CN104246470B - 生物样本收集中和与生物样本收集有关的改进 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于收集生物样本的器件(10)，器件包括大体沿着手柄轴线延伸的长形手柄(40)，和可移除地支撑或能够支撑在手柄上的样本收集头部(20)，头部由多孔折叠平面或片状材料形成，可选地包括各自沿不同方向离开手柄轴线地延伸的多个臂(图2，22‑28)。提供顶出手柄。还公开了一种用于从器件提取DNA信息的有效方法。

Description

生物样本收集中和与生物样本收集有关的改进

技术领域

本发明主要涉及一种用于收集生物样本的药签状器件，和一种当器件保持生物样本时从这种器件获得核酸信息的方法。

背景技术

出于各种原因，人们期望收集生物样本，诸如犯罪现场调查、医学分析、基因记录等。传统上，具有商标Omni-Swab的无菌药签已经用于这种用途，并取得了适当的成功。方法包括接触期望生物样本位于的区域，以便将样本中的至少一些从该区域转移到药签。然而，在一些情况下，在区域具有难以接近的特征的情况下，接触整个区域是比较困难的。因此，发明人已意识到可以改进这些药签的设计来提高将生物材料从感兴趣区域转移到药签的概率。例如，在犯罪现场调查期间，经常需要擦拭物品整体以最大化获得样本的概率。然而，利用常规药签接近小孔、窄槽等通常是很困难的。

已知使用薄基底诸如过滤型纸作为样本收集器，因为一旦收集生物样本，从纸上移除生物样本是相对容易的。然而，已发现薄纸在使用时是脆弱的，尤其是在纸用于试图从小孔、窄槽等收集样本的情况下。另外，一旦收集到滤纸基底上，则从纸获得DNA或RNA信息的已知过程耗时，且不一定成功。发明人已意识到药签收集部分的化学组成改变可以改善生物样本的回收率和样本的分析速度。

发明内容

本发明的实施例解决了上述不足。

根据第一方面，本发明提供了一种用于收集生物样本的器件，该器件包括大体沿着手柄轴线延伸的长形手柄，和可移除地支撑或能够支撑在手柄上的样本收集头部，头部由多孔基底形成，该多孔基底由折叠的大体平面或片状的材料形成，例如纸材料。

因此，头部可用于与常规药签相比更高效地收集生物样本。

在实施例中，所述基底例如是纸材料，并优选地折叠以形成离开所述轴线地延伸的臂。

在实施例中，手柄是中空管，该中空管提供具有外手柄表面的管壁。

在实施例中，臂各自通过延伸穿过壁的相应的对应槽，所述槽平行于轴线而延伸。

在实施例中，存在成阵列的2到12个槽，优选为2、3、4、5、6、7或8个槽，且更优选为2、3、4或6个槽。

在实施例中，手柄包括在使用时保持在管中的可滑动顶销，该顶销具有在管的一端处延伸超过管的第一端，所述顶销的另一端能够与头部的一部分接合，以用于将头部从管中的槽顶出。

在实施例中，基底或纸是包含硫氰酸的共轭碱的基质，例如硫氰酸胍，且可选地为指示染料，例如氯酚红。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于收集生物样本的方法，包括为任意合适顺序的下列步骤：

a)提供根据第一或第二方面的样本收集器件；

b)利用无菌液体润湿所述收集器件的头部；

c)尝试将生物样本收集到头部上；

d)允许头部干燥。

根据本发明的第三方面，提供了一种从收集到样本收集器件上的生物样本回收核酸信息的方法，该方法包括为任意合适顺序的下列步骤：

e)接着上述步骤a)到d)；

f)移除器件的头部；

g)将头部或其一部分与漂洗液一起引入容器中；

h)搅拌容器及其内容物；

i)从容器移除所述漂洗液的至少一部分，并可选地施加离心力以移除更多清洗液；

j)在腔中，混合洗脱液和漂洗过的头部或其所述一部分；

k)将所述腔的内容物加热到约摄氏95度约30分钟，并可选地进一步搅拌所述腔的内容物并且/或者可选地对所述腔的内容物施加更多离心力；和

l)利用从步骤k)得到的洗脱液的至少一部分，在例如聚合酶链式反应(PCR)的反应中扩增其中的核酸，从而得到所述核酸信息。

附图说明

本发明可以以多种方式实施，下面仅通过参考附图来描述示例性实施例，在附图中：

图1表示样本收集器件；

图2表示图1所示器件的头部部分的放大图；

图3表示图1所示器件的剖面图；且

图4a、4b表示图1所示器件的更多视图；且

图5和6表示备选头部布置。

具体实施方式

图1表示样本收集器件10，包括样本收集头部20，中空管状手柄40和顶销60。器件的总长度约为150mm，其中头部约为宽10mm，长20mm。

另外参考图2，其表示图1中区域II的放大图，头部具有四个臂22、24、26和28，其各自配合到形成在管状手柄40中的相应的槽42、44、46和48中。臂22、24、26由单片样本收集纸形成，折叠成十字形，其中各个腿以允许从槽移除头部的方式被推入到相应的槽中。这意味着各个臂沿不同方向离开手柄轴线地延伸，在该情况下彼此成90度。臂具有垛墙结构(castellations)30，对于各个臂，涉及其中的仅一个。这些垛墙结构提供了约1.6mm宽(w)和约2mm高(h)的“齿”，其可穿透到小孔等中，以用于更高效地收集潜在的生物样本。

图3表示器件10在图1中示出的平面III-III内的剖面图。在该视图中，中空管状手柄40是可见的，且还示出了顶销60。销具有延伸超过手柄40下端的部分62。顶销60的相对端具有可与头部20接触的塞子64。部分62可由使用者推动，以便沿箭头E方向推动塞子且从而将头部20推离手柄40。

图4a表示器件10的放大端视图。在该视图中，可看到臂22-28是折叠的，使得它们各自由双片纸形成，但只需要一个切片。该折叠加强臂，以便使用者能够使头部更稳固地对感兴趣区域进行擦拭。在该实施例中示出了4个臂，其平均分布在手柄的轴线周围，但可能是其它数量的臂。

图4b表示图4a的头部20的展开(未折叠)图，其可以由纸材料冲孔，然后沿着虚线折叠线32折叠，以形成图2和4中所示的头部。头部在组装期间被推进图2所示的槽中。

图5表示与图4所示相似的头部布置20′，但在图5中，8个臂22、23、24、25、26、27、28、29设置在手柄轴线周围。可以制作与图4a所示相似的冲孔和折叠结构(未示出)，以形成图5中所示的臂。

图6表示另一头部20"。在该实施例中，纸材料折叠为三角形形状，其中一对朝内的相对的腿21和23放置在一起形成支撑、强化部分，该部分可放置于手柄40中的单个槽41内，且可用于一旦头部已使用，则将其弹出。将意识到，这对腿21和23可在所示三角形外围的任一点处向内折叠。另外，三角形形状可以由具有大体类似功用的任意多边形形状或不规则形状代替。然而例如在法医检验期间，侧边的数量越多，则越难接近狭窄特征，因此方形和六边形形状将是足够的。

在使用时，器件如图1所示那样组装、提供在无菌包装中(未示出)，且在使用前直接从其取出。头部20用无菌水润湿，且可操作器件以便头部的垛墙结构30在犯罪现场收集生物样本，例如潜在的DNA样本等。头部20不需要由使用者直接接触。一旦干燥，则头部可以从手柄弹出到防拆(tamper evident)无菌袋中。

从药签回收核酸信息(例如从DNA中)是已知的，但是已发现通过使用以下技术，可提高操作的速度和成功率：

通过在制造纸时将纸幅浸入硫氰酸胍(guanidinuim thiocyanate)溶液且然后干燥纸幅，纸已利用硫氰酸胍处理。该处理导致在已知核酸信息回收技术中的某些步骤可避免或缩短时间。

一旦与感兴趣区域接触且然后干燥，样本收集器件的头部按照下列步骤来处理：

1)从防拆袋移除器件；

2)将头部从器件弹出到容器中；

3)在1000μl的水中漂洗头部，脉冲涡流(搅拌)3次5秒；

4)移除过量的水并使头部离心5秒；

5)利用移液管等移除过量的水；

6)对容器加入200-500μl的无菌水，在95℃下加热30分钟；脉冲涡流(搅拌)60次；

7)进一步使容器离心5秒；

8)在此时的PCR反应中适用5到10μl无菌水(现在包括来自头部的任何DNA)。

该过程减少了制备用于DNA化验的样本所需的步骤数，且因此减少了过程的总体时间。

上面同时描述了本发明的多个实施例，对于本领域技术人员来说，增加、省略、改造和变形将是显而易见的。例如，虽然手柄40示为圆柱体，但是可采用具有等同效果的其它形状，诸如方管。头部优选由纸制成。在本文中使用的术语“纸”是指纤维幅、基质、薄片、或平面材料。纸包括纤维、例如纤维素或玻璃纤维，且可选地包括其它成分，诸如，例如颗粒填料、湿强度或干强度添加剂、保留剂等。它还可包括用于保存样本成分、裂解细胞等的成分。合适的纸基底和类似的多孔薄片基底在GE Healthcare UK Ltdd的商标 Elute、DMPK、和下商业销售。然而，还可使用其它材料，诸如吸收剂泡沫聚合物。虽然描述且例示了垛墙形齿30，但是可使用其它形状的齿，例如尖齿或圆齿。虽然在图4a中示出了4个臂22-28，且在图5中显示了8个臂22-29，然而可使用任意数量的臂。利用多个臂可实现刷子的效果。臂不需要如例示的那样平均分布。

Claims (17)

1.一种用于收集生物样本的器件，所述器件包括大体沿着手柄轴线延伸的长形手柄，和可移除地支撑或能够支撑在所述手柄上的样本收集头部，所述头部由多孔基底形成，该多孔基底由折叠的大体平面或片状的材料形成；

其中，所述基底被折叠以形成多个臂，所述手柄是中空管，该中空管提供具有外手柄表面的管壁，所述臂各自通过延伸穿过所述管壁的相应的对应槽；

其中，所述手柄包括在使用时大体位于管中的可滑动顶销，所述可滑动顶销具有在管的一端处延伸超过管的第一端，所述顶销的另一端能够与所述头部的一部分接合，以用于将所述头部从所述手柄或从管中的槽顶出。

2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述多个臂各自沿不同方向离开所述手柄轴线地延伸。

3.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述材料为纸材料。

4.根据权利要求3所述的器件，其特征在于，各个槽平行于所述手柄轴线而延伸。

5.根据权利要求4所述的器件，其特征在于，存在成阵列的2到12个槽。

6.根据权利要求5所述的器件，其特征在于，存在2、3、4、5、6、7或8个槽。

7.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述基底折叠为多边形或不规则形，且所述形状的端部向内折叠，以形成用于在所述手柄上支撑所述形状的一对相邻的臂。

8.根据权利要求7所述的器件，其特征在于，所述一对相邻的臂延伸穿过所述手柄内的单个槽。

9.根据权利要求1-8中的任一项所述的器件，其特征在于，所述基底是包含硫氰酸的共轭碱的基质。

10.根据权利要求9所述的器件，其特征在于，所述硫氰酸为硫氰酸胍。

11.根据权利要求9所述的器件，其特征在于，所述基质还包含指示染料。

12.根据权利要求11所述的器件，其特征在于，所述指示染料为氯酚红。

13.一种用于收集生物样本的方法，包括下列步骤：

a) 提供根据权利要求1-12中的任一项的样本收集器件；

b) 利用无菌液体润湿所述收集器件的头部；

c) 尝试将生物样本收集到所述头部上；

d) 允许所述头部干燥。

14.一种从收集到样本收集器件上的生物样本回收核酸信息的方法，所述方法包括下列步骤：

e) 提供根据权利要求13的方法处理的生物样本器件；

f) 移除所述器件的头部；

g) 将所述头部或其一部分与漂洗液一起引入容器中；

h) 搅拌所述容器及其内容物；

i) 从所述容器移除所述漂洗液的至少一部分；

j) 在腔中混合洗脱液和漂洗过的头部或其所述一部分；

k) 将所述腔的内容物加热到摄氏95度30分钟；和

l) 利用从步骤k)得到的洗脱液的至少一部分，在反应中扩增其中的核酸，从而得到所述核酸信息。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在步骤i)中，施加离心力以移除更多漂洗液。

16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在步骤k)中，进一步搅拌所述腔的内容物并且/或者对所述腔的内容物施加更多离心力。

17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，步骤l)中的反应为聚合酶链式反应(PCR)。