用于樣品材料的體內(nèi)和/或體外富集的檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于樣品材料的體內(nèi)和/或體外富集的檢測裝置，所述裝置包括配備 有檢測受體的功能性表面。
【背景技術(shù)】
[0002] 雖然許多細(xì)胞類型、分子、腫瘤標(biāo)志物和生物標(biāo)志物存在于體液中，但其由于濃度 低而通常不可能通過常規(guī)富集方法以足夠有效的方式獲得，從而之后將其用于已經(jīng)建立的 臨床化學(xué)、病理學(xué)和細(xì)胞學(xué)的檢測方法。
[0003] 例如，可利用商售的順磁納米顆粒和/或通過密度梯度離心從血液樣品（體外） 富集特定細(xì)胞、特別是循環(huán)的腫瘤細(xì)胞，但富集的數(shù)量非常有限并且缺點是納米顆粒結(jié)合 細(xì)胞或在細(xì)胞中，因此可能損害細(xì)胞或使診斷復(fù)雜化。這些商售方法中的一種是以下測試： 其中通過順磁納米顆粒從7. 5ml血液量中富集例如循環(huán)腫瘤細(xì)胞，從而在之后能夠?qū)膊?進展進行報告。
[0004] 該方法的限制因素是所獲得的樣品量，該樣品量比將檢測裝置（例如功能化導(dǎo) 管）用于體內(nèi)富集樣品材料時大許多倍。醫(yī)學(xué)插入應(yīng)用的血管導(dǎo)管大多數(shù)時候具有圓柱形 設(shè)計。這類檢測裝置是已知的，例如可從WO 2010/145824 Al中知悉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明基于提供檢測裝置的目的，利用所述檢測裝置可以更省力地確定所獲得的 樣品材料的量和/或特異性。
[0006] 為滿足本發(fā)明的該目的，提供了用于樣品材料的體內(nèi)和/或體外富集的檢測裝 置，所述裝置包括配備有檢測受體的功能性表面，其中所述功能性表面直接或間接位于測 量結(jié)構(gòu)體上，所述測量結(jié)構(gòu)體包含光導(dǎo)材料，以對富集在所述檢測受體上的靶分子進行光 學(xué)測量。
[0007] 本發(fā)明的檢測裝置因此能夠以省時省力的方式對所獲得的樣品材料進行光學(xué)測 定，特定是利用熒光測定進行測定，并且因此能夠確定通過檢測受體獲得的靶分子或靶細(xì) 胞的數(shù)量和/或特異性。因此能夠免除或縮短對所獲得的靶細(xì)胞進行的耗時的計數(shù)和/或 鑒定。因此，僅花費很少的力氣就能夠確定各靶細(xì)胞是否已以足夠的數(shù)量結(jié)合，因而確定取 樣是否成功，或確定是否需要更多靶細(xì)胞以進行足夠可靠的診斷。
[0008] 本發(fā)明的檢測裝置還確保特異性靶細(xì)胞或靶分子分別通過光學(xué)測定、特別是熒光 測定與非特異性細(xì)胞區(qū)分。這可以例如通過以下方式完成：在取樣后，將特異性靶細(xì)胞和非 特異性細(xì)胞進行不同標(biāo)記，從而可通過熒光測定進行區(qū)分。在取樣和光學(xué)測定后，可以將樣 品材料用于不同要求的診斷程序。
[0009] 功能性表面可配備有可進行化學(xué)鑒定的或在化學(xué)上不同的檢測受體。不同配體或 靶細(xì)胞因此能夠分別根據(jù)需要在應(yīng)用中得到富集。在本發(fā)明的情況中，適合于捕獲靶分子 和革El細(xì)胞的所有結(jié)構(gòu)體、特別是受體或配體被稱為檢測受體（detection receptor)。另外， 能夠與檢測受體對接的所有靶分子和靶細(xì)胞均簡稱為配體。術(shù)語樣品液體是指以液體形式 提供的樣品。
[0010] 在下文中，"近端"還被理解為朝向檢測裝置的各操作者的一側(cè)，而"遠(yuǎn)端"被理解 為朝向各患者的一側(cè)。
[0011] 本發(fā)明的優(yōu)選實施方式是從屬權(quán)利要求的主題。
[0012] 在提供了本發(fā)明的測定裝置的前提下，當(dāng)本發(fā)明的檢測裝置、特別是其功能表面 根據(jù)WO 2010/145824 Al所述裝置形成時，經(jīng)證明是有用的。將WO 2010/145824 Al的公 開內(nèi)容作為本專利申請的一部分。
[0013] 此外，可能有利的是測量結(jié)構(gòu)體包含由塑料材料制成的光波導(dǎo)，和/或測量結(jié)構(gòu) 體包含光纖，優(yōu)選聚合物光纖。光纖可特別地由非熒光材料制成。例如，光纖可由CYT0P、 Fomex_￡.或 PMMA 制成。
[0014] 根據(jù)檢測裝置的有利實施方式，所述測量結(jié)構(gòu)體可包含單個或多個相互連接和/ 或纏結(jié)的光纖。所述測量結(jié)構(gòu)體還可以形成連續(xù)的核芯。還可以將所述測量結(jié)構(gòu)體形成為 用于所述功能性表面的載體。最后，測量結(jié)構(gòu)體可另外形成為例如除金屬導(dǎo)線之外的用于 功能性表面的分開的載體。不過，優(yōu)選的是常規(guī)導(dǎo)線由形成為引導(dǎo)元件的測量結(jié)構(gòu)體完全 替代，從而能夠在具有少量測定組件的同時特別準(zhǔn)確地測定靶分子。
[0015] 還可能有幫助的是，測量結(jié)構(gòu)體在其近端連接光學(xué)測定儀器，優(yōu)選連接以光纖 偶聯(lián)的光譜儀或光電二極管單元。也可能有幫助的是，測量結(jié)構(gòu)體在其近端以分區(qū)段 (sectionwise)方式被保持器包封。
[0016] 根據(jù)檢測裝置的另一有利實施方式，檢測受體包括對靶細(xì)胞的表面具有特異性親 和力的抗體、抗體片段、氨基酸結(jié)構(gòu)體、核酸結(jié)構(gòu)體和/或合成結(jié)構(gòu)體，優(yōu)選鼠源的單克隆 抗體、嵌合抗體或人源化抗體，優(yōu)選抗CD146和/或抗EpCAM抗體。另外，檢測受體優(yōu)選用 于檢測體液中的分析物和/或體液中的稀有細(xì)胞，優(yōu)選在血液中循環(huán)的內(nèi)皮細(xì)胞。
[0017] 在另一有利的實施方式中，檢測裝置的特征可以在于功能性表面在形成于所述檢 測裝置的遠(yuǎn)端的功能性區(qū)段上延伸，其中，所述功能性區(qū)段優(yōu)選具有20mm~60mm的長度和 /或0.1 mm~1. 0_、特別優(yōu)選0. 5mm的厚度。功能性區(qū)段在此特別優(yōu)選地可插入靜脈或其 他血管或體腔。
[0018] 最后，可能有幫助的是，配備有檢測受體的功能性表面由沿著檢測裝置的功能區(qū) 段布置的材料的功能層直接或間接地形成在測量結(jié)構(gòu)體上，所述材料為血液排斥性和/或 生物相容性和/或血液相容性的材料，其中所述血液相容性的材料優(yōu)選由天然生物聚合物 構(gòu)成，特別優(yōu)選由藻酸鹽制成和/或具有親水性和/或形成為水凝膠。
[0019] 根據(jù)檢測裝置的另一實施方式，功能性表面可分區(qū)段地或整體配備有檢測受體。 功能性表面還可以配備有不同種類的檢測受體，或配備有具有不同特異性的檢測受體。
[0020] 在另一有利的實施方式中，可利用拮抗劑、優(yōu)選利用熒光標(biāo)記抗體對富集在所述 檢測受體上的靶分子進行標(biāo)記。還有利的是，富集在檢測受體上的靶分子能夠利用測量結(jié) 構(gòu)體通過以下方式以熒光光譜進行檢測：確定波長位移和/或強度變化和/或發(fā)光衰減的 變化。
[0021] 在一個有利的實施方式中，功能性表面涂覆有保護層，其中保護層優(yōu)選可溶于液 體、特別是可溶于體液、優(yōu)選可溶于血液和/或具有生物相容性。
[0022] 檢測受體能夠操作性地連接于功能性表面，優(yōu)選經(jīng)由接頭或有機官能團連接于功 能性表面，優(yōu)選連接于所述測量結(jié)構(gòu)體或所述功能性層，優(yōu)選通過化學(xué)鍵合，特別優(yōu)選通過 共價結(jié)合。檢測受體可特別經(jīng)由羧基綴合于功能性表面，其中所述檢測受體的綴合優(yōu)選經(jīng) 由碳二亞胺化學(xué)和/或UV交聯(lián)實現(xiàn)，和/或其中所述羧基設(shè)置在所述測量結(jié)構(gòu)體上或設(shè)置 在所述功能性層中。
[0023] 檢測受體可隨后綴合在功能性表面上。還可以將檢測受體與功能性層（例如由生 物相容性聚合物制成）一同施加在測量結(jié)構(gòu)體上，如此施加的功能性層形成功能性表面。
[0024] 利用鍵合劑，功能性層能夠可操作地連接于測量結(jié)構(gòu)體。所述鍵合劑例如包括氨 基和/或羧基。功能性層也可以不使用鍵合劑而可操作地連接于測量結(jié)構(gòu)體。
[0025] 本發(fā)明的另一獨立方面涉及根據(jù)至少一個前述實施方式中的檢測裝置，其制備方 式如下：首先提供具有功能性區(qū)段的測量結(jié)構(gòu)體，然后以檢測受體對功能性區(qū)段進行功能 化從而形成功能性層，其中優(yōu)選通過碳二亞胺化學(xué)完成所述檢測受體綴合。
[0026] 本發(fā)明的檢測裝置能夠以優(yōu)選方式用于侵入性的樣品材料富集、特別是細(xì)胞富 集，所述細(xì)胞優(yōu)選包括循環(huán)的內(nèi)皮細(xì)胞或散播的腫瘤細(xì)胞、特別是造血轉(zhuǎn)移性腫瘤的細(xì)胞， 或者用于藥物消除、放射性示蹤物消除、磁珠消除、獲得腫瘤標(biāo)記物或生物標(biāo)記物和/或毒 素消除。
[0027] 本發(fā)明的另一獨立方面涉及利用至少一個前述實施方式的檢測裝置富集樣品材 料的方法，所述方法包括以下步驟：
[0028] a.將功能性表面暴露于樣品液體，
[0029] b.在檢測受體上富集樣品材料，優(yōu)選細(xì)胞、DNA、RNA、蛋白、肽、合成分子，
[0030] c.對在檢測受體上富集的所述樣品材料進行標(biāo)記，優(yōu)選以熒光標(biāo)記抗體進行標(biāo) 記，
[0031] d.利用光學(xué)測定、優(yōu)選利用熒光測定通過測量結(jié)構(gòu)體對所述樣品材料進行光學(xué)檢 測。
【附圖說明】
[0032] 利用實施方式和相關(guān)附圖對本發(fā)明進行了以下詳細(xì)描述。其中：
[0033] 圖1顯示了具有形成功能性表面之前的測量結(jié)構(gòu)體的檢測裝置的示意圖。
[0034] 圖2顯示了具有測量結(jié)構(gòu)體和處于施加的由聚合物制成的功能性層上的功能性 表面的本發(fā)明的檢測裝置的示意圖。
[0035] 圖3示意性地顯示了利用本發(fā)明的檢測裝置來結(jié)合血液靶細(xì)胞。
[0036] 圖4示意性地顯示了利用本發(fā)明的檢測裝置對所結(jié)合的靶細(xì)胞進行標(biāo)記以及對 其進行光學(xué)檢測。
【具體實施方式】
[0037] 根據(jù)圖示實施方式的本發(fā)明的檢測裝置1是用于侵入性（體內(nèi)）富集稀有細(xì) 胞、生物分子或藥物的生物功能化的醫(yī)用檢測導(dǎo)管。這種檢測導(dǎo)管也稱為醫(yī)用納米導(dǎo)管 (MN-C)〇
[0038] 圖1顯示了在施加功能性層之前的檢測導(dǎo)管1的示意圖。圖1的檢測裝置包含被 設(shè)置為載體2的測量結(jié)構(gòu)體。測量結(jié)構(gòu)體2可通過一根或數(shù)根光纖形成。測量結(jié)構(gòu)體2的 功能化區(qū)段例如可具有4cm至6cm的長度。光纖整體可具有約400 μ m的直徑。單根光纖 也可具有約400 μ m的直徑。測量結(jié)構(gòu)體2可在檢測裝置1的近端被保持器4包封。
[0039] 可以在測量結(jié)構(gòu)體2的表面上提供鍵合劑，鍵合劑可包含例如氨基和/或羧基。在 圖1中，鍵合劑以標(biāo)記NH 2(氨基）示意性指示。也可以無需鍵合劑而實現(xiàn)功能性層在測量 結(jié)構(gòu)體2上的鍵合。
[0040] 圖2顯示了在施加功能性層6之后的檢測裝置1的實施方式。功能性層6例如可 以由聚合物制成。功能性表面10形成在功能性層6上，并配備有檢測受體12。然而，功能 性表面10也可直接在測量結(jié)構(gòu)體2上形成。
[0041] 在圖3中示意性顯示了血液16中的靶分子14被檢測受體12結(jié)合。箭頭18和20 表明結(jié)合的靶分子14可通過測量結(jié)構(gòu)體2進行光學(xué)測量。尤其是可以以此方式分別確定 所結(jié)合的靶分子或靶細(xì)胞的數(shù)量。如圖4所示，對于光學(xué)測定、特別是對于應(yīng)該測定可能有 必要對結(jié)合的靶分子或靶細(xì)胞分別進行染色，然后進行光學(xué)檢測。
[0042] 如上所述，功能性層6可由聚合物制成，特別是由生物相容性聚合物制成。生物相 容性聚合物優(yōu)選為具有含碳的長支化大分子的水凝膠，其分別具有大量官能團，例如羧基 或聚羧酸基團。官能團的類型取決于特定檢測受體12的分子性質(zhì)。生物相容性水凝膠因 此確保了檢測受體12的永久共價結(jié)合，同時保持生物功能，并且同時阻止了非特異性吸附 現(xiàn)象