ДЕТЕКТИРУЕМЫЕ МАТРИЦЫ, СИСТЕМЫ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ И СПОСОБЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ

1. Детектируемая матрица, содержащая
подложку со множеством поверхностей для связывания одного или более аналитов, при этом каждая поверхность независимо содержит:
одно или более покрытий подложки на поверхности для прикрепления одной или более макромолекул к поверхности подложки; и
одну или более макромолекул, прикрепленных к по меньшей мере части одного или более покрытий подложки, при этом одна или более макромолекул расположены в определенном порядке на покрытии подложки и содержат множество ненаправленных сайтов связывания для связывания множества аналитов;
при этом структура, порядок расположения, или и структура и порядок расположения одной или более макромолекул на одном или более покрытий подложки каждой из множества поверхностей не идентичны структуре, порядку расположения, или и структуре и порядку расположения одной или более макромолекул на любом другом покрытии подложки любой другой из множества поверхностей; и
где наличие или отсутствие одного или более аналитов, связанных с каждой из множества поверхностей, обнаруживается посредством множества способов обнаружения.
2. Детектируемая матрица по п. 1, отличающаяся тем, что одно или более покрытий подложки содержит по меньшей мере один силан или по меньшей мере один силоксан.
3. Детектируемая матрица по любому из пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что одно или более покрытий подложки содержит один или более акрилсилоксанов.
4. Детектируемая матрица по п. 1, отличающаяся тем, что одно или более покрытий подложки содержит один или более из 3-метакрилоксипропилтриметоксисилана, 3-акрилоксипропилтриметоксисилана, N-(3-акрилокси-2-гидроксипропил-3-аминопропилтриэтоксисилана и 3-метакрилоксипропилдиметилхлорсилана.
5. Детектируемая матрица по п. 1, отличающаяся тем, что одна или более макромолекул содержит один или более из полимеров, поверхностно-активных веществ, наносфер, нанотрубок, дендримеров, микросфер и полимеризованных микросфер.
6. Детектируемая матрица по п. 1, отличающаяся тем, что одна или более макромолекул содержит один или более из (мет)акриламидов, (мет)акрилатов, глицерина и N,N'(алкилен)бисакриламида.
7. Детектируемая матрица по п. 1, отличающаяся тем, что одна или более макромолекул содержит по меньшей мере один сополимер.
8. Детектируемая матрица по п. 1, отличающаяся тем, что одна или более макромолекул содержит один или более мономеров, выбранных из группы, состоящей из 2-карбоксиэтилакрилата, акриловой кислоты, акриламида, гистаминакрилата, N-[трис(гидроксиметил)метил]акриламида, гидроксипропилакрилатов, 4-гидроксибутилакрилата, N-гидроксиэтилакриламида, N,N,-диметилакриламида, N-(1,1-диметил-3-оксобутил)акриламида, N-изопропилакриламида, акрилата простого фенилового эфира этиленгликоля, N,N'-метиленбисакриламида, 1,1,3,3,3-гексафторизопропилакрилата и N-трет-октилакриламида.
9. Детектируемая матрица по п. 1, отличающаяся тем, что одна или более макромолекул содержит два или более мономеров, выбранных из группы, состоящей из 2-карбоксиэтилакрилата, акриловой кислоты, акриламида, гистаминакрилата, N-[трис(гидроксиметил)метил]акриламида, гидроксипропилакрилатов, 4-гидроксибутилакрилата, N-гидроксиэтилакриламида, N,N,-диметилакриламида, N-(1,1-диметил-3-оксобутил)акриламида, N-изопропилакриламида, акрилата простого фенилового эфира этиленгликоля, N,N'-метиленбисакриламида, 1,1,3,3,3-гексафторизопропилакрилата и N-трет-октилакриламида.
10. Детектируемая матрица по п. 1, отличающаяся тем, что одна или более макромолекул содержит по меньшей мере один кросс-линкер.
11. Детектируемая матрица по п. 1, отличающаяся тем, что одна или более макромолекул содержит по меньшей мере один из бис-акриламида, триметилолпропантриакрилата, бисфенол А-бис(2-гидроксипропил)акрилата и 1-(акрилоилокси)-3-(метакрилоилокси)-3-метакрилоилокси)-2-пропанола.
12. Детектируемая матрица по п. 1, отличающаяся тем, что одна или более макромолекул содержит множество химически отличных макромолекул, и при этом каждая химически отличная макромолекула прикреплена к отдельной поверхности множества поверхностей подложки.
13. Детектируемая матрица по п. 1, отличающаяся тем, что одна или более макромолекул содержит по меньшей мере 2 химически отличных макромолекулы, и при этом каждая химически отличная макромолекула прикреплена к отдельной поверхности множества поверхностей подложки.
14. Детектируемая матрица по п. 1, отличающаяся тем, что одна или более макромолекул содержит по меньшей мере 12 химически отличных макромолекул, и при этом каждая химически отличная макромолекула прикреплена к отдельной поверхности множества поверхностей подложки.
15. Детектируемая матрица по п. 1, отличающаяся тем, что одна или более макромолекул содержит по меньшей мере 72 химически отличных макромолекул, и при этом каждая химически отличная макромолекула прикреплена к отдельной поверхности множества поверхностей подложки.
16. Детектируемая матрица по п. 1, отличающаяся тем, что одна или более макромолекул содержит по меньшей мере 96 химически отличных макромолекул, и при этом каждая химически отличная макромолекула прикреплена к отдельной поверхности множества поверхностей подложки.
17. Детектируемая матрица по п. 1, отличающаяся тем, что одна или более макромолекул содержит по меньшей мере 288 химически отличных макромолекул, и при этом каждая химически отличная макромолекула прикреплена к отдельной поверхности множества поверхностей подложки.
18. Детектируемая матрица по п. 1, отличающаяся тем, что множество способов обнаружения включают один или более из реакции Майяра, карамелизации, реакции с одним или более аминных реакционноспособных красителей, реакции с одним или более тиоловых реакционноспособных красителей, реакции с одним или более клеточных красителей, реакции с одним или более сольватохромных красителей, реакции с одним или более кислотных индикаторов, реакции с одним или более основных индикаторов, реакции с одним или более меченых антител, люминесценции, анализа текстуры поверхности, фотосканирования, микроскопии, фотосканирования в отраженном или проходящем свете, фотографирования в отраженном или проходящем свете, масс-спектрометрии и спектроскопии.
19. Детектируемая матрица по п. 1, отличающаяся тем, что подложка содержит одно или более из стекла, пластика, металла, композитов, акриловых смол или биологически активных подложек.
20. Детектируемая матрица по п. 1, дополнительно содержащая один или более аналитов, связанных с одной или более макромолекулами.
21. Детектируемая матрица по п. 1, дополнительно содержащая одну или более малых молекул, белков, пептидов, нуклеотидов, нуклеозидов, бактерий, вирусов, клеток грибов, клеток животных или клеток дрожжей, связанных с одной или более макромолекулами.
22. Система для диагностики заболевания, расстройства или состояния, включающая устройство ввода для приема одного или более изображений первичной детектируемой матрицы или ее образов, где первичная детектируемая матрица или ее образ представляет собой детектируемую матрицу по любому из пп. 20-21 или ее образ;
базу данных, содержащую одно или более изображений множества вторичных детектируемых матриц или их образы, где вторичные детектируемые матрицы или их образы представляют собой детектируемые матрицы по любому из пп. 20-21 или их образы; и
сравнивающий элемент для сравнения одного или более изображений первичной детектируемой матрицы или ее образов с одним или более изображениями множества вторичных детектируемых матриц или их образами.
23. Система по п. 22, отличающаяся тем, что каждая из множества вторичных детектируемых матриц или ее образов связана с субъектом, образцом in vitro, или образцом из окружающей среды, имеющими известное заболевание, расстройство или состояние.
24. Система по любому из пп. 22 и 23, отличающаяся тем, что первичная детектируемая матрица или ее образ имеет связь с субъектом, образцом in vitro, или образцом из окружающей среды, имеющими неизвестное заболевание, расстройство или состояние.
25. Система по п. 22, отличающаяся тем, что сравнивающий элемент способен предсказывать заболевание субъекта, образца in-vitro, или образца из окружающей среды, имеющих неизвестное заболевание.
26. Система по п. 22, отличающаяся тем, что одно или более изображений первичной детектируемой матрицы или ее образ представляют собой псевдоцветные изображения.
27. Система по п. 22, отличающаяся тем, что одно или более изображений первичной детектируемой матрицы или ее образ отображают одно или более из флуоресценции, фосфоресценции, текстуры, шероховатости, цвета, поглощения в ультрафиолетовой части спектра, поглощения в инфракрасной части спектра, цвета, или отсутствие одного или более из вышеперечисленного, множества поверхностей подложки.
28. Способ определения стадии заболевания, расстройства или состояния у субъекта, образца in vitro, или образца из окружающей среды, включающий
приведение первичной детектируемой матрицы по любому из пп. 1-21 в контакт с одним или более аналитами, имеющих связь с субъектом, образцом in vitro, или образцом из окружающей среды.
29. Способ по п. 28, отличающийся тем, что стадия приведения в контакт включает приведение первичной детектируемой матрицы в контакт с одним или более образцов из организма субъекта.
30. Способ по любому из пп. 28 и 29, отличающийся тем, что стадия взаимодействия включает взаимодействие первичной детектируемой матрицы с по меньшей мере одним из крови, сыворотки, плазмы, мочи, кала, слюны, желчи, спинномозговой жидкости, тканевой жидкости, желудочного сока, слез, растворителя, и молока субъекта, образца in vitro, или образца из окружающей среды.
31. Способ по п. 28, отличающийся тем, что стадия взаимодействия включает взаимодействие первичной детектируемой матрицы с одним или более из плазмы и мочи субъекта.
32. Способ по п. 28, дополнительно включающий получение одного или более аналитов, имеющих связь с субъектом, образцом in vitro, или образцом из окружающей среды.
33. Способ по п. 28, дополнительно включающий обнаружение одного или более аналитов, имеющих связь с субъектом, образцом in vitro, или образцом из окружающей среды.
34. Способ по п. 28, дополнительно включающий получение одного или более изображений детектируемой матрицы или одного или более ее образов.
35. Способ по п. 28, дополнительно включающий одно или более нагреваний детектируемой матрицы, вызывающих реакцию Майяра по меньшей мере одного из одного или более аналитов, карамелизацию по меньшей мере одного из одного или более аналитов, реакцию по меньшей мере одного или более аналитов с одним или более аминных реакционноспособных красителей, реакцию по меньшей мере одного из одного или более аналитов с одним или более тиоловых реакционноспособных красителей, реакцию по меньшей мере одного или более аналитов с одним или более сольватохромных красителей, реакцию по меньшей мере одного из одного или более аналитов с одним или более клеточных красителей, реакцию по меньшей мере одного из одного или более аналитов с одним или более меченых антител, реакцию по меньшей мере одного или более аналитов с одним или более кислотных индикаторов, реакцию по меньшей мере одного или более аналитов с одним или более основных индикаторов, обнаружение люминесценции или ее отсутствие на детектируемой матрице, анализ текстуры поверхности, фотосканирование, микроскопию, фотосканирование в отраженном или проходящем свете, фотографирование в отраженном или проходящем свете, масс-спектрометрию и спектроскопию.
36. Способ получения детектируемой матрицы по любому из пп. 1-21, включающий
независимое нанесение на множество поверхностей подложки по меньшей мере одного покрытия подложки с получением множества независимо покрытых поверхностей, и
независимое прикрепление по меньшей мере одной макромолекулы или одного или более ее предшественников к каждой из независимо покрытых поверхностей.
37. Способ по п. 36, дополнительно включающий полимеризацию по меньшей мере одного из одного или более предшественников на по меньшей мере одной из независимо покрытых поверхностей.
38. Способ по любому из пп. 36 и 37, дополнительно включающий инициирование полимеризации по меньшей мере одного из указанных одного или более предшественников путем применения к одному или более предшественникам, одного или более из электромагнитного излучения, выбранного из группы, состоящей из микроволн, ультрафиолетового света, видимого света и тепла; звука; или химического инициатора.
39. Способ обнаружения без мечения немеченого аналита, включающий
приведение немеченого аналита в контакт с детектируемой матрицей с обеспечением прикрепления по меньшей мере части аналита к детектируемой матрице; и
нагревание детектируемой матрицы с прикрепленным к ней немеченым аналитом, в результате чего происходит изменение цвета по меньшей мере одного аналита и детектируемой матрицы.
40. Способ по п. 39, отличающийся тем, что, детектируемая матрица включает по меньшей мере одну матрицу, выбранную из группы, состоящей из аналитической микроматрицы, обращенно-фазового микроанализа, функциональной микроматрицы, клеточной микроматрицы, экспрессионной микроматрицы и высокопроизводительной матрицы.
41. Способ по любому из пп. 39 и 40, отличающийся тем, что детектируемая матрица включает по меньшей мере одну матрицу, выбранную из группы, состоящей из матрицы антител, и ИФА-матрицы, пептидной матрицы, белковой матрицы, нуклеотидной матрицы, нуклеозидной матрицы, РНК-матрицы, ДНК-матрицы, ДНК-белковой матрицы и матрицы с малыми молекулами.
42. Способ по п. 39, отличающийся тем, что немеченый аналит представляет собой один или более из образца из организма субъекта, образца in vitro, образца из окружающей среды, и по меньшей мере одного компонента одного из вышеперечисленного.
43. Способ по п. 39, отличающийся тем, что немеченый аналит представляет собой по меньшей мере один компонент из крови, сыворотки, плазмы, мочи, кала, слюны, желчи, спинномозговой жидкости, тканевой жидкости, желудочного сока, слез, растворителя и молока.
44. Способ по п. 39, отличающийся тем, что нагревание вызывает неферментативную реакцию потемнения.
45. Способ по п. 44, отличающийся тем, что неферментативная реакция потемнения представляет собой по меньшей мере одну из реакции Майяра и карамелизации.
46. Способ по п. 39, отличающийся тем, что нагревание включает нагревание при достаточной температуре и в течение достаточного времени для индукции одного или более из карамелизации и реакции Майяра.
47. Способ по п. 39, отличающийся тем, что нагревание включает нагревание при температуре примерно от 120°C примерно до 300°C в течение примерно от 1 мин примерно до 5 мин.