美國(guó)蛋白冠™蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)專利主要內(nèi)容與應(yīng)用介紹

深度檢測(cè)血液樣本，最高可達(dá)5000以上蛋白檢測(cè)量的蛋白冠™蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)受到越來(lái)越多科研工作者的關(guān)注和喜愛。它是如何實(shí)現(xiàn)高深度、廣覆蓋的檢測(cè)能力呢？下面就讓小趣帶你一起通過這篇美國(guó)專利來(lái)解開這個(gè)謎團(tuán)。

專利基本信息
Patent Type（專利類型）：United States Patent
Patent No.（專利號(hào)）：US 11,428,688 B2
Date of Patent（專利時(shí)間）：Aug. 30 , 2022
Patent Title（專利名稱）：COMPOSITIONS , METHODS AND SYSTEMS FOR PROTEIN CORONA ANALYSIS AND USES THEREOF
Applicant（申請(qǐng)人）：Seer, Inc., Redwood City , CA (US)

專利主要內(nèi)容速遞
1.專利磁珠特性
圖1-A為磁珠(magnetic particles, MP)表面化學(xué)試劑，其中一些磁珠為納米磁珠(magnetic core nanoparticles, MNP)。不同磁珠具有不同的屬性特征，如圖1-B所示。
 

2.蛋白冠的形成
蛋白冠的形成與蛋白-磁珠、蛋白-蛋白相互作用、蛋白濃度等相關(guān)，根據(jù)磁珠特性的不同形成不同的蛋白冠，從而實(shí)現(xiàn)不同濃度蛋白質(zhì)的檢測(cè)。
 

3.蛋白冠分離原理
圖3顯示了超順磁性氧化鐵納米顆粒(SPIONs)與剩余溶液的分離原理。SPIONs分散在溶液中，在一個(gè)玻璃小瓶中被視為一個(gè)黑暗的、不透明的溶液。在30秒內(nèi)，在小瓶的一側(cè)應(yīng)用磁鐵，SPIONs從溶液中分離出來(lái)，正如右側(cè)照片中所示磁鐵旁邊黑色顆粒積累和溶液透明度增加。如果晃動(dòng)右圖所示的分離溶液后，SPIONs的反應(yīng)速度很快，顆粒在5秒內(nèi)恢復(fù)到左圖所示的分散狀態(tài)。
 

4.蛋白冠™蛋白質(zhì)組技術(shù)流程
如圖4所示，該流程展示了針對(duì)高通量和自動(dòng)化進(jìn)行了優(yōu)化，可以在數(shù)小時(shí)內(nèi)同時(shí)處理多個(gè)樣品。該過程包括磁珠-基質(zhì)蛋白結(jié)合、磁珠洗滌(×3)、蛋白冠形成、板內(nèi)酶解消化和質(zhì)譜分析。使用此流程，只需要4~6小時(shí)即可處理一批96例樣品。通常情況下，一批處理過程中，1種磁珠孵育1例樣品。

5.蛋白冠™蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)-精確度高
圖5表示在不同時(shí)間點(diǎn)多種磁珠與血漿孵育后獲得的蛋白進(jìn)行凝膠電泳分析。每個(gè)單獨(dú)的試驗(yàn)運(yùn)行約1小時(shí)，由不同的操作員在三個(gè)不同的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行三次測(cè)量，以證明試驗(yàn)的精度。從左到右，凝膠顯示一個(gè)marker，三個(gè)連續(xù)柱的SP-339（聚苯乙烯羧基），三個(gè)連續(xù)柱的SP-374（硅硅醇），一個(gè)marker，和三個(gè)連續(xù)柱的HX56(SP-007)（硅氨基）。對(duì)三種不同的方法用SP-339（聚苯乙烯羧基）磁珠富集得到的蛋白進(jìn)行檢測(cè)，共有蛋白為180。
 

6.蛋白冠™蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)-準(zhǔn)確度高
圖6-1顯示了與對(duì)照相比標(biāo)準(zhǔn)蛋白的濃度響應(yīng)。峰值隨濃度的變化而變化。內(nèi)源性蛋白質(zhì)對(duì)照不隨濃度變化。圖6-1顯示了標(biāo)品C反應(yīng)蛋白(CRP)回收率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。蛋白質(zhì)被添加為4個(gè)水平：2倍，5倍，10倍和100倍。使用HX-42 (SP-006)（左）和HX-97兩種磁珠（右，同SP-007）。圖6-2顯示了標(biāo)準(zhǔn)品和對(duì)照的響應(yīng)斜率。回歸模型的斜率與MS~酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)數(shù)據(jù)吻合。
 

7.蛋白冠™蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)-自動(dòng)化前處理
三種不同的磁珠類型（三者至少有一種物理化學(xué)不一樣，從而形成不同的蛋白冠），聯(lián)合Proteograph自動(dòng)化平臺(tái)和質(zhì)譜實(shí)現(xiàn)血漿蛋白高深度檢測(cè)。
 

8.蛋白冠技術(shù)與自動(dòng)化Proteograph平臺(tái)聯(lián)用-穩(wěn)定性強(qiáng)，磁珠越多，檢測(cè)準(zhǔn)確度越高
蛋白冠的形成由磁珠的物理化學(xué)性質(zhì)所決定。帶有采用3種不同的磁珠來(lái)聯(lián)合自動(dòng)化Proteograph平臺(tái)進(jìn)行蛋白冠分析。收集了45名受試者的血漿（5種癌癥各8例，包括膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、肺癌、腦膜瘤、骨髓瘤和胰腺癌，以及5名健康對(duì)照）。通過對(duì)三種磁珠聯(lián)合檢測(cè)到的蛋白展開主成分分析(PCA)進(jìn)行初步探索性分析。圖8顯示了使用三種磁珠聯(lián)用Proteograph自動(dòng)化平臺(tái)的蛋白冠蛋白質(zhì)組學(xué)分析，針對(duì)3種磁珠中的每1種蛋白冠結(jié)果進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，在每1000次的交叉驗(yàn)證中可建立隨機(jī)森林模型�？蓪�(duì)五種癌癥進(jìn)行穩(wěn)健分類，總體準(zhǔn)確率為95%。這為蛋白冠檢測(cè)結(jié)果的穩(wěn)健性提供了有力證據(jù)。同時(shí)也可以看出，加入不同類型的磁珠可獲得更好的檢測(cè)結(jié)果。

9.突出應(yīng)用-發(fā)現(xiàn)新蛋白，Biomarker研究之“星”
圖9展示了使用SP-007磁珠研究非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)的蛋白變化特征。在28名IV期NSCLC患者（有相關(guān)的共發(fā)病和治療效果）與28名年齡和性別匹配的健康患者之間，統(tǒng)計(jì)分析鑒定到7個(gè)顯著差異的MS特征。
 

10.應(yīng)用范圍廣-不同磁珠panel組合實(shí)現(xiàn)深度檢測(cè)，可對(duì)不同類型樣本展開檢測(cè)
多個(gè)panel組合：在實(shí)際應(yīng)用中，多個(gè)磁珠組合使用，在一些panel中，至少包括三種不同的物理化學(xué)性質(zhì)的磁珠。在某些應(yīng)用中，panel包括至少3種/4種/5種/6種/7種/8種/9種/10種/11種/12種不同的磁珠類型。多個(gè)磁珠類型能夠吸附來(lái)自樣品的多個(gè)蛋白質(zhì)以形成多個(gè)蛋白質(zhì)冠。在一些應(yīng)用中，多個(gè)磁珠類型中的至少一種顆粒類型包括氧化鐵納米顆粒。在應(yīng)用中，樣本為生物體液樣本；在進(jìn)一步的檢測(cè)中，可考慮生物樣本包含：血清，血漿，CSF（腦脊液），尿液，淚液，唾液，淚液，細(xì)胞裂解液，組織裂解液，細(xì)胞勻漿，組織勻漿等等。也可以考慮非生物樣本：比如：水，牛奶，溶劑，均質(zhì)樣本。在一些應(yīng)用中，可檢測(cè)到的蛋白數(shù)據(jù)如下：
至少100/200/300/400/500/600/700/800/900/1000/1100/1200/1300/1400/1500/1600/1700/1800/1900/2000 unique proteins。

科研延伸
通過上述專利主要內(nèi)容的分享，相信您對(duì)蛋白冠™蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)已經(jīng)有了較深入的理解。如果您正好從事血液樣本相關(guān)的研究，正惆悵于如何規(guī)避高豐度蛋白的影響，尋找一些新的蛋白，這項(xiàng)技術(shù)將會(huì)是您的不二選擇。那么哪里可以提供這樣的服務(wù)呢？——百趣生物。上海百趣生物作為國(guó)內(nèi)首家引進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)的科服公司，我們對(duì)此充滿信心，希望通過這項(xiàng)技術(shù)為您的科學(xué)研究檢測(cè)出更多前所未見的蛋白質(zhì)，助力您的科學(xué)研究。