способ специфического детектирования одного или более аналитов в образце (варианты), способ идентификации или величины по меньшей мере одного типа клетки или организма в образце, способ детектирования присутствия или величины по меньшей мере одного аналита в типе клетки или организма, способ отслеживания клетки или организма, способ идентификации или определения характеристик потенциального фармацевтического агента

Формула изобретения

1. Способ специфического детектирования одного или более аналитов в образце, заключающийся в том, что а) выбирают множество различных популяций детектируемых по рассеянному свету частиц размером от 1 до 500 нм включительно, причем каждая популяция специфически связывается с различными определенными аналитами и имеет конфигурацию типа частиц, отличающуюся от других конфигураций своим характерным свойством рассеяния света, б) осуществляют контакт образца с указанными частицами, в) освещают указанные частицы, связанные с аналитами, светом с незатухающей волной при условиях, в которых производится рассеянный свет от частицы и при которых свет, рассеянный от одной или более частиц, может быть обнаружен человеческим глазом с увеличением менее чем в 500 раз и без электронного усиления, г) детектируют свет, рассеянный указанными популяциями частиц, связанными с аналитом при указанных условиях, или указанными популяциями, не связанными с аналитом при указанных условиях, или и теми и другими в качестве меры присутствия указанного аналита.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что детектирование аналита посредством светорассеяния выполняют в твердофазном анализе, при этом указанная конфигурация типа частицы содержит оптимальную комбинацию плотности частицы и размера частицы, тем самым обеспечивают улучшенную интенсивность сигнала и динамический диапазон.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что сигнал светорассеяния состоит из сигнала интегрального рассеянного света.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что сигнал светорассеяния состоит из света, рассеянного от отдельной частицы или от одного агрегата, содержащего множество частиц.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что детектирование аналита выполняют в жидкофазном анализе.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что сигнал светорассеяния состоит из сигнала интегрального рассеянного света.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что сигнал светорассеяния состоит из света, рассеянного от отдельной частицы или от единичного агрегата, содержащего множество частиц.

8. Способ специфического детектирования одного или более аналитов в образце, заключающийся в том, что а) выбирают множество различных популяций детектируемых по рассеянному свету частиц размером от 1 до 500 нм включительно, причем каждая популяция специфически связывается с различными определенными аналитами и имеет конфигурацию типа частиц, отличающуюся от других конфигураций своим характерным свойством рассеяния света, б) осуществляют контакт образца с указанными частицами, в) освещают указанные частицы, связанные с аналитами, светом с незатухающей волной при условиях, в которых производится рассеянный свет от частицы и при которых свет, рассеянный от одной или более частиц, может быть обнаружен человеческим глазом с увеличением менее чем в 500 раз и без электронного усиления, г) детектируют свет, рассеянный указанными популяциями частиц, связанными с аналитом при указанных условиях, или указанными популяциями, не связанными с аналитом при указанных условиях, или и теми и другими в качестве меры присутствия указанного аналита, при этом частицы пропускают по меньшей мере под одним детектором.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что частицы пропускают под по меньшей мере одним детектором в структуре, выбранной из группы, состоящей из капилляров, микроканалов и проточных ячеек спектрофотометрии или проточной цитометрии.

10. Способ по п.8, отличающийся тем, что аналит содержит нуклеиново-кислотную последовательность, и по меньшей мере одна детектируемая по рассеянному свету частица присоединяется по меньшей мере к двум нуклеиново-кислотным цепям зонда, в котором по меньшей мере две нуклеиново-кислотные цепи зонда связываются с различными участками нуклеиново-кислотной последовательности, а детектирование дополнительно включает однократное протекание нуклеиново-кислотных последовательностей под детектором, осуществляют различение одиночных частиц от двух или более частиц, при этом детектирование двух или более частиц является показателем присутствия последовательности нуклеиновой кислоты.

11. Способ по п.8, отличающийся тем, что аналит содержит клетку или клеточный компонент и при детектировании дополнительно осуществляют различение света, рассеянного детектируемыми по рассеянию света частицами, от света, рассеянного клеткой или клеточным образованием.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что различение осуществляют путем расположения двух детекторов таким образом, чтобы относительные уровни специфического светорассеяния клетки и специфического светорассеяния клетки или клеточного образования и уровень специфического светорассеяния частиц отличались для этих двух детекторов.

13. Способ по п.8, отличающийся тем, что при детектировании получают интегрированный сигнал светорассеяния, состоящий из света, рассеянного от группы частиц, от отдельных частиц или от их комбинации.

14. Способ по п.8, отличающийся тем, что при детектировании получают сигнал светорассеяния, характеристики которого содержат по меньшей мере одну из следующих характеристик: интенсивность, поляризацию, длину волны и угол наблюдения.

15. Способ по п.8, отличающийся тем, что при детектировании получают сигнал светорассеяния, который является показателем изменений одного или более свойств из числа детектируемых по рассеянию света свойств отдельных частиц или агрегатов, состоящих из многих частиц, по мере того, как упомянутые частицы или агрегаты передвигаются в растворе.

16. Способ по п.8, отличающийся тем, что множество различных частиц с различными размерами и составами, или и тем и другим, детектируют по разному, причем каждая различная частица специфически связывается с различным аналитом.

17. Способ специфического детектирования одного или более аналитов в образце, заключающийся в том, что осуществляют специфическое связывание любого одного или более аналитов в образце с множеством популяций частиц размером от 1 до 500 нм включительно, детектируемых по рассеянному свету, освещают указанные частицы, связанные с аналитами, светом с незатухающей волной при условиях, в которых производится рассеянный свет от частицы, и при этом свет, рассеянный от одной или более частиц, может быть обнаружен человеческим глазом с увеличением менее чем в 500 раз и без электронного усиления, детектируют свет, рассеянный любыми популяциями частиц при указанных условиях, в качестве меры присутствия одного или более аналитов, при детектировании осуществляют пространственное различение или классификацию, или и то и другое, света, рассеянного частицами, таким образом раздельно идентифицируя отдельные частицы или структуры, состоящие из многих частиц.

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что при пространственном различении или классификации осуществляют электронную обработку и анализ изображения.

19. Способ по п.17, отличающийся тем, что детектирование аналита посредством светорассеяния выполняют в твердофазном анализе.

20. Способ по п.17, отличающийся тем, что детектирование аналита выполняют в жидкофазном анализе.

21. Способ по п.17, отличающийся тем, что характеристики измеренного сигнала светорассеяния содержат по меньшей мере одну из следующих характеристик: интенсивность, поляризация, длина волны и угол наблюдения.

22. Способ по п.17, отличающийся тем, что измеренный сигнал светорассеяния детектирует изменения одного или более свойств из числа детектируемых по рассеянию света свойств отдельных частиц или агрегатов, состоящих из многих частиц, по мере того как частицы или агрегаты передвигаются в растворе.

23. Способ по п.17, отличающийся тем, что множество различных частиц с различными размерами и составами, или и тем и другим, детектируют по разному, причем каждая различная частица специфически связывается с различным аналитом.

24. Способ специфического детектирования одного или более аналитов в образце, заключающийся в том, что осуществляют специфическое связывание любого одного или более аналитов в образце с частицей размером от 1 до 500 нм включительно, детектируемой по рассеянному свету, освещают любые частицы, связанные с аналитами, светом с незатухающей волной при условиях, в которых производится рассеянный свет от частицы и при которых свет, рассеянный от одной или более упомянутых частиц, может быть обнаружен человеческим глазом с увеличением менее чем в 500 раз и без электронного усиления, детектируют свет, рассеянный любыми частицами при указанных условиях, в качестве меры присутствия одного или более аналитов, при этом детектируемые по рассеянному свету частицы также обладают магнитными и электрофоретическими свойствами, которые используют для локализации частиц во время выполнения анализа или для отделения частиц, связанных с любым одним или более аналитами, от несвязанных частиц, или для того и другого.

25. Способ по п.24, отличающийся тем, что детектирование аналита посредством светорассеяния выполняют в твердофазном анализе.

26. Способ по п.24, отличающийся тем, что детектирование аналита выполняют в жидкофазном анализе.

27. Способ по п.24, отличающийся тем, что характеристики измеренного сигнала светорассеяния содержат по меньшей мере одну из следующих характеристик: интенсивность, поляризацию, длину волны и угол наблюдения.

28. Способ по п.24, отличающийся тем, что измеренный сигнал светорассеяния детектирует изменения одного или более свойств из числа детектируемых по рассеянию света свойств отдельных частиц или агрегатов, состоящих из многих частиц, по мере того, как частицы или агрегаты передвигаются в растворе.

29. Способ по п.24, отличающийся тем, что множество различных частиц с различными размерами и составами, или и тем и другим, детектируют по разному, причем каждая различная частица специфически связывается с различным аналитом.

30. Способ специфического детектирования одного или более аналитов в образце, заключающийся в том, что осуществляют специфическое связывание одного или более нуклеиново-кислотных аналитов в образце с множеством популяций частиц размером от 1 до 500 нм включительно, детектируемых по рассеянному свету, при этом указанная популяция включает конфигурацию типа частиц, отличающуюся от любой другой популяции своими свойствами детектирования рассеянного света, освещают любую из указанных популяций частиц, связанных с одним или более нуклеиново-кислотных аналитов, светом с незатухающей волной при условиях, в которых производится рассеянный свет от частицы, и в которых свет, рассеянный от популяции частиц, может быть обнаружен человеческим глазом с увеличением менее чем в 500 раз и без электронного усиления, детектируют свет, рассеянный любыми частицами при указанных условиях, в качестве меры присутствия одного или более нуклеиново-кислотных аналитов.

31. Способ по п.30, отличающийся тем, что детектирование аналита посредством светорассеяния выполняют в твердофазном анализе.

32. Способ по п.30, отличающийся тем, что детектирование аналита выполняют в жидкофазном анализе.

33. Способ по п.30, отличающийся тем, что один или более нуклеиново-кислотных аналитов содержат множество нуклеиново-кислотных последовательностей-мишеней, множество нуклеиново-кислотных аналитов или множество нуклеиново-кислотных зондов присоединяется отдельными пятнами к твердой поверхности, а светорассеяние от одного или более отдельных пятен детектируют как меру присутствия или величину по меньшей мере одного из одного или более нуклеиново-кислотных аналитов в образце.

34. Способ по п.33, отличающийся тем, что определение интегральной интенсивности рассеянного света от одного или более пятен используют как индикатор количества нуклеиново-кислотного аналита в образце.

35. Способ по п.33, отличающийся тем, что количество детектируемых по рассеянному свету частиц по меньшей мере в части пятна используется как индикатор количества нуклеиново-кислотного аналита в образце.

36. Способ по п.35, отличающийся тем, что сигналы светорассеяния от отдельных детектируемых по рассеянному свету частиц по меньшей мере в одном или более пятен суммируют, чтобы получить суммарный сигнал светорассеяния, который является показателем количества нуклеиново-кислотного аналита в образце.

37. Способ по п.33, отличающийся тем, что светорассеяние от каждого пятна детектируют посредством сканирования отдельных пятен.

38. Способ по п.33, отличающийся тем, что светорассеяние от каждого пятна детектируют с использованием отдельных детекторов для каждого пятна.

39. Способ по п.33, отличающийся тем, что светорассеяние от каждого пятна детектируют с использованием одновременного формирования изображения множества пятен.

40. Способ по п.39, отличающийся тем, что по меньшей мере одно изображение множества пятен анализируют с использованием электронной обработки изображения.

41. Способ по п.33, отличающийся тем, что множество пятен содержит матрицу.

42. Способ по п.41, отличающийся тем, что матрицу адаптируют для определения последовательности посредством гибридизации или определения уровня экспрессии по меньшей мере одной нуклеиново-кислотной последовательности.

43. Способ по п.30, отличающийся тем, что множество различных частиц с различными размерами и составами или и тем и другим, детектируют по разному, причем каждая различная частица специфически связывается с различным нуклеиново-кислотным аналитом.

44. Способ идентификации присутствия или величины по меньшей мере одного типа клетки или организма в образце, заключающийся в том, что осуществляют детектирование присутствия или величины по меньшей мере одной детектируемой по рассеянному свету частицы размером от 1 до 500 нм включительно, специфически связанной с по меньшей мере одним типом клетки или организмом, при этом по меньшей мере одну детектируемую по рассеянному свету частицу освещают светом с незатухающей волной при условиях, когда производится рассеянный свет от упомянутой по меньшей мере одной частицы, и в которых свет, рассеянный от по меньшей мере одной частицы, может быть обнаружен человеческим глазом с увеличением менее чем в 500 раз и без электронного усиления, и свет, рассеянный от любой из по меньшей мере одной частицы, детектируется как мера присутствия или величины любого из по меньшей мере одного типа клетки или организма.

45. Способ по п.44, отличающийся тем, что для идентификация величины типа клетки или организма дополнительно определяют количества клеток или организмов с по меньшей мере одной из частиц, специфически связанных с клеткой или организмом, относительно клеток или организмов без по меньшей мере одной из частиц, специфически связанных с ними.

46. Способ по п.44, отличающийся тем, что присутствие или величину по меньшей мере одного из множества различных типов клетки или организмов различают или идентифицируют с использованием множества различных типов частиц, при этом каждая из множества различных типов частиц специфически связывается с различным типом клетки или организмом, и сигнал светорассеяния от каждой из множества различных типов частиц отличается от сигнала каждого из других типов частиц множества различных типов частиц.

47. Способ по п.44, отличающийся тем, что присутствие или величину по меньшей мере одного из множества различных типов клеток или организмов различают или идентифицируют с использованием множества различных типов частиц, в котором каждая из множества различных типов частиц специфически связывается с по меньшей мере одним из множества различных типов клеток или организмов, и сигнал светорассеяния от каждой из упомянутого множества различных типов частиц отличается от сигнала каждого из других типов частиц множества различных типов частиц.

48. Способ по п.44, отличающийся тем, что для определения присутствия или величины по меньшей мере одного типа клетки или организма осуществляют идентификацию по меньшей мере одного типа клетки или организма.

49. Способ по п.44, отличающийся тем, что аналит является внутриклеточным.

50. Способ по п.44, отличающийся тем, что частица содержит золото или серебро или и то и другое.

51. Способ детектирования присутствия или величины по меньшей мере одного аналита в типе клетки или организме, заключающийся в том, что детектируют присутствие или величину по меньшей мере одной детектируемой по рассеянному свету частицы размером от 1 до 500 нм включительно, специфически связанной с по меньшей мере одним типом клетки или организмом, при этом по меньшей мере одну частицу, детектируемую по рассеянному свету, освещают светом с незатухающей волной при условиях, в которых производится рассеянный свет от по меньшей мере одной частицы, и когда свет, рассеянный от по меньшей мере одной частицы, может быть обнаружен человеческим глазом с увеличением менее чем в 500 раз и без электронного усиления, и свет, рассеянный от любой из по меньшей мере одной частицы, детектируется как мера присутствия или величины любого из по меньшей мере одного аналита в типе клетки или организме.

52. Способ по п.51, отличающийся тем, что по меньшей мере один аналит представляет собой внутриклеточный белок.

53. Способ по п.51, отличающийся тем, что по меньшей мере один аналит представляет собой множество аналитов, и по меньшей мере одна детектируемая по рассеянному свету частица представляет собой множество различимых частиц.

54. Способ отслеживания клетки или организма, заключающийся в том, что помещают по меньшей мере одну детектируемую по рассеянному свету частицу размером от 1 до 500 нм включительно внутрь клетки, детектируют присутствие по меньшей мере одной детектируемой по рассеянному свету частицы внутри клетки или организма как показатель присутствия клетки или организма, при этом по меньшей мере одну детектируемую по рассеянному свету частицу освещают светом с незатухающей волной при условиях, когда производится рассеянный свет от по меньшей мере одной частицы, и когда свет, рассеянный от по меньшей мере одной частицы, может быть обнаружен человеческим глазом с увеличением менее чем в 500 раз и без электронного усиления.

55. Способ идентификации или определения характеристик потенциального фармацевтического агента, заключающийся в том, что проверяют коллекцию, содержащую множество потенциальных мишеней или множество потенциальных фармацевтических агентов для детектирования взаимодействия между мишенью и потенциальным фармацевтическим агентом, при проверке осуществляют специфическое связывание любой из множества потенциальных мишеней, или потенциальных фармацевтических агентов, или продукта экспрессии, или информационной рибонуклеиновой кислоты мРНК с детектируемой по рассеянному свету частицей размером от 1 до 500 нм включительно, освещают частицы, связанные с любым множеством потенциальных мишеней, или потенциальных фармацевтических агентов, или с продуктом экспрессии, или информационной рибонуклеиновой кислотой мРНК, светом с незатухающей волной при условиях, когда производится рассеянный свет от по меньшей мере одной частицы, и когда свет, рассеянный от по меньшей мере одной частицы, может быть обнаружен человеческим глазом с увеличением менее чем в 500 раз и без электронного усиления, детектируют свет, рассеянный любой частицей при указанных условиях так, что детектирование света является показателем взаимодействия.

56. Способ по п.55, отличающийся тем, что при взаимодействии осуществляется связывание между мишенью или потенциальной мишенью и потенциальным фармацевтическим агентом.

57. Способ по п.55, отличающийся тем, что взаимодействие содержит модуляцию системы лекарственного препарата-мишени.

58. Способ по п.57, отличающийся тем, что определение модуляции содержит определение уровня экспрессии компонента системы.

59. Способ по п.55, отличающийся тем, что детектирование упомянутого света, рассеянного любыми частицами, выполняется в гомогенном анализе.

60. Способ по п.55, отличающийся тем, что множество потенциальных мишеней или множество потенциальных фармацевтических агентов находятся в пространственно адресуемой коллекции.

61. Способ по п.55, отличающийся тем, что каждый из множества потенциальных фармацевтических агентов присоединен к частице твердого субстрата.

62. Способ по п.61, отличающийся тем, что частица, детектируемая по рассеянному свету, также содержит магнитную или сегнетоэлектрическую композицию, а в способе дополнительно осуществляют манипуляцию положением частиц, связанных с фармацевтическим агентом, присоединенным к частице твердого субстрата.

63. Способ по п.55, отличающийся тем, что количество продукта экспрессии или информационной рибонуклеиновой кислоты мРНК изменяется посредством указанного взаимодействия.

64. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждая указанная частица имеет размер, излучает специфический окрашенный свет при наблюдении человеческим глазом и освещается полихроматическим светом, при этом указанный специфический окрашенный свет является средством для определения различных аналитов.

65. Способ по п.1, отличающийся тем, что при детектировании осуществляют измерение цвета рассеянного света в качестве меры наличия или количества указанного связанного аналита.

66. Способ по п.1, отличающийся тем, что один или более аналитов находятся на микроматрице, на микропластине для титрования, на матричном чипе, содержащем отдельные адресуемые участки анализа, на мембране или в геле.

67. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждое из указанных множеств различных популяций частиц имеет различное визуальное представление при рассматривании человеческим глазом.

68. Способ по п.1, отличающийся тем, что после шага б) частицы связываются с аналитами и перемещаются на близкое расстояние друг к другу так, что определяемые свойства светорассеяния по меньшей мере одной частицы изменяются, при этом определяют изменение светорассеяния как меру присутствия или количества связанных аналитов.

69. Способ по п.1, отличающийся тем, что после шага б) частицы, которые находятся на близком расстоянии друг к другу, отделяются, поскольку они связываются с одним или более аналитов, так что определяемые свойства светорассеяния по меньшей мере одной частицы отличались, определяют отличие светорассеяния как меру присутствия связанных аналитов.

70. Способ по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна популяция частиц является золотыми частицами или серебряными частицами.

71. Способ по п.30, отличающийся тем, что каждый из указанных аналитов содержит молекулу нуклеиновой кислоты, и множество популяций указанных частиц индивидуально прикреплены к одной или по меньшей мере двум нуклеокислотным образцам, которые осуществляют гибридизацию участков молекул нуклеиновых кислот, свет, рассеянный структурами с множеством частиц, сформированных гибридизацией по меньшей мере двух нуклеокислотных образцов с указанными молекулами нуклеиновых кислот, которые детектируются от света, рассеиваемого одиночными частицами, является информативным для определения присутствия последовательности нуклеиновой кислоты.

72. Способ по п.8, отличающийся тем, что множество популяций частиц содержит популяции частиц различного размера, формы и/или состава.

73. Способ по п.1, отличающийся тем, что до выполнения шага детектирования указанный образец и/или указанные частицы подвергают электрофорезу или помещают в магнитное поле.

74. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанное специфическое связывание содержит связывание пробы с одним из аналитов и связывание вторичного парного элемента с указанной пробой, при этом вторичный парный элемент соединен с по меньшей мере одной детектируемой светорассеивающей частицей в качестве метки.

75. Способ по п.1, отличающийся тем, что специфическое связывание включает нуклеиновокислотную гибридизацию, а детектирование обеспечивает определение присутствия генной экспрессии, измерение уровня генной экспрессии и/или присутствие генетического полиморфизма.

76. Способ по п.1, отличающийся тем, что специфическое связывание содержит полипептидное связывание, а детектирование обеспечивает определение присутствия полипептида, измерение уровня полипептидной экспрессии и/или присутствие генетического полиморфизма.

Описание изобретения к патенту

Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть)0