米多孔材料(MC)的表面(SC)上的生物物種或生化物種的方法，其特征在于，利用所述表面作為分析載體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，通過選自下列方法中的方法來實(shí)施所述分析: -利用激光解吸的質(zhì)譜分析；和 -成像技術(shù)，例如，熒光成像。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，通過采用MALDI型或SELDI型激光解吸的質(zhì)譜分析方法，利用直接沉積在所述納米多孔材料的表面上的有機(jī)基質(zhì)，來實(shí)施所述分析。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述納米多孔材料為納米多孔硅。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述納米多孔材料為具有下列性質(zhì)中的至少一種性質(zhì)的納米多孔硅: -具有樹枝狀結(jié)構(gòu)的孔； -平均直徑在Inm和10nm之間的孔；和-對(duì)于在1nm和100 μ m之間的深度，孔隙率在40%和65%之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求9至13中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述表面未被功能化。
15.一種用于對(duì)生物物種或生化物種取樣的裝置，所述裝置包括桿(TM)，材料(MC)被固定在所述桿(TM)上，所述材料具有所述生物物種或生化物種的捕獲表面(SC)，所述裝置被布置成使得所述捕獲表面可以與生物組織(TB)或生物流體接觸，其特征在于，所述材料為納米多孔材料。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述納米多孔材料為納米多孔硅。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述納米多孔材料為具有下列性質(zhì)中的至少一種性質(zhì)的納米多孔硅: -具有樹枝狀結(jié)構(gòu)的孔； -平均直徑在1nm和10nm之間的孔；和 -對(duì)于在1nm和100 μ m之間的深度，孔隙率在40%和65%之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述捕獲表面未被功能化。
19.根據(jù)權(quán)利要求15至18中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述桿被放置在具有側(cè)向開口(OL)或軸向開口的導(dǎo)向管(TG)的內(nèi)部，所述桿在所述導(dǎo)向管內(nèi)是可移動(dòng)的，以使所述捕獲表面對(duì)應(yīng)所述開口。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述桿具有平坦的表面，所述材料固定在所述平坦的表面上，所述導(dǎo)向管具有側(cè)向開口，通過在所述導(dǎo)向管內(nèi)旋轉(zhuǎn)所述桿，能夠使所述捕獲表面與所述開口相對(duì)。
【文檔編號(hào)】A61B10/00GK104039237SQ201280065529
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月29日
【發(fā)明者】阿里·布阿姆拉尼, 弗朗索瓦·伯杰, 馬里-萊恩·科斯尼爾 申請(qǐng)人:原子能與替代能源委員會(huì)