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原文传递用表达气味剂受体的细胞阵列检测的系统

专利名称：	用表达气味剂受体的细胞阵列检测的系统
摘要：	本文提供用于检测化合物，诸如气味剂化合物的阵列、装置、系统和方法。如本文所述的阵列、装置、系统和方法可提供电信号的模式，其中给定模式可与给定化合物或化合物的混合物相关联，使得可确定给定化合物或化合物的混合物的存在或存在的可能性。表达气味剂受体的细胞可以存在于室的阵列中，每个室包括经修饰以表达独特气味剂受体谱的细胞和经配置以测量细胞中的电信号的电部件。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	美国;US
申请人：	科尼库公司
发明人：	J·C·尼尔;M·夏尼罗斯;O·阿加比
专利状态：	有效
申请日期：	2017-10-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-08T00:00:00+0800
申请号：	CN201780080610.9
公开号：	CN110431421A
代理机构：	北京纪凯知识产权代理有限公司
代理人：	张全信
分类号：	G01N33/543(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	美国加利福尼亚州
主权项：	1.一种装置，包括： (a)空间可寻址阵列，所述空间可寻址阵列包括：多个室，其中所述多个室中的每个室包括： (i)细胞，其经修饰以表达独特气味剂受体谱；以及 (ii)电部件，其经配置以测量所述细胞中的电信号， (b)控制器，其经配置以(i)从所述多个室接收所述测量的电信号，以及(ii)基于所述测量的电信号确定一种或多种化合物的存在或不存在。 2.根据权利要求1所述的装置，其中所述电部件直接测量与经修饰以表达所述独特气味剂受体谱的所述细胞通信的另一细胞中的电活性。 3.根据权利要求1所述的装置，其中所述独特气味剂受体谱包含能够结合两种或多种化合物的气味剂受体。 4.根据权利要求3所述的装置，其中所述装置能够单独检测所述两种或多种化合物的存在或不存在。 5.根据权利要求1所述的装置，其中所述一种或多种化合物的存在或不存在包括测量所述一种或多种化合物的量。 6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中所述细胞包含遗传修饰。 7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中所述细胞为神经元。 8.根据利要求1至7中任一项所述的装置，其中所述细胞为人类细胞。 9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其中所述空间可寻址阵列包含大于三种独特气味剂受体谱。 10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其中所述装置经配置以检测至少两种不同类型的化合物。 11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置，其中所述细胞检测多于一种类型的化合物。 12.根据权利要求1至11中任一项所述的装置，其中所述细胞经过修饰以表达至少两种独特气味剂受体谱。 13.根据权利要求1至12中任一项所述的装置，其中所述独特气味剂受体谱包含以下受体中的一种或多种：OR1A1、mOR106-1、OR51E1、OR10J5、OR51E2、mOR9-1、mOR18-1、mOR272-1、mOR31-1、mOR136-1、mOR185-1、mOR189-1、mOR9-1、mOR162-2、mOR202-37、mOR204-3、mOR204-8、mOR204-11、mOR188-1、mOR256-3、mOR156-5、mOR159-3、mOR160-4、mOR160-5、mOR161-5、mOR161-6、mOR162-2、mOR164-2、mOR202-37、mOR204-3、mOR204-8、mOR204-11、mOR165-1、mOR178-1、mOR179-1、mOR183-1、mOR185-1、mOR162-1、mOR189-1、其任何遗传变异、其任何功能活性片段或其任何组合。 14.根据权利要求1至12中任一项所述的装置，其中所述独特气味剂受体谱包含以下受体中的一种或多种：OR1A1、mOR106-1、OR51E1、OR10J5、OR51E2、mOR9-1、mOR18-1、mOR272-1、mOR31-1、mOR136-1、其任何遗传变异、其任何功能活性片段或其任何组合。 15.根据权利要求1至12中任一项所述的装置，其中所述独特气味剂受体谱包括以下受体中的一种或多种：mOR185-1、mOR189-1、mOR9-1、mOR162-2、mOR202-37、mOR204-3、mOR204-8、mOR204-11、mOR188-1、mOR256-3、其任何遗传变异、其任何人类类似物、其任何功能活性片段或其任何组合。 16.根据权利要求1至12中任一项所述的装置，其中所述独特气味剂受体谱包括以下受体中的一种或多种：mOR156-5、mOR159-3、mOR160-4、mOR160-5、mOR161-5、mOR161-6、mOR162-2、mOR164-2、mOR202-37、mOR204-3、mOR204-8、mOR204-11、其任何遗传变异、其任何人类类似物、其任何功能活性片段或其任何组合。 17.根据权利要求1至12中任一项所述的装置，其中所述独特气味剂受体谱包括以下受体中的一种或多种：mOR165-1、mOR178-1、mOR179-1、mOR183-1、mOR185-1、mOR162-1、mOR189-1、其任何遗传变异、其任何人类类似物、其任何功能活性片段或其任何组合。 18.根据权利要求1至12中任一项所述的装置，其中所述独特气味剂受体谱包含来自表2b、表3、表4的一种或多种受体、其任何遗传变异、其任何人类类似物、其任何功能活性片段或其任何组合。 19.根据权利要求1至18中任一项所述的装置，其中所述独特气味剂受体谱包括修饰。 20.根据权利要求19所述的装置，其中所述修饰包括以下中的一种或多种：遗传修饰、甲基化修饰、磺化修饰、硫化修饰、酰化修饰、烷基化修饰、丁酰化修饰、糖基化修饰、丙二酰化修饰、羟基化修饰、碘化修饰、丙酰化修饰或其任何组合。 21.根据权利要求19所述的装置，其中所述修饰包括氧化修饰或还原修饰。 22.根据权利要求19所述的装置，其中所述修饰包括碳水化合物添加、碳水化合物缺失或其组合。 23.根据权利要求1至22中任一项所述的装置，其中所述控制器确定包含所述化合物的存在或不存在的结果。 24.根据权利要求22或权利要求23所述的装置，其中所述控制器经由通信介质传送所述结果。 25.根据权利要求23至24中任一项所述的装置，其中所述结果包括所述化合物的存在或不存在的概率。 26.根据权利要求25所述的装置，其中所述概率为约80％至约99％。 27.根据权利要求25所述的装置，其中所述概率为至少约85％。 28.根据权利要求1至27中任一项所述的装置，其中所述装置在约10毫摩尔(mM)或更低的浓度检测限下检测所述化合物的存在或不存在。 29.根据权利要求28所述的装置，其中所述浓度检测限为约10微摩尔(μM)或更低。 30.根据权利要求1至29中任一项所述的装置，其中所述控制器将与一种或多种参考化合物相关联的一种或多种信令模式存储在数据库中。 31.根据权利要求1至30中任一项所述的装置，其中所述测量的电信号包括动作电位、细胞膜去极化、低于动作电位阈值的激发信号水平或其任何组合。 32.根据权利要求1至31中任一项所述的装置，其中所述测量的电信号包括化合物特异性模式。 33.根据权利要求1至31中任一项所述的装置，其中所述测量的电信号包括二进制模式。 34.根据权利要求1至31中任一项所述的装置，其中所述测量的电信号包括电信号的量值、电信号的时间模式或其组合。 35.根据权利要求1至34中任一项所述的装置，其中所述电部件包括电极。 36.根据权利要求35所述的装置，其中所述电极为三维电极。 37.根据权利要求36所述的装置，其中三个三维电极包括金。 38.根据权利要求1至37中任一项所述的装置，其中所述多个室中的每一个还包括培养基。 39.根据权利要求38中任一项所述的装置，其中所述培养基维持所述细胞的一种或多种体内样功能。 40.根据权利要求39所述的装置，其中所述细胞为神经元，并且其中所述一种或多种体内样功能包括突触功能、动作电位生成、能量维持或其任何组合。 41.根据权利要求1至40中任一项所述的装置，其中将所述装置放置在环境中。 42.根据权利要求41所述的装置，其中所述环境包括以下中的一个或多个：(i)在约34℃至约40℃的温度范围之外的温度；(ii)在约75％至约85％的湿度范围之外的湿度；(iii)在约3％至约8％的二氧化碳百分比范围之外的二氧化碳百分比；或(iv)其任何组合。 43.根据权利要求38至40中任一项所述的装置，其中所述培养基在一段时间内在所述环境中维持约7.3至约7.5的pH。 44.根据权利要求43所述的装置，其中所述时间段为至少约1个月。 45.根据权利要求38至40中任一项所述的装置，其中所述培养基在一段时间内在所述环境中维持约280Osm/L至约330Osm/L的重量克分子渗透浓度。 46.根据权利要求45所述的装置，其中所述时间段为至少约1个月。 47.根据权利要求38至40中任一项所述的装置，其中与不存在所述培养基的所述环境中的细胞相比，所述培养基延长所述细胞在所述环境中的存活。 48.根据权利要求47所述的装置，其中所述细胞的延长存活期为至少约1个月。 49.一种检测环境中一种或多种化合物的存在或不存在的方法，所述方法包括： (a)将空间可寻址阵列放置在所述环境中，其中所述空间可寻址阵列包括：多个室，其中所述多个室中的每个室包括：(i)细胞，其经修饰以表达独特气味剂受体谱；以及(ii)电部件，其经配置以测量所述细胞中的电信号；以及 (b)基于来自所述多个室的所述测量的电信号检测所述一种或多种化合物的存在或不存在。 50.根据权利要求49所述的方法，其中所述环境为住宅环境。 51.根据权利要求49所述的方法，其中所述环境为公共空间。 52.根据权利要求49至51中任一项所述的方法，其中所述环境包含两种或多种化合物。 53.根据权利要求49至52中任一项所述的方法，其中所述环境包括以下中的一个或多个：(i)在约34℃至约40℃的温度范围之外的温度；(ii)在约75％至约85％的湿度范围之外的湿度；(iii)在约3％至约8％的二氧化碳百分比范围之外的二氧化碳百分比；或(iv)其任何组合。 54.根据权利要求49至53中任一项所述的方法，还包括经由通信介质传送结果。 55.根据权利要求54所述的方法，其中所述结果包括所述一种或多种化合物的存在或不存在。 56.根据权利要求54所述的方法，其中所述结果包括所述一种或多种化合物的存在或不存在的概率。 57.根据权利要求56所述的方法，其中所述概率为约80％至约99％。 58.根据权利要求56所述的方法，其中所述概率为至少约85％。 59.根据权利要求49至58中任一项所述的方法，还包括将所述信令模式与与一种或多种参考化合物相关联的一种或多种信令模式进行比较。 60.根据权利要求49至59中任一项所述的方法，其中所述一种或多种化合物的存在或不存在包括测量所述一种或多种化合物的量。 61.根据权利要求49至60中任一项所述的方法，其中所述空间可寻址阵列包括大于三种独特气味剂受体谱。 62.根据权利要求49至61中任一项所述的方法，其中所述方法检测至少两种不同类型的化合物。 63.根据权利要求49至62中任一项所述的方法，其中所述细胞检测多于一种类型的化合物。 64.根据权利要求49至63中任一项所述的方法，其中所述细胞经修饰以表达至少两种选自所述大于两种独特气味剂受体谱的独特气味剂受体谱。 65.一种n种不同细胞的阵列，其中的每一种细胞表达独特气味剂受体，其中所述阵列能够检测大于n种不同的化合物，每种化合物的置信水平大于约70％。 66.根据权利要求65所述的阵列，其中n＝3或更大。 67.根据权利要求65所述的阵列，其中所述不同化合物包括挥发性有机化合物。 68.根据权利要求65所述的阵列，其中所述置信水平大于约85％。 69.根据权利要求65所述的阵列，其中所述阵列能够测量一种或多种电信号。 70.根据权利要求69所述的阵列，其中所述一种或多种电信号包括动作电位、膜去极化、低于动作电位阈值的激发信号水平或其任何组合。 71.根据权利要求65所述的阵列，其中所述置信水平大于约85％。 72.根据权利要求65所述的阵列，其中所述阵列能够检测大于n种不同的化合物，每种化合物的灵敏度、特异性、准确度、PPV、NPV或其任何组合大于约70％。 73.根据权利要求65所述的阵列，其中所述阵列能够检测大于n种不同的化合物，每种化合物的灵敏度、特异性、准确度、PPV、NPV或其任何组合大于约85％。 74.根据权利要求65所述的阵列，其中所述阵列包括电极。 75.根据权利要求74所述的阵列，其中所述电极为三维电极。 76.根据权利要求74所述的阵列，其中所述电极直接测量另一细胞中的电活性，所述另一细胞与经修饰以表达所述独特气味剂受体的细胞通信。 77.根据权利要求65所述的阵列，其中所述独特气味剂受体包括能够结合两种或多种化合物的气味剂受体。 78.根据权利要求77所述的阵列，其中所述阵列能够单独检测所述大于n种化合物的存在或不存在。
所属类别：	发明专利