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。
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。