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原文传递一种优化用于检测蛋白的传感器阵列的方法及传感器阵列

专利名称：	一种优化用于检测蛋白的传感器阵列的方法及传感器阵列
摘要：	本发明属于生物传感器领域，涉及一种优化用于检测蛋白的传感器阵列的方法及传感器阵列。该方法包括以下步骤：S1.确定至少一个目标蛋白；S2.建立传感器阵列；S3.配制单一目标蛋白的溶液A1‑An；S4.将所述传感器阵列分别与所述溶液A1‑An混合，并进行荧光扫描，得到荧光数据，然后计算各传感单元的贡献度；S5.按贡献度由大到小的顺序，将各传感单元依次并入，形成传感器阵列；进行荧光扫描，得到针对每一传感器阵列的荧光数据；S6.处理所述荧光数据；S7.根据图谱中数据点的离散程度，确定传感器阵列SA1‑SAn中最优的传感器阵列。利用本发明的优化方法，可实现用最少数量的荧光分子组成的传感器阵列区别检测蛋白溶液的目的。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	清华大学深圳研究生院
发明人：	谭春燕;沈祎舜;谭英
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-17T00:00:00+0800
申请号：	CN201910444076.6
公开号：	CN110244055A
代理机构：	北京思创大成知识产权代理有限公司
代理人：	高爽
分类号：	G01N33/68(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	518055 广东省深圳市南山区西丽街道深圳大学城清华校区A栋二楼
主权项：	1.一种优化用于检测蛋白的传感器阵列的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： S1.确定至少一个目标蛋白； S2.建立传感器阵列，所述传感器阵列包括多个传感单元，每一传感单元对应一个荧光化合物，所述荧光化合物对于目标蛋白具有荧光响应； S3.配制单一目标蛋白的溶液A1-An，以及任选地，配制全部目标蛋白的混合溶液B1-Bn，每个所述混合溶液中各有一种目标蛋白的浓度不低于其他目标蛋白，除该浓度相对高的目标蛋白外，各组混合溶液中其他目标蛋白的浓度相同，并且，所述混合溶液B1-Bn中浓度相对高的目标蛋白各不相同； S4.将所述传感器阵列分别与所述溶液A1-An混合，并进行荧光扫描，得到荧光数据DA1-DAn，然后计算各传感单元的贡献度； S5.按贡献度由大到小的顺序，将各传感单元依次并入，形成传感器阵列SA1-SAn，将所述传感器阵列SA1-SAn分别与所述溶液A1-An以及任选的所述混合溶液B1-Bn混合，进行荧光扫描，得到针对每一传感器阵列的单一蛋白荧光数据DiA1-DiAn以及任选的混合蛋白荧光数据DiB1-DiBn，其中，i代表第i个传感器阵列； S6.用PCA算法和LDA算法处理所述荧光数据DiA1-DiAn以及任选的荧光数据DiB1-DiBn，分别得到荧光数据DiA1-DiAn以及任选的荧光数据DiB1-DiBn的PCA图谱和LDA图谱； S7.根据图谱中数据点的离散程度，确定传感器阵列SA1-SAn中最优的传感器阵列。 2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤S3包括：配制单一目标蛋白的低浓度溶液A1-Am和高浓度溶液Am+1-A2m，以及任选地，配制全部目标蛋白的低浓度混合溶液B1-Bm和高浓度混合溶液Bm+1-B2m，每个所述低浓度混合溶液和每个所述高浓度混合溶液中各有一种目标蛋白的浓度不低于其他目标蛋白，除该浓度相对高的目标蛋白外，各组低浓度混合溶液以及各组高浓度混合溶液中其他目标蛋白的浓度相同，该浓度相对高的目标蛋白在其相应的低浓度混合溶液中的浓度低于在其相应的高浓度混合溶液中的浓度；并且，所述低浓度混合溶液B1-Bm中浓度相对高的目标蛋白各不相同，所述高浓度混合溶液Bm+1-B2m中浓度相对高的目标蛋白各不相同；步骤S5包括：将所述传感器阵列SA1-SAn分别与所述低浓度溶液A1-Am和所述高浓度溶液Am+1-A2m以及任选的所述低浓度混合溶液B1-Bm和任选的所述高浓度混合溶液Bm+1-B2m混合，进行荧光扫描，得到针对每一传感器阵列的单一蛋白荧光数据DiA1’-DiA2m’和任选的混合蛋白荧光数据DiB1’-DiB2m’，其中，i代表第i个传感器阵列；步骤S6包括：用PCA算法和LDA算法处理荧光数据DiA1’-DiA2m’和任选的荧光数据DiB1’-DiB2m’，分别得到荧光数据DiA1’-DiA2m’的PCA图谱和LDA图谱，以及任选的荧光数据DiB1’-DiB2m’的PCA图谱和LDA图谱。 3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，计算各传感单元的贡献度的步骤包括： 1)计算组内方差Sw，计算公式为 2)计算组间方差Sb，计算公式为 3)计算贡献度Sw/Sb；其中n表示蛋白的种类；m表示实验重复的组数；表示这个荧光分子区分第i个蛋白时的特征值的平均值矩阵；表示这个荧光分子区分所有蛋白时的特征值的平均值矩阵；Mi,j表示这个荧光分子区分第i个蛋白时的第j个重复实验矩阵。 4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述PCA图谱为PCA-2D图谱和/或PCA-3D图谱；所述LDA图谱为LDA-2D图谱和/或LDA-3D图谱。 5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述目标蛋白为疾病相关蛋白；优选为泌尿系统疾病相关蛋白；进一步优选地，所述目标蛋白包括血清白蛋白、转铁蛋白、溶菌酶、免疫球蛋白G、肌红蛋白和酸性磷酸酶。 6.根据权利要求5所述的方法，其中，对于单一目标蛋白为血清白蛋白的溶液，所述低浓度溶液中血清白蛋白的浓度为80-120mg/L，所述高浓度溶液中血清白蛋白的浓度为450-550mg/L；对于单一目标蛋白为转铁蛋白的溶液，所述低浓度溶液中转铁蛋白的浓度为8-12mg/L，所述高浓度溶液中转铁蛋白的浓度为80-120mg/L；对于单一目标蛋白为溶菌酶的溶液，所述低浓度溶液中溶菌酶的浓度为40-60mg/L，所述高浓度溶液中溶菌酶的浓度为200-300mg/L；对于单一目标蛋白为免疫球蛋白G的溶液，所述低浓度溶液中免疫球蛋白G的浓度为15-25mg/L，所述高浓度溶液中免疫球蛋白G的浓度为80-120mg/L；对于单一目标蛋白为肌红蛋白的溶液，所述低浓度溶液中肌红蛋白的浓度为8-12mg/L，所述高浓度溶液中肌红蛋白的浓度为80-120mg/L；对于单一目标蛋白为酸性磷酸酶的溶液，所述低浓度溶液中酸性磷酸酶的浓度为15-25mg/L，所述高浓度溶液中酸性磷酸酶的浓度为80-120mg/L。 7.根据权利要求2所述的方法，其中，所述目标蛋白包括血清白蛋白、转铁蛋白、免疫球蛋白G、溶菌酶、肌红蛋白和酸性磷酸酶；对于血清白蛋白浓度相对高的混合溶液，所述低浓度混合溶液中血清白蛋白的浓度为80-120mg/L，其他蛋白的浓度为1-5mg/L；所述高浓度混合溶液中血清白蛋白的浓度为450-550mg/L，其他蛋白的浓度为1-5mg/L；对于转铁蛋白浓度相对高的混合溶液，所述低浓度混合溶液中转铁蛋白的浓度为8-12mg/L，其他蛋白的浓度为1-10mg/L；所述高浓度混合溶液中转铁蛋白的浓度为80-120mg/L，其他蛋白的浓度为1-10mg/L；对于溶菌酶浓度相对高的混合溶液，所述低浓度混合溶液中溶菌酶的浓度为40-60mg/L，其他蛋白的浓度为1-10mg/L；所述高浓度混合溶液中溶菌酶的浓度为200-300mg/L，其他蛋白的浓度为1-10mg/L；对于免疫球蛋白G浓度相对高的混合溶液，所述低浓度混合溶液中免疫球蛋白G的浓度为15-25mg/L，其他蛋白的浓度为1-10mg/L；所述高浓度混合溶液中免疫球蛋白G的浓度为80-120mg/L，其他蛋白的浓度为1-10mg/L；对于肌红蛋白浓度相对高的混合溶液，所述低浓度混合溶液中肌红蛋白的浓度为8-12mg/L，其他蛋白的浓度为1-10mg/L；所述高浓度混合溶液中肌红蛋白的浓度为80-120mg/L，其他蛋白的浓度为1-10mg/L；对于酸性磷酸酶浓度相对高的混合溶液，所述低浓度混合溶液中酸性磷酸酶的浓度为15-25mg/L，其他蛋白的浓度为1-10mg/L；所述高浓度混合溶液中酸性磷酸酶的浓度为80-120mg/L，其他蛋白的浓度为1-10mg/L。 8.由权利要求1-7中任意一项所述的方法优化得到的用于检测泌尿系统疾病相关蛋白的传感器阵列，其特征在于，该传感器阵列包括化合物ANS对应的传感器单元，所述化合物ANS具有式I所示结构： 9.根据权利要求8所述的传感器阵列，其中，所述传感器阵列包括化合物Nile Red对应的传感器单元，所述化合物Nile Red具有式II所示结构： 10.根据权利要求9所述的传感器阵列，其中，所述传感器阵列包括化合物PPE-2对应的传感器单元，所述化合物PPE-2具有式III所示结构：其中，n＝9-60。
所属类别：	发明专利