专利名称：用于在体内和/或体外富集样本材料的探测装置的制作方法
用于在体内和/或体外富集样本材料的探测装置本发明涉及一种用于在体内和/或体外富集样本材料的探測装置，所述探测装置包括装备有探测受体的功能表面。尽管在体液中存在多种细胞类型、分子、肿瘤标记和生物标记，但是常常不太可能获取到它们-由于它们的低浓度-采用常规的富集方法以合适有效的方式在后续的临床化学、病理学和細胞学的所建立诊断方法中使用它们。例如，通过商业上可供的顺磁性纳米粒子和/或通过密度梯度离心分离可能富集血液采样(体外)中的特殊細胞，尤其是循环肿瘤細胞，但是能够富集的仅仅是极有限的数目，并且具有如下缺陷纳米粒子与細胞相结合或存在于细胞内从而可能破坏细胞或使诊断复杂化。这些商业方法中之一在于测试其中，例如得自7. 5ml血液体积中的循环肿瘤细胞可通过顺磁性纳米粒子富集，为之后能够在疾病进展时做出描述。该方法的制约因素是当探測装置(例如功能化导管)用于在活体内富集样本材料吋，所获得的采样体积会大很多倍。应用于医学介入的血管导管大多具有圆柱形的设计。这种形状的优点是具有相对较低的摩擦阻力。然而，这种形状造成血流在小血管中受到压缩以及由此导致血栓形成的风险。本发明的目的在于进一歩改善通过使用前述类型的探測装置的样本材料的富集。为了实现本发明的目的，提供一种用于在体内和/或体外富集样本材料的探測装置，该探测装置包括装备有探测受体的功能表面，其中所述功能表面具有含相互面对的功能部分的三维结构，所述功能部分形成能填充样本液体的空间。在本发明的范围内，如果所述功能部分所成的角度小于180度，S卩，当它们能够彼此“看见”吋，则认为它们是互相面对的。因此，与常规的具有光滑或圆柱形功能表面的探測装置相比，依照本发明的探測装置具有更大的功能表面。而且，所述样本液体可以经由所述功能表面理想地通过空间(space) 并且富集在探测受体上。而且，对接(docking)在所述探测受体上的配体能够保持在空间中，因此它们更好地防止磨损。优选地，所述功能表面还可以存储特定体积的样本液体。该互相面对的功能部分可以装备有化学相同或化学不同的探测受体。因此，在需要不同配体的情况下，也可以在应用中进行富集。在本发明的意思内，所有结构，特別是受体和配体，其能够适于捕捉目标分子和目标細胞，就被称作探测受体。而且，所有可以对接在探测受体上的目标分子和目标细胞称作配体。术语样本液体表示液态形式存在的样本。本发明的优选改进是从属权利要求的主題。当所述功能表面在宏观范围和/或微观范围上是三维构造的吋，其是有帮助的。 由于功能表面在宏观或可视范围上是三维构造的并且其可以例如通过探测装置的可视几何形状来确定，所述样本液体能以有利地方式通过所述功能表面。由于所述功能表面在微观范围上是三维构造的，因此可以在接ロ区域减少流动速度。该空间优选地至少以这样的方式来设计尺寸，即使得特殊的配体能够对接在探测受体上。优选地，所述空间如此设计尺寸，即使得与互相面对的功能部分上的探测受体的数目相响应的特定配体的数目近似地被接受和布置。该功能表面因此能够以理想的方式使用。而且，所述配体能够以更好地方式防止磨损。
在本发明的有利构造中，所述空间至少部分是沟槽形的，具有优选形成复杂沟槽网络的多个空间。该沟槽能在所述功能表面的整个长度上延伸。样本液体因此能以理想的方式通过探测受体。所述样本液体的流动速度和流动方向能够通过所述空间的尺寸的构造而受到影响。优选地，所述沟槽至少部分地在所述探测装置的纵向方向上延伸，从而所述沟槽在样本液体的自然流向上具有最小冲击。当所述功能表面是由凸起(elevation)、凹陷(expression)和/或分支 (ramification)形成，和/或具有至少部分的螺线结构(spiral structure)、螺纹形结构(screw-shaped structure)、虫呙杆形结构(worm-shaped structure)、波浪形结构 (undulated structure)、电累旋形结构(helical structure)、细丝状结构(filamentous structure)、刷样结构(brusn-like structure)、梳样结构(comb-like structure) > N 状结构(meshed structure)、多孑し结构(,porous structure)、海绵样结构(,sponge-like structure)或类似结构时，其可以是有利的。这些形状具有大的表面并且非常适于用在依照本发明的探測装置内。螺线结构、螺纹形结构、蜗杆形结构、波浪形结构、螺旋形结构通常来说具有低摩擦。该样本液体的流动，例如血管中的血液，因此很难受损，甚至在所述功能表面的部分邻接在血管壁上吋。细丝状结构、刷样结构、梳样结构、网状结构、多孔结构和海绵样结构放缓了样本液体的自然流动并且完美地适于作为液体储藏处，其因此额外提升了所述探测受体上的配体的富集。当所述探测受体包括抗体、抗体片段、氨基酸结构、核酸结构和/或对于細胞表面具有特异亲和力的合成结构，优选鼠科来源的单克隆抗体，嵌合抗体或人源化抗体，优选地人白細胞抗原-G(HLA-G)和/或上皮細胞粘附分子(EpCAM)抗体吋，其结果是有利的。当所述功能表面包括饱和原子团以及共价结合的配体和受体以防止与血液组分的不期望相互作用以及非特异細胞和分子的结合吋，其也是便利的。当所述探测装置具有至少部分形成作为引导线、支架和/或导管吋，其也是有利的。这些组件是低成本可购的并且能够为了实施本发明而修改。当所述探测装置包括具有所述功能表面的功能化部分并且还包括非功能化部分 (二者结合形成探针)吋，其结果是便利的。当所述功能化部分和非功能行部分可分离地连接时是有利的。因此在所述探测装置例如被置入到血流中的时间期间内，所述功能化部件可以与非功能化部件分离。例如，所述功能化部分固定在留置静脉导管(venous cannula) 中并且稍后再次与非功能化部分耦合。然而，当所述非功能化部分包括应用控制标记和/或受伤防护的圆头的时候，其也是便利的。所述探测装置因此能够以更好地方式受控。而且，也减小了所述探测装置使用期间的受伤和感染的风险。在本发明的ー种有利构造中，所述探测装置包括载体，其优选地满足如下要求中的至少ー个-该载体的表面由凸起、凹陷和/或分支形成，和/或具有至少部分的螺线结构、螺纹形结构、蜗杆形结构、波浪形结构、螺旋形结构、细丝状结构、刷样结构、梳样结构、网状结构、多孔结构、海绵样结构或类似结构。前述优点可以通过这些结构而得到实现。所述载体表面上的空间例如通过孔尺寸或单纤维(filament)的厚度和数量来限定，使得特定的配体能够穿过并对接在探测受体上。如此载体表面的形状和设计与基底的形状和设计无关。
6该载体的表面可以在宏观范围和/或微观范围上是三维构造的。-该载体包括基底，其由凸起、凹陷和/或分支形成，和/或具有至少部分的螺线结构、螺纹形结构、蜗杆形结构、波浪形结构、螺旋形结构、细丝状结构、刷样结构、梳样结构、 网状结构、多孔结构、海绵样结构或类似结构。前述优点可以通过这些结构而得到实现。螺线结构优选地包括由ー个或多个金属丝所组成的股结构(strand)。刷样基底优选地通过 ー个或多个金属、玻璃、特氟纶或塑料聚合物单纤维形成。螺纹形基底具有例如螺丝锥的形式。由于所述基底可以被覆盖，因此所述载体表面的形状和设计与所述基底的形状和设计无关。该基底可以在宏观范围和/或微观范围上是三维构造的。-该载体包括金属涂层，优选元素周期表第10族或第11族金属，优选镍、铜、钯、 银、钼和/或金，优选依照专利申请W02006/131400A1的涂层。-该载体包括官能团，优选有机官能团，优选含硫-和/或含氮官能团，特别优选具有官能团的涂层。-该载体包括生物相容性染料，优选生物相容性染料的涂层，以减少微观分析期间的自动荧光。-该载体构造为实体(solidbody)或空心体(hollow body)。作为空心体，所述载体能包括至少ー个空腔以及与所述空腔连通的开ロ，通过其所述样本液体流入到空腔中。 该功能表面能被设置在空腔内。该探测装置特別地适于在体外应用，并且例如同时地作为样本液体的存储介质而服务，例如用于传输。-该载体用生物相容性材料制成。因此能在所述探测装置的体内使用期间防止人体的防御反应。-该载体至少部分地由金属，优选高级钢，医用高级钢或钛；玻璃，优选玻璃纤维； 塑料，优选泡沫塑料；聚合物，优选聚乙烯、聚丙烯、聚氨酷、聚四氟乙烯；基于有机聚合物的塑料，或者所述材料的組合来构成。该这材料通常是低成本商业可购的并且是柔性的容易成形的。-^ ^XS (galvanic process) > ^ ^X S (ceramic process)、 (cementation)或蒸汽沉积(vapor deposition)的手段而将涂层应用到所述载体上。这些 エ艺在制造方面结果将是有利的。所述涂层的厚度优选在0. 1 μ m到10 μ m的范围内，优选在0. 2 μ m至Ij 5 μ m的范围内，特别优选地在0. 5 μ m至Ij 1 μ m的范围内。-该载体包括饱和原子团以及共价结合的配体和受体以防止与血液组分的不期望的相互作用和非特异細胞和分子的结合。-该载体包括和/或形成所述功能表面。该功能表面优选位于所述载体的表面上， 该载体包括互相面对的功能部分并且所述载体直接装备有所述探测受体。结果在所述载体由生物相容性聚合物組成时是有利的。在本发明的另一有利构造中，所述探测装置包括生物相容性聚合物，其优选地满足如下要求中的至少ー个-所述生物相容性聚合物被形成为内聚性的聚合物层。所述载体的整个表面因此能够被聚合物层覆盖和防护。该聚合物层的厚度优选在0. 1 μ m到IOym的范围内，优选在 0. 5 μ m至Ij 5 μ m的范围内，特别优选在1 μ m至Ij 2 μ m的范围内。-所述生物相容性聚合物具有三维的，优选地细丝状结构或多孔结构。所述结构形成了许多空间，该空间通过对接在探测受体上的配体而基本上填满，以至于使得所述配体能以甚至更好的防止磨损的方式来得到保护。该生物相容性聚合物可以在宏观范围和/或微观范围上是三维构造的。-该生物相容性聚合物包括三维的，优选细丝状和/或多孔的表面。该生物相客性聚合物的表面能在宏观范围和/或微观范围上是三维构造的。-该生物相容性聚合物具有含碳分支分子结构。该分子结构完美地适于结合所述探測受体以及用于探测受体上配体的富集。所述分子结构在本发明的含义中形成细丝状功能表面，其在微观范围上是三维构造的。该分支分子结构具有众多空间，该空间通过含相互面对的功能部分而形成并且装备有聚合物分子形式的探测受体。这些空间能由样本液体填充并且可以形成液体储藏处，在其中所述探测受体上配体的富集被尤其提升。在这一分子结构占有的表面上的接ロ区域中，所述样本液体的流速明显地减缓。因此额外提升了该配体的富集。-该生物相容性聚合物优选经由官能团而可操作地连接到载体，优选通过化学结合，尤其优选通过共价结合。-该生物相容性聚合物包括官能团，优选地是羧基基团。该官能团优选地由于化学活化而具有不平衡的分子电荷，该官能团优选地匹配所述探测受体。-该生物相容性聚合物具有亲水特性并且优选是水凝胶。-该生物相容性聚合物包括化学可裂解基团和/或酶可裂解基团，其有助于配体的分离。该化学可裂解基团和/或酶可裂解基团优选是其上结合有探测受体的官能团。-该生物相容性聚合物包括饱和的原子团和共价地结合受体以防止与血液组分的不期望相互作用和非特异細胞和分子的结合。-该生物相容性聚合物布置在所述载体的空腔中。所述载体的空腔因此可以用于配体的富集。该配体在此优选地被防止磨损。-该生物相容性聚合物是交联的。-该生物相容性聚合物包括和/或形成所述功能表面。该功能表面优选地布置在生物相容性聚合物的表面上。该生物相容性聚合物可以直接地装备上所述探测受体。在本发明的另一有利构造中，该功能表面覆盖有保护层，该保护层优选地满足如下要求中的至少ー个-该保护层在液体中可溶，特别是在体液中可溶，优选地在血液中可溶。因此一旦所述保护层接触到样本液体中吋，所述功能表面可以自动地暴露。-该保护层是生物相容性的。这基本上防止了所述探测装置在体内使用期间的身体的防御反应。-所述保护层是有机晶状的且包括如下成分的至少ー种藻朊酸盐，优选高浓度藻朊酸盐、聚乙ニ醇、环状和非环状低聚糖、多糖、抗氧化氨基酸、蛋白质或者维生素。这些组分是生物相容性的并且容易溶解。当所述探测受体优选地经由接头(linker)或有机官能团可操作地连接到功能表面时，优选地连接到所述载体和/或生物相容性聚合物，优选地通过化学结合，特別地优选地通过共价结合，其是有帮助的。这基本上防止了所述功能表面上非特异吸附。本发明的另ー独立方面涉及依照前述权利要求的至少ー个的所述探测装置，其通过如下制造-提供载体；-通过如下方式对所述载体进行化学活化将所述探测受体化学地，优选共价地直接结合或经由生物相容性聚合物结合到所述载体的官能团上，优选地结合到所述载体的有机官能团上，优选地经由含硫和/或含氮化合物结合。所述探测装置可以包括每个前述特征。本发明的另ー独立方面涉及依照前述权利要求中的任意一项所述的探測装置的用途，其用于样本材料的侵入式富集、用于药物的消除、用于放射性示踪物的消除、用于磁珠的消除、用于获取肿瘤标记或生物标记和/或用于毒素的消除、或用于细胞的富集，该细胞包括胚胎滋养层、散布的肿瘤細胞，尤其是造血转移肿瘤。因此可以获取前述的优点。本发明的另ー独立方面涉及ー种通过使用依照前述权利要求的至少ー项所述的探測装置来富集样本材料的方法，该方法包括如下步骤-将所述功能表面暴露于样本液体中；-在所述探测受体上富集样本材料，优选地細胞、DNA、RNA、蛋白质、多肽、合成分子；以及-移除所述样本液体。所述探测装置能够包括每个前述特征。本发明的优选发展可以从这里提及的从属权利要求(sub-claims)或部分特征的
組合中得以确定。
图1是依照本发明的探针形式的探測装置的示意图。图2示出了所述探测装置的功能化部分的层状结构。图3示出了螺纹形载体的示意图。图4示出了刷样载体的横截面视图。图5使出了螺旋形载体的示意图。
具体实施例方式下面，将參照附图对本发明的优选实施方式进行描述。第一实施方式依照本发明的第一实施方式的探測装置1是ー种用于稀有細胞、生物分子或药物的侵入式(体内)富集的生物功能化医疗探测导管。该探测导管也被称作医疗纳米导管 Unedical nano-catheter，MN-C)0图1是所述探测导管的结构示意图。该功能化部件Ia具有约2cm的长度并且包括装备有探测受体的所述功能表面10。非功能化部件Ib具有约14cm的长度并且包括用于应用控制的标记Ic以及，在端部处，用于防止伤及使用者的半球Id。所述导管1的该功能化部件Ia和非功能化部件Ib结合在一起形成探针。图2示意出了所述探测导管的功能化部件Ia的层状结构。所述载体2具有例如螺线形结构，如图3所示。在宏观的或可视的范围内，所述载体2的螺纹形成三维构造的功能表面10，该功能表面10具有相互地面向的功能部分11以及能由样本液体填充的空间13。依照支架的原理，螺旋金属线能够与将要在其中执行临时安置的血管的直径相匹配。与圆柱形导管1形成对照的是，螺旋形状提供了血管的更少的明显压缩(constriction)。该凹进或螺纹的深度防止了由于移除而引起的探测分子或细胞(由虚线标出了轮廓)的磨损。导管1的形式可以具有任意期望的设计并且取决于应用。该导管1可以例如包括依照图4或图5的螺旋形或刷样载体2。依照图4的刷样载体2能够从一种或多种金属、玻璃、特氟纶(Teflon)或塑料聚合物丝(filament)构成，其中在肉眼可见的或可视的范围内，该丝形成三维构造的功能表面10，该功能表面10具有相互地面对的功能部分11以及能由样本液体填充的空间13。依照图5的螺旋形载体2能够由具有一根或多根金属丝的股(strand)来组成。在该情况下，通过螺旋的侧面来形成功能表面10，该功能表面10在宏观范围上是三维构造的并且包括相互地面对的功能部分11以及可以由样本液体填充的空间13。由于在可视化范围内三维构造的功能表面10，所述载体2能够通过特殊几何构造的方式来减少血流中的压缩并且改变血液层流，与圆柱形导管相比，在该方法中结合目标分子和目标细胞的可能性由于因素2而变大。具有约0. 5mm直径的医疗高级钢金属线的基底21给予了载体2其可视结构。该基底21可以包括一个或多个涂层22、23。优选地，所述基底21采用具有0. 5 μ m到1. 0 μ m厚度的金涂层22来覆盖，其通过电化学工艺、陶瓷工艺、渗镀或蒸汽沉积而应用。该基底21还可以用生物相容性染料来覆盖以减少在微观分析期间基础材料的自身荧光。所述载体2的化学活化主要通过含硫或含氮化合物经由亲和反应来产生，其中，依次地，特定的探测受体12可以被直接地或通过聚合物链而被结合。优选地，由功能生物相容性聚合物3组成的共价第二层，通过湿法化学或物理工艺的方式而施加到所述载体2上。该层的厚度能够为Iym到2 μ m。所述载体2因此被化学地激活。由于表面精整和化学活化特异性抗体，尤其是鼠科来源的单克隆抗体，嵌合抗体、人源化抗体、或者所述抗体的片段或者氨基酸结构或者核酸结构或者对于细胞表面或分子具有特异亲和力的合成结构，可以共价地结合作为探测受体12。尤其在复杂的样本液体情况下，例如血液，不但在保持生物功能的同时对探测受体12永久的结合，而且对非特异吸附过程的有效抑制对于配体的所选择结合也是决定性重要的。在此，夹层23具有功能，来确保基底21表面的有效防护并且同时提供用于以合适密度结合生物相容性聚合物层3的官能团。所述夹层系统因此形成了基底21的金涂层22和生物相容性聚合物层3之间的粘合剂。生物相容性聚合物3优选地是具有含碳长支链大分子水凝胶，其具有大量的官能团，例如，羧基或聚羧基。官能团的类型取决于特定探测受体12的分子特性。该生物相容性水凝胶因此确保了在保持生物功能的同时探测受体的永久共价结合，并且同时通过非特异吸附现象而防止探测受体12的探测功能的损伤。水凝胶是三维交联的亲水性聚合物，其吸收液体诸如水，但是并不溶解于其中。水凝胶的主要成分是聚丙烯酸(PAA)和聚乙二醇(PEG)。响应期望的需求或应用的领域通过单体单元、交联程度和交联密度的适当选择而定制特征概况(Property profile)。必要的特性是生物相容性，即，水凝胶与活体组织的相容性。由于生物相容性聚合物3的分支聚合物链，也抑制了侵入式应用中的血栓形成效应。由于化学活化，所述官能团接收不平衡的分子电荷，其使得可以静电地从溶液中吸引探测受体12并共价地结合它们。永久地固定在所述聚合物层3上的探测受体12为配体或者目标分子和目标细胞通过其表面抗原的特异结合而服务，因此实现探测装置1的功能。该生物相容性聚合物3可以附加地包括化学可裂解基团或酶可裂解基团来简化结合的目标分子或细胞的定量回收。生物相容性聚合物3的分支分子结构形成了功能表面10，其具有微观范围上的三维构造，并且包括互相面向的功能部分11和能填充样本液体的空间，如图1所示意性示出的。尽管在宏观或可视范围上是三维构造的(参照图3、图4和图5)载体2的表面以有利的方式在导管1的功能部分Ia上引导样本液体，但是在微观范围上(参照图2)是三维构造的生物相容性聚合物3的功能表面10减缓了接口区域的样本液体的流动并且增进探测受体12上的配体的富集。为了保存以及为了保护最终的杀菌状况，以及为了放射保护和为了产品的稳定性，在生物相容性聚合物3上应用生物聚合物保护层(第三层或稳定层)4。该保护层4在第二层上干燥并且形成晶体结构的稠密网络以及稳定并因此保留导管1的功能部件la。该保护层4并不被共价结合。该保护层4并不溶解于血流中并且暴露出导管的功能表面10。替代地，保护层4可以在使用前使用无菌水洗掉。所述保护层4可以包括高纯度藻朊酸盐、聚乙二醇、环状和非环状低聚糖和多糖、抗氧化氨基酸、蛋白质和维生素。该保护层4优选地由生物相容性高粘性多糖组成，其作为介质服务而用于添加的氨基酸、蛋白质、维生素和稳定多糖。高粘性提供了表面的快速湿化能力。该附属保护层4粘贴在第二涂层上以及防止存储期间外部物质(foreignsubstance)的渗透。与特异性配体相比，附加的氨基酸、蛋白质和维生素以增加的浓度存在，并且因此能够防止由于原子团分子或电荷载子而引起的对目标分子的类似损害的可能性，以及能够通过重组步骤重新建立被损坏的化学键。精加工后的导管1被封装在低细菌环境中。通过辐射剂量25kGy的伽玛辐射的方式来执行最终的杀菌。所述导管1将被单独使用。所述探测装置的使用依照本发明所制造的，具有精确的功能表面10和具有耦合的探测受体1的导管1适于从血流中获取稀有细胞。其包括使用的如下实例-从母体的血液循环中获取胚胎滋养层，使用例如特异性的抗体片段(F(ab)片段)和鼠科单克隆抗体(IgG)，其可以探测作为典型滋养层的细胞表面蛋白质HLA-G。-获取散布的肿瘤细胞，特别是造血转移肿瘤，例如使用人源化抗体抗-EpcCAM，其探测许多典型癌细胞的细胞表面蛋白质EpCAM。所述探测装置1的优选用途应用于产前和癌症诊断。该探测装置1可以例如用于分离在孕妇或癌症患者的血流之中循环的胎儿细胞或癌症细胞。为了应用，所述探测装置1通过合适的，商业可购的Braimille插管系统而导入到静脉中并且应用于静脉血液循环。在静脉中的保留时间可以约30分钟。在将所述探测装置1从血流中移除后，结合在所述探测装置1上的细胞通过选择的实验室诊断手段而进一步富集并且通过分子或细胞生物学得到表征。将要执行的微创手术(minimally invasive procedure)的目的是从血液中选择胎儿细胞或癌症细胞。由于血液中所述细胞的低细胞浓度，将需要约0. 5L的血液取回来获取期望的目标细胞数目。然而这被排除在医疗方面之外。在产前诊断中，在母体血液中所包含的胎儿细胞的帮助下，将探测可能的染色体畸变(例如，21三体(唐氏综合症(Down syndrome)))。到目前为止，唐氏综合症通过侵入手术以安全的方式在产前进行诊断，如下每个造成的流产风险在孕期第11周到第14周之间的绒毛膜绒毛取样以及孕期第15周的羊膜穿刺。相反通过依照本发明所述的方法，其将在孕期的第9周能够使用，对于胎儿没有风险并且可以用于在怀孕前三个月筛查。因此省略了羊膜穿刺术。源自胎盘的胎儿滋养层细胞可以从孕期的第6周开始在母体血液循环中探测。在母体血液中每ml仅仅含有约2到5个这些细胞。这些滋养层细胞具有膜结合的HLA-G复合物(抗原)，其结合特定的抗体。优选地，使用特异性的HLA-G抗体作为探测受体12，其仅仅与膜结合HLA-G (抗原)反应并且因此从母体血液中仅仅捕捉期望的胎儿细胞。可以使用EpCAM抗体来富集癌症肿瘤细胞(对抗EpCAM抗原)，其在其恒定域内是人源化的并且是共价的，而且结合了水凝胶。第二实施方式依照本发明第二实施方式的探测装置涉及一种体外探测装置，其包括多孔或细丝状功能表面10并且能够从体液或其他液体测试材料中富集细胞或分子。对于与第一实施方式中相似的特征使用相同的参考标记并且将参照上面的描述。所述探测装置1包括具有样本液体通过其中的密封空腔的载体2。该空腔包括多孔或细丝状基质，优选地生物相容性聚合物3或聚合物泡沫。前述探测受体12能够被直接地或者通过接头共价地结合到所述多孔或细丝状基质的表面。在宏观和/或微观范围上，孔壁或细丝形成三维构造的功能表面10，该表面10具有互相面对的功能部分11和能填充样本液体的空间13。该表面创建性地增加因此增加了可用的探测受体12的数目并且因此提供了目标分子或目标细胞的改进富集。该基质孔的尺寸或者细丝的厚度和数量是可变的，因此可以适于将被探测的目标分子或目标细胞的类型。所述探测装置1的涂层类似于依照第一实施方式的导管涂层，其中不同在于所述载体2主要由生物相容性塑料组成，例如聚氨酯、聚乙烯、特氟纶或聚丙烯。所述载体2通过湿法化学和物理工艺而功能化。该基质的功能表面10可以包括活性的有机聚合物和官能团。所述探测装置适于从体液或其他液体分析样本中富集或浓缩细胞或生物分子。该液体测试样本被应用到探测装置1中或者通过鲁尔-锁(Luer-Lock)取回系统(withdrawing systems)或采样系统的手段而直接地被引入。该分离的和富集材料能够立即地提供给下游诊断装置，例如通过芯片上的实验室技术(lab-on-chip technology) 0由于其设计，该诊断装置1能够通过非常简单的操作而区分并且能够在任意诊断或临床装置或设施中通过试剂盒的方式在不花费大量时间的情况下使用。
权利要求
1.一种用于在体内和/或体外富集样本材料的探測装置(1)，该探测装置(1)包括装备有探测受体(12)的功能表面(10)，其特征在干，所述功能表面(10)具有含相互面对的功能部分(11)的三维结构，所述功能部分(11)形成至少ー个能填充样本液体的空间(13)。
2.根据权利要求1所述的探測装置(1)，其特征在干，所述功能表面(10)在宏观范围和/或微观范围上是三维构造的。
3.根据前述权利要求中的至少ー项所述的探測装置(1)，其特征在干，所述空间(13) 至少部分是沟槽形的，具有优选形成复杂沟槽网络的多个空间。
4.根据前述权利要求的至少ー项所述的探測装置(1)，其特征在干，所述功能表面 (10)是由凸起、凹陷和/或分支形成，和/或具有至少部分的螺线结构、螺纹形结构、蜗杆形结构、波浪形结构、螺旋形结构、细丝状结构、刷样结构、梳样结构、网状结构、多孔结构、海绵样结构或类似结构。
5.根据前述权利要求的至少ー项所述的探測装置(1)，其特征在干，所述探测受体 (12)包括抗体、抗体片段、氨基酸结构、核酸结构和/或对于細胞表面具有特异亲和力的合成结构，优选鼠科来源的单克隆抗体、嵌合抗体或人源化抗体，优选人白細胞抗原-G和/或上皮細胞粘附分子抗体。
6.根据前述权利要求的至少ー项所述的探測装置(1)，其特征在干，所述探测装置(1) 至少部分形成作为引导线、支架和/或导管。
7.根据前述权利要求的至少ー项所述的探測装置(1)，其特征在干，所述探测装置(1) 包括具有所述功能表面(10)的功能化部分(Ia)以及非功能化部分(Ib)，二者结合形成探针。
8.根据前述权利要求的至少ー项所述的探測装置(1)，其特征在干，所述非功能部分 (Ib)包括用于应用控制标记(Ic)和/或作为受伤防护的圆头(Id)。
9.根据前述权利要求的至少ー项所述的探測装置(1)，其特征在干，所述探测装置(1) 包括载体O)，其优选地满足如下要求中的至少ー个a.该载体O)的表面00)由凸起、凹陷和/或分支形成，和/或具有至少部分的螺线结构、螺纹形结构、蜗杆形结构、波浪形结构、螺旋形结构、细丝状结构、刷样结构、梳样结构、网状结构、多孔结构、海绵样结构或类似结构。b.该载体( 包括基底(21)，其由凸起、凹陷和/或分支形成，和/或具有至少部分的螺线结构、螺纹形结构、蜗杆形结构、波浪形结构、螺旋形结构、细丝状结构、刷样结构、梳样结构、网状结构、多孔结构、海绵样结构或类似结构。c.该载体( 包括金属涂层(22)，优选元素周期表第10族或第11族金属，优选镍、铜、 钯、银、钼和/或金，优选依照专利申请W02006/131400A1的涂层。d.该载体( 包括官能团，优选有机官能团，优选含硫-和/或含氮官能团，特别优选具有官能团的涂层03)。e.该载体( 包括生物相容性染料，优选生物相容性染料的涂层。f.该载体(2)构造为实体或空心体。g.该载体( 用生物相容性材料制成。h.该载体( 至少部分由金属，优选高级钢，医用高级钢或钛；玻璃，优选玻璃纤维；塑料，优选泡沫塑料；聚合物，优选聚乙烯、聚丙烯、聚氨酷、聚四氟乙烯；基于有机聚合物的塑料，或者所述材料的組合来构成。i.通过电化学エ艺、陶瓷エ艺、渗镀或蒸汽沉积的手段而将所述涂层应用到所述载体 ⑵上。j.该载体( 包括饱和原子团以及共价结合配体和受体。k.该载体( 包括和/或形成所述功能表面(10)。
10.根据前述权利要求的至少ー项所述的探測装置(1)，其特征在干，该探测装置(1) 包括生物相容性聚合物(3)，其优选满足如下要求中的至少ー个a.该生物相容性聚合物C3)被形成为内聚性的聚合物层。b.该生物相容性聚合物C3)具有三维的，优选细丝状和/或多孔的结构。c.该生物相容性聚合物C3)包括三维的，优选细丝状和/或多孔的表面。d.该生物相容性聚合物( 具有含碳分支分子结构。e.该生物相容性聚合物C3)优选通过官能团而可操作地连接到载体O)，优选地通过化学结合，尤其优选通过共价结合。f.该生物相容性聚合物C3)包括官能团，优选羧基，该官能团优选地由于化学活化而具有不平衡的分子电荷，该官能团优选地匹配所述探测受体(12)。g.该生物相容性聚合物( 具有亲水特性并且优选是水凝胶。h.该生物相容性聚合物C3)包括可化学裂解基团和/或可酶裂解基团。i.该生物相容性聚合物( 包括饱和的原子团和共价结合的配体和受体。j.该生物相容性聚合物( 布置在载体O)的空腔中。k.该生物相容性聚合物( 是交联的。1.该生物相容性聚合物( 包括和/或形成所述功能表面(10)。
11.根据前述权利要求的至少ー项所述的探測装置(1)，其特征在于，该功能表面(10) 覆盖有保护层G)，该保护层(4)优选地满足如下要求中的至少ー个a.该保护层(4)在液体中可溶，特别是在体液中可溶，优选地在血液中可溶。b.该保护层(4)是生物相客性的。c.该保护层(4)是有机晶状的且包括如下成分中的至少ー种藻朊酸盐，优选高浓度藻朊酸盐、聚乙ニ醇、环状和非环状低聚糖、多糖、抗氧化氨基酸、蛋白质或者维生素。
12.根据前述权利要求的至少ー项所述的探測装置(1)，其特征在干，所述探测受体 (12)优选地通过接头或有机官能团可操作地连接到功能表面(10)，优选地连接到所述载体(2)和/或所述生物相容性聚合物(3)，优选地通过化学结合，特別地优选地通过共价结I=I O
13.根据前述权利要求的至少ー项所述的探測装置(1)，通过如下制造a.提供载体⑵；以及b.通过如下方式对所述载体( 进行化学活化将所述探测受体(1 化学地，优选共价地直接结合或经由生物相容性聚合物C3)结合到所述载体O)的官能团上，优选地结合到所述载体O)的有机官能团上，优选地经由含硫和/或含氮化合物结合。
14.前述权利要求中的至少ー项所述的探測装置(1)的用途，其用于样本材料的侵入式富集、用于药物的消除、用于放射性示踪物的消除、用于磁珠的消除、用于获取肿瘤标记或生物标记和/或用于毒素的消除、或用于细胞的富集，该细胞包括胚胎滋养层、散布的肿瘤細胞，尤其是造血转移肿瘤。
15. 一种通过使用根据前述权利要求的至少ー项所述的探測装置(1)来富集样本材料的方法，该方法包括如下步骤a.将所述功能表面(10)暴露于样本液体中；b.在所述探测受体(1 上富集样本材料，优选細胞、DNA、RNA、蛋白质、多肽、合成分子；以及c.移除所述样本液体。
全文摘要
本发明涉及一种用于在体内和/或体外富集样本材料的探测装置，所述探测装置包括组装有探测受体的功能表面。为了进一步改善通过使用开始描述类型的探测装置的样本材料的富集，本发明提供了用于功能表面以具有含相互面对的功能部分的三维结构，该功能部分形成样本液体能够渗透的间隙。本发明还涉及所述探测装置的用途和应用所述探测装置的方法。
文档编号A61M1/36GK102573655SQ201080027208
公开日2012年7月11日 申请日期2010年6月17日 优先权日2009年6月17日
发明者克劳斯·吕克, 安德烈亚斯·博尔曼, 施特菲·梅韦斯, 罗伯特·尼斯特罗伊 申请人:吉卢比有限公司