CN102947082A - 生物材料的稳定化的化学脱水 - Google Patents

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Abstract

本发明提供通过将样品与颗粒集合体接触并降低接触样品的水活度水平，而使样品的稳定化和储存成为可能的组合物和方法。通过降低样品的水活度水平，颗粒集合体将样品的降解最小化。可添加或不添加稳定剂到颗粒集合体中以进一步将样品的降解最小化。在储存于颗粒集合体中后，通过用流体溶液洗脱颗粒集合体可回收样品。在一个实施方式中，整个颗粒集合体将溶解于溶液中。在另一实施方式中，仅有一部分颗粒集合体将溶解于溶液中。颗粒集合体提供以下优点：虽然它是多孔的，但它包含无孔的颗粒材料。

Description

生物材料的稳定化的化学脱水
交叉引用
本申请要求提交于2010年4月6日的美国临时申请号61/321,269的权益，通过引用将其并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及用于稳定生物样品的方法。本发明尤其提供用于在流体悬浮液中稳定血液和血液成分以及其他体液、细菌、真菌、病毒、动物和植物细胞培养物的方法。本发明还提供用于稳定组织和器官样品的方法。
背景技术
水是造成收集的生物材料不稳定的主要成分。这样的生物材料在性质上往往是复杂的，并且常常包含损害性物质，例如核酸酶、蛋白酶和其他降解酶和修饰酶，以及其他其活性需要水环境的化学物质。样品收集后必须立即使损害性物质失活以维持生物材料的完整性。此外，诸如RNA之类的某些生物材料在缺乏外源性酶活性的情况下，由于直接的或金属催化的游离水添加而能够自发地水解。
某些核酸酶失活水平可在液态下实现(专利652864-RNA后来)。然而，过量的游离水含量仍然可能造成水解。传统上利用脱水来实现干燥状态的稳定性。然而，即使是使用真空或强制通风的主动脱水系统也要数小时来达到这种稳定状态，并且需要昂贵的设备，因此很难在样品收集现场实施。此外，随着样品量的增加，达到干燥所需的时间成比例地延长，因而对于大样品会造成进一步的不稳定性。因此，需要一种无需制冷的可规模化的生物样品稳定方法，该方法通过样品脱水以及稳定剂和降解抑制剂的添加，可以在几秒到几分钟的时间范围内完成，无需使用机械干燥设备。
本发明通过快速络合样品中的游离水以及通过将稳定剂分散添加到样品中而提供生物样品的瞬间稳定，以用于它们的运输和/或保管，以便于对其组成成分的后续分析，如果对培养的细胞进行稳定化，也可用于生命体的繁殖。
发明内容
本发明提供通过用结晶的水溶性化合物完全覆盖样品并降低生物样品的水活度水平来稳定生物样品的方法、产品和试剂盒(具有本文描述的组分)，该生物样品包括来源于人类、动物和植物的固体组织以及诸如血液、尿、唾液、痰、鼻涕、灌洗液、组织匀浆等生物流体。本发明也提供了用于稳定包括DNA、RNA、多肽、病毒样品、细胞提取物、抗体和细胞培养物在内的生物样品提取物和纯化物的方法。本发明进一步提供了用于在流体悬浮液中稳定生物样品的方法。
在一方面，本发明可包括用于稳定一种或多种生物分子的颗粒集合体，其包含：含有颗粒和所述一种或多种生物分子的颗粒材料，其中所述生物分子保持在所述颗粒的外表面层上，并且其中所述生物分子具有远小于1的水活度水平。上述发明可进一步包含含有一种或多种稳定剂的外表面层。在一些实例中，一种或多种生物分子可包含核酸、多肽、血液、血清、血浆、细胞、组织、痰、粘液、脑脊液、毛发、尿液、粪便、精液、代谢物、抗体、脂质或其组合。在其他实例中，一种或多种生物分子选自体液、组织匀浆、细胞培养物、粗生物提取物、纯化的生物制品及其任意组合。在另外一些实例中，一种或多种生物分子选自植物提取物、微生物提取物、动物提取物及其任意组合。在上述发明中，生物分子不包含d-麦角酸二乙酰胺或脊髓灰质炎病毒。在上述发明中，一种或多种生物分子可具有比未被所述集合体保持的生物分子更高的降解抗性。上述发明可进一步包含与固体载体接触的一种或多种生物分子，其中所述固体载体选自拭子、海绵或纸。在一些实例中，可从上述发明的所述集合体中回收至少一部分所述生物分子。
在一方面，本发明可包含颗粒集合体，其包含：在颗粒材料的至少外表面上含有一种或多种稳定剂的所述颗粒材料。上述发明可进一步包含仅位于所述外表面上的一种或多种稳定剂。在一些实例中，上述发明包含当液体与颗粒集合体接触时吸收所述液体的所述集合体。本发明可进一步包含含有作为化学脱水的表面薄膜共存于颗粒材料上的生物分子的颗粒集合体。在本发明的不同实施方式中，稳定剂可选自：抗微生物剂、抗氧化剂、细胞凋亡抑制剂、缓冲剂、离液剂、螯合剂、变性剂、去污剂、羟自由基清除剂、氢过氧化物清除剂、金属螯合剂、核酸酶抑制剂、增塑剂、蛋白酶抑制剂、蛋白质修饰抑制剂、蛋白质沉淀剂、蛋白质稳定剂、活性氧清除剂和还原剂及其任意组合。在一些实例中，稳定剂是氧化抑制剂、丙酮酸抑制剂、酶活性抑制剂或其组合。在本发明的一些实施方式中，颗粒材料是结晶化合物。在本发明的其他实施方式中，颗粒材料选自：单糖、二糖、多糖、有机盐、无机盐及其任意组合。在上述发明中，所述颗粒材料的随机堆积可留下至少20％、25％、30％、35％、40％或以上作为间隙空间。上述发明可进一步包含所述颗粒材料的单个颗粒，这些颗粒(i)最长尺寸不大于10mm，且(ii)最短尺寸不小于0.1mm。此外，上述发明可进一步包含一种颗粒集合体，其具有(i)至少0.2mL、至少0.5mL、至少0.7mL或至少1.0mL的体积，或(ii)长度至少为0.1、0.2、0.3、0.4或0.5cm的至少一个尺寸。
在一方面，本发明可包含一种颗粒集合体，其包含：颗粒材料，其中所述颗粒材料的每个颗粒包含：(A)具有大于50度的接触角的核心，和(B)具有小于50度的接触角的外表面。在一些实例中，颗粒可具有球形或菱形的形状。在一些实例中，上述发明的所述颗粒材料的堆积留下至少10％作为间隙空间。上述发明可进一步包含选自羧基、氨基、酰胺基、羟基、巯基及其任意组合的外表面。在一些实施方式中，上述发明的核心包含塑料，如聚氨酯、聚亚烷基二醇或聚乙烯或聚碳酸酯或尼龙。上述发明可进一步包含具有一种或多种稳定剂的外表面。该稳定剂可选自：抗微生物剂、抗氧化剂、细胞凋亡抑制剂、缓冲剂、离液剂、螯合剂、变性剂、去污剂、羟自由基清除剂、氢过氧化物清除剂、金属螯合剂、核酸酶抑制剂、增塑剂、蛋白酶抑制剂、蛋白质修饰抑制剂、蛋白质沉淀剂、蛋白质稳定剂、活性氧清除剂和还原剂及其任意组合。此外，稳定剂可以是氧化抑制剂、丙酮酸抑制剂、酶活性抑制剂或其任意组合。在上述发明中，颗粒集合体可包含含有在其表面上具有糖部分的微粒的颗粒材料。上述发明可包含含有至少100、1,000、10,000、100,000或1,000,000个颗粒的集合体，或具有至少0.1cc、0.2cc、0.5cc、1cc、5cc或10cc的体积的集合体。在其他实例中，上述发明可包含含有磁性颗粒的集合体。上述发明可进一步包含为亲和树脂的颗粒集合体，该亲和树脂选自具有核酸亲和力的树脂、具有蛋白质亲和力的树脂、具有特定蛋白质亲和力的树脂、具有抗体亲和力的树脂及其任意组合。在上述发明中，所述颗粒材料的随机堆积可留下至少20％、25％、30％、35％、40％或以上作为间隙空间。
在一方面，本发明包括用于稳定和回收样品的方法，该方法包括：将所述样品与颗粒集合体接触，从而从所述样品中捕获游离液体分子；并通过将控制体积的液体水合剂应用于所述颗粒集合体而使所述样品再水合，从而回收至少一部分所述样品。上述发明可进一步包含具有水溶性表面层的颗粒。此外，在上述发明中的颗粒可包含单糖、二糖、多糖、有机盐、无机盐或其任意组合。在上述发明的一些实例中，接触步骤导致所述颗粒的表面层的溶剂化，其中所述表面层具有至少为1、2、5、10、20、50或100微米的厚度。在一些实例中，所述液体水合剂的控制体积小于所述颗粒集合体的体积的2倍。上述发明可进一步包括用于分析稳定化的样品的方法。在上述发明中，颗粒集合体的体积可比所述流体的体积至少大10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％、110％、120％、130％、140％、150％、160％、170％、180％、190％、200％、300％、400％、500％、600％、700％、800％、900％或1000％。在上述发明的一些实施方式中，接触步骤导致所述颗粒的表面层的溶剂化，其中所述表面层具有小于100微米、小于20微米或小于10微米的厚度。上述发明可进一步包括一种方法，其中所述接触步骤导致所述颗粒的表面层的溶剂化，并且其中所述表面层的体积小于颗粒集合体体积的1/3。在上述发明的其他实施方式中，该方法可进一步包括在所述接触步骤之前向所述水合的样品中添加一种或多种稳定剂。在一些实施方式中，颗粒在表面区包含一种或多种稳定剂。在其他实施方式中，颗粒集合体可具有比所述流体更大的体积。上述发明可进一步包括一种方法，在该方法中颗粒包含不溶的和/或疏水的核心以及可溶的和/或亲水的表面。在上述发明中，该方法可包含当所述稳定化的样品再水合时完全溶解在溶液中的颗粒集合体。上述发明可进一步包含当所述稳定化的样品再水合时仅部分地溶解在溶液中的颗粒集合体。在上述发明的其他实施方式中，当所述稳定化的样品再水合时仅颗粒集合体的表面层溶解在溶液中。上述发明可进一步包括在所述接触步骤后风干样品和颗粒集合体的方法。在上述发明中，样品可包含DNA或蛋白质。在一些实例中，样品是由固体载体携带的生物样品，其中所述固体载体是棉拭子、滤纸或海绵。在其他实例中，样品是固体组织或由固体组织所携带。在另外其他的实例中，样品是生物流体样品。在上述发明的一些实例中，方法不包括涡旋。
在一方面，本发明包括制备用于样品储存的颗粒的方法，该方法包括：将一种或多种稳定剂应用于颗粒，从而将所述稳定剂吸附在所述颗粒的至少一个外表面上。在一些实例中，上述发明的外表面是水溶性的。上述发明可进一步包括其中稳定剂为水溶性的方法。在一些实例中，稳定剂包含单糖、二糖、多糖、有机盐、无机盐、尿素、聚烯烃或其组合。本发明可进一步包括一种方法，其中所述应用是针对布置在基质中的多种颗粒的应用。
在一方面，本发明包括制备用于样品储存的颗粒的方法，该方法包括：修饰具有大于50度的接触角的一种或多种颗粒的外表面，从而形成具有小于50度的接触角的修饰的外表面。上述发明可进一步包括通过氨基化或羧基化步骤发生的修饰。在一些实例中，本发明进一步包括将一种或多种稳定剂应用于所述外表面的方法。在一些实例中，稳定剂可包含单糖、二糖、多糖、有机盐、无机盐、尿素、聚烯烃或其组合。
在一方面，本发明包含一种溶液，其包含：球体，该球体含有：(A)具有大于50度的接触角的核心，和(B)具有小于50度的接触角的外表面；任选的糖或其他可溶解的材料；任选的稳定剂；生物分子；和再水合溶液。在上述发明的一些实例中，聚合物包含聚氨酯、聚亚烷基二醇或聚乙烯。在上述发明的一些实例中，生物样品为组织样品或包含血液成分。上述发明可进一步包含含有以化学脱水状态与过量的所述颗粒材料共存的生物分子的颗粒集合体。
援引并入
所有在本说明书中提到的出版物、专利和专利申请均通过引用并入本文，其程度如同明确地及单独地指明每个单独的出版物、专利或专利申请通过引用并入本文。
附图说明
本发明的新颖特征在附加权利要求书中具体说明。通过参考以下阐述利用了本发明原理的说明性实施方式的详细描述和附图，将获得对本发明的特征和优点的更好的理解，附图中：
图1示出了根据本发明的一个实施方式，在一种或多种含有或不含稳定剂的水溶性结晶化合物的存在下稳定生物流体、固体组织和擦拭的生物样品的方法。
图2示出了根据本发明的一个实施方式，流体生物分子样品的“干燥”。
图3示出了根据本发明实施方式的一个方面，由球形或菱形组成的集合体的间隙空间。
图4提供了根据本发明实施方式的一个方面的聚乙烯珠子的图片。
图5示出了根据本发明的一个实施方式，应用于过量蔗糖并在环境温度下过夜风干的唾液样品的回收结果。
图6示出了储存在蔗糖集合体上，在室温、45℃、56℃于颗粒集合体上干燥储存30天的生血的回收结果。
图7示出了在室温、56℃、76℃下利用多种稳定制剂在颗粒集合体上干燥储存的原始血沉棕黄层的结果。
具体实施方式
虽然本文已经显示和描述了本发明的优选实施方式，但本领域技术人员应当明白，这些实施方式只是以实例的方式提供的。在不背离本发明的情况下，本领域技术人员现在将会想到许多变更、变化和替换。应当理解，本文描述的本发明实施方式的许多备选方案可用于实践本发明。
当前用于生物分子储存的方法和系统存在各种相关的问题。例如，滤纸技术仍然是法医和医学微生物学中用于干燥状态、环境温度下生物分子保存的全球标准，然而滤纸固有的多孔性质使得保存的样品的回收很困难。另一困难是，滤纸的二维属性只能为生物分子样品提供有限的储存容量。因此，本领域技术人员试图提高滤纸的容量，然而，这样的配置由于增加了生物分子样品向其他多孔材料的暴露而进一步加剧了第一个问题——从多孔材料中回收生物分子样品的困难。在许多实例中，从滤纸储存系统回收生物分子样品需要专业的化学手段，这增加了现场采集的困难。
本发明提供了通过使样品与如本文所述的颗粒集合体接触并降低接触的样品的水活度水平而使样品的稳定和储存成为可能的组合物和方法。通过降低样品的水活度水平，颗粒集合体使样品的降解最小化。可添加或不添加稳定剂到样品或颗粒集合体中以进一步最小化样品的降解。在储存于颗粒集合体中后，通过用流体溶液洗脱颗粒集合体可回收样品。在一个实施方式中，整个颗粒集合体将溶解于该溶液中。在另一实施方式中，仅有颗粒集合体的一部分将溶解于溶液中。颗粒集合体提供以下优点：虽然它是多孔的，但它包含无孔的颗粒材料。此外，当颗粒为不溶或难溶于水时，可将样品在溶液中再水合并利用内径尺寸小于颗粒直径的移液管从颗粒中分离。因此，集合体比滤纸具有额外的改进，因为它提供了更大的储存区。
在一个实施方式中，本发明通过在直接与样品接触的过量的水溶性颗粒集合体中完全覆盖样品而稳定样品。样品的可用水分快速地吸附到颗粒集合体的表面。吸附的水溶解颗粒集合体的小部分，从而使残留在样品中的任意余量水饱和。通过利用颗粒集合体吸收样品的水分而实现化学脱水。这种水活度的快速降低导致样品的稳定。作为化学脱水的结果，先前水合的样品用过量的未溶解的颗粒部分保持。这优选地包含颗粒部分的大部分。
因此，本发明涉及用于稳定一种或多种生物分子的颗粒集合体，其包含：颗粒材料和生物分子，其中所述生物分子保持在所述颗粒的外表面层上，并且其中所述生物分子的水活度水平远小于1或小于1、小于0.9、小于0.8、小于0.7、小于0.6、小于0.5、小于0.4、小于0.3、小于0.1或小于0.05。
当用于颗粒集合体时，术语“无孔的”是指在集合体中至少一些颗粒是无孔的。然而，集合体本身可以是有孔的，因为在颗粒之间有间隙空间。
当用于单个颗粒时，“无孔的”是指具有固有特征的颗粒，该特征是这些颗粒展现出小于材料总体积VT的约1/10的空隙体积Vv。无孔的颗粒材料的实例包括但不限于陶瓷(例如氮化碳、碳化硅等)、玻璃、玻璃纤维、尼龙、聚氯乙烯、聚丁烯、聚丙烯、聚乙烯、5-聚碳酸酯、多糖和单糖。该特征的一方面是它使得通过流体溶液洗涤而从颗粒集合体回收样品成为可能。
如本文所用的“颗粒集合体”可与术语“集合体”和“基质”交换使用。“颗粒集合体”能够通过对样品的流体内容物的吸附、吸收或其组合而保留样品的流体内容物。
在一个实施方式中，颗粒集合体是纯物质。在另一个实施方式中，颗粒集合体是物质的混合物。在优选的实施方式中，颗粒集合体容易地在其固体表面吸附水。在更优选的实施方式中，颗粒集合体容易地吸附液态水但并不是吸湿的。在一个实施方式中，颗粒集合体是“胶合”在一起的，就像形成普通方糖的蔗糖颗粒一样，形成固态、多孔的粒状结构。在另一个实施方式中，颗粒集合体是粉末。颗粒集合体可以呈现多种形式。它可以形成聚集体。颗粒可以随机堆积或以有序形式堆积或具有重复模式。在一些实例中，颗粒的堆积是如美国专利号6,406,848所述的紧密堆积的六角形阵列的形式。可以将集合体装在小瓶或其他容器中或者它可以是独立式的。
在优选的实施方式中，颗粒集合体为粒状，其中粒状意味着单个颗粒为无孔的并且具有大于0.1、0.2、0.5、1、2或5mm的直径或最长尺寸。在本文的任一实例中，颗粒具有在0.1mm-2mm、0.1mm-1.5mm或0.1mm-1mm范围内的直径或最长尺寸。在本文的任一实例中，颗粒可具有不大于5、4、3、2、1、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4、0.3、0.2或0.1mm的直径或最长尺寸。
在其他实例中，本发明的颗粒具有不大于5mm、2mm、1mm、100微米、50微米、10微米的最短尺寸。在一些实例中，最短尺寸至少为10、20、50、100、120、150、200、220、250、300、320、350、400、420、450、500、520、550、600、620、650、700、720、750、800、820、850、900、920、950或1000微米。此外，本发明的颗粒的最短尺寸可以为1-100微米、5-50微米或10-30微米。
在另一些实例中，颗粒集合体总体上具有一个至少为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5cm的尺寸。
在一个实例中，颗粒集合体包含具有约500微米的平均直径的球形颗粒。在这样的实施方式中，球形颗粒可以与包含流体的样品接触，该流体具有高达集合体中颗粒总体积的80％、75％、70％、65％、60％、55％、50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％、5％、1％、0.5％或0.1％的体积。在一些实例中，待脱水的流体的体积至少为集合体中颗粒体积的0.1％、0.5％、1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、60％或65％。理想地，样品流体的流体体积由颗粒的外层捕获或吸附。
当考虑在核心和外层中具有不同材料的颗粒时，外层体积与核心(除外层之外)体积的比将高达80％、75％、70％、65％、60％、55％、50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％、5％、1％、0.5％或0.1％。在一些实施方式中，外层体积与核心(除外层之外)体积的比可至少为0.1％、0.5％、1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、60％或65％。此处的任一范围可与其他范围组合使用。然而，即使当颗粒由同质材料(例如糖颗粒)组成时，也可用上述比值来确定可由颗粒集合体吸收和脱水的液体的量。
在本发明中，颗粒集合体的单个颗粒可具有如图3所示的菱形或球形形状。
在一些实施方式中，颗粒集合体的单个颗粒的堆积将导致占集合体总体积的10-15％、15-20％、20-25％、25-30％、30-35％、35-40％、40-45％、50-55％或超过55％的间隙空间。在其他实施方式中，单个颗粒的堆积可导致具有大于集合体总体积的10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、50％或55％的间隙空间的颗粒集合体。
在一些实施方式中，颗粒集合体可包含至少100、1,000、10,000、100,000或1,000,000个颗粒。在其他一些实施方式中，集合体可具有至少0.1cc、0.2cc、0.5cc、1cc、5cc或10cc的体积。
在一个实施方式中，颗粒集合体选自单糖、二糖或多糖。在一个优选的实施方式中，颗粒集合体选自蔗糖、海藻糖、麦芽糖、果糖、甘露醇、半乳糖、甘露糖及其组合。在一个实施方式中，颗粒集合体是尿素。在另一个实施方式中，颗粒集合体是诸如柠檬酸钠或草酸钠之类的有机盐或者诸如硼酸钠、硫酸铵、氯化铵或氯化钠之类的无机盐。优选地，颗粒集合体包含糖或蔗糖颗粒或基本由糖或蔗糖颗粒组成。
本发明不限于以上所列的化合物。可以使用任何水溶性的颗粒集合体，只要它能够引起如本发明中所述的化学脱水。
在另一个实施方式中，颗粒集合体包含具有难溶于水的核心的颗粒。在一些实例中，颗粒的核心包含塑性材料，例如，举例来说，聚氨酯、聚亚烷基二醇、聚丙烯、尼龙或聚乙烯。因此，颗粒的核心可以完全地或仅部分地不溶于水。这提供了在水合时核心不会稀释样品的优点。
此处的颗粒可进一步表征为具有接触角大于50、60、70、80、90或100度的核心。
可对这些难溶性核心的表面进行修饰，例如，通过氨基化或羧基化。此外，或在备选方案中，这样的核心可具有添加到其上的水溶性的表面层。亲水性表面层可以是部分可溶或完全可溶的，亲水性表面层的具体的非限制性实例包括选自羧基、氨基、酰胺基、羟基、巯基及其任意组合的选择。亲水性表面的其他实例包括本文描述的各种糖类。
优选地，此处所述集合体的颗粒的特征为：具有的外表面对于水的湿润接触角为0-40度、0-35度、0-30度、0-25度、0-20度、0-15度之间或小于50、40、35、30、25、20、15或10度。
如图1.1所示，生物流体可以直接应用于颗粒集合体。在另一个实施方式中，如图1.2所示，固体样品可以直接应用于集合体。在又一实施方式中，如图1.3所示，首先将生物流体或液化的生物组织转移到诸如拭子、海绵或纸之类的固体介质中，随后在存在或缺少额外的稳定剂和降解抑制剂的情况下，立即使其与颗粒集合体或结晶化合物物理接触，以稳定与固体介质结合的水合的生物材料。在图1.2和1.3所示的实施方式中，样品包含固体样品，其可额外地包含游离水分子。在一些实施方式中，固体介质是水溶性的。在其他实施方式中，在生物流体应用之前，固体介质本身用稳定剂和降解抑制剂浸渍。在一些实例中，将样品从固体载体(例如，拭子或海绵)上冲洗到本发明的颗粒集合体或结晶化合物上。
在图2示出的一个实施方式中，根据本发明，将生物流体薄薄地分散到集合体的表面上，使得仅有集合体的一部分溶解，从而以用未溶解的结晶化合物浸渍的固态将生物流体固定。生物流体的所有水分由颗粒集合体吸收。在一个实施方式中，使用了比固定生物流体所必需的更多的颗粒材料。在另一个实施方式中，仅使用了足够固定生物流体的颗粒材料。在优选的实施方式中，将完全固定生物流体所需的颗粒材料的量适当地调整以适合生物流体的体积。在另一个优选的实施方式中，颗粒材料包含可以快速渗入生物流体从而增加稳定性水平的稳定剂和降解抑制剂。
根据本发明，生物组织与过量的颗粒集合体接触，从而实现组织水向颗粒集合体表面上的快速转移。与生物组织的水分接触的集合体部分被溶解，从而扩散到组织内，以饱和并锁住生物组织的剩余游离水分。在优选的实施方式中，集合体包含稳定剂和降解抑制剂，它们被迅速递送到组织内，作为化学脱水过程的一部分。在另一个优选的实施方式中，将生物组织切成薄片以允许此组织中最深处的水的快速转移和饱和。
根据本发明稳定化的样品可通过暴露于周围环境或加热的空气而变干，或通过在使用或不使用热的真空系统中干燥而变干。在一些实例中，根据本发明稳定化的样品不进行风干，并可立即插入到容器中。在其他实施方式中，将干燥柱体插入到含有稳定化的样品的容器中，从而允许在封闭系统中发生脱水。在一个实施方式中，根据本发明稳定化的样品在室温下储存。在另一个实施方式中，根据本发明稳定化的样品在约2℃到约8℃下储存。在又一个实施方式中，根据本发明稳定化的样品在环境温度或-20℃或4℃或4-10℃或10-20℃或20-30℃下储存。在其他实施方式中，根据本发明稳定化的样品在高于-20℃、4℃、10℃、20℃或30℃的温度下储存。
在某些实例中，可通过将稳定剂和降解抑制剂引入颗粒集合体中来获得增加的稳定性水平。这些稳定剂和降解抑制剂可以由样品的剩余水完全地或部分地溶解以迅速地渗入样品中。在一个实施方式中，稳定剂和降解抑制剂以固态的形式加入颗粒集合体中。在优选的实施方式中，稳定剂和降解抑制剂以液态加入，并使之在加入生物材料之前于颗粒集合体的表面上干燥。
在一些实施方式中，稳定剂可以是颗粒集合体的固有属性，而在其他实例中，可利用稳定剂对颗粒集合体进行修饰。在一些实例中，稳定剂可连接到颗粒材料的表面，或嵌入到颗粒材料内。在其他实例中，可在颗粒集合体内的颗粒材料的旁边存在稳定剂。在又一些实例中，将稳定剂首先加入样品中，而后加入到颗粒集合体中。稳定剂可以加入到包括流体和固体样品在内的所有类型的样品中。
稳定剂可选自多种不同的化合物。
在一些实例中，稳定剂是水溶性材料。例如，稳定剂可以选自单糖、二糖或多糖。在某些情况下，稳定剂选自蔗糖、海藻糖、麦芽糖、果糖、甘露醇、半乳糖、甘露糖及其组合。稳定剂还可以是尿素。稳定剂还可以是诸如柠檬酸钠或草酸钠之类的有机盐或者诸如硼酸钠、硫酸铵、氯化铵或氯化钠之类的无机盐。在一些实例中，稳定剂不是糖。在一些实例中，稳定剂不是盐。在一些实例中，稳定剂不是尿素。
在优选的实施方式中，稳定剂减慢了颗粒储存的样品的降解。稳定剂可选自：抗微生物剂、抗氧化剂、细胞凋亡抑制剂、缓冲剂、离液剂、螯合剂、变性剂、去污剂、羟自由基清除剂、氢过氧化物清除剂、金属螯合剂、核酸酶抑制剂、增塑剂、蛋白酶抑制剂、蛋白质修饰抑制剂、蛋白质沉淀剂、蛋白质稳定剂、活性氧清除剂、还原剂、其他降解和修饰酶的抑制剂、白蛋白、酪蛋白、胶原蛋白、pH稳定剂以及它们的组合。
在更具体的方面，pH稳定剂可包括选自氯化钾、柠檬酸、邻苯二甲酸氢钾、硼酸、磷酸二氢钾、二乙醇胺、柠檬酸钠、磷酸二氢钠、30醋酸钠、碳酸钠、四硼酸钠、二甲胂酸、咪唑和2-氨基-2甲基-1-丙二醇的那些。在更具体的方面，螯合剂任选地选自EDTA(乙二胺四乙酸)、EGTA(乙二醇-0，0′-双(2-氨乙基)-N，N，35N′，N′-四乙酸)、GEDTA(乙二醇醚二胺四乙酸)、HEDTA(N-(2-羟乙基)乙二胺-N，N′，N′-三乙酸)、NTA(次氮基三乙酸)、水杨酸和三乙醇胺。在更具体的方面，变性剂或去污剂为阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或两性表面活性剂，其任选地选自SDS、十二烷基硫酸钠、NP40、聚乙二醇辛基苯基醚(triton X-100)、胆酸钠、脱氧胆酸钠、苄索氯铵、CTAB(鲸蜡基三甲基溴化铵)、十六烷基三甲基溴化铵和N，N-二甲基癸胺-N-氧化物。在更具体的方面，还原剂或抗氧化剂为自由基清除剂，或者任选地选自DTT(二硫苏糖醇)、二硫赤藓糖醇、尿素、尿酸、巯基乙醇、半胱氨酸(dysteine)、维生素E、维生素C、连二亚硫酸盐、巯基乙酸和焦亚硫酸盐。在更具体的方面，蛋白酶抑制剂为丝氨酸或半胱氨酸蛋白酶抑制剂，并且任选地选自PMSF、PMSF Plus、APMSF、抗凝血酶III、氨肽酶抑制剂、抗蛋白酶、抑酶肽、苯丁抑制素、苯甲脒、胰凝乳蛋白酶抑制剂、钙蛋白酶抑制剂I和II、E-64、3，4-55二氯异香豆素、DFP、弹性酶抑制剂、亮抑酶肽、胃蛋白酶抑制剂、1，10-二氮杂菲、膦酰二肽、TIMP-2、TLCK、TPCK、胰蛋白酶抑制剂(大豆或鸡蛋清)、hirustasin、α-2-巨球蛋白、4-(2-氨乙基)-苯磺酰氟化物盐酸盐(AEBSF)和Kunitz-型蛋白酶抑制剂。在更具体的方面，抗微生物剂为抗生素、抗病毒剂、抗真菌剂或抗寄生虫剂；是选自以下类别中的成员：β-内酰胺；半合成青霉素；单环内酰胺类；碳青霉烯类(carboxypenems)；氨基糖甙类；糖肽类；葡聚糖合成抑制剂；林可霉素；大环内酯类；多肽；烯丙胺；唑类；多烯类；磺酰胺类；嘧啶类；四烯类；硫代氨基甲酸酯类；苯甲酸化合物、其复合物和衍生物；利福霉素、四环素、逆转录酶抑制剂、蛋白酶抑制剂、胸苷激酶抑制剂、糖或糖蛋白合成抑制剂、结构蛋白合成抑制剂、核苷类似物和病毒成熟抑制剂，或任选地选自：青霉素、头孢菌素、氨苄青霉素、阿莫西林、氨曲南、克拉维酸、亚胺培南、链霉素、庆大霉素、万古霉素、克林霉素、多粘菌素、红霉素、杆菌肽、两性霉素、制霉菌素、利福平、四环素、氯四环素、多西环素、氯霉素、阿莫罗芬、布替萘芬、萘替芬、特比萘芬、酮康唑、氟康唑、新康唑、益康唑(econazole)、益康唑(econaxole)、伊曲康唑、异康唑、咪唑、咪康唑、硫康唑、克霉唑、恩康唑、奥昔康唑、噻康唑、特康唑、布康唑、噻苯哒唑、伏立康唑、沙康唑、舍他康唑、芬替康唑、泊沙康唑、联苯苄唑、氟曲马唑、制霉菌素、匹马菌素、两性霉素B、氟胞嘧啶、纳他霉素、托萘酯、磺胺米隆、氨苯砜、卡泊芬净、actofunicone、灰黄霉素、碘化钾、龙胆紫、环吡酮、环吡酮胺、卤普罗近、十一碳烯酸盐、磺胺嘧啶银、十一碳烯酸、十一碳烯烷醇酰胺、石碳酸-品红、奈韦拉平、地拉韦啶、依法韦仑、沙奎那韦、利托那韦、茚地那韦、奈非那韦、氨普那韦、齐多夫定(AZT)、司他夫定(d4T)、拉米夫定(3TC)、地达诺新(DDI)、扎西他滨(ddC)、阿巴卡韦、阿昔洛韦、喷昔洛韦、伐昔洛韦和更昔洛韦。
在某些实施方式中，本发明还可包含为亲和树脂的颗粒，选自具有核酸亲和力的树脂、具有蛋白质亲和力的树脂、具有特定蛋白质亲和力的树脂、具有抗体亲和力的树脂及其任意组合。
根据本发明，样品可包括固体或液体样品。此外，样品可包括生物分子、生物样品、标本或其任意组合。在一些实例中，样品可选自体液、组织匀浆、细胞培养物、粗生物提取物(例如，植物提取物、微生物提取物、动物提取物及其任意组合)、纯化的生物制品，或来源于人类、动物和植物的固体组织、血液、血清、血浆、活组织检查细胞或组织、痰、粘液、脑脊液、毛发、尿液、粪便、精液、鼻涕、尿液、灌洗液、唾液、组织匀浆及其任意组合。在其他实例中，样品可包含来自核酸、多肽、代谢物、抗体、脂质及其任意组合中的成员。在又一些实例中，样品可包含任意将受益于干态储存的化合物。虽然本文显示和描述了样品的特定实施方式，但本领域技术人员将会明白这些实施方式仅以实例的方式提供。在不背离本发明的情况下，本领域技术人员现在将会想到许多变更、变化和替换。应当理解，本文描述的实施方式的各种备选方案可用于实践本发明。
如本文所用的术语“生物分子”可指通常在有生命的或无生命的生物体中发现的或由其产生的任意分子，或包含此类材料的样品。因此生物分子包括有机分子，例如肽类(蛋白质)、核酸(多核苷酸)、碳水化合物、糖类、脂肪酸、脂质及其组合，以及与无机分子组合。通常，有生命的或无生命的生物体中存在的或产生的样品包括多种这样的生物分子。因此生物分子可以是较大样品的一部分，该样品可包括单独的或任意组合的一种或多种肽、核酸、碳水化合物、糖、脂肪酸和脂质。因此，由颗粒集合体保留的肽或核酸可包括或不包括一种或多种吸收到该集合体的额外的生物分子。因此，吸收到该集合体的给定生物分子可以是单独的或与一种或多种吸收到该集合体的额外的生物分子相组合的。
尤其可以从有生命的或无生命的生物体或从由有生命的或无生命的生物体产生的任何物质获得、分离或衍生生物分子。具体的非限制性实例包括通常为温血的哺乳动物(例如，包括人类、猿、黑猩猩和长臂猿在内的灵长类；以及包括犬、猫、牛、马和猪在内的农畜或家畜)和通常为冷血的非哺乳动物(例如，爬虫类和禽类)。可从组织、器官、细胞分离或获得生物分子。可从包括例如细菌、真菌、寄生虫、病毒和支原体在内的微生物分离或获得生物分子。
生物分子可以包括细胞的混合物(例如，组织或器官活组织检查)、特定的细胞类型(例如，造血细胞)或细胞的一部分，例如从细胞混合物或特定细胞类型中提取的蛋白质或核酸。生物分子因此可以来自或来源于包括原核细胞和真核细胞在内的任何种类的细胞。集合体因此可以向其上吸收任意类型的原核细胞或真核细胞、细胞的一部分，并可包括细胞的混合物或集合。
细胞包括单细胞真核生物、多细胞真核生物或来自多细胞真核生物的细胞样品(例如组织或器官样品或活组织检查)。真核细胞可以是，例如，血细胞或组织细胞。原核细胞包括真细菌和古细菌以及革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。原核生物可以是病原性或非病原性生物。生物分子包括来自一个或单独的生物体(例如，人类受试者)、一个物种(例如，人类受试者的亚群)、多个生物体或多个物种的样品或材料。
生物分子包括从生物体获得的标本，也称作材料。生物分子包括从受试者获得的标本。生物分子包括组织、血液、血清、血浆、脑脊液、毛发、毛皮、唾液、痰、精液、尿液、粪便、粘液、皮肤、良性或恶性肿瘤或赘生物、活组织检查的器官、组织或任何其他类型的细胞、器官或组织样品或材料，任选地在溶液或悬浮液中。
生物分子可以来自或获自植物或植物部分，例如，叶、茎、柄、花粉、根、枝、花、种子、鳞茎、孢子或其他植物材料。生物分子存在于食物、法医样品、农业样品和产品以及环境样品(例如，土壤、灰尘、淡水、咸水或废水、掩埋材料、垃圾或废物)中。生物分子还可以是人造的或合成产生的。例如，生产肽、核酸、脂肪、脂质、碳水化合物的合成方法是本领域已知的。
在本发明中，通过样品随同集合体的部分或完全水合一起的再水合，通过添加液体水合剂或缓冲溶液或渗透平衡溶液或生长培养基(如果在水合后需要增殖)，可以实现通过本发明稳定的样品的回收。对于固体组织，在组织处理前可以去除过量的颗粒。
足以充分地水合颗粒集合体以回收被吸收到集合体的样品的液体体积可根据组成该集合体的颗粒材料而变化。在一些实施方式中，集合体可以包含完全可溶的颗粒材料。在这类实施方式中，样品的回收可能需要用等于或多于集合体体积的溶液体积进行水合。在其他实施方式中，集合体可以包含仅部分可溶的颗粒材料。在这类实施方式中，样品的回收可能需要利用等于或多于颗粒集合体的可溶部分的体积的溶液体积进行水合。部分可溶的颗粒集合体的一个优点为：样品的回收可能不需要太多的流体来再水合样品，因此使得稀释最小化。此外，部分可溶的集合体提供以下优点：当样品再水合时，仅集合体的一部分溶解到溶液中，因此使得可溶集合体对下游处理和分析的干扰(如果有的话)最小化。
集合体可以是这样的：将流体应用于包含吸收于其上的一种或多种生物分子(例如，肽或核酸)的颗粒集合体上导，致从该集合体洗脱或回收至少一部分生物分子。在具体方面，当将流体(例如，水性液体，如水)应用于集合体时，从集合体回收30-50％、50-65％、65-80％、80-90％或更多的生物分子。在更具体的方面，水性液体具有5.0-9.0范围内的pH，具有10-12、11-12、11.3-11.8、11.4-11.7的pH，或约11.4、11.5、11.6、11.7或11.8的pH，或具有稳定的pH。在进一步具体的方面，利用两性离子，利用三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐(TRIS)、N-(2-羟乙基)哌嗪-N′-2-乙磺酸(HEPES)、3-(N-吗啉代)丙磺酸(MOPS)、2-(N-吗啉代)乙磺酸(MES)、N-三[羟甲基]甲基-2-氨基乙磺酸(TES)、N-[羧甲基]-2-氨基乙磺酸(ACES)、N-[2-乙酰氨基]-2-亚氨基二乙酸(ADA)、N，N-二[2-羟乙基]-2-氨基乙磺酸(BES)、N-[2-羟乙基]哌嗪-N′-[2-羟基丙磺酸](HEPPSO)、N-三[羟甲基]甲基甘氨酸(TRICTNE)、N，N-二[2-羟乙基]甘氨酸(BICINE)、4-(环己氨基)-1-丁磺酸(CABS)、3-(环己氨基)-1-丙磺酸(CAPS)、3-(环己氨基-2-羟基-1-丙磺酸(CAPSO)、2-(环己氨基)乙磺酸(CHES)、N-(2-羟乙基)哌嗪-N′-(3-丙磺酸)(EPPS)、哌嗪-N，N′-二(2-乙磺酸(PIPES)、[(2-羟基-1，1-二[羟甲基]乙基)氨基]-1-丙磺酸(TAPS)、2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)、53-[(1，1-二甲基-2-羟乙基)氨基]-2-羟基丙磺酸(AMPSO)、乙醇胺或3-氨基-1-丙磺酸，可以实现pH的稳定。
从集合体洗脱的或回收的样本包括诸如肽或核酸的生物分子，如果需要，随后可用于任何分析、功能或结构分析或应用。例如，吸收或吸附到集合体上的生物分子可进行原位分析，其中对生物分子进行分析而无需从集合体上洗脱或回收。作为一个例子，将加入到吸收于集合体的肽或核酸的洗脱液和用于后续分析65的试剂(例如，量热试剂)加入到装有集合体的同一容器中。因此，后续的分析或应用无需从集合体上洗脱或回收生物分子，但是如果将生物分子从集合体上洗脱或回收，它将处于适合后续分析或应用的形式。
可以对生物分子进行的后续分析的非限制性实例包括富集、纯化、测序、分子量分析、等电点分析、电荷密度分析、结构分析或结晶。后续分析的另外的例子包括功能分析，如结合亲和力或酶活性或催化活性。另外的例子包括电泳、纯化、测序、分子量分析、结构分析、功能分析，如结合或杂交。核酸后续分析的另外的例子包括基因分型、指纹分析、回收核酸的表达(转录或翻译)、克隆或其他遗传操作。核酸后续分析的进一步的实例包括合成或扩增(例如，聚合酶链反应PCR、连接酶链反应LCR、逆转录酶引发的PCR rtPCR和通过基于PCR或等温的扩增方法进行的全基因组扩增)、包括限制性片段长度多态性分析RFLP、测序、STR和SNP分析在内的DNA或RNA杂交技术，以及对微阵列、基因芯片的应用，和任何高通量或自动化应用、分析或过程。
可任选地将生物分子富集或纯化，并进行后续分析或应用。例如，可在克隆、扩增或其他遗传操作之前将核酸纯化。生物分子也可经历标记反应，例如将放射性同位素标记的肽或核酸用作探针或引物。更具体地，例如，可在琼脂糖凝胶或聚丙烯酰胺凝胶上，对从吸收到集合体上的血液样品中回收的核酸或肽进行测序或大小分级，以进行纯化、富集或分析。
在一些实施方式中，颗粒集合体可以储存病毒或细菌。在这类实施方式中，病毒和细菌可以保留生存力，或者如果需要，根据颗粒集合体的组成和应用的表面涂层的类型，可具有降低的生存力或无生存力。例如，酸性或碱性涂层可加入到颗粒集合体中。它们的表面涂层的非排他性清单包括：柠檬酸盐或弱碱如Tris、去污剂、阴离子去污剂如SDS、阳离子去污剂如CTAB和非离子去污剂如吐温-100或NP-40。
在一个实施方式中，本发明的颗粒由同质材料组成，例如是糖或蔗糖颗粒。在另一个实施方式中，颗粒为盐颗粒(例如，无机盐或有机盐)。
在一个实施方式中，就其单独的或组合的组成成分(即核酸、蛋白质、代谢物、脂质等)而言，生物材料通过与颗粒集合体接触而得到稳定。在另一个实施方式中，在收集时对存在于生物材料中的外来病原体进行稳定。在优选的实施方式中，包含哺乳动物、细菌、真菌、植物或病毒细胞的生物培养物通过与集合体接触而稳定以保留生存力，从而当随后再水合和转移到合适的生长条件时，细胞能够繁殖。
在一个实施方式中，集合体的单个颗粒包含利用亲水表面层修饰的不溶性核心。可以用很多种方式将亲水表面层添加到不溶性的核心上。在一个实施方式中，利用标准的低温真空氨基化反应引入氨基表面，该方法可以直接在不溶性的核心上进行。在其他实施方式中，类似地将羧化物添加到不溶性核心上。这些简单的低温气相修饰可利用多种亲水基团向不溶性核心提供湿润、亲水的特征。
本发明还提供用于修饰颗粒集合体以使之包括磁珠的方法。在一个实施方式中，在颗粒集合体成型过程中，与其他稳定剂一起或单独地应用作为悬浮液的磁珠，将实现此目标。
在另外的实施方式中，吸附、吸收或同时吸附和吸收到颗粒集合体的生物分子(例如，肽或核酸)与未吸收的生物分子(例如，肽或核酸)相比能够抵抗降解。在一方面，吸附到集合体的肽与未吸收的肽相比能够抵抗降解。在另一方面，吸附到集合体的核酸与未吸收的核酸相比能够抵抗降解。在具体的方面，对降解的抗性包括，在一段时间内，与等量的未吸收的生物分子(例如肽或核酸)相比，损失不高于75％、50％、33％、25％、15％、5％或其中任意范围的生物分子(例如肽或核酸)；或者对降解的抗性包括，在一段时间内，例如5-10、10-20、20-30、30-50、50-90、50-150、150-365天或周，或1、2、3、4、5、6、7、8、9、10年或更长(例如，在环境温度、-20℃、4℃、4-10℃、10-20℃或20-30℃)，与等量的未吸收的生物分子(例如肽或核酸)相比，保留高于33％、50％、75％或90％或更多的生物分子(例如肽或核酸)。在DNA的情况下，对降解的抗性可提供在环境温度储存每1个月、6个月或1年，每10K碱基对中少于1个DNA链断裂。
可通过以下方法对降解进行评估，例如，测定生物分子(例如，肽或核酸)或生物分子(例如，肽或核酸)片段的一种或多种量；大小分级以及确定生物分子(例如，肽或核酸)或生物分子(例如，肽或核酸)片段的相对量；生物分子(例如，肽或核酸)片段化的直接或间接定量；测定生物分子(例如，肽)的生物活性(如果有的话)或者磷酸化或异戊烯化(例如，肽)的量。
在一个实施方式中，根据本发明稳定化的生物材料在环境温度下运输。在另一个实施方式中，根据本发明稳定化的生物材料在-20℃、4℃、4-10℃、10-20℃或20-30℃下运输。
在一个实施方式中，在多样品容器(即平板)中提供集合体，该容器可在加入生物材料后密封。在一个优选的实施方式中，在独立的可密封的容器中提供颗粒集合体。在另一个优选的实施方式中，在密封的袋如糖包中提供颗粒集合体，一旦放置于可密封的容器中，就将袋中的内容物加入生物材料中。
颗粒集合体的形状部分地取决于包含颗粒集合体的任何外壳(例如，容器或管)或储存单元。示例性的尺寸为1-5mm3、5-10mm3、10-20mm3、20-30mm3、30-50mm3、50-100mm3、100-200mm3、200-500mm3、500-1000mm3、1-5cm3、5-10cm3、4010-20cm3、20-30cm3、30-50cm3、50-100cm3、100-200cm3、200-500cm3或更大，或这些范围内的任意数值或范围。示例性的颗粒集合体为5mm高×6mm宽的圆柱体，其具有约150mm3的体积。示例性的非限制性颗粒集合体形状包括矩形、正方形、圆柱形、圆形、球形和三角形。
本发明提供包括本发明组合物(例如，如在此所述的“吸收的集合体单元”尤其包括吸收到可洗脱的集合体上的生物分子如肽或核酸，该生物分子可从集合体上至少部分地洗脱或回收)的试剂盒。在一个实施方式中，试剂盒包括吸收的集合体单元，该集合体单元包括肽和基本上无水分的可洗脱的集合体，其中所述肽吸收到集合体上，其中所述肽与未吸收的肽相比能够抵抗降解，并且其中至少一部分肽可从集合体中回收或洗脱，封装到合适的封装材料内。在另一个实施方式中，试剂盒包括吸收的集合体单元，该集合体单元包括吸收到集合体中的核酸，其中肽吸收于该集合体中。在进一步的实施方式中，试剂盒包括吸收的集合体单元，该集合体单元包括肽、核酸和基本上无水分的可洗脱的集合体，其中肽和核酸吸收到集合体中，其中所述肽或核酸与未吸收的肽或核酸相比能够抵抗降解，并且其中至少一部分肽或核酸可从集合体中回收或洗脱。
术语“包装材料”指容纳试剂盒组分的物理结构。该包装材料能够无菌地保持组分，并且可由通常用于这种目的的材料(例如，纸、瓦楞纤维、玻璃、塑料、箔、安瓿等)制成。标签或包装插入物可包括合适的书面说明，例如，实施本发明的方法的说明。本发明的试剂盒因此可以额外地包括在本发明的方法中使用一种或多种试剂盒组分的标签或说明书。说明书可以包括用于实践本文所述发明的任意方法的说明书。说明书可以在“印刷物”上，例如，在试剂盒内的纸或纸板上，或在粘贴于试剂盒或包装材料的标签上，或附着于内含试剂盒组分的瓶或管上。说明书可额外地包括于计算机可读介质中，例如磁盘(软盘或硬盘)、诸如CD-或DVD-ROM/RAM、DVD、MP3之类的光盘、磁带或诸如RAM和ROM的电子储存介质，以及它们的杂合体，如磁/光储存介质。
在一些实施方式中，试剂盒可进一步包括多个(两个或更多个)吸收的集合体单元。在一方面，每个吸收的集合体单元包括肽和基本上无水分的可洗脱集合体，其中肽吸收到集合体中，其中所述肽与未吸收的肽相比能够抵抗降解，并且其中至少一部分肽可从可洗脱集合体中回收或洗脱。在另一方面，每个吸收的集合体单元包括肽、核酸和基本上无水的可洗脱集合体，其中肽和核酸吸收到集合体中，其中所述肽或核酸与未吸收的肽或核酸相比能够抵抗降解，并且其中至少一部分所述肽或核酸可从可洗脱集合体中回收或洗脱。
本发明试剂盒的另外的实例包括具有一个或多个隔室的包装和本文所述的颗粒集合体，每个隔室具有足以容纳集合体的物理尺寸，其中所述集合体包含适合吸收生物分子(例如，肽或核酸)以及适合从可洗脱集合体上洗脱或回收所吸收的生物分子的材料；以及，用于指示将生物分子(例如，肽或核酸)吸收到可洗脱集合体的说明书。因此，本发明试剂盒包括适合吸收生物分子(例如，肽或核酸)的可洗脱集合体，其中生物分子(例如，肽或核酸)尚未吸收到试剂盒内存在的可洗脱集合体中。
本发明的试剂盒可包含洗脱或回收液体、任选的洗涤溶液和一种或多种用于生物分子洗脱或回收的其他额外组分。本发明的试剂盒可包含洗脱或回收液体、任选的洗涤溶液和一种或多种用于分析洗脱或回收的核酸的其他额外组分。试剂盒可进一步包括一种或多种用于扩增目标核酸的试剂，包括但不限于，一种或多种扩增引物、一种或多种脱氧核苷三磷酸(例如dATP、dGTP、dCTP和/或dUTP或dTTP的混合物)、一种或多种聚合酶(例如，DNA聚合酶)等等。试剂盒可包括一种或多种用于目标核酸测序的额外的试剂，例如，一种或多种测序引物(标记的或未标记的或共价修饰的)、一种或多种脱氧核苷三磷酸(例如dATP、dGTP、dCTP和dUTP或dTTP的混合物)、一种或多种标记的或未标记的双脱氧核苷三磷酸终止剂(例如，ddATP、ddGTP、ddCTP和ddUTP或ddTTP)或一种或多种聚合酶(例如DNA聚合酶、Taq聚合酶、Pfu延伸酶)。试剂盒可包括一种或多种用于标记分离的核酸的试剂，例如，一种或多种标记的脱氧核苷三磷酸、一种或多种聚合酶或一种或多种标记的或未标记的引物。
单个吸收的集合体单元可包括在储存单元内。储存单元是可用于容纳或储存一个或多个(例如，多种)集合体单元的结构(容器或外壳)。因此，储存单元可以含有用于可洗脱集合体或吸收的集合体单元的一个或多个隔室。在一个实施方式中，储存单元包括一个或多个吸收的集合体单元，其中肽吸收于基本上无水分的可洗脱集合体上，其中所述肽与未吸收的肽相比能够抵抗降解，并且其中至少一部分所述肽可从可洗脱集合体中回收或洗脱。在另一个实施方式中，储存单元包括一个或多个吸收的集合体单元，其中核酸吸收于基本上无水分的可洗脱集合体上，其中所述核酸与未吸收的核酸相比能够抵抗降解，并且其中至少一部分核酸可从该集合体中回收或洗脱。在又一实施方式中，储存单元包括一个或多个吸收的集合体单元，其中肽和核酸吸收于基本上无水分的可洗脱集合体上，其中所述肽或核酸与未吸收的肽或核酸相比能够抵抗降解，并且其中至少一部分肽或核酸可从该集合体中回收或洗脱。在具体方面，储存单元包括两个或更多个吸收的集合体单元(例如3、4、5-10、10-25、25-50、50-100、100-500、500-1000、1000-5000、5000-10,000个或这些范围内的任意数值或范围)，其中每一个都含有不同的肽或不同的核酸。在另外的具体方面，储存单元包括两个或更多个吸收的集合体单元(例如，3、4、5-10、10-25、25-50、50-100、100-500、500-1000、1000-5000、5000-10,000个或这些范围内的任意数值或范围)，其中每一个都含有不同的生物样品。
可洗脱集合体可包括于储存单元内。在一个实施方式中，储存单元具有每个都有足以容纳可洗脱集合体的物理尺寸的多个隔室和一个或多个可洗脱集合体，其中所述可洗脱集合体适合吸收生物分子。通常，可洗脱集合体是适合储存或保存生物分子(例如，肽或核酸)以及适合从可洗脱集合体上洗脱或回收生物分子的材料。这样的储存单元还可包括指示将生物分子(例如，肽或核酸)吸收到可洗脱集合体的说明书，从可洗脱集合体上洗脱或回收吸收的生物分子的说明书，或制备用于从可洗脱集合体上洗脱或回收吸收的生物分子的水性液体的说明书。因此，本发明储存单元包括容纳适合于吸收生物分子(例如，肽或核酸)的可洗脱集合体的单元，其中生物分子(例如，肽或核酸)尚未吸收到该单元内存在的可洗脱集合体中。
试剂盒或储存单元通常包括标签或包装插入物，其包括组分描述书或使用说明书。示例性的说明书包括，优先地、连续地或同时地洗脱或回收一种或多种生物分子如仅是肽或仅是核酸或肽和核酸的至少一部分的说明书；优先地、连续地或同时地仅仅洗脱或回收至少一部分肽，或与至少一部分核酸一起洗脱或回收至少一部分肽的说明书；或将诸如肽或核酸或其样品的生物分子吸收到可洗脱集合体上的说明书。
任选地被包括或不包括在本发明试剂盒和储存单元的其他组分包括，例如，适合于洗脱或回收被吸收到集合体中的生物分子的液体。在一方面，液体是水性的，并且适合于从可洗脱集合体中洗脱或回收肽或核酸。在另外的方面，试剂盒和储存单元包括适合于从可洗脱集合体优先地、连续地或同时地洗脱或回收生物分子(例如，肽或核酸)或至少一部分生物分子(例如，肽或核酸)的液体。在其他方面，试剂盒和储存单元包括说明制备用于从多个可洗脱集合体中的一个或多个上洗脱或回收生物分子(例如，肽或核酸)的水性液体的说明书。
试剂盒或储存单元可包含额外的组分，例如，具有足以容纳可洗脱集合体的物理尺寸的装置(容器或支架)，该装置任选地适合于从吸收的集合体单元中洗脱或回收至少一部分肽、至少一部分核酸或来自集合体单元的至少一部分核酸以及至少一部分肽。在一方面，该装置(容器或支架)具有足以引入或容纳可洗脱集合体的物理尺寸，该装置含有开口端、可开口端或可移除端，其中该装置(容器或支架)的物理维度适合将活塞插入其中从而压缩可洗脱集合的。在另一特定方面，该装置(容器或支架)具有足以引入或容纳可洗脱集合体的物理尺寸，其物理结构适合插入到离心管中，如管或离心柱。各自具有足以引入或容纳一个或多个集合体单元的物理尺寸的多个这样的装置也可包括于试剂盒内。多个这样的装置(容器或支架)适合于多个集合体单元的自动处理，以从每个集合体单元中洗脱或回收生物分子。
试剂盒可进一步包括用于生物分子洗脱或回收的操作元件的工具、用于收集洗脱的或回收的生物分子的容器或支架、用于纯化生物分子的材料。例如，用于从溶液中纯化肽或核酸的柱或柱体，诸如用于从溶液中纯化肽或核酸的珠子之类的亲和介质，或用于肽或核酸的纯化或分离的层析介质，都可包括于试剂盒内。用于洗脱的核酸的后续纯化的材料包括但不限于用于核酸纯化的磁珠和核酸纯化柱。
单个储存单元(容器或外壳)可包含任意适合于容纳一个或多个可洗脱集合体的物理结构，所述集合体包括如本文所述的吸收的集合体单元，具有储存的或保存的生物分子。每个吸收的集合体单元在储存单元内可具有确定的定位、位置或地址。在一个实施方式中，储存单元包含多孔板。在特定方面，多孔板包含2-6、6-12、12-24、24-96个或更多的隔室。在另外的特定方面，多孔板的一个或多个孔的体积为约10-50ul、50-100ul、100-250ul、250-500ul、0.5-1.0ml、1.0-2.0ml、2.0-3.0ml、3.0-5.0ml或5.0-10.0ml，更优选地，50ul、100ul、200ul、250ul、500ul，或这些范围内的任意数值或范围。
储存单元还可以是多数的两个或多个单独储存单元。因此，如本文使用的储存单元可以是多个用于容纳一个或多个可洗脱集合体的单独的设备或容器。在一个实施方式中，储存单元容纳多种储存的或保存的肽，每种肽单独地吸附到基本上无水分的可洗脱集合体上，其中至少一部分所述肽可从所述可洗脱集合体中回收或洗脱。
储存设备可用于容纳或储存吸收的集合体单元、适合于吸附生物分子的可洗脱集合体、试剂盒或储存单元。在一个实施方式中，储存设备能够将吸收的集合体单元、适合于吸附生物分子的可洗脱集合体、试剂盒或储存单元维持在约-20℃、约4℃、4-10℃、10-20℃、20-30℃、30-40℃、40-50℃、50-60℃、60-70℃或70-80℃的温度下。
从上述内容应该理解，虽然已经说明和描述了特定实施方式，但是可以对它们进行各种修改并且此处也预期这些修改。也并不希望用本说明书提供的特定实例来限制本发明。虽然已经参照上述说明对本发明进行了描述，但是本文的优选实施方式的说明和阐述并非旨在以限制意义加以解释。此外，应该理解，本发明的所有方面不限于本文说明的特定描述、配置或相对比例，它们取决于许多条件和变量。本发明实施方式在形式和细节上的各种修改对于本领域技术人员来说也将是显而易见的。因此预期本发明也应该覆盖任何这样的修改、变更以及等同方案。
实施例
实施例1
本实施例在图5中示出了根据本发明的实施方式，应用于过量蔗糖上并且在环境温度下过夜风干的唾液样品的回收结果。于水中再水合后，离心沉淀细胞，利用标准Qiagen方案进行随后的DNA回收。得到的DNA在琼脂糖凝胶上电泳，并用溴化乙锭染色以显示。将利用棉拭子(B)或聚酯拭子(C)采集的口腔样品在采集(1)、浸泡在蔗糖溶液(2)或蔗糖晶体中(3)后风干。利用标准qiagen方案回收DNA并在琼脂糖凝胶上电泳。
实施例2
本实施例在图6中示出了利用以下方案储存在蔗糖集合体上的全血的回收结果：将各200ul的4种不同批次的血液应用于1.2g蔗糖基质中。将一些样品立即密封(标示为“W”)或在密封前在室温下风干48小时(标示为“D”)。样品于指定的温度下在结晶的蔗糖集合体中储存30天，之后通过再水合回收，而后通过Qiagen微柱技术纯化DNA。之后用琼脂糖电泳法，在DNA＞40Kb将出现单条条带的条件下，分析所得到的DNA。作为参照的血样在-20℃下冷冻并进行类似的纯化。
实施例3
本实施例在图7中示出了利用以下方案储存在蔗糖集合体上的血沉棕黄层的结果：通过离心分级分离来自不同健康供体的血液以产生富集的血沉棕黄层部分，随后将30uL富集的血沉棕黄层部分应用到利用许多制剂改良的0.2g蔗糖基质中。F1(H2O)、F2(赖氨酸)、F3(赖氨酸、KCl、山梨酸钾、丙酮酸盐、ATA)、F4(赖氨酸、KCl、山梨酸钾、丙酮酸盐、ATA、F3浓度的2倍)、F5(赖氨酸、山梨酸钾、丙酮酸盐、ATA)、F6(赖氨酸、山梨酸钾、丙酮酸盐、ATA-F5浓度的2倍)和F7(赖氨酸、山梨酸钾、丙酮酸盐、ATA、组氨酸)。将样品风干，而后于室温(RT)、56℃、67℃下储存多达6天。这用于筛选各种结晶基质表面增强处理。通过将血沉棕黄层糖复合物溶解于PBS中，之后进行Qiagen微柱技术，回收DNA。

Claims (72)

1.用于稳定一种或多种生物分子的颗粒集合体，其包含：含有颗粒和所述一种或多种生物分子的颗粒材料，其中所述生物分子保持在所述颗粒的外表面层上，并且其中所述生物分子的水活度水平远小于1。
2.权利要求1的颗粒集合体，其中所述外表面层进一步包含一种或多种稳定剂。
3.权利要求1的颗粒集合体，其中所述一种或多种生物分子包含核酸、多肽、血液、血清、血浆、细胞、组织、痰、粘液、脑脊液、毛发、尿液、粪便、精液、代谢物、抗体、脂质或其组合。
4.权利要求1的颗粒集合体，其中所述一种或多种生物分子选自体液、组织匀浆、细胞培养物、粗生物提取物、纯化的生物制品及其任意组合。
5.权利要求1的颗粒集合体，其中所述一种或多种生物分子选自植物提取物、微生物提取物、动物提取物及其任意组合。
6.权利要求1的颗粒集合体，其中所述一种或多种生物分子不包含d-麦角酸二乙酰胺或脊髓灰质炎病毒。
7.权利要求1的颗粒集合体，其中所述一种或多种生物分子比未由所述集合体保持的生物分子具有更高的降解抗性。
8.权利要求1的颗粒集合体，其中所述一种或多种生物分子进一步与固体载体接触，其中所述固体载体选自拭子、海绵或纸。
9.权利要求1的颗粒集合体，其中至少一部分所述生物分子可从所述集合体回收。
10.一种颗粒集合体，其包含：在颗粒材料的至少一个外表面上含有一种或多种稳定剂的所述颗粒材料。
11.权利要求10的颗粒集合体，其中所述一种或多种稳定剂仅位于所述外表面上。
12.权利要求10的颗粒集合体，其中当液体与所述集合体接触时，所述颗粒集合体吸收所述液体。
13.权利要求10的颗粒集合体，其中所述颗粒集合体进一步包含作为化学脱水的表面薄膜共存于所述颗粒材料上的生物分子。
14.权利要求2或10的颗粒集合体，其中所述稳定剂选自：抗微生物剂、抗氧化剂、细胞凋亡抑制剂、缓冲剂、离液剂、螯合剂、变性剂、去污剂、羟自由基清除剂、氢过氧化物清除剂、金属螯合剂、核酸酶抑制剂、增塑剂、蛋白酶抑制剂、蛋白质修饰抑制剂、蛋白质沉淀剂、蛋白质稳定剂、活性氧清除剂和还原剂及其任意组合。
15.权利要求2或10的颗粒集合体，其中所述稳定剂是氧化抑制剂。
16.权利要求2或10的颗粒集合体，其中所述稳定剂是丙酮酸抑制剂。
17.权利要求2或10的颗粒集合体，其中所述稳定剂是酶活性抑制剂。
18.权利要求1或10的颗粒集合体，其中所述颗粒材料是结晶化合物。
19.权利要求1或10的颗粒集合体，其中所述颗粒材料选自：单糖、二糖、多糖、有机盐、无机盐及其任意组合。
20.权利要求1或10的颗粒集合体，其中所述颗粒材料的随机堆积留下至少20％、25％、30％、35％、40％或以上作为间隙空间。
21.权利要求1或10的颗粒集合体，其中所述颗粒材料的单个颗粒为(i)它们的最长尺寸不大于10mm，(ii)它们的最短尺寸不小于0.1mm。
22.权利要求1或10的颗粒集合体，其中所述颗粒集合体具有(i)至少0.2mL、至少0.5mL、至少0.7mL或至少1.0mL的体积，或(ii)长度至少为0.1、0.2、0.3、0.4或0.5cm的至少一个尺寸。
23.一种颗粒集合体，其包含：颗粒材料，其中所述颗粒材料的每个颗粒包含：(A)具有大于50度的接触角的核心，和(B)具有小于50度的接触角的外表面。
24.权利要求23的颗粒集合体，其中所述颗粒具有球形或菱形的形状。
25.权利要求23的颗粒集合体，其中所述颗粒材料的堆积留下至少10％作为间隙空间。
26.权利要求23的颗粒集合体，其中所述外表面选自羧基、氨基、酰胺基、羟基、巯基及其任意组合。
27.权利要求23的颗粒集合体，其中所述核心包含塑料，如聚氨酯、聚亚烷基二醇或聚乙烯或聚碳酸酯或尼龙。
28.权利要求23的颗粒集合体，其中所述外表面进一步包含一种或多种稳定剂。
29.权利要求28的颗粒集合体，其中所述稳定剂选自：抗微生物剂、抗氧化剂、细胞凋亡抑制剂、缓冲剂、离液剂、螯合剂、变性剂、去污剂、羟自由基清除剂、氢过氧化物清除剂、金属螯合剂、核酸酶抑制剂、增塑剂、蛋白酶抑制剂、蛋白质修饰抑制剂、蛋白质沉淀剂、蛋白质稳定剂、活性氧清除剂和还原剂及其任意组合。
30.权利要求28的颗粒集合体，其中所述稳定剂为氧化抑制剂。
31.权利要求28的颗粒集合体，其中所述稳定剂为丙酮酸抑制剂。
32.权利要求28的颗粒集合体，其中所述稳定剂为酶活性抑制剂。
33.权利要求23的颗粒集合体，其中所述颗粒材料包含在其表面上具有糖部分的微粒。
34.权利要求23的颗粒集合体，其中所述集合体包含至少100、1,000、10,000、100,000或1,000,000个颗粒，或者其中所述集合体具有至少为0.1cc、0.2cc、0.5cc、1cc、5cc或10cc的体积。
35.权利要求1、10或23的颗粒集合体，其中所述集合体进一步包含磁性颗粒。
36.权利要求1、10或23的颗粒集合体，其中所述集合体进一步包含为亲和树脂的颗粒，该亲和树脂选自具有核酸亲和力的树脂、具有蛋白质亲和力的树脂、具有特定蛋白质亲和力的树脂、具有抗体亲和力的树脂及其任意组合。
37.权利要求23的颗粒集合体，其中所述颗粒材料的随机堆积留下至少20％、25％、30％、35％、40％或以上作为间隙空间。
38.一种用于稳定和回收样品的方法，该方法包括：使所述样品与颗粒集合体接触，从而从所述样品中捕获游离液体分子；和通过向所述颗粒集合体应用控制体积的液体水合剂使所述样品再水合，从而回收至少一部分所述样品。
39.权利要求38的方法，其中所述颗粒包含水溶性的表面层。
40.权利要求38的方法，其中所述颗粒包含单糖、二糖、多糖、有机盐、无机盐或其任意组合。
41.权利要求38的方法，其中所述接触步骤导致所述颗粒的表面层的溶剂化，其中所述表面层具有至少1、2、5、10、20、50或100微米的厚度。
42.权利要求38的方法，其中所述液体水合剂的所述控制体积小于所述颗粒集合体的体积的2倍。
43.权利要求38的方法，其中所述方法进一步包括分析稳定化的样品。
44.权利要求38的方法，其中所述颗粒集合体的体积比所述流体的体积至少大10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％、110％、120％、130％、140％、150％、160％、170％、180％、190％、200％、300％、400％、500％、600％、700％、800％、900％或1000％。
45.权利要求41的方法，其中所述接触步骤导致所述颗粒的表面层的溶剂化，其中所述表面层具有小于100微米、小于20微米或小于10微米的厚度。
46.权利要求38的方法，其中所述接触步骤导致所述颗粒的表面层的溶剂化，并且其中所述表面层的体积小于所述颗粒集合体的体积的1/3。
47.权利要求38的方法，进一步包括在所述接触步骤之前，向所述水合的样品中加入一种或多种稳定剂。
48.权利要求38的方法，其中所述颗粒在表面区包含一种或多种稳定剂。
49.权利要求38的方法，其中所述颗粒集合体具有大于所述流体的体积。
50.权利要求38的方法，其中所述颗粒包含不溶的和/或疏水的核心和可溶的和/或亲水的表面。
51.权利要求38的方法，其中当所述稳定化的样品再水合时，所述颗粒集合体完全溶解到溶液中。
52.权利要求35的方法，其中当所述稳定化的样品再水合时，所述颗粒集合体仅部分地溶解到溶液中。
53.权利要求38的方法，其中当所述稳定化的样品再水合时，仅所述颗粒集合体的表面层溶解到溶液中。
54.权利要求38的方法，进一步包括在所述接触步骤之后风干样品和颗粒集合体。
55.权利要求38的方法，其中所述样品包含DNA或蛋白质。
56.权利要求38的方法，其中所述样品为由固体载体携带的生物样品，其中所述固体载体为棉拭子、滤纸或海绵。
57.权利要求38的方法，其中所述样品为固体组织或由固体组织所携带。
58.权利要求38的方法，其中所述样品为生物流体样品。
59.权利要求38的方法，其中所述方法不包括涡旋。
60.一种制备用于样品储存的颗粒的方法，该方法包括：向颗粒应用一种或多种稳定剂，从而将所述稳定剂吸附到所述颗粒的至少外表面上。
61.权利要求60的方法，其中所述外表面是水溶性的。
62.权利要求60的方法，其中所述稳定剂是水溶性的。
63.权利要求60的方法，其中所述稳定剂包含单糖、二糖、多糖、有机盐、无机盐、尿素、聚烯烃或其组合。
64.权利要求60的方法，其中所述应用是向布置在基质中的众多颗粒的应用。
65.一种制备用于样品储存的颗粒的方法，该方法包括：修饰一个或多个接触角大于50度的颗粒的外表面，以形成接触角小于50度的修饰的外表面。
66.权利要求65的方法，其中所述修饰通过氨基化或羧基化步骤发生。
67.权利要求65的方法，进一步包括将一种或多种稳定剂应用于所述外表面。
68.权利要求65的方法，其中所述稳定剂包含单糖、二糖、多糖、有机盐、无机盐、尿素、聚烯烃或其组合。
69.一种溶液，其包含：
球体，其含有：(A)具有大于50度的接触角的核心，和(B)具有小于50度的接触角的外表面，
任选的糖或其他可溶解的材料，
任选的稳定剂，
生物分子，和
再水合溶液。
70.权利要求69的溶液，其中所述聚合物为聚氨酯、聚亚烷基二醇或聚乙烯。
71.权利要求69的溶液，其中所述生物样品为组织样品或包含血液成分。
72.权利要求10的颗粒集合体，其中所述颗粒集合体进一步包含以化学脱水的状态与过量的所述颗粒材料共存的生物分子。
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