用于微生物捕集的方法和材料的制作方法
【专利说明】用于微生物捕集的方法和材料
[0001] 领域
[0002] 本公开涉及控制流体的生物组成的流体不溶性材料复合物以及制造和使用所述 复合物的方法。
[0003] 背景
[0004] 已良好创建用作蛋白质纯化的色谱吸附剂的亲和配体-基质缀合物。举例来说， 已在专利文献中公开使用基于苯基的配体来纯化蛋白质，包括纯化所需单克隆抗体。在色 谱介质中用于纯化甲型流感病毒的其它已知亲和配体是融合肽和凝集素。此外，已描述关 于使配体与基质核心隔开的研究。
[0005] 用于纯化甲型流感病毒的替代性方法包括例如尺寸排阻和离子交换色谱法。
[0006] 概述
[0007] 本公开提供制造和使用特异性捕集微生物、蛋白质和其它生物物质，并且自流体 移除它们的流体不溶性材料复合物的方法。本公开也涉及在某些条件下可控制地释放捕集 的生物物质的选项。
[0008] -些实施方案涉及通过混合含有生物物质的样品与材料复合物，以及使固定的生 物物质自所述样品物理分离来固定所述生物物质的方法。生物物质是通过它吸附于材料复 合物而被固定。固定的生物物质与样品的其余部分的物理分离可通过如例如依赖于重力或 磁力的倾析和过滤的方法来实现。材料复合物可包括含有羟基、氨基、巯基或环氧基的流体 不溶性的材料和至少一种结合于所述材料的受体。生物物质可包括例如以下中的任一个： 细胞、组织、组织产物、血液、血液产物、蛋白质、疫苗、抗原、抗毒素、病毒、微生物、真菌、酵 母、藻类和/或细菌。固定的生物物质可接着如通过洗脱而从材料复合物提取。在病毒的 情况下，提取的生物物质可接着被包括在疫苗治疗剂中。在蛋白质的情况下，提取的生物物 质可接着被包括在疫苗或治疗性治疗剂中。
[0009] -些实施方案涉及由流体不溶性材料和受体组成的材料复合物。材料可为琼脂 糖、砂、织物或其任何组合。流体不溶性材料在它的表面上具有反应性官能度，包括羟基、氨 基、巯基或环氧基官能度材料。受体选自由以下组成的组：单糖和多糖、肝素或其任何组合。 在一些实施方案中，组合物可包括在材料与受体之间桥接的连接体。连接体共价结合于材 料和受体。连接体可为直链或支链小分子或聚合物。
[0010] 一些实施方案涉及制造组合物的方法，其包括使受体连接在含有羟基的材料、含 有环氧基的材料和含有氨基的材料上。受体可为乳糖。材料可为砂、琼脂糖、聚（甲基丙烯 酸缩水甘油酯）（PGM)或PGM-NH2。
[0011] 附图简述
[0012] 附图已被包括在本文中以使本公开的本文所述特征、优势和目标将变得明晰，并 且可被详细理解。这些附图形成说明书的一部分。然而，应注意【附图说明】适合实施方案，并 且不应被视为限制本公开的范围。
[0013]图1说明三个不同实施方案；直接或通过连接体间接使流体不溶性材料核心与受 体复合。
[0014] 图2A和2B说明用于流体消毒的材料复合物。
[0015] 图3说明在亲和色谱法中使用材料复合物来浓缩溶液中的微生物。
[0016] 图4A、4B和4C说明使受体直接连接于材料的实例。
[0017] 图5A、5B和5C说明通过连接体使受体连接于材料的实例。
[0018] 图6说明当使用1，1'-羰基二咪唑时的一般性共价偶联途径。
[0019]图7说明对PBS缓冲液中重组血凝素与不溶性材料的结合的定量；定量是使用 Bradford蛋白质测定，通过测量595nm波长下的吸光度来进行。
[0020] 图8说明对甲型流感病毒连接于不溶性材料的定量。
[0021] 图9说明在改变甲型流感病毒的初始滴度下，PGM聚合物的复合物的活性。
[0022] 描述
[0023] 本公开涉及合成和使用特异性捕集生物物质，并且自流体移除它们的流体不溶性 材料复合物。本公开也涉及在特定条件下可控制地释放捕集的生物物质的选项。
[0024] 现将描述某些示例性实施方案以提供对本文公开的装置和方法的结构、功能、制 造和使用的原理的全面了解。这些实施方案的一个或多个实例说明于附图中。本领域技术 人员将了解本文明确所述以及附图中明确说明的装置和方法是非限制性示例性实施方案， 并且本公开的范围仅由权利要求限定。与一个示例性实施方案关联说明或描述的特征可与 其它实施方案的特征组合。所述修改和变化意图包括在本公开的范围内。
[0025] 本文在上文或下文引用的所有公布、专利和专利申请都据此以引用的方式整体并 入本文。除非内容另外明确规定，否则如本说明书和随附权利要求中所用，单数形式"一"和 "所述"包括复数个指示物。本公开中所用的术语遵循由本领域普通技术人员通常接受的标 准定义。在可能需要任何进一步解释的情况下，以下已进一步阐明一些术语。
[0026] 如本文所用的术语"生物物质"是指活生物体和它们的产物，包括但不限于细 胞、组织、组织产物、血液、血液产物、蛋白质、疫苗、抗原、抗毒素、病毒、微生物、真菌、酵 母、藻类、细菌等或其任何组合。生物物质的一个实例可包括微生物，如病原性或非病原 性细菌。生物物质的另一实例可包括病毒、病毒产物、病毒模拟实体或其任何组合。在一 些实施方案中，生物物质选自由以下组成的组：细胞、组织、组织产物、血液、血液产物、体 液、体液产物、蛋白质、疫苗、抗原、抗毒素、生物医药、生物治疗、病毒、微生物、真菌、酵母、 藻类、细菌、原核生物、真核生物、金黄色葡萄球菌（Staphylococcusaureus)、链球菌属 (Streptococcus)、大肠杆菌（E.coli)、绿胺假单胞菌（Pseudomonasaeruginosa)、分枝杆 菌属（mycobacterium)、腺病毒、鼻病毒、天花病毒、流感病毒、疱疹病毒、人免疫缺陷病毒 (HIV)、狂犬病、切昆贡亚热（chikungunya)、重度急性呼吸综合征（SARS)、脊髓灰质炎、疟 疾、登革热（denguefever)、结核、脑膜炎、伤寒、黄热病（yellowfever)、埃博拉（ebola)、 志贺菌属（shingella)、李斯特菌属（listeria)、耶尔森氏菌属（yersinia)、西尼罗病 毒（WestNilevirus)、原虫、真菌、肠道沙门氏菌（Salmonellaenterica)、白色念珠菌 (Candidaalbicans)、须癣毛癣菌（Trichophytonmentagrophytes)、脊髓灰质炎病毒、产 气肠杆菌（Enterobacteraerogenes)、伤寒沙门氏菌（Salmonellatyphi)、肺炎克雷伯氏 菌（Klebsiellapneumonia)、巴西曲霉（Aspergillusbrasiliensis)和甲氧西林抗性金黄 色葡萄球菌（MRSA)或其任何组合。
[0027]在一些实施方案中，流体不溶性材料可与微生物捕集基团（"受体"）复合，所述 基团的结构是自天然细胞受体、抗体获得，或仅由描述微生物与可溶性分子的相互作用的 可用数据获得。受体可直接连接于材料（图1，模式A)或通过连接体连接于材料（图1，模 式B)。为保护主题材料复合物的分子结构的完整性，特别是在需要再循环时，一种使受体、 连接体和材料相互连接的方法可通过共价结合来实现。对于其中不需要附加结构稳定性的 某些应用，例如在单次使用材料复合物的情况下，物理结合可替代共价结合。受体通过物理 结合捕集微生物来起直接作用。连接体的一个作用在于使受体定位在离材料的核心一定有 效距离处。通过隔开受体与材料的核心，受体可易于接近靶标微生物。连接体的另一作用 (特别是在所述连接体是支链时）在于增加受体在材料的表面上的密度（图1，模式C)。受 体的密度增加与捕集较高浓度的微生物的能力增加相关联。
[0028] 材料复合物的三种主要组分的代表性实例是：1)材料：琼脂糖、砂、织物（如纤维 素/棉花、羊毛、尼龙、聚酯）、金属粒子（包括纳米粒子）、磁性粒子（包括纳米粒子）、玻 璃、纤维玻璃、二氧化硅、木材、纤维、塑料、橡胶、陶瓷、瓷、石料、大理石、水泥、生物聚合物、 天然聚合物和合成聚合物（如PGM)或其任何组合；2)受体：乳糖（天然和合成）和它的 衍生物（如唾液酰基乳糖）、单糖和多糖（天然和合成）、肝素和壳聚糖或其任何组合；以 及3)连接体：直链和支链聚合物，如聚（乙二醇）（PEG)和聚（乙烯亚胺）（PEI，各种伯胺： 仲胺：叔胺基团比率）（例如多臂支链PEG-胺）、枝化单元和树枝状聚合物（例如超支化 双-MPA聚酯-16-羟基）和壳聚糖或其任何组合。各材料复合物可并有材料和受体组分。 然而，并有连接体组分是任选的。
[0029] 适合金属材料包括但不限于不锈钢、镍、钛、钽、铝、铜、金、银、铂、锌、