CN105792759A - 受控转移生物样本收集装置及使用此类装置的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种受控转移生物样本材料收集装置(100)，其包括：本体(112)；以及用于收集生物样本材料(未示出)的样本收集部件(120)，本体收纳用于生物材料的大体上干式储存的样本储存介质(30)，收集部件能够从生物样本的收集为可能的暴露位置(图8中所示)移动到实现收集的样本的至少一部分转移至所述介质的转移位置(图9中所示)。装置的特征在于，本体可滑动地支承样本收集部件，并且本体或收集部件包括斜坡状凸起部分(116，图10)，其能够操作成将收集部件推动到转移位置中而抵靠介质，并且在收集部件在本体内滑动时实现所述转移。

Description

受控转移生物样本收集装置及使用此类装置的方法

技术领域

本发明的领域涉及一种使用干固体转移和储存介质的受控转移生物收集装置，以及一种用于收集呈适合于临时或长期储存和/或随后分析的形式的感兴趣的生物材料(例如，基因或蛋白质材料)的方法。具体而言，本发明提供了一种采样装置，其通过保持储存介质来控制生物样本转移至储存介质，以及一种具有分析物收集表面的可移动样本收集部件。

背景技术

生物样本(如血液)的收集和从样本提取DNA用于基因分析已经由法医和医学界广泛使用来用于鉴定目的，用于亲子鉴定，用于新生儿筛查项目中的基因诊断测试，用于易患疾病的基因分型，以及用于针对药物敏感性的基因特征。然而，由于血液采集的侵入性质，故备选的非侵入式方法是有利的。当前的方法涉及使用一定数量的不同装置中的任一个来从口腔内侧刮下细胞粘膜，如，细胞刷、棉或人造纤维拭子、漱口水冲刷和冲洗方法、泡沫末梢拭子和支承的纤维质滤纸收集技术(称为Bode方法)。这些方法需要耗时的劳动密集的提取方法。

处理的储存介质引入到法医界中使DNA从多种样本的采集和提取显著地现代化。一种此类处理介质由Whatman, Inc.在商品名FTA®下市售，并且在以下专利US 6627226,US 6447804, US 6294203, US6168922, US 5976572, US 5972386, US 5939259, 和US5756126中的一个或更多个中描述。介质与来自Whatman Inc并且在US20100106057(Harvey等人)中描述的称为Easicollect®的塑料收集装置一起使用。该已知的收集装置包括具有在一端处的口腔细胞收集器泡沫垫的臂，该臂操纵成收集口腔细胞，并且进一步操纵成枢转，并且由此将那些细胞从泡沫垫转移到保持在装置的相对端处的FTA介质上。

尽管该技术是足够的，但以一致且可再现的方式将口腔细胞转移至处理的介质仍是操作者技术的问题，这特别是在操作者可很少使用该装置的情况下是不理想的。转移步骤的正确压力和正时是重要的，并且暴露的介质在转移发生时不受污染是基本的。

装置设计的改进在WO2012/163788 (GE Healthcare)中公开，然而，发明人认识到，易于使用和防止污染的进一步改进是可能的。

发明内容

本发明涉及一种使用干固体储存和转移介质的受控转移生物收集装置，以及一种用于收集呈适合于储存和/或随后分析的形式的感兴趣的生物材料—样本(其可为基因或蛋白质材料)的方法。

根据第一方面，本发明提供了一种受控转移生物样本收集装置，其包括：本体；以及用于收集生物样本材料的样本收集部件，本体收纳用于生物材料的大体上干式储存的样本储存介质，收集部件能够从生物样本的收集是可能的暴露位置移动至实现收集的样本的至少一部分转移至所述介质的转移位置，装置的特征在于，本体可滑动地支承样本收集部件，并且本体或收集部件包括凸起，其能够操作成将收集部件推动到转移位置中而抵靠介质，并且在收集部件在本体内滑动时实现所述转移。

在实施例中，所述凸起为斜坡状凸起。

在实施例中，收集部件包括槽口，并且凸起容纳在槽口内，直到收集部件在转移位置，在该处，凸起邻接收集部件，并且引起所述推动。

在实施例中，所述移动为由从本体突出的按钮的手动操作实现的滑动移动。

在实施例中，收集部件包括能够在本体内滑动的一部分，该可滑动部分承载介质。

在实施例中，收集部件还包括铰接于可滑动部分的臂，该臂承载用于样本收集的回弹性垫，其中可滑动部分和臂能够折叠在一起，以提供折叠在一起的位置，以在本体内滑动以在凸起的影响下实现转移。

在实施例中，凸起形成在本体上，并且臂包括释放槽口，该槽口接收凸起，由此在转移之后分开介质和垫。

在实施例中，可滑动部分和介质能够定位在本体内，以便由本体大致包围，并且当在该位置时，臂能够采用所述暴露位置，并且可滑动部分和介质能够进一步定位成以便仅部分地在本体内，但能够采用与臂折叠在一起的所述位置，用于共同再插入到本体中并且实现所述转移。

在实施例中，收集部件的移动范围由本体上和部件上的互补止挡特征限制。

在实施例中，介质能够从可滑动部分除去。

根据第二方面，本发明提供了一种用于受控转移生物样本材料收集的方法，该方法包括以下步骤：i)提供装置，其包括：本体和用于收集生物样本材料的样本收集部件，本体收纳用于生物材料的大体上干式储存的样本储存介质，ii)使收集部件暴露并且在收集部件上收集生物样本；iii)使收集部件从生物样本的收集为可能的暴露位置移动到实现收集的样本的至少一部分转移至所述介质的转移位置，iv)将凸起提供在本体上或收集部件上，并且使收集部件关于本体滑动至所述转移位置，在该处，凸起推动收集部件抵靠介质。

本发明延伸至使用根据第一方面或第二方面的装置，其中介质由壳体大致包围，以避免样本储存介质的污染。

本发明可以以许多方式实现，其典型的实施例在下面参照附图来描述，在该附图中。

附图说明

图1a为在初始位置的收集装置的实施例的透视图；

图1b为图1中所示的装置的平面视图；

图1c和1d为穿过图1b中所示的装置的截面；

图2a至图6d为在不同位置的图1a的装置的另外的视图；

图7为在初始位置的收集装置的另一个实施例的透视图；

图8为图7中所示但在样本收集位置的装置的透视图；

图9为图7中所示但在样本转移位置的装置的透视图；以及

图10,11和12分别为图7,8和9中所示的装置的截面视图。

具体实施方式

图1a中示出了本发明的实施例。示出了用于含有可降解生物源分析物的生物样本的收集装置10，其包括本体12，本体12可滑动地收纳收集部件20。收集部件具有呈托盘22形式的样本储存部分，用于支承样本储存介质30。适合于本发明的储存介质材料的实例包括未处理的滤纸，如，#903®牌的纸(Whatman, Inc., Florham Park, N.J. USA)，或处理的滤纸，如，FTA和FTA Elute牌的纸(也来自Whatman, Inc., Florham Park, New JerseyUSA)。这些处理的介质在上文提到的美国专利中描述。此类处理的介质提供用于生物样本的收集、船运和储存的简单安全方法。它们还含有使得容易将核酸与复杂样本如血液隔离的化学品。收集在处理或未处理的介质上的样本为了储存而干燥，并且可在室温下储存达长时间段。

收集部件20还包括借助于由柔性模制塑料形成的铰链26铰接于样本储存部分的臂24。在臂24的远端处，泡沫聚合物材料的回弹性垫28固定于臂，其在需要时用作样本收集器。

在图1a和1b中所示的位置，装置准备用于通过在感兴趣的区域上擦拭垫28或以其它方式进行接触来收集生物样本，例如以从受验者的口的脸颊内表面收集口腔细胞。

图1b在平面视图中示出了装置10。图1c以沿图1b中的线A-A的截面示出装置10，并且图1d以沿线B-B的截面示出装置。如可在图1c和1d中更详细所见，托盘22保持储存介质30，并且托盘22能够在本体12中连同介质30和臂24滑动。然而，托盘借助于形成在托盘22上的棘爪21回弹性地保持就位，棘爪21与本体12中的孔口14协作。

一旦收集到样本，则收集部件20如图2a中所示拉出本体12，直到托盘邻接另外的止挡部件。图2b,2c和2d中示出了另外的细节。在该位置，介质30变为暴露的。

如图3a,3b,3c和3d中所示，臂24接着朝介质30折叠。在该位置，垫28可轻微触碰介质30，以将一些生物样本材料转移至介质，但这不是一定的。将注意的是，臂24包括释放贯通槽口23，其功能在下面更详细描述。

如图4a中所示，使用者接着将收集部件30推回到本体12中，保持臂折叠。在棘爪14邻接本体12的边缘时，使用者将感觉到阻力。在这一点上，本体12上的斜坡16将垫28附近的臂24的背部朝介质28推，以提供可重复且恒定的接触力，并且由此获得生物材料到介质30上的受控转移。

使用者利用装置10停在该位置达预定时间。已经发现，力而非时间是材料转移的更准确的预测物，故停止时间不是关键的，但5到15秒证明是成功的，更优选大约10秒。

使用者接着将托盘22完全推入本体12中，直到垫升离介质30。该提升在贯通槽口23与斜坡16重合时发生，故贯通槽口包绕斜坡16。图5a,5b,5c和5d中示出了该位置。在该位置，互补特征14和21再次对准。使用者接着可除去介质30，如图6a,6b和6c中所示，用于储存或输送至实验室用于储存或进一步处理，或者可关于仍含有介质30的整个装置进行相同的操作。

由于介质可含有至少一种稳定试剂，故样本接着将保存用于输送或储存。适合的此类试剂包括弱碱、螯合剂和可选的尿酸或尿酸盐的组合，或简单地，单独的或与表面活性剂组合的高离液盐的添加。成分的"弱碱"可为路易斯碱，其具有大约6到10的pH，优选大约pH8到9.5。弱碱的一个功能在于用作缓冲剂来保持大约6到10的成分pH，优选大约pH8.0到9.5，例如，pH8.6。因此，适合于本发明的成分的弱碱可连同成分的其它组分提供6到10的成分pH，优选大约pH8.0到9.5。根据本发明的适合的弱碱包括有机和无机碱。适合的无机弱碱包括例如碱金属碳酸盐、碳酸氢盐、磷酸盐或硼酸盐(例如，碳酸钠、碳酸锂或碳酸钾)。适合的有机弱碱包括例如三羟甲基氨基甲烷(Tris)、乙醇胺、三乙醇胺和甘氨酸，以及有机酸的碱盐(例如，柠檬酸三钠)。优选的有机弱碱为弱一价有机碱，例如，Tris。Tris可为游离碱或盐，例如，碳酸盐。

优选的螯合剂为强螯合剂。"强"螯合剂意思是试剂以与乙二胺四乙酸(EDTA)相当或更好的亲和性结合一价金属离子。根据本发明的优选螯合剂为EDTA。

阴离子表面活性剂为在本发明中有用的表面活性剂的实例。优选的阴离子清洁剂为强阴离子清洁剂。如本文中使用的，"强"阴离子清洁剂包括含有一个或更多个阴离子基团的烃部分、脂族或芳族。适合于本发明的特别优选的阴离子清洁剂包括十二烷基硫酸钠(SDS)和月桂酰肌氨酸钠(SLS)。在优选实施例中，阴离子清洁剂引起在它们的外膜或衣壳(例如，真菌、细菌或病毒)中具有蛋白质或脂质的大多数微生物的失活。这包括可对人类致病，并且存在于生物样本中的微生物。还作为优选，储存介质将具有置于储存介质的转移区域周围的视觉描绘(32，图6a)，使得如果从托盘22除去，则使用者将知道材料沉积在何处，而不参照装置。

在仅高离液盐施加于介质的情况下，优选的是该盐为硫氰酸胍。

本装置10可用于收集样本如可降解的生物源的分析物，如，核酸、蛋白质和它们的相应的片段。生物样本可选自由以下构成的组：唾液、血液、血清、淋巴流体、口腔细胞、粘膜细胞、脑脊髓流体、精液、阴道分泌物、粪便、血浆、尿液、细胞悬液，或细胞和病毒的悬液。

作为优选，本装置大小和构造确定成使得托盘22通过呈回弹性凸片形式的保持器件27来可释放地保持储存介质30。因此，人们可将介质30与装置10的其余部分分离，用于随后处理或储存。凸片27上的张力允许人工或自动提取，但不允许介质30的意外失去。

图7至10示出了本发明的又一个实施例，其尺寸和功能类似于上文所述的实施例，并且旨在保持相同的储存介质(30，图10)。示出了样本收集器100，其具有本体112和收集部件120，收集部件120能够大体上在本体内滑动，并且能够借助于从本体突出的相关联的拇指按钮122来滑动。

在图7中，按钮122定位成使得收集部件120在储存位置—位置0。在图8中，按钮定位成使得收集部件配置在样本收集位置—位置1，并且在图9中，按钮移动到样本转移位置—位置2。在操作中，如果需要，按钮最终从位置2移回位置3(其与位置0相同)，用于输送。

图10示出了在图1中所示的位置的装置100的中间截面。在该位置，塑料模制收集部件120在本体内的区段中可见，并且可看到的是，部件包括在近端处的滑动按钮122、形成有纵向槽口123(还在图8中示出)的长形收集臂124，以及在远端处的样本收集垫128。样本储存介质30也利用本体收纳，并且像第一实施例，由回弹性凸片127回弹性地保持就位。

在操作中，按钮122由使用者沿图10中的箭头1的方向推至图8中所示的位置1。图11示出了在配置在位置1时的装置的中间截面视图。在该位置，臂124暴露在本体112外，使得收集垫128能够收集如上文所述的生物样本。由于按钮122邻接其孔口121的端部，故防止了收集部件120延伸超过位置1，从而提供止挡特征。

一旦样本收集在垫128上，则按钮由使用者沿箭头2的方向移动到图9中所示的位置2。图12示出了在处于位置2时的装置的中间截面视图。在该位置，从本体112延伸的斜坡凸起116邻接槽口123的末端129，并且与由沿箭头2的方向的按钮的操作引起的移动一起引起臂124和垫128推进抵靠本体中的介质30。该推进将生物材料以受控方式转移到介质30上。按钮沿箭头3的方向的进一步移动使臂124回到开始位置0/3。如果需要，介质30可通过使其沿图12中的箭头4的方向滑动来从装置120除去。

可看到的是，第二实施例以与第一实施例相似的方式起作用，除了第一实施例具有折叠臂24，其更多用于达到更深的腔中来回收生物样本。

如果在口腔细胞收集中使用，则垫28/128应当尺寸和构造确定成配合在人的口内。为了保存记录和溯源性，本装置还应当包括不但在介质30上，而且在本体12/112上的识别标签(如，常规条码)。RFID标签可用于该目的。

为了确保装置10/100的完整性，本装置还可包括包围其它装置元件的无菌封套。作为优选，那些其它元件为无菌的，并且没有任何生物样本分析物(例如，由医用级塑料制成)，这可在密封封套之后通过常规技术如辐照来完成。

套件可制成，其并入以上装置10/100连同相关联的设备或试剂的任何组合，包括提纯试剂、缓冲剂等，以及储存系统、容器等。在该方面，本发明还提供了套件，其包括如本文中限定的装置，以及选自由用于样本的随后分析的提纯试剂、缓冲液、储存系统和容器组成的组的一个或更多个构件。

装置使用的实例：

本装置可用于出于以下目的的生物样本收集：收集用于犯罪数据库的口腔细胞样本；收集犯罪现场样本(即，再水化的血液、精液、唾液和它们的液体样本)；收集性侵犯样本；为了人口遗传学或基因测试学研究收集口腔样本；为了个人基因ID归档收集口腔样本；从食物源收集细菌或寄生虫样本；从屠宰场处的肉收集血液用于肉溯源性；或从动物收集生物样本用于兽医诊断。

尽管仅示出了两个实施例，但技术人员将清楚在本文中限定的本发明的范围和精神内，变型、改型。添加和省略是可能的。

例如，描述和示出了斜坡16/116，但可使用任何斜坡状凸起，即，在收集部件20/120的滑动方向与斜坡或凸起的表面之间形成锐角的凸起。如由图3c中的角x所示，锐角优选为大约30度。斜坡示为在本体12/112上，但同样有效的布置将把斜坡安装在臂24/124上，并且具有本体上的反作用表面。使臂滑动超过反作用表面可以以与槽口23释放臂的相同方式从转移位置释放臂。滑动和类似用语意思是线性或大致线性的移动。

模制塑料为用于本体12/112和收集部件20/120的优选材料，但可使用其它材料，例如，金属，例如，铸模铝合金。

所示实施例提供了样本收集装置，其收纳在样本收集期间未暴露的样本收集介质，以降低样本收集介质的交叉污染的可能性。

Claims (13)

1.一种受控转移生物样本材料收集装置，其包括：本体；以及用于收集所述生物样本材料的样本收集部件，所述本体收纳用于所述生物材料的大体上干式储存的样本储存介质，所述收集部件能够从生物样本的收集为可能的暴露位置移动至实现收集的样本的至少一部分转移至所述介质的转移位置，所述装置的特征在于，所述本体可滑动地支承所述样本收集部件，并且所述本体或收集部件包括凸起，其能够操作成将所述收集部件推动到所述转移位置中而抵靠所述介质，并且在所述收集部件在所述本体内滑动时实现所述转移。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述凸起为斜坡状凸起。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的装置，其特征在于，所述收集部件包括槽口，并且所述凸起容纳在所述槽口内，直到所述收集部件处于所述转移位置，在该处，所述凸起邻接所述收集部件，并且引起所述推动。

4.根据权利要求1、权利要求2或权利要求3所述的装置，其特征在于，所述移动为由从所述本体突出的按钮的手动操作实现的滑动移动。

5.根据权利要求1或权利要求2所述的装置，其特征在于，所述收集部件包括在所述本体内可滑动的部分，所述可滑动部分承载所述介质。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述收集部件还包括铰接于所述可滑动部分的臂，所述臂承载用于样本收集的回弹性垫，其中所述可滑动部分和所述臂能够折叠在一起，以提供折叠在一起的位置，以在所述本体内滑动以在所述凸起的影响下实现所述转移。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述凸起形成在所述本体上，并且所述臂包括释放槽口，所述槽口接收所述凸起，由此在所述转移之后分开所述介质和所述垫。

8.根据权利要求6或权利要求7所述的装置，其特征在于，所述可滑动部分和所述介质能够定位在所述本体内，以便由所述本体大致包围，并且在处于该位置时，所述臂能够采用所述暴露位置，并且所述可滑动部分和所述介质能够进一步定位成以便仅部分地在所述本体内，但能够采用与所述臂折叠在一起的所述位置，用于共同再插入到所述本体中并且实现所述转移。

9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述收集部件的移动范围由所述本体上和所述部件上的互补的止挡特征限制。

10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述介质能够从所述可滑动的部分除去。

11.一种用于受控转移生物样本材料收集的方法，所述方法包括以下步骤：

i)提供装置，其包括：本体和用于收集所述生物样本材料的样本收集部件，所述本体收纳用于所述生物材料的大体上干式储存的样本储存介质，

ii)使所述收集部件暴露并且在所述收集部件上收集生物样本；

iii)使所述收集部件从生物样本的收集为可能的暴露位置移动到实现收集的样本的至少一部分转移至所述介质的转移位置，

iv)将凸起提供在所述本体上或所述收集部件上，并且使所述收集部件关于本体滑动至所述转移位置，在该处，所述凸起推动所述收集部件抵靠所述介质。

12.大致如本文中参照附图所述的装置或方法。

13.一种用于收集生物样本的方法，包括以下步骤：

a)在根据权利要求1至权利要求12中任一项所述的装置的收集部件上收集生物样本；

b)将收集的样本的至少一部分转移到所述壳体内的所述储存介质上，所述壳体大致包绕所述收集介质。