JP2009500020A - 核酸を検出、増幅および／また単離するための組成物および方法 - Google Patents

核酸を検出、増幅および／また単離するための組成物および方法 Download PDF

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カールソン、デイビッド
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バイオヴェリス コーポレイション
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    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6844—Nucleic acid amplification reactions

Abstract

本発明は、試料中の１つ以上の標的核酸配列を検出、増幅、および／または単離するための組成物、方法、およびキットを提供する。

Description

［関連する出願データ］
本出願は、２００５年７月１日出願の米国仮特許出願第６０／６９５、４０７号および２００５年８月４日出願の米国仮特許出願第６０／７０５、１６７号に基づき優先権を主張する。
［技術分野］
本発明は、一般に分子生物学の分野に関する。
本発明のある実施形態は、試料中の標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物、方法およびキットを提供する。
デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）およびリボ核酸（ＲＮＡ）のような核酸は、共有結合したヌクレオチドサブユニットで構成される大きな高分子である。核酸は、動物および植物のような全ての多細胞生物、酵母および細菌のような単細胞生物およびウイルスのような細胞寄生体を含む全ての生物学的有機体の遺伝子設計図をコード化し、世代から世代へ伝達する。核酸配列分析は、生物の表現型形質ならびに所与の形質の基礎となる生化学的プロセスのどちらも理解する上で助けとして利用することができる。従って、特定核酸配列の検出、増幅、単離および配列決定は、多くの正常または病的生物学プロセスへの洞察を得る上での第１歩となる。
核酸配列を検出するのに適した種々の技術が記載されている（例えば、Lodis ら, 2000, Molecular Cell Biology. 4th ed. New York: W.H. Freeman & Coを参照）。標的核酸配列を増幅する実験技術は、当業者に、標的配列を用いた多くの様々な業績を成し遂げることを可能にした。これらの業績には、試料中の少量の標的配列を検出する、標的配列を配列決定する、ならびに十分な量の標的配列を得て、クローン技術を介して種々の核酸配列を結合することを容易にしたことも含まれる。
ポリメラーゼ鎖反応（ＰＣＲ）は、核酸配列を増幅するために使用することができる。例えば、米国特許第４，６８３，１９５号、第４，６８３，２０２号、および第４，８００，１５９号を参照のこと。ＰＣＲが有効であるとしても、この方法に短所がないというわけではない。ＰＣＲで使用される各試薬は、通常、試薬および試料ＤＮＡ配列をエアロゾル化し得る多数のピペット操作工程を必要とする反応を実行する直前に、混合される。標的核酸分子の指数関数的増幅により、ＰＣＲは感受性が高い。ほんの少量の汚染ＤＮＡが、誤った正信号を出すことにより、増幅後に得られた結果を損ない得る。ＰＣＲ反応を準備する過程において、取り扱われる各反応チューブが多ければ多いほど、汚染されたピペット先端または汚染されたＰＣＲ試薬溶液のいずれかを介して、このような汚染ＤＮＡが反応チューブ内に導入される可能性が多くなる。
従って、試料中の標的核酸配列を増幅、検出する便利な方法を提供する一方で、ピペット操作ミスおよび異質ＤＮＡで汚染されたＰＣＲ試薬から生じる人的ミスの影響を最小限にする必要がある。また、温度のような広範囲な物理的条件にわたって安定なＰＣＲ試薬を提供する必要もある。広い温度範囲にわたって試薬が安定的であれば、試薬を比較的容易に出荷および貯蔵することができ、かつ、より経済的なＰＣＲの活用法を提供することができる。また、増幅後、標的核酸を単離する方法をより早く、より集中的労力の少ないものにする必要もある。ある実施形態において、本発明はこれらの必要性を実現している。
本発明は、試料中の標的核酸配列またはその相補体を除き、単一容器内でのＰＣＲ反応に必要な全ての試薬を含有する単一製剤を提供することで、試料中の標的核酸配列の増幅、検出および／または単離に用いることができる組成物を含む。本発明の組成物は、また、増幅後にＰＣＲ産物が付着することができる固体支持体も含んでいる。固体支持体は、ＰＣＲ産物の急速単離および検出を促進することができる。本発明は、試料標的核酸配列を除く、単一容器中でのＰＣＲ配列反応に必要な全ての試薬を含有する単一製剤を提供することにより、試料中の標的核酸配列の配列決定に用いることができる組成物を含む。本発明はまた、標的核酸配列を検出、増幅および／または単離し、それによって組成物の安定性および貯蔵寿命を高めるために用いることができる乾燥組成物も含む。本発明はまた、試料中の標的核酸配列を検出、増幅および／または単離する方法、試料中の標的核酸配列を配列決定する方法、および本発明の組成物の製造方法も含む。さらに、本発明は、試料中の標的核酸配列を検出、増幅、単離および／または配列決定するのに有用なキット類を含む。
いくつかの実施形態において、本発明は、
（ａ）少なくとも１つのポリメラーゼ、
（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、
（ｃ）少なくとも１つの１価の陽イオン、
（ｄ）少なくとも１つの２価の陽イオン、
（ｅ）少なくとも１つの緩衝剤、
（ｆ）少なくとも１つの固体支持体、
（ｇ）少なくとも１つの凍結保護物質、
（ｈ）標的核酸配列の第１部分とハイブリダイズすることが可能な第１オリゴヌクレオチド、
（ｉ）標的核酸配列の第２部分に相補性の核酸配列とハイブリダイズすることが可能な第２オリゴヌクレオチド、および
（ｊ）少なくとも１つの固体支持体に結合され、
（１）標的核酸配列、または
（２）標的核酸配列に相補性の核酸配列の第３部分とハイブリダイズすることが可能な第３オリゴヌクレオチドを含み、
（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、（ｈ）第１オリゴヌクレオチドおよび（ｉ）第２オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが標識により修飾されていること、および組成物が標的核酸配列またはその相補体を含まないことを特徴とする標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物を提供する。
いくつかの実施形態において、本発明は、
（ａ）少なくとも１つのポリメラーゼ、
（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、
（ｃ）少なくとも１つの１価の陽イオン、
（ｄ）少なくとも１つの２価の陽イオン、
（ｅ）少なくとも１つの緩衝剤、
（ｆ）１組の結合バートナーの第１メンバーにより修飾された少なくとも１つの固体支持体、
（ｇ）少なくとも１つの凍結保護物質、
（ｈ）標的核酸配列の第１部分または標的核酸配列に相補性の配列にハイブリダイズすることが可能である第１オリゴヌクレオチド、および
（ｉ）標的核酸配列の第２部分または標的核酸配列に相補性の配列にハイブリダイズすることが可能であり、かつ、１組の結合バートナーの第２メンバーを含む第２オリゴヌクレオチドを含み、
（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸および（ｈ）第１オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが標識により修飾されていること、第１オリゴヌクレオチドが標的核酸配列にハイブリダイズすることが可能であるならば、そのときには第２オリゴヌクレオチドが標的核酸配列の相補体にハイブリダイズすることが可能であること、第１オリゴヌクレオチドが標的核酸配列の相補体にハイブリダイズすることが可能であるならば、そのときには第２オリゴヌクレオチドが標的核酸配列にハイブリダイズすることが可能であること、および組成物が標的核酸配列またはその相補体を含まないことを特徴とする
標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物を提供する。
いくつかの実施形態において、本発明は、
（ａ）少なくとも１つのポリメラーゼ、
（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、
（ｃ）少なくとも１つの１価の陽イオン、
（ｄ）少なくとも１つの２価の陽イオン、
（ｅ）少なくとも１つの緩衝剤、
（ｆ）リンカー物質に結合することが可能な少なくとも１つの固体支持体、
（ｇ）少なくとも１つの凍結保護物質、
（ｈ）標的核酸配列の第１部分または標的核酸配列に相補性の配列にハイブリダイズすることが可能な第１オリゴヌクレオチド、および
（ｉ）標的核酸配列の第２部分または標的核酸配列に相補性の配列にハイブリダイズすることが可能であり、かつ、リンカー物質を含む第２オリゴヌクレオチドを含み、
（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸および（ｈ）第１オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが標識により修飾されていること、標的核酸配列が増幅されるまで、第２オリゴヌクレオチドが固体支持体に結合されないこと、第１オリゴヌクレオチドが標的核酸配列にハイブリダイズすることが可能であるならば、そのときには第２オリゴヌクレオチドが標的核酸配列の相補体にハイブリダイズすることが可能であること、第１オリゴヌクレオチドが標的核酸配列の相補体にハイブリダイズすることが可能であるならば、そのときには第２オリゴヌクレオチドが標的核酸配列にハイブリダイズすることが可能であること、および組成物が標的核酸配列またはその相補体を含まないことを特徴とする
標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物を提供する。
いくつかの実施形態において、本発明は、
（ａ）少なくとも１つのポリメラーゼ、
（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、
（ｃ）少なくとも１つの１価の陽イオン、
（ｄ）少なくとも１つの２価の陽イオン、
（ｅ）少なくとも１つの緩衝剤、
（ｆ）Ｎの不連続領域を含む少なくとも１つの固体支持体、
（ｇ）少なくとも１つの凍結保護物質、
（ｈ）ｉ番目第１オリゴヌクレオチドがｉ番目標的核酸配列の第１部分とハイブリダイズすることが可能であるＮの第１オリゴヌクレオチド、
（ｉ）ｉ番目第２オリゴヌクレオチドが、ｉ番目標的核酸配列の第２部分に相補性の核酸配列とハイブリダイズすることが可能であるＮの第２オリゴヌクレオチド、および
（ｊ）ｉ番目第３オリゴヌクレオチドが少なくとも１つの固体支持体上のｉ番目不連続領域に結合されており、
（１）ｉ番目標的核酸配列、または
（２）ｉ番目標的核酸配列に相補性の核酸配列
の第３部分とハイブリダイズすることが可能であるＮの第３オリゴヌクレオチド
を含み、
Ｎが１または１よりも大きい整数であること、ｉ番目が１およびＮの両方を含む１とＮとの間の全ての整数を順番に表し、かつ、組成物の標的核酸特異的要素を示すのに用いられること、（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、（ｈ）ｉ番目第１オリゴヌクレオチドおよび（ｉ）ｉ番目第２オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが標識により修飾されていること、および組成物が標的核酸配列またはその相補体を含まないことを特徴とする
Ｎの標的核酸配列を検出、増幅、および／または単離するための組成物を提供する。
いくつかの実施形態において、本発明は、
（ａ）少なくとも１つのポリメラーゼ、
（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、
（ｃ）少なくとも１つの１価の陽イオン、
（ｄ）少なくとも１つの２価の陽イオン、
（ｅ）少なくとも１つの緩衝剤、
（ｆ）ｉ番目不連続領域が１組の結合バートナーのｉ番目第１メンバーにより修飾されているＮの不連続領域を含む少なくとも１つの固体支持体、
（ｇ）少なくとも１つの凍結保護物質、
（ｈ）ｉ番目第１オリゴヌクレオチドがｉ番目標的核酸配列の第１部分またはｉ番目標的核酸配列に相補性の配列にハイブリダイズすることが可能であるＮの第１オリゴヌクレオチド、および
（ｉ）ｉ番目第２オリゴヌクレオチドが番目標的核酸配列の第２部分またはｉ番目標的核酸配列に相補性の配列にハイブリダイズすることが可能であり、かつ、１組の結合バートナーのｉ番目第２メンバーを含むＮの第２オリゴヌクレオチド
を含み、
Ｎが１または１よりも大きい整数であること、ｉ番目が１およびＮの両方を含む１とＮとの間の全ての整数を順番に表し、かつ、組成物の標的核酸特異的要素を示すために用いられること、（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸および（ｈ）第１オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが標識により修飾されていること、第１オリゴヌクレオチドが標的核酸配列にハイブリダイズすることが可能であるならば、そのときには第２オリゴヌクレオチドが標的核酸配列の相補体にハイブリダイズすることが可能であること、第１オリゴヌクレオチドが標的核酸配列の相補体にハイブリダイズすることが可能であるならば、そのときには第２オリゴヌクレオチドが標的核酸配列にハイブリダイズすることが可能であること、および組成物が標的核酸配列またはその相補体を含まないことを特徴とするＮの標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物を提供する。
いくつかの実施形態において、本発明は、
（１）以下の：
（ａ）少なくとも１つのポリメラーゼ、
（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、
（ｃ）少なくとも１つの１価の陽イオン、
（ｄ）少なくとも１つの２価の陽イオン、
（ｅ）少なくとも１つの緩衝剤、
（ｆ）少なくとも１つの固体支持体、
（ｇ）少なくとも１つの凍結保護物質、
（ｈ）標的核酸配列の第１部分とハイブリダイズすることが可能な第１オリゴヌクレオチド、
（ｉ）標的核酸配列の第２部分に相補性の核酸配列とハイブリダイズすることが可能な第２オリゴヌクレオチド、および
（ｊ）少なくとも１つの固体支持体に結合され、
（１）標的核酸配列、または
（２）標的核酸配列に相補性の核酸配列
の第３部分とハイブリダイズすることが可能である第３オリゴヌクレオチドを得、
（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、（ｈ）第１オリゴヌクレオチド、および（ｉ）第２オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが標識により修飾されていること、および組成物が標的核酸配列またはその相補体を含まないことを特徴とすること、および
（２）容器内において（ａ）〜（ｊ）を組み合わせ、それによって標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物を形成すること
を含む、標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物の製造方法を提供する。
いくつかの実施形態において、本発明は、
（１）以下の：
（ａ）少なくとも１つのポリメラーゼ、
（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、
（ｃ）少なくとも１つの１価の陽イオン、
（ｄ）少なくとも１つの２価の陽イオン、
（ｅ）少なくとも１つの緩衝剤、
（ｆ）１組の結合バートナーの第１メンバーにより修飾されている少なくとも１つの固体支持体、
（ｇ）少なくとも１つの凍結保護物質、
（ｈ）標的核酸配列の第１部分または標的核酸配列に相補性の配列にハイブリダイズすることが可能な第１オリゴヌクレオチド、および
（ｉ）標的核酸配列の第２部分または標的核酸配列に相補性の配列にハイブリダイズすることが可能であり、１組の結合バートナーの第２メンバーを含む第２オリゴヌクレオチド
を得、
（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸および（ｈ）第１オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが標識により修飾されていること、第１オリゴヌクレオチドが標的核酸配列にハイブリダイズすることが可能であるならば、そのときには第２オリゴヌクレオチドが標的核酸配列の相補体にハイブリダイズすることが可能であること、第１オリゴヌクレオチドが標的核酸配列の相補体にハイブリダイズすることが可能であるならば、そのときには第２オリゴヌクレオチドが標的核酸配列にハイブリダイズすることが可能であること、および組成物が標的核酸配列またはその相補体を含まないことを特徴とすること、および
（２）容器内において（ａ）〜（ｉ）を組み合わせ、それにより標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物を形成すること
を含む、標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物の製造方法を提供する。
いくつかの実施形態において、本発明は、
（１）以下の各成分：
（ａ）少なくとも１つのポリメラーゼ、
（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、
（ｃ）少なくとも１つの１価の陽イオン、
（ｄ）少なくとも１つの２価の陽イオン、
（ｅ）少なくとも１つの緩衝剤、
（ｆ）リンカー物質に結合することが可能な少なくとも１つの固体支持体、
（ｇ）少なくとも１つの凍結保護物質、
（ｈ）標的核酸配列の第１部分または標的核酸配列に相補性の配列にハイブリダイズすることが可能な第１オリゴヌクレオチド、および
（ｉ）標的核酸配列の第２部分または標的核酸配列に相補性の配列にハイブリダイズすることが可能であり、リンカー物質を含む第２オリゴヌクレオチド、
（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸および（ｈ）第１オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが標識により修飾されていること、標的核酸配列が増幅されるまで、第２オリゴヌクレオチドが固体支持体に結合されないこと、第１オリゴヌクレオチドが標的核酸配列にハイブリダイズすることが可能であるならば、そのときには第２オリゴヌクレオチドが標的核酸配列の相補体にハイブリダイズすることが可能であること、第１オリゴヌクレオチドが標的核酸配列の相補体にハイブリダイズすることが可能であるならば、そのときには第２オリゴヌクレオチドが標的核酸配列にハイブリダイズすることが可能であること、および組成物が標的核酸配列またはその相補体を含まないこと特徴とすること、および
（２）単一容器中において（ａ）〜（ｉ）を組み合わせ、それによって標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物を形成すること
を含む、試料中の標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物の製造方法を提供する。
いくつかの実施形態において、本発明は、
（１）以下のもの：
（ａ）少なくとも１つのポリメラーゼ、
（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、
（ｃ）少なくとも１つの１価の陽イオン、
（ｄ）少なくとも１つの２価の陽イオン、
（ｅ）少なくとも１つの緩衝剤、
（ｆ）Ｎの不連続領域を含む少なくとも１つの固体支持体、
（ｇ）少なくとも１つの凍結保護物質、
（ｈ）ｉ番目第１オリゴヌクレオチドが、ｉ番目標的核酸配列の第１部分とハイブリダイズすることが可能なＮの第１オリゴヌクレオチド、
（ｉ）ｉ番目第２オリゴヌクレオチドが、ｉ番目標的核酸配列の第２部分に相補性の核酸配列とハイブリダイズすることが可能であり、かつ、（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、（ｈ）ｉ番目第１オリゴヌクレオチド、および（ｉ）ｉ番目第２オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが標識により修飾されているＮの第２オリゴヌクレオチド、および
（ｊ）ｉ番目第３オリゴヌクレオチドが少なくとも１つの固体支持体上のｉ番目不連続領域に結合され、かつ
（１）ｉ番目標的核酸配列、または
（２）ｉ番目標的核酸配列に相補性の核酸配列
の第３部分とハイブリダイズすることが可能なＮの第３オリゴヌクレオチドを得ること、
（２）ｉ番目第３オリゴヌクレオチドを少なくとも１つの固体支持体上のｉ番目不連続領域に結合すること、および
（３）容器内において（ａ）〜（ｉ）を組み合わせ、それによってＮの標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物を形成することを含み、
Ｎが１または１よりも大きい整数であること、ｉ番目が１およびＮの両方を含む１とＮとの間の全ての整数を順番に表し、かつ、組成物の標的核酸特異的要素を示すのに用いられること、および組成物が標的核酸配列またはその相補体を含まないことを特徴とする
Ｎの標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物の製造方法を提供する。
いくつかの実施形態において、本発明は、
（１）以下の：
（ａ）少なくとも１つのポリメラーゼ、
（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、
（ｃ）少なくとも１つの１価の陽イオン、
（ｄ）少なくとも１つの２価の陽イオン、
（ｅ）少なくとも１つの緩衝剤、
（ｆ）ｉ番目不連続領域が１組の結合バートナーのｉ番目第１メンバーにより修飾されている、Ｎの不連続領域を含む少なくとも１つの固体支持体、
（ｇ）少なくとも１つの凍結保護物質、
（ｈ）ｉ番目第１オリゴヌクレオチドが、ｉ番目標的核酸配列の第１部分またはｉ番目標的核酸配列に相補性の配列にハイブリダイズすることが可能なＮの第１オリゴヌクレオチド、および
（ｉ）ｉ番目第２オリゴヌクレオチドが、ｉ番目標的核酸配列の第２部分またｉ番目標的核酸配列に相補性の配列にハイブリダイズすることが可能であり、かつ、１組の結合バートナーのｉ番目第２メンバーを含むＮの第２オリゴヌクレオチド
を得、
Ｎが１または１よりも大きい整数であること、ｉ番目が１およびＮの両方を含む１とＮとの間の全ての整数を順番に表し、かつ、組成物の標的核酸特異的要素を示すのに用いられること、（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸および（ｈ）第１オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが標識により修飾されていること、第１オリゴヌクレオチドが標的核酸配列にハイブリダイズされることが可能であるならば、そのときには第２オリゴヌクレオチドが標的核酸配列の相補体にハイブリダイズすることが可能であること、第１オリゴヌクレオチドが標的核酸配列の相補体にハイブリダイズすることが可能であるならば、そのときには第２オリゴヌクレオチドが標的核酸配列にハイブリダイズすることが可能であること、および組成物が標的核酸配列またはその相補体を含まないことを特徴とすること、および
（２）容器内において（ａ）〜（ｉ）を組み合わせ、それによってＮの標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物を形成すること
を含む、Ｎの標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物の製造方法を提供する。
いくつかの実施形態において、本発明の方法は、標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物をフリーズドライする工程を含み得る。ある実施形態において、本発明の方法は、標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物を凍結乾燥する工程を含み得る。
種々の実施形態において、本発明は、
（１）前述のとおりの方法により生成される標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための第１組成物を得る、
（２）標的核酸配列を含有する試料を第１組成物に付加して第２組成物を形成する、
（３）第２組成物を交互に加熱および冷却して標的核酸配列の多数の複製を製造する、
（４）任意に、工程（３）から標的核酸配列の多数の複製を単離する、および
（５）任意に標識を検出して、それによって試料中の標的核酸を検出する
工程を含む、標的核酸配列を検出、増幅および／または単離する方法を提供する。
ある実施形態において、標的核酸配列を検出、増幅および／または単離する方法は、工程２〜５を実行する前に、工程（１）の組成物をフリーズドライまたは凍結乾燥する工程を含み得る。
いくつかの実施形態において、本発明は、
（１）前述のとおりの方法により生成された標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための第１組成物を得る、
（２）標的核酸配列を含有する試料を第１組成物に付加して第２組成物を形成する、
（３）第２組成物を交互に加熱および冷却して標的核酸配列の多数の複製を製造する、
（４）第２オリゴヌクレオチドを固体支持体に結合する、
（５）任意に、工程（３）から標的核酸配列の多数の複製を単離する、および
（６）任意に標識を検出し、それによって試料中の標的核酸を検出する
工程を含む標的核酸配列を検出、増幅および／または単離する方法を提供する。
いくつかの実施形態において、本発明は、
（１）前述のとおりの第１組成物を得る、
（２）Ｎの標的核酸配列を含有していてもよい試料を第１組成物に付加して第２組成物を形成する、
（３）第２組成物を交互に加熱および冷却して、試料中のＮの標的核酸配列のそれぞれの多数の複製が作られるようにする、
（４）少なくとも１つの固体支持体上のＮの不連続領域に多数の複製を結合させておく、および
（５）任意に標識を検出または単離し、それによって試料中のＮの標的核酸配列を検出する
工程を含み、
Ｎが１または１よりも大きい整数であることを特徴とする
Ｎの標的核酸配列を検出、増幅および／または単離する方法を提供する。
本発明はまた、本発明に係る標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための方法を実行するために用いることができるキットも提供することができる。
上述の概略的説明および以下の詳細な説明は、例証的、かつ、説明するためのものであり、主張されているように本発明の範囲を限定するものではない。
ある実施形態において、本発明は、試料中の標的核酸配列を増幅または検出するための予備混合試薬を含む組成物を提供する。その他の実施形態において、本発明はまた、標的核酸配列を単離するための手段も提供する。本発明の組成物は、（１）各成分を別々に付加した時に生じる測定誤差による潜在的不正確さおよび（２）各成分溶液に何回もピペットの先端が導入されることで増大する異質核酸による成分汚染の危険を避けることができる。加えて、本発明の組成物は使用するのにより便利である。核酸配列を検出、増幅および／または単離するのに必要な全ての成分が、試料そのものを除いて、単一の容器内に収めることができる。
本発明はまた、本発明の組成物の製造方法ならびに試料中の標的核酸配列を検出、増幅および／または単離する方法も提供する。本発明の組成物は、試料中の標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するために有効なキットの一部であり得る。
Ｉ．定義
用語「ハイブリダイズ」は、相補性のオリゴヌクレオチドおよび／またはポリヌクレオチドの間の結合を指す。２つの分子がハイブリダイズすると、相補性の塩基対により、２つの分子の結合を形成する。オリゴヌクレオチドは、様々な環境下でオリゴヌクレオチドにまたはポリヌクレオチドにハイブリダイズすることができる。例えば、オリゴヌクレオチドはＰＣＲ反応中に標的配列または標的配列の相補体にハイブリダイズすることができる。このような状況において、オリゴヌクレオチドは、標的配列増幅に使用される塩および温度条件下で標的核酸配列またはその相補体に「ハイブリダイズすることができる」。オリゴヌクレオチドの一部分もまた、オリゴヌクレオチドを固体支持体に結合させる過程において、第２オリゴヌクレオチドにハイブリダイズすることができる。例えば、固体支持体は、オリゴヌクレオチドを１０チミジン残基と共にその末端でハイブリダイゼーションを介して固体支持体に結合させることができる固体支持体に共有結合的に付着したポリＡオリゴヌクレオチド１０残基長を有し得る。この状況においては、オリゴヌクレオチドは、オリゴヌクレオチドを固体支持体に結合させるために用いられる塩および温度条件下で「ハイブリダイズすることが可能である」。オリゴヌクレオチドはまた、標的配列を捕獲または単離するために標的配列にハイブリダイズし得る。この状況においては、オリゴヌクレオチドは、標的核酸配列を捕獲または単離するために用いられる塩および温度条件下で「ハイブリダイズすることが可能である」。当業者は、捕獲オリゴヌクレオチドの長さ、オリゴヌクレオチドＣ/Ｇ含有量、およびハイブリダイゼーション反応の塩濃度から、標的配列を捕獲する適切なハイブリダイゼーション温度を容易に決定することができる。
用語「相補性」は、塩基対を形成するヌクレオチドを指す。例えば、アデニンはチミジンに相補性であり、アデニンはウラシルに相補性であり、シトシンはグアニンに相補性である。二本鎖オリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチドの各鎖は、各ヌクレオチド位置において各鎖からのヌクレオチドが塩基対を形成する場合、相補性である。用語「十分に相補性」は、正確に相補体でないが、一連のハイブリダイゼーション条件下で互いにハイブリダイズすることができる２つの配列を指す。例えば、一本の鎖が他方よりも長いこともあるが、ハイブリダイゼーションに帰着するのに十分な位置で塩基対の形を有する。別の例においては、２つの鎖が同じ長さで、各位置で塩基対を形成していない可能性があるが、ハイブリダイゼーションに帰着するための十分な塩基対が形成される。配列の長さを含む各因子、配列が有しているＧおよびＣ残基の数、ハイブリダイゼーション反応の塩濃度、およびハイブリダイゼーション反応の温度により、どのくらいヌクレオチドの不適当な組み合わせが存在し得るかを決定することができ、それでも２つの十分に相補性の配列間でのハイブリダイゼーションに至る。適切なハイブリダイゼーション条件は、Dieffenbach, C. WおよびDvksler, G.S. (1995) PCR primer: a laboratory manual. CSHL press、コールド・スプリング・ハーバー、米国、or PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications, Innis, M.A.ら編、Academic Press, サンディエゴ、米国、１９９０年に例証されているように、当業者は最小限度の実験により選択することができる。例えば、十分に相補性の配列は、１．５ｍＭＭｇ２＋および５０ｍＭＮａ＋の存在下で、６０℃で互いにハイブリダイズすることができる。
用語「プライマー」は、標的核酸配列にハイブリダイズし、相補性鎖の合成を可能にすることができるオリゴヌクレオチドを指す。用語「順方向プライマー」は、ＤＮＡ分子の非コード鎖とハイブリダイズすることができるプライマーを指す。用語「逆方向プライマー」は、ＤＮＡ分子のコード鎖とハイブリダイズできるプライマーを指す。
用語「オリゴヌクレオチド」は、長さ１００ヌクレオチド未満のヌクレオチドまたは核酸類似体を含む分子を指す。用語「捕獲オリゴヌクレオチド」は、増幅した標的核酸配列を固体支持体につなぐオリゴヌクレオチドを指す。用語「ポリＡ尾部」は、オリゴヌクレオチドの末端に付加された一連のアデニンヌクレオチドを指す。用語「ポリＴ尾部」は、オリゴヌクレオチドの末端に付加された一連のチミジンヌクレオチドを指す。用語「ポリＡオリゴヌクレオチド」は、アデニン残基だけを含有するオリゴヌクレオチドを指す。用語「ポリＴオリゴヌクレオチド」は、チミジン残基だけを含有するオリゴヌクレオチドを指す。次の各用語「ポリＧ尾部」、「ポリＵ尾部」、「ポリＣ尾部」、「ポリＧオリゴヌクレオチド」、「ポリＵオリゴヌクレオチド」および「ポリＣオリゴヌクレオチド」も同じように定義される。
用語「ポリヌクレオチド」は、長さ１００ヌクレオチド以上のヌクレオチドまたはヌクレオチド類似体を含む分子を指す。
用語「標的核酸配列」または「標的配列」は、配列中で順序つけられた核酸または核酸類似体を含む化合物を指し、化合物は、試料中で検出、増幅または単離されるために探し出される。核酸が二本鎖である場合、標的核酸配列は鎖のどちらか１つであってもよい。
用語「核酸」は、自然発生ヌクレオチドから単独で形成された骨格を持つヌクレオチド配列含有オリゴマーまたはポリマーを指す。用語「核酸類似体」は、少なくとも１つの修飾されたヌクレオチド、またはヌクレオチドおよび／または少なくとも１つヌクレオチド類似体の修飾から直接派生したサブユニットを含むオリゴマーまたはポリマーを意味する。
用語「核酸類似体」は、また標的核酸配列または標的核酸配列相補体に結合することができる合成分子も指す。例えば、核酸類似体は、リボまたはデオキシリボヌクレオチド、修飾されたヌクレオチド、および／またはヌクレオチド類似体で構成され得る。用語「ヌクレオチド類似体」は、天然ヌクレオチドまたは修飾されたヌクレオチドの位置で用いることが可能な合成部分を指す。
用語「ヌクレオシド三リン酸」または「ヌクレオチド」は、共有結合的に３つのリン酸基に結合することが可能なリボースまたはデオキシリボースのような糖分子に共有結合的に結合することが可能なプリンまたはピリミジンのような窒素性塩基を指す。ヌクレオシド三リン酸は、リボヌクレオシドおよびデオキシリボヌクレオシド三リン酸の両方を含み得る。用語「修飾されたヌクレオチド」は、化学的に修飾されたヌクレオチドを指す。
本明細書で用いられる用語「ポリメラーゼ」は、化学成分間の反応に触媒作用を及ぼしてより大きな分子を形成する酵素を指す。例えば、ポリメラーゼは、ヌクレオチドの重合に触媒作用を及ぼしてポリヌクレオチドを形成することができる。核酸ポリメラーゼは、各ヌクレオシド三リン酸間の反応に触媒作用を及ぼして、リン酸ジエステル結合により共に結合された直鎖状核酸分子を形成することができる。用語「処理能力」とは、酵素が鋳型基質複合体から離れる前に、ポリメラーゼが、増大する核酸鎖に付加することができるヌクレオチドの数を指す。
用語「重合」とは、より小さいサブユニットを化学的に連結してより大きな分子を形成する過程を指す。例えば、ヌクレオチドの重合は、結果としてポリヌクレオチドを形成することができる。
用語「緩衝剤」は、溶液中の自由水素イオンの濃度に対する変化を減少させることができ、それにより特定のｐＨまたはｐＨ範囲を維持することができる試薬を指す。
用語「凍結保護物質」は、乾燥物質の凍結、乾燥および／または再組成中に、生物学的活性分子または試薬の活性を防ぐことができる化合物または組成物を指す。用語「フリーズ−ドライ」は、真空で物質を急速凍結し、その後乾燥させることを指す。用語「凍結乾燥された」または「凍結乾燥」は、高真空で凍結することにより物質を乾燥させる、または減圧下で昇華により凍結した物質から水分を除去することを指す。用語「凍結乾燥する」および「フリーズドライ」は、本明細書全体を通して置き換え可能に用いられている。昇華は、固体が液相を経ずに蒸発する過程を指す。
陽イオンは、核酸に関連する負電荷を中和する手段を与える。本発明における有効な陽イオンは、１価および２価の陽イオンであってもよい。用語「１価の陽イオン」は、正味正電荷１を伴うイオンを指す。用語「２価の陽イオン」は、正味正電荷２を伴うイオンを指す。
用語「結合された」または「結合する」は、２つの部分間の対合を指す。例えば、ハイブリダイゼーションは、相補性オリゴヌクレオチドおよび／またはポリヌクレオチドの対合を伴う結合形成であってもよい。
用語「１組の結合バートナー」は、第２実体に結合することができる第１実体を指す。一般に、そのような複合体は比較的高い親和力および比較的低中間能力により特徴づけられる。非特定結合は中高能力を伴う低親和力を有している可能性がある。
用語「固体支持体」は、標的核酸配列にハイブリダイズすることが可能なオリゴヌクレオチドに結合されることが可能な任意の材料を指す。
用語「標識」は、オリゴヌクレオチドおよび／またはポリヌクレオチドに付着され、オリゴヌクレオチドおよび／またはポリヌクレオチド内に組み込まれる、および／またはヌクレオシド三リン酸に付着することができる部分、分子または分子の集まりを指し、部分、分子または分子の集まりはポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、またはヌクレオシド三リン酸を装置や方法を用いて検出することを可能にする。いくつかの実施形態において、標識は、直接的または間接的どちらでも検出可能信号を生成、修飾または調整することができる。
用語「ＥＣＬ部分」は、電気化学エネルギー源への暴露により、繰り返し電磁放射線を放射させることを誘発できる任意の化合物を指す。代表的なＥＣＬ部分は、Electrogenerated Chemiluminescence, Bard, Editor Marcel Dekker, (2004); Knight, A and Greenway, G. Analyst 119: 879-890 1994;および、米国特許5,221,605; 5,591,581; 5,858,676; および 6,808,939に記載されている。
本明細書で用いられる用語「ＥＣＬ共反応化合物」は、それ自体によりまたはその１つまたは複数の電気化学的還元生成物または酸化生成物を介したいずれかにより、ＥＣＬ反応配列において役割を担う化学化合物に属する。多くの場合、ＥＣＬ共反応化合物は、ＥＣＬを生成するためのより簡単な方法（例えば、二段階酸化−還元サイクルの半分だけの使用）および／または改善されたＥＣＬ強度の使用を可能にすることができる。
用語「容器」は、ＤＮＡ重合反応を実施するために適した入れ物を指す。
用語「耐熱性」は、実質上高温に影響されない特性を指す。例えば、あるポリメラーゼは、そのポリメラーゼが、６０℃で１時間経過後、その本来の活性の少なくとも５０％を維持しているならば、耐熱性と見なすことができる。
本明細書で用いられる用語「乾燥組成物」は、組成物が、組成物の全重量に比較して、５重量％以下の水分含有量を有していることを意味する。
本明細書で用いられる用語「液体接触」は、乾燥組成物への液体の付加を指し、乾燥組成物の各成分が同一の液体と接触している状態である。いくつかの実施形態において、液体は水である。
用語「磁気ビーズ」には、本文中で用いられているように、磁性、常磁性、および超常磁性ビーズが含まれる。
用語「および／または」は、本文中で用いられているように、一連の選択肢のうち少なくとも１つを意味する。例えば、Ａ、Ｂ、および／またはＣは次のＡ、Ｂ、Ｃ、ＡおよびＢ、ＡおよびＣ、ＢおよびＣ、ＡおよびＢおよびＣのいずれかである。
II．本発明の組成物
本発明は、試料中の標的核酸配列を増幅、検出および／または単離するための組成物に関する。これらの組成物は、試料標的核酸配列またはその相補体を除いて、単一製剤におけるＰＣＲ反応に必要なあらゆる試薬を提供することができる。いくつかの実施形態において、エンドユーザーは、標的核酸配列の増幅を開始する前に、組成物に標的核酸配列さらに、または水を付加するだけでよく、試料を調製するために必要なピペット操作の回数を最小限にすることによりテスト試料間の一貫性を最適化する。いくつかの実施形態において、本発明の組成物中に存在するオリゴヌクレオチドの少なくとも１つが多くの用途に役立つ。例えば、ただ１つのオリゴヌクレオチドは、ＰＣＲ反応を刺激しおよび結果として得られたＰＣＲ産物を固体支持体に付着させることの両方を可能にする。多機能性プライマーの追加例が以下の節で論じられている。最終的に、本発明の組成物は凍結乾燥することが可能で、それにより組成物の安定性を向上させている。
Ａ．２つのオリゴヌクレオチドを含む組成物
いくつかの実施形態では、本発明の組成物は、２つのオリゴヌクレオチドを含み得る。これらの実施形態では、１つのオリゴヌクレオチドは、ＰＣＲ反応を刺激し、そしてＰＣＲ産物を固体支持体に連結する２つの機能を果たす。いくつかの実施形態では、他のオリゴヌクレオチドは、ＰＣＲ反応を刺激し、そしてＰＣＲ産物を標識する。いくつかの実施形態では、他のオリゴヌクレオチドは、一方の機能のみを果たし、そしてＰＣＲ反応を刺激する一方で、ＰＣＲ産物に組み込まれるヌクレオチドは、ＰＣＲ産物を標識する。
オリゴヌクレオチドを、対１組の結合パートナーを介して固体支持体に連結させ得る。いくつかの実施形態では、本発明は、
（ａ）少なくとも１つのポリメラーゼ、
（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、
（ｃ）少なくとも１つの一価の陽イオン、
（ｄ）少なくとも１つの二価の陽イオン、
（ｅ）少なくとも１つの緩衝剤、
（ｆ）一対組の結合パートナーの第１構成要素により修飾された少なくとも１つの固体支持体、
（ｇ）少なくとも１つの凍結保護剤、
（ｈ）標的核酸配列の第１部分、または標的核酸配列に相補的である配列にハイブリダイズする能力のあることが可能な第１のオリゴヌクレオチド、および
（ｉ）標的核酸配列の第２部分、または標的核酸配列に相補的である配列にハイブリダイズすることが可能でありし、そして１組の結合パートナーの対の第２要素を含む能力のある第２のオリゴヌクレオチドを含み、
（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸および（ｈ）第１のオリゴヌクレオチドの少なくとも１つが、標識により修飾されていること、第１のオリゴヌクレオチドが、標的核酸配列にハイブリダイズする能力がすることが可能である場合に、そのときには第２のオリゴヌクレオチドは、標的核酸配列の相補体にハイブリダイズすることが可能であること、第１のオリゴヌクレオチドが、標的核酸配列の相補体にハイブリダイズすることが可能である場合に、そのときには第２のオリゴヌクレオチドは、標的核酸配列にハイブリダイズすることが可能であること、そしておよび組成物が、標的核酸配列またはそれの相補体を含まないことを特徴とするものである標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物を提供する。
ある実施形態では、固体支持体は、一対組の結合パートナーの第１構成要素により修飾されたビーズを含み得る。ある実施形態では、ビーズは、磁性化可能な磁気ビーズであり得る。ある実施形態では、固体支持体は、対１組の結合パートナーの第１構成要素により修飾され得る磁性化可能な磁気ビーズを含み得る。ある実施形態では、固体支持体は、第１構成要素がオリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチドを含む対１組の結合パートナーの第１構成要素により修飾されたビーズを含み得る。ある実施形態では、固体支持体は、カルボキシル化磁性化ビーズを含み得る。
ある実施形態では、第２のオリゴヌクレオチドは、対１組の結合パートナーの第２構成要素により修飾され得て、そして少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸または第１のオリゴヌクレオチドのいずれかが、少なくとも１つの電気化学的ルミネッセンス発光部分、すなわちＥＣＬ成分により修飾され得る。対１組の結合パートナーは、第２のオリゴヌクレオチドおよび少なくとも１つの固体支持体の間の可逆性結合を可能にし得る。いくつかの実施形態では、対１組の結合パートナーの第１構成要素および第２構成要素の間の相互反応作用は、（１）第１および第２構成要素が、増幅反応の間に互いに安定的に結合しないように、ＤＮＡを増幅するために使用される温度で不安定であり、および（２）ＤＮＡを増幅するために使用される温度で、または未満で安定である。例えば、少数のアデニンおよびチミジン残基の間の結合は、温度感受性である。いくつかの実施形態では、固体支持体は、１０、２０、３０、４０または５０個のチミジン残基長またはいずれかの中間の長さであるポリＴ尾部により修飾され得る。いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチドプライマーは、１０、２０、３０、４０または５０個のアデニン残基長またはいずれかの中間の長さであるそれの５’末端にポリＡ尾部を５’末端に有し得る。他の実施形態では、ポリＡ尾部は、固体支持体に連結され得て、そしてオリゴヌクレオチドプライマーは、それの５’末端にポリＴ尾部を有し得る。いくつかの実施形態では、ポリｄＡまたはポリｄＴ尾部の融解温度（Ｔｍ）は、使用されるＰＣＲプライマーのＴｍより低い少なくとも１０℃低い可能性がある。例えば、オリゴヌクレオチドプライマーは、ポリＴ尾部が５０℃のＴｍを示し、そしてビーズの集合がプライマーポリＴ尾部と同じ長さであるポリＡ尾部を有し得るものであるポリＴ尾部を有し得る。増幅のために使用される温度が５０℃より高いため、このプライマーおよびビーズは、ＰＣＲのような増幅反応の間に一緒に存在でき、そして増幅の間に、互いに連結しない。例えば、ＰＣＲサイクルは、融解のために９５℃の、プライマー・ハイブリダイゼーションのために６０℃の、そして重合のために７２℃の温度を使用し得る。これらの温度の間、プライマーのポリＴ尾部およびビーズのポリＡ尾部は相互作用しない。しかし、いったん増幅が完了し、そしてサンプル試料が、５０℃またはそれ未満以下に下がると、プライマーのポリＴ尾部とビーズのポリＴＡ尾部は相互作用でき、それにより増幅配列をビーズに付着させ得る。
いくつかの実施形態では、第２のオリゴヌクレオチドは、標的核酸配列に含まれない１本鎖の制限エンドヌクレアーゼ認識部位を含み得る。固体支持体は、同じエンドヌクレアーゼ認識部位の十分に相補的な鎖を含むオリゴヌクレオチドにより修飾され得る。標的核酸配列の増幅の後、増幅標的の１つの鎖を、固体支持体に連結したオリゴヌクレオチドにハイブリダイズさせ、それにより制限エンドヌレアーゼ切断部位を作り出し得る。いくつかの実施形態では、制限エンドヌレアーゼ切目切断を切断開裂して、増幅標的鎖の単離を可能にし得る。
オリゴヌクレオチドは、リンカー物質を介しても固体支持体に連結され得る。このような実施形態では、連結オリゴヌクレオチドは、増幅が起こった後まで、固体支持体に連結されない。いくつかの実施形態では、本発明は、
（ａ）少なくとも１つのポリメラーゼ、
（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、
（ｃ）少なくとも１つの一価の陽イオン、
（ｄ）少なくとも１つの二価の陽イオン、
（ｅ）少なくとも１つの緩衝剤、
（ｆ）リンカー物質に連結され得る少なくとも１つの固体支持体、
（ｇ）少なくとも１つの凍結保護剤、
（ｈ）標的核酸配列の第１部分、または標的核酸配列に相補的である配列にハイブリダイズする能力のあることが可能な第１のオリゴヌクレオチド、および
（ｉ）標的核酸配列の第２部分、または標的核酸配列に相補的である配列にハイブリダイズすることが可能であり、そしてリンカー物質を含む能力のある第２のオリゴヌクレオチドを含み、
（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸および（ｈ）第１のオリゴヌクレオチドの少なくとも１つが、標識により修飾されていること、第２のオリゴヌクレオチドが、標的核酸配列が増幅されるまで固体支持体に連結されず、第１のオリゴヌクレオチドが、標的核酸配列にハイブリダイズすることが可能である場合に、第２のオリゴヌクレオチドは、が標的核酸配列の相補体にハイブリダイズすることが可能であること、第１のオリゴヌクレオチドが、標的核酸配列の相補体にハイブリダイズする能力がすることが可能である場合に、第２のオリゴヌクレオチドは、標的核酸配列にハイブリダイズすることが可能であること、そしておよび組成物が、標的核酸配列またはそれの相補体を含まないことを特徴とするものである標的核酸配列を検出、増幅、および／または単離するための組成物を提供する。
いくつかの実施形態では、第２のオリゴヌクレオチドおよび固体支持体を、固体支持体に対する架橋を可能にする部分で修飾し得る。このような部分は、例えば、当業界当分野で知られる光活性化可能な架橋剤であり得る。ある実施形態では、固体支持体は、ビーズを含み得る。
いくつかの実施形態では、ＤＮＡ重合反応は、ＰＣＲ反応である。ＰＣＲでは、特定のＤＮＡ配列の十分に相補的な構成要素にハイブリダイズする２つのプライマーを使用することにより、ポリメラーゼによるＤＮＡ合成の開始を促進し得る。
２つのオリゴヌクレオチドを使用するいくつかの実施形態では、第１のオリゴヌクレオチドを、ＥＣＬ成分で修飾する。２つのオリゴヌクレオチドを使用するいくつかの実施形態では、三リン酸ヌクレオシドヌクレオシド三リン酸を、ＥＣＬ成分で修飾し得る。
さらに特定の例示の実施形態では、本発明は、
（ａ）Ｔａｑポリメラーゼ、
（ｂ）５’−三リン酸デオキシシチジンデオキシシチジン５’−三リン酸（ｄＣＴＰ）、５’−三リン酸デオキシアデノシンデオキシアデノシン５’−三リン酸（ｄＡＴＰ）、５’−三リン酸デオキシグアノシンデオキシグアノシン５’−三リン酸（ｄＧＴＰ）、５’−三リン酸デオキシチミジンデオキシチミジン５’−三リン酸（ｄＴＴＰ）、
（ｃ）塩化カリウム、
（ｄ）塩化マグネシウム、
（ｅ）トリス−ＨＣｌ、
（ｆ）対１組の相補的オリゴヌクレオチドの第１構成要素に共有結合で共有結合的に連結される磁性化可能な磁気ビーズ、
（ｇ）トレハロース、
（ｈ）［Ｒｕ（ｂｐｙ）３］２＋または［Ｒｕ（スルホ−ｂｐｙ）２ｂｐｙ］２＋で標識され、そして標的核酸配列の第１部分にハイブリダイズすることが可能な第１のオリゴヌクレオチド、および
（ｉ）標的核酸配列の第２部分に相補的である配列にハイブリダイズし、そして対１組の相補的オリゴヌクレオチドの第２の構成部材メンバーを含むことが可能な第２のオリゴヌクレオチドを含む乾燥組成物を提供する。
ある実施形態では、本発明は、
（ａ）少なくとも１つの熱安定性耐熱性ポリメラーゼ、
（ｂ）少なくとも４つの異なる三リン酸ヌクレオシドヌクレオシド三リン酸、
（ｃ）一価の陽イオンを含む少なくとも１つの塩、
（ｄ）二価の陽イオンを含む少なくとも１つの塩、
（ｅ）８．１から〜８．５までのｐＨ範囲で効果的な緩衝容量能力を示す、少なくとも１つの緩衝剤、
（ｆ）対１組の結合パートナーの第１構成要素により修飾されたビーズを含む少なくとも１つの固体支持体、
（ｇ）少なくとも１つの二糖、
（ｈ）標的核酸配列の第１部分に結合することが可能な第１のオリゴヌクレオチド、および
（ｉ）標的核酸配列の第２部分に結合することが可能であり、そして対１組の結合パートナーの第２構成要素により修飾された第２のオリゴヌクレオチド
を含み、
（ｂ）少なくとも４つの三リン酸ヌクレオシドヌクレオシド三リン酸および（ｈ）第１のオリゴヌクレオチドの少なくとも１つが、標識により修飾されていることを特徴とする乾燥組成物を提供する。
ある実施形態では、本発明は、
（ａ）Ｔａｑポリメラーゼ、
（ｂ）５’−三リン酸デオキシシチジンデオキシシチジン５’−三リン酸（ｄＣＴＰ）、５’−三リン酸デオキシアデノシンデオキシアデノシン５’−三リン酸（ｄＡＴＰ）、５’−三リン酸デオキシグアノシンデオキシグアノシン５’−三リン酸（ｄＧＴＰ）、５’−三リン酸デオキシチミジンデオキシチミジン５’−三リン酸（ｄＴＴＰ）、
（ｃ）塩化カリウム、
（ｄ）塩化マグネシウム、
（ｅ）トリス−ＨＣｌ、
（ｆ）対１組の結合パートナーの第１構成要素により修飾された磁性化可能な磁気ビーズ、
（ｇ）トレハロース、
（ｈ）標的核酸配列の第１部分に結合することが可能な第１のオリゴヌクレオチド、および
（ｉ）標的核酸配列の第２部分に結合することが可能であり、そして対１組の結合パートナーの第２構成要素により修飾された第２のオリゴヌクレオチド
を含み、
（ｂ）ヌクレオシド三リン酸および（ｈ）第１のオリゴヌクレオチドの少なくとも１つが、標識により修飾されている乾燥組成物を提供する。
２つのオリゴヌクレオチドを使用した実施形態は、複数の標的核酸配列を検出、増幅、または単離するために修飾され得る。このような修飾は、後述する「マルチアレイ」区分の節で下でいっそう詳細に検討される。
Ｂ．３つのオリゴヌクレオチドを含む組成物
いくつかの実施形態では、本発明の組成物は、プライマーとして作用する２つのものオリゴヌクレオチド、および第３のオリゴである３つのオリゴヌクレオチドを含み得る。いくつかの実施形態では、第３のオリゴヌクレオチドを、ＰＣＲ産物を固体支持体と連結させる。いくつかの実施形態では、第３のオリゴヌクレオチドを、共有結合を介して固体支持体と連結させる。いくつかの実施形態では、第３のオリゴヌクレオチドを、固体支持体と可逆的に結合させる。例えば、第３のオリゴヌクレオチドを、対１組の結合パートナーを介して固体支持体に連結させ得る。残りのオリゴヌクレオチドの両方がＰＣＲ反応を刺激する。いくつかの実施形態では、残りのオリゴヌクレオチドの内の１つも、ＰＣＲ産物を標識する。いくつかの実施形態では、第３のオリゴヌクレオチドは、ＰＣＲ産物を標識するが、その一方で、２つのプライマーオリゴヌクレオチドの内の一方はが、増幅産物を固体支持体に付着させる。いくつかの実施形態では、ＰＣＲ産物に組み込まれるヌクレオチドは、ＰＣＲ産物を標識する。
いくつかの実施形態では、本発明は、
（ａ）少なくとも１つのポリメラーゼ、
（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、
（ｃ）少なくとも１つの一価の陽イオン、
（ｄ）少なくとも１つの二価の陽イオン、
（ｅ）少なくとも１つの緩衝剤、
（ｆ）少なくとも１つの固体支持体、
（ｇ）少なくとも１つの凍結保護剤、
（ｈ）標的核酸配列の第１部分とハイブリダイズすることが可能な第１のオリゴヌクレオチド、
（ｉ）標的核酸配列の第２部分に相補的な核酸配列とハイブリダイズすることが可能な第２のオリゴヌクレオチド、および
（ｊ）少なくとも１つの固体支持体に連結され、そして
（１）標的核酸配列、または
（２）標的核酸配列と相補的な核酸配列の第３部分とハイブリダイズすることが可能な第３のオリゴヌクレオチド
を含み、
（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、（ｈ）第１のオリゴヌクレオチド、および（ｉ）第２のオリゴヌクレオチドの内の少なくとも１つが、標識により修飾されておりること、そしておよび組成物が、標的核酸配列またはその相補体を含まないものであることを特徴とする標的核酸配列を検出、増幅、または単離するための組成物を提供する。
いくつかの部分は、第３のオリゴヌクレオチドを、固体支持体と結合させるために使用され得る。いくつかの実施形態では、第３のオリゴヌクレオチドは、前述のとおり検討上述された結合パートナーのような対１組の結合パートナーを介して、固体支持体に連結され得る。例えば、いくつかの実施形態では、アビジン／ビオチン相互作用がＰＣＲ反応を通して安定なままである場合に、アビジンは、ＰＣＲ反応を開始する前にビオチンと結合し得る。いくつかの実施形態では、固体支持体は、アビジンで被覆させ得る一方で、第３のオリゴヌクレオチドは、ビオチン化され得る。いくつかの実施形態では、固体支持体を、ストレプトアビジンで被覆し得る一方で、第３のオリゴヌクレオチドを、ビオチニル化し得る。例えば、いくつかの実施形態では、固体支持体を、抗−ＤＮＰ抗体で被覆し得る一方で、第３のオリゴヌクレオチドは、ＤＮＰを含み得る。いくつかの実施形態では、固体支持体を、抗フルオレセイン抗体で被覆し得る一方で、第３のオリゴヌクレオチドは、フルオレセインを含む。
いくつかの実施形態では、例えば、５’末端でオリゴヌクレオチドを第１級アミンで合成すること、およびそれらのオリゴヌクレオチドを、カルボキシル化磁性化可能な磁気ビーズと反応させることによって、第３のオリゴヌクレオチドを、固体支持体に共有結合で共有結合的に結合させ得る。いくつかの実施形態では、第３のオリゴヌクレオチドを、カルボジイミド・カップリング（例えば、Katzら、１９９４年、J.Electroanal.Chem.３６７巻、５９頁、Narvaezら、１９９７年、J.Electroanal.Chem. ４３０巻、２２７頁を参照）またはマレイミド反応（例えば、Martyら、２００４年、CMLS Cellular and Molecular Life Sci. ６１巻、１７８５頁）のような多様な周知の化学によって固体支持体の表面に共有結合で共有結合的に付着させ得る。
いくつかの実施形態では、第３のオリゴヌクレオチドを、切断可能な連結によって固体支持体に連結させ、従って、標的配列を含む複合体、第３のオリゴヌクレオチドおよび固体支持体が単離された後に、固体支持体から標的配列を分離する手段を提供し得る。第３のオリゴヌクレオチドおよび固体支持体の間の連結の切断が、酵素的、光分解性または化学的手段を使用して達成され得る。適切な化学的に切断可能な基の例は、それに限定されないが、ジアルコキシシラン、ジスルフィド、３’−（Ｓ）−ホスホロチオエート、５’−（Ｓ）−ホスホロチオエート、およびリボースであり得る。ジアルコキシシランは、フッ素イオンで切断され得る。ジスルフィド結合は、ジチオスレイトールのような還元剤で切断され得る。ホスホロチオエートヌクレオチド間連結は、中程度の酸化的条件下で選択的に切断され得る。リボース連結の選択的切断は、希釈水酸化アンモニウムでの処理によって達成され得る。適切な酵素切断可能部位は、グリコシラーゼまたはヌクレアーゼによって切断可能なヌクレオチドであり得る。ＤＮＡグリコシラーゼは、ウラシル−ＤＮＡグリコシラーゼであり得る。この方法では、ウラシルは、ポリヌクレオチドに合成的に組み込まれ、チミジンを置換し得る。ウラシルは、ウラシルＤＮＡグリコシラーゼを用いた処理によって部位特異的に除去され得る。切断可能部位は、IIクラスのIIＳ制限酵素のような制限エンドヌレアーゼ切断可能部位でもあり得る。例としては、ＢｐｍＩ、ＢｓｇＩ、ＢｓｅＲＩ、ＢｓｍＦＩ、およびＦｏｋＩ認識が挙げられる。第３のオリゴヌクレオチドの配列は、それが、標的配列中に存在する制限エンドヌレアーゼ部位を組み込むように選択され、そして増幅標的を第３のオリゴヌクレオチドに結合した後、続いて切断して、連結ポリヌクレオチドを放出し得る。これらおよび他の制限酵素部位の配列は、当業界当分野で示された。ニュー・イングランド・バイオラボズ（New England BioLabs）のカタログ（ニュー・イングランド・バイオラボズ、マサチューセッツ州バーバリー（Beverly,MA））を参照。
第３のオリゴヌクレオチドも、オルソ−ニトロベンジル級の光切断可能なリンカーのような光切断可能なリンカーを使用して、固体支持体から切断し得る。光切断可能なリンカーは、例えば、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチル、およびＦｍｏｃ−アミノエチルカルボン酸であり得る。
習熟した技術者当業者は、第３のオリゴヌクレオチドが、例えば供給されるときに組成物中に存在し得る光活性化可能な架橋剤を使用してＰＣＲ反応を開始する前に末端使用者エンドユーザーが第３のオリゴヌクレオチドを少なくとも１つの固体支持体に連結させる限り、末端使用者エンドユーザーに到達する前には、少なくとも１つの固体支持体に連結される必要がないことが分かる。
ある実施形態では、第３のオリゴヌクレオチドを、磁性化可能な磁気ビーズに連結し、標的核酸配列を単離および／または検出するための手段を提供し得る。複合体を磁界にかけることによって、磁性化可能な磁気ビーズに連結したオリゴヌクレオチドおよび標的配列を含む複合体を単離し得る。
３つのオリゴヌクレオチドを使用するある実施形態では、第３のオリゴヌクレオチドは、少なくとも部分的に、第１のオリゴヌクレオチド、第２のオリゴヌクレオチドまたは第１および第２の両方のオリゴヌクレオチドに結合できる核酸配列と重複する核酸配列と結合し得る。
３つのオリゴヌクレオチドを使用する実施形態は、複数の標的核酸配列を検出、増幅、または単離するように修飾され得る。このような修飾は、「マルチプル複数アレイ」区分の節で以下にさらに詳細に検討される。
３つのオリゴヌクレオチドを使用するいくつかの実施形態では、第１のオリゴヌクレオチドおよび第２のオリゴヌクレオチドの内の少なくとも１つを、ＥＣＬ成分で修飾する。３つのオリゴヌクレオチドを使用するいくつかの実施形態では、ヌクレオシド三リン酸を、ＥＣＬ成分で修飾する。
ある実施形態では、第１および第２のオリゴヌクレオチドは、ＤＮＡ重合反応でプライマーとして役割を果たし得る。いくつかの実施形態では、ＤＮＡ重合反応は、ＰＣＲ反応である。ＰＣＲでは、特定のＤＮＡ配列の十分に相補的な構成要素にハイブリダイズする２つのプライマーを使用でき、従って、ポリメラーゼによるＤＮＡ合成の開始を促進し得る。
以下の実施形態は、特定の例の組成物の成分を含む組成物を提供する。例えば、Ｔａｑポリメラーゼのようなポリメラーゼ、塩化カリウムのような一価の陽イオン、塩化マグネシウムのような二価の陽イオン、連結物質リンカー物質としてのビオチンなどである。いくつかの実施形態では、本発明は、
（ａ）Ｔａｑポリメラーゼ、
（ｂ）デオキシシチジン５’−三リン酸（ｄＣＴＰ）、デオキシアデノシン５’−三リン酸（ｄＡＴＰ）、デオキシグアノシン５’−三リン酸（ｄＧＴＰ）、デオキシチミジン５’−三リン酸（ｄＴＴＰ）、
（ｃ）塩化カリウム、
（ｄ）塩化マグネシウム、
（ｅ）トリス−ＨＣｌ、
（ｆ）アビジンまたはストレプトアビジンで被覆された磁性化可能な磁気ビーズ、
（ｇ）トレハロース、
（ｈ）標的核酸配列の第１部分にハイブリダイズする能力がすることが可能であり、そして［Ｒｕ（ｂｐｙ）３］２＋または［Ｒｕ（スルホ−ｂｐｙ）２ｂｐｙ］２＋で標識された第１のオリゴヌクレオチド、
（ｉ）標的核酸配列の第２部分に相補的である核酸配列とハイブリダイズする能力のあることが可能な第２のオリゴヌクレオチド、および
（ｊ）第３のオリゴヌクレオチドがビオチニル化され、そして標的核酸配列の第３部分に、または標的核酸配列に相補的な核酸配列にハイブリダイズすることが可能なものである第３のオリゴヌクレオチド
を含む乾燥組成物を提供する。
いくつかの実施形態は、裏打剤として第１級アミンを使用できる。いくつかの実施形態では、本発明は、
（ａ）Ｔａｑポリメラーゼ、
（ｂ）デオキシシチジン５’−三リン酸（ｄＣＴＰ）、デオキシアデノシン５’−三リン酸（ｄＡＴＰ）、デオキシグアノシン５’−三リン酸（ｄＧＴＰ）、デオキシチミジン５’−三リン酸（ｄＴＴＰ）、
（ｃ）塩化カリウム、
（ｄ）塩化マグネシウム、
（ｅ）トリス−ＨＣｌ、
（ｆ）カルボキシル化磁性化可能な磁気ビーズ、
（ｇ）トレハロース、
（ｈ）標的核酸配列の第１部分にハイブリダイズする能力がすることが可能であり、そして［Ｒｕ（ｂｐｙ）３］２＋または［Ｒｕ（スルホ−ｂｐｙ）２ｂｐｙ］２＋で標識された第１のオリゴヌクレオチド、
（ｉ）標的核酸配列の第２部分に相補的である核酸配列とハイブリダイズする能力のあることが可能な第２のオリゴヌクレオチド、および
（ｊ）第３のオリゴヌクレオチド中で、標的核酸配列の第３部分に、または標的核酸配列に相補的な核酸配列にハイブリダイズすることが可能なものである５’末端で第１級アミンを通してカルボキシル化磁性化可能な磁気ビーズに結合した第３のオリゴヌクレオチド
を含む乾燥組成物を提供する。
ある実施形態では、本発明は、
（ａ）少なくとも１つの熱安定性耐熱性ポリメラーゼ、
（ｂ）少なくとも４つの異なるヌクレオシド三リン酸、
（ｃ）一価の陽イオンを含む少なくとも１つの塩、
（ｄ）二価の陽イオンを含む少なくとも１つの塩、
（ｅ）８．１から〜８．５までのｐＨ範囲で効果的な緩衝容量能力を示す少なくとも１つの緩衝剤、
（ｆ）少なくとも１つの固体支持体、
（ｇ）少なくとも１つの二糖、
（ｈ）標的核酸配列の第１部分にハイブリダイズすることが可能な第１のオリゴヌクレオチド、
（ｉ）標的核酸配列の第２部分にハイブリダイズすることが可能な第２のオリゴヌクレオチド、および
（ｊ）少なくとも１つの固体支持体に連結し、そして標的核酸配列の第３部分にハイブリダイズすることが可能な第３のオリゴヌクレオチド、
を含み、
少なくとも４つのヌクレオシド三リン酸、第１のオリゴヌクレオチド、および第２のオリゴヌクレオチドの内の少なくとも１つが、ＥＣＬ成分により修飾されている乾燥組成物を提供する。
Ｃ．マルチプル複数アレイのための組成物
いくつかの実施形態では、本発明は、複数の標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するために使用され得る。複数の標的核酸配列が検出されるとき、各標的核酸配列に十分に相補的であるオリゴヌクレオチドは、固体支持体の不連続区分に連結される。オリゴヌクレオチドは、前述のとおり検討された上述された連結剤を介して固体支持体の不連続区分に連結され得る。例えば、結合パートナーの一方が固体支持体上で不連続配置に付着される特徴的な一対組の結合パートナーによって、各特徴的オリゴヌクレオチドを、固体支持体に連結させ得る。あるいはまたは、各特徴的なオリゴヌクレオチドを、異なる不連続配置で固体支持体に連結させ得る。複数の標的核酸配列は、１つの生物から得られる複数の配列、または複数の生物から得られる標的核酸配列であり得る。複数の標的核酸配列に関するいくつかの実施形態では、固体支持体は、異なる標的を捕捉するために配列された不連続領域を有する平面構造であり得る。いくつかの実施形態では、各標的核酸配列は、異なる第１のオリゴヌクレオチド、第２のオリゴヌクレオチド、存在する場合は第３のオリゴヌクレオチド、および存在する場合には対１組の結合パートナーを有し得る。例えば、異なる標的配列を検出するために、各不連続領域を、異なる第３のオリゴヌクレオチドに連結させ得る。この複数のアレイを、区分節II．Ａ．で検討上述されるとおり、２つのオリゴヌクレオチドフォーマットと共に使用し得る。いくつかの実施形態では、本発明は、
（ａ）少なくとも１つのポリメラーゼ、
（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、
（ｃ）少なくとも１つの一価の陽イオン、
（ｄ）少なくとも１つの二価の陽イオン、
（ｅ）少なくとも１つの緩衝剤、
（ｆ）ｉ番目の不連続領域が、対１組の結合パートナーのｉ番目の第１構成要素により修飾されているものであるＮの不連続領域を含む少なくとも１つの固体支持体、
（ｇ）少なくとも１つの凍結保護剤、
（ｈ）ｉ番目の第１のオリゴヌクレオチドが、ｉ番目の標的核酸配列の第１部分に、またはｉ番目の標的核酸配列に相補的である配列にハイブリダイズする能力がすることがある可能なものである第１のオリゴヌクレオチド、および
（ｉ）ｉ番目の第２のオリゴヌクレオチドが、ｉ番目の標的核酸配列の第２部分、にまたはｉ番目の標的核酸配列に相補的である配列にハイブリダイズする能力がすることが可能であり、そして対１組の結合パートナーのｉ番目の第２構成要素を含むものであるＮの第２のオリゴヌクレオチド
を含み、
Ｎが１または１よりも大きい整数であること、ｉ番目が１およびＮの両方を含む１とＮとの間の全ての整数を順番に表しＮが、１より大きいかまたは等しい整数であり、ｉ番目は、順に、１およびＮの両方を含めた１とＮの間の全ての整数を表し、組成物の標的核酸特異的構成要素を意味するため示すのに使用されること、（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸および（ｈ）第１のオリゴヌクレオチドの内の少なくとも１つが、標識により修飾されておりること、第１のオリゴヌクレオチドが、標的核酸配列にハイブリダイズする能力がすることが可能である場合に、第２のオリゴヌクレオチドは、標的核酸配列の成分にハイブリダイズすることが可能であること、第１のオリゴヌクレオチドが、標的核酸配列の相補体にハイブリダイズすることが可能である場合に、第２のオリゴヌクレオチドは、標的核酸配列にハイブリダイズすることが可能であること、そしておよび組成物が、標的核酸配列またはそれの相補体を含まないことを特徴とするＮの標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物を提供するものである。
Ｎの標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物を提供する。
この複数のアレイを、区分節IIＢで検討上述されるとおり、３つのオリゴヌクレオチドフォーマットと共に使用することもできる。いくつかの実施形態では、本発明は、
（ａ）少なくとも１つのポリメラーゼ、
（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、
（ｃ）少なくとも１つの一価の陽イオン、
（ｄ）少なくとも１つの二価の陽イオン、
（ｅ）少なくとも１つの緩衝剤、
（ｆ）Ｎの不連続領域を含む少なくとも１つの固体支持体、
（ｇ）少なくとも１つの凍結保護剤、
（ｈ）ｉ番目の第１のオリゴヌクレオチドが、ｉ番目の標的核酸配列の第１部分とハイブリダイズする能力がすることがある可能なものであるＮの第１のオリゴヌクレオチド、
（ｉ）ｉ番目の第２のオリゴヌクレオチドが、ｉ番目の標的核酸配列の第２部分に相補的な核酸配列とハイブリダイズすることが可能であるＮの第２のオリゴヌクレオチド、および
（ｊ）ｉ番目の第３のオリゴヌクレオチドが、少なくとも１つの固体支持体上のｉ番目の不連続領域に連結され、そして
（１）ｉ番目の標的核酸配列、または
（２）ｉ番目の標的核酸配列に相補的な核酸配列の第３部分とハイブリダイズすることが可能なものであるＮの第３のオリゴヌクレオチド
を含み、
Ｎが１または１よりも大きい整数であること、ｉ番目が１およびＮの両方を含む１とＮとの間の全ての整数を順番に表しＮが、１より大きいかまたは等しい整数であり、ｉ番目は、順に、１およびＮの両方を含めた１とＮの間の全ての整数を表し、組成物の標的核酸特異的構成要素を意味するため示すのに使用されること、（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、（ｈ）ｉ番目の第１のオリゴヌクレオチド、および（ｉ）ｉ番目の第２のオリゴヌクレオチドの内の少なくとも１つが、標識により修飾されていること、そしておよび組成物は、標的核酸配列またはそれの相補体を含まないことを特徴とするＮの標的核酸配列を検出、増幅、および／または単離するための組成物を提供する。
ある実施形態では、第１および第２のオリゴヌクレオチドは、ＤＮＡ重合反応でプライマーとして役割を果たし得る。いくつかの実施形態では、ＤＮＡ重合反応は、ＰＣＲ反応である。ＰＣＲでは、特定のＤＮＡ配列の十分に相補的な構成要素にハイブリダイズする２つのプライマーを使用でき、それによりポリメラーゼによるＤＮＡ合成の開始を促進し得る。
Ｄ．本発明の組成物の全般的態様
上で区分節II．Ａ〜−Ｃで検討上述される実施形態の全ては、例えば、サンプル試料が作製され得る源、使用されるオリゴヌクレオチドの型、使用される標識の型、ＰＣＲ反応条件、および使用される固体支持体の型のような共通するいくつかの特徴を共有する。本発明の組成物のこれらの一般的態様は、以下の区分節で検討される。
１．サンプル試料
サンプル試料は、ＤＮＡ、ＲＮＡ、またはそれらの混合物を含み得る。サンプル試料は、生物学上のサンプル試料であり得る。サンプル試料は、核酸分子のインビトロ化学合成から由来し得る。サンプル試料は、核酸を含有する生物からも作製され得る。このような生物は、例えば、細菌、ウイルス、原生動物、線虫、真菌、無脊椎動物、および脊椎動物であり得る。
ある実施形態では、標的核酸配列は、アエロモナス・ヒハイドロフィラ（Aeromonas Hydrophila）および他のエスピーピー（spp）種、バシルス・アンスラシス炭疽菌（Bacillus anthracis）、バシルス・セレウス菌（Bacillus cereus）、クロシトリジウム（Clostridium）のボツリヌム（Botulinum）神経毒素産生種、ブルセラ・アボルツス（Brucella abortus）、ブルセラ・メリテンシス（Brucella melitensis）、ブルセラ・スイス（Brucella suis）、ブルクホルデリア・マレイ（Burkholderia mallei）（公式にはシュードモナス・マレイ（Pseudomonas mallei））、ブルクホルデリア・シュードマレイ（Burkholderia pseudomallei）（公式にはシュードモナス・シュードマレイ（Pseudomonas mallei））、カンピロバクター・ジェジュニ（Campylobacter jejuni）、クラミジア・プシタチ（Chlamydia psittaci)、クロストリジウム・ボツリナム（Clostridium botulinum）、クロストリジウム・ボツリナム（Clostridium botulinum）、クロストリジウム・ペルフリンゲンス（Clostridium perfringens）、コシジオイデス・イミチス（Coccidioides immitis）、コシジオイデス・ポサダシ（Coccidioides posadasii）、コウドリア・ルミナンチウム（Cowdria ruminantium）（心水病）、コキシエラ・ブルネチ（Coxiella burnetii）、腸毒素産生性エッシェリキア・コリ大腸菌（Escherichia coli-enterotoxigenic）（ＥＴＥＣ）、腸病原性エッシェリキア・コリ大腸菌（Escherichia coli-enteropathogenic）（ＥＰＥＣ）、エッシェリキア・コリ大腸菌−腸出血性Ｏ１５７：Ｈ７（Escherichia coli-O157:H7）（ＥＨＥＣ）、および腸浸潤性エッシェリキア・コリ大腸菌（Escherichia coli-enteroinvasive）（ＥＩＥＣ）のような腸内毒素エッシェリキア・コリ大腸菌（Escherichia coli）群（ＥＥＣ群）、エヒリキア・カフェンシス（Ehrlichia chaffeensis）のようなエヒリキア・エスピーピー種．（Ehrlichia spp.）、フランシセラ・ツラレンシス（Francisella tularensis）、レジオネラ・ニューモフィラ（Legionella pneumophilla）、リベロバクター・アフレカヌス（Liberobacter africanus）、リベロバクター・アシアチクス（Liberobacter asiaticus）、リステリア・モノシトゲネス（Listeria monocytogenes）、クレブシエラ（Klebsiella）、エンテロバクター（Enterobacter）、プロテウス（Proteus）、シトロバクター（Citrobacter）、アエロバクター（Aerobacter）、プロビデンシア（Providencia）およびセラチア（Serratia）のようなミスセラノウスエンテリックス（miscellaneous enterics）、マイコバクテリウム・ボビス（Mycobacterium bovis）、マイコバクテリウム・ツバキュロシス（Mycobacterium tuberculosis）、マイコプラズマ・カプリコルム（Mycoplasma capricolum）、マイコプラズマ・ミコイデス・ミコイデス（Mycoplasma mycoides mycoides）、ペロノスクレロスポラ・フィリピネンシス（Peronosclerospora Phillippinensis）、ファコプソラ・パキリジ（Phakopsora pachyrhizi）、プレシオモナス・シゲロイデス（Plesiomonas shigelloides）、ラルストニア・ソラナセアルム・レイス３（Ralstonia solanacearum race 3）、次亜種２、リケッシア・プロワゼキ（Rickettsia prowazekii）、リケッシア・リケチ（Rickettsia richettsii）、サルモネラ・エスピーピー種（Salmonella spp）、シュレロフトラ・ライシアエ・バー・ゼアエ（Schlerophthora rayssiae var zeae）、シゲラ・エスピーピー種（Shigella spp.）、スタフィロコッカス・アウレウス（Staphylococcus aureus）、スタフィロコッカス・アウレウス（Staphylococcus aureus）、ストレプトコッカス（Streptococcus）、シンキトリウム・エンドビオチクム（Synchytrium endobioticum）、ビブリオ・コレラエ（Vibrio cholerae）非−Ｏ１、ビブリオ・コレラエ（Vibrio cholerae）Ｏ１、ビブリオ・パラヘモリチクス（Vibrio parahaemolyticus）および他のビブリオ種、ビブリオ・ブルニフィクス（Vibrio vulnificus）、キサントモナス・オリザエ（Xanthomonas oryzae）、キシレラ・ファスチジオサ（Xylella fastidiosa）（かんきつ類多様化白化株）、エルシニア・エンテロコリチカ（Yersinia enterocolitica）およびエルシニア・シュードツベキュロシス（Yersinia pseudotuberculosis）、およびエルシニア・ペスチス（Yersinia pestis）のような病原性細菌中で見られる。ある実施形態では、標的核酸配列は、非病原性細菌中で見られ得る。
ある実施形態では、標的核酸配列は、アデノビリダエ（Adenoviridea）、アレナビリダエ（Arenaviridae）、アルテリビルス（Arterivirus）、アストロビリダエ（Astroviridae）、バキュロビリダエ（Baculoviridae）、バドナビルス（Badnavirus）、バルナビリダエ（Barnaviridae）、ビルナビリダエ（Birnaviridae）、ブロモビリダエ（Bromoviridae）、ブニアビリダエ（Bunyaviridae）、カリシビリダエ（Caliciviridae）、カピロビルス（Capillovirus）、カリアビルス（Cariavirus）、カウリモビルス（Caulimovirus）、シルコビリダエ（Circoviridae）、クロステトビルス（Closterovirus）、コモビリダエ（Comoviridae）、コロナビリダエ（Coronaviridae）、コルチコビリダエ（Corticoviridae）、シストビリダエ（Cystoviridae）、デルタビルス（Deltavirus）、ジアントビルス（Dianthovirus）、エナモビルス（Enamovirus）、フィロビリダエ（Filoviridae）、フラビビリダエ（Flaviviridae）、フロビルス（Furovirus）、フセロビリダエ（Fuselloviridae）、ジェミニビリダエ（Geminiviridae）、ヘパドナビリダエ（Hepadnaviridae）、ヘルペスビリダエ（Herpesviridae）、ホルデイビルス（Hordeivirus）、ヒポビリダエ（Hypoviridae）、イデオビルス（Idaeovirus）、イノビリダエ（Inoviridae）、イリドビリダエ（Iridoviridae）、レビビリダエ（Leviviridae）、リポトリキシビリダエ（Lipothrixviridae）、ルテオビルス（Luteovirus）、マクロモビルス（Machlomovirus）、マラフィビルス（Marafivirus）、ミクロビリダエ（Microviridae）、ミオビリダエ（Myoviridae）、ネクロビルス（Necrovirus）、ノダビリダエ（Nodaviridae）、オルソミキソビリダエ（Orthomyxoviridae）、パラミキソビリダエ（Paramyxoviridae）、パルチチビリダエ（Partitiviridae）、パルボビリダエ（Parvoviridae）、フィコドナビリダエ（Phycodnaviridae）、プラズマビリダエ（Plasmaviridae）、ポドビリダエ（Podoviridae）、ポリドナビリダエ（Polydnaviridae）、ポテックスビルス（Potexvirus）、ポチビリダエ（Potyviridae）、ポックスビリダエ（Poxviridae）、レオビリダエ（Reoviridae）、レトロビリダエ（Retroviridae）、ラブドビリダエ（Rhabdoviridae）、リジディオビルス（Rhizidiovirus）、セキビリダエ（Sequiviridae）、シホリリダエ（Siphoviridae）、ソベモビルス（Sobemovirus）、テクチビリダエ（Tectiviridae）、テヌイビルス（Tenuivirus）、テトラビリダエ（Tetraviridae）、トバモビルス（Tobamovirus）、トブラビルス（Tobravirus）、トガビリダエ（Togaviridae）、トンブスビリダエ（Tombusviridae）、トチビリダエ（Totiviridae）、チモビルス（Tymovirus）、およびウムブラビルス（Umbravirus）科に属するウイルス中に見られ得る。
このようなウイルスの例としては、それに限定されないが、アフリカウマ病ウイルス、アフリカ豚コレラウイルス、アカバネウイルス、トリインフルエンザウイルス（高病原性）、バニャ（Bhanja）ウイルス、ブルータングウイルス（外来種）、ラクダ痘ウイルス、セルコピセシン・ヘルペスウイルス１、チクンガニャ・ウイルス、古典的豚コレラウイルス、コロナウイルス（ＳＡＲＳ）、クリミア−コンゴ出血熱ウイルス、デングウイルス、ダグベ（Dugbe）ウイルス、エボラウイルス；東部ウマ脳炎ウイルス、日本脳炎ウイルス、マレー・バレー脳炎、およびベネゼーラ・ウマ脳炎ウイルスのような脳炎ウイルス；ウマ・モルビリウイルス、フレキサルウイルス、口蹄疫ウイルス、ジャーミストンウイルス、ヤギ痘ウイルス、ハンターンまたは他のハンタウイルス、ヘンドラウイルス、イシククリウイルス、コウタンゴウイルス、ラッサ熱ウイルス、跳躍病ウイルス、ランピースキン病ウイルス、リンパ球脈絡髄膜炎ウイルス、悪性カタル熱ウイルス（高病原性）、マルブルクウイルス、マヤロウイルス、メナングルウイルス、サル痘ウイルス、ムカンボウイルス、ニューカッスル病ウイルス（ＶＶＮＤ）、ニファウイルス、ノーウォークウイルス群、オロパウチウイルス、オルンゴウイルス、小反芻動物病ウイルス、ピリウイルス、プラム痘ポチウイルス、ポリオウイルス、ポテトウイルス、ポーワッサンウイルス、リフトバレイ熱ウイルス、牛疫ウイルス、ロタウイルス、セムリキ森林ウイルス、ヒツジ痘ウイルス；フレキサル、グアナリト、ジュニン、マクポ、およびサビアのような南アフリカ出血熱ウイルス；スポンドウェニウイルス、ブタ水痘性疾患ウイルス；中央ヨーロッパダニ媒介脳炎、極東ダニ媒介脳炎、ロシア春夏脳炎、キャサヌール森林病疾患、およびオムスク出血熱のようなダニ媒介脳炎複合（フラビ）ウイルス、痘瘡主要ウイルス（天然痘ウイルス）、痘瘡副ウイルス（アラストリム）、水泡性口内炎ウイルス（高病原性）、ベッセルスブロンウイルス、ウエストナイルウイルス、黄熱病ウイルス；ジュニン、マクポ、サビア、フレキサルおよびグアナリトのような南アメリカ出血熱ウイルス；ＳＶ４０、ＪＣおよびＢＫのようなポリオマウイルスを含む、およびパピロマウイルス（例えば、ＨＰＶ）を含むパポバビリダエ科からのウイルス、パルボウイルス（例えば、Ｂ１９およびＲＡ−１）、リノウイルスを含むピコルナビリダエ科からのウイルスのような病原性細菌が挙げられる。
ある実施形態では、標的核酸配列は、カカンタモエバおよび他の自由生活性アメーバ、アニサキス・エスピー．種（Anisakis sp.）および他の関連線虫アスカリス・ルムブリコイデス（Ascaris lumbricoides）およびトリクリス・トリキウラ（Trichuris trichiura）；クリプトスポリジウム・パルブム（Cryptosporidium parvum）；シクロスポラ・カエタネンシス（Cyclospora cayetanensis）；ジフィロボスリウム・エスピーピー種．（Diphyllobothrium spp.）；エンタモエバ・ヒストリチカ（Entamoeba histolytica）；ユストロンギリデス・エスピー．種（Eustrongylides sp.）；ギアルジア・ラムブリア（Giardia lamblia）；ナノフィエツス・エスピーピー種．（Nanophyetus spp.）；シストソマ・エスピーピー種．（Shistosoma spp.）；トキソプラズマ・ゴンジ（Toxoplasma gondii);およびトリキネラ（Trichinella）のような寄生性原生動物および線虫で見られ得る。
ある実施形態では、標的核酸配列は、アスペルギルス・エスピーピー種．（Aspergillus spp．）、ブラストマイセス・デルマタチチディス（Blastomyces dermatitidis）、カンジダ（Candida）、コッキジオイデス・イミチス（Coccidioides immitis）、コッキジオデス・ポサダシル（Coccidiodes posadasil）、クリプトコッカス・ネオホルマンス（Cryptococcus neoformans）、ヒストプラズマ・カプスラツム（Histoplasma capsulatum）、トウモロコシさび病、コメ葉枯れ病、コメ褐斑病、ライ麦葉枯れ病、スポロトリックス・シェンキ（Sporothrix schenckii）および小麦真菌のような真菌で見ることができる。
ある実施形態では、標的核酸配列は、それに限定されないが、無脊椎動物およびヒトを含む哺乳類のような脊椎動物で見ることができる。ある実施形態では、標的核酸配列は、植物で見ることができる。ある実施形態では、標的核酸配列は、アルカエア（Archaea）のドメインから得られる種で見ることができる。
２．ポリヌクレオチドおよびオリゴヌクレオチド
本発明は、サンプル試料から標的核酸配列を検出、増幅、および／または単離するための組成物を提供する。いくつかの実施形態では、標的核酸配列は、ポリヌクレオチドであり得る。ポリヌクレオチドは、長さを変化できる。例えば、ポリヌクレオチドは、１００から〜２０００個までのヌクレオチド長であり得る。ポリヌクレオチドは、１００から〜１５００個までのヌクレオチド長であり得る。ポリヌクレオチドは、１００から〜１０００個までのヌクレオチド長であり得る。ポリヌクレオチドは、１００から〜５００個までのヌクレオチド長であり得る。ポリヌクレオチドは、１００から〜２００個までのヌクレオチド長であり得る。いくつかの実施形態では、標的配列増幅のために適した条件は、７２℃であり得る。いくつかの実施形態では、標的配列増幅のために適した条件は、４１℃であり得る。当業者は、標的増幅のために適した他の温度を十分に識別し得る。
いくつかの実施形態では、本発明の組成物は、オリゴヌクレオチドを含み得る。オリゴヌクレオチドは、１０から〜１００個までのヌクレオチド長であり得る。オリゴヌクレオチドは、１０から〜９０個までのヌクレオチド長であり得る。オリゴヌクレオチドは、１０から〜７０個までのヌクレオチド長であり得る。オリゴヌクレオチドは、１０から〜５０個までのヌクレオチド長であり得る。オリゴヌクレオチドは、１０から〜４０個までのヌクレオチド長であり得る。オリゴヌクレオチドは、１０から〜３０個までのヌクレオチド長であり得る。オリゴヌクレオチドは、１０から〜２０個までのヌクレオチド長であり得る。いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチドは、ポリＡ尾部を含み得る。いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチドは、ポリＴ尾部を含み得る。いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチドは、ポリＡオリゴヌクレオチドであり得る。いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチドは、ポリＴオリゴヌクレオチドであり得る。
いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチドは、プライマーであり得る。オリゴヌクレオチドに基づいて、連結が標的核酸配列の一部に対するハイブリダイゼーションを防止しない限りは、プライマーは、リン酸ジエステル結合によって、またはリン酸ジエステル結合以外の連結によって、連結され得る。例えば、オリゴヌクレオチドプライマーは、リン酸ジエステル連結よりむしろペプチド結合によって結合される構成要素塩基を有し得る。いくつかの実施形態では、プライマーを、標的核酸配列に十分に相補的であるように作製し得る。正確な相補性は、特定の組の条件でハイブリダイゼーションを達成する必要がない。配列の長さ、配列が有するＧおよびＣ残基の数、ハイブリダイゼーション反応の塩濃度およびハイブリダイゼーション反応の温度を含む因子は、どのくらいのヌクレオチドミスマッチが存在し得るかを決定し、さらに２つの配列の間のハイブリダイゼーションを生じ得る。適切なハイブリダイゼーション条件は、Dieffenbach,C.W.およびDvksler,G.S. (1995年) PCR primer:a laboratory manual.,CSHL pressプレス社、コールド・スプリング・ハーバー、（Cold Spring Harbor）、米国（USA）、またはPCR Protocols：A Guide to Methods and Applications、Innis,M.A.ら編、アカデミック・プレス（Academic Press）、サンディエゴ（San Diego）、米国（USA）、１９９０年で例示されるとおりの最小実験法を用いて当業者によって選択され得る。
ある実施形態では、プライマーは、ヌクレオチド、修飾ヌクレオチド、または核酸類似体を含み得る。ヌクレオチドは、ポリヌクレオチドを形成するための構築ブロックとして使用され得る。含窒塩基は、それに限定されないが、シトシン、グアニン、アデニン、チミジン、ウラシルおよびイノシンであり得る。ヌクレオシド三リン酸は、それに限定されないが、デオキシアデノシン三リン酸（ｄＡＴＰ）、デオキシシチジン三リン酸（ｄＣＴＰ）、デオキシグアノシン三リン酸（ｄＧＴＰ）、デオキシチミジン三リン酸（ｄＴＴＰ）、デオキシウラシル三リン酸（ｄＵＴＰ）、およびデオキシイノシン三リン酸（ｄＩＴＰ）、７−デアザ−ｄＧＴＰ、２−アザ−ｄＡＴＰ、およびＮ４−メチル−ｄＣＴＰであり得る。修飾ヌクレオチドの限定しない例としては、５−プロピニル−ウラシル、２−チオ−５−プロピニル−ウラシル、５−メチルシトシン、シュードイソシトシン、２−チオウラシルおよび２−チオチミン、２−アミノプリン、Ｎ９−（２−アミノ−６−クロロプリン）、Ｎ９−（２，６−ジアミノプリン）、ヒポキサンチン、Ｎ９−（７−デアザ−グアニン）、Ｎ９−（７−デアザ−８−アザ−グアニン）およびＮ８−（７−デアザ−８−アザ−アデニン）であり得る。核酸類似体は、それに限定されないが、ペプチド核酸（ＰＮＡ）、鍵付核酸（ＬＮＡ）またはいずれかの誘導形態の核酸であり得る。
いくつかの実施形態では、組成物は、少なくとも４つの異なるヌクレオシド三リン酸を含み得る。いくつかの実施形態では、少なくとも４つの異なる三リン酸ヌクレオシドヌクレオシド三リン酸は、デオキシシチジン・５’−三リン酸（ｄＣＴＰ）、デオキシアデノシン・５’−三リン酸（ｄＡＴＰ）、デオキシグアノシン・５’−三リン酸（ｄＧＴＰ）、およびデオキシチミヂン・５’−三リン酸（ｄＴＴＰ）であり得る。
３．標識
数個の型種の標識を、本発明の組成物に使用し得る。ある実施形態では、オリゴヌクレオチドまたは三リン酸ヌクレオシドヌクレオシド三リン酸の内の少なくとも１つは、標識により修飾され得る。標識は、それに限定されないが、発蛍光団、ハプテン、発光ルミネッセンス標識、放射活性標識、電気化学的ルミネッセンス発光部分（すなわち、ＥＣＬ成分）、クアンタムドット、ビーズ、アミノヘキシル、ピレン、金属粒子、スピン標識、酵素、および染料であり得る。直接的に検出可能な標識の例としては、それに限定されないが、ＥＣＬ成分、発蛍光団、および酵素標識が挙げられる。間接的に検出可能な標識の例は、それに限定されないが、ハプテン、酵素およびビオチンが挙げられる。標識としては、例えば、KostrikisL.ら、Science 279巻：１２２８−２９279: 1228-29頁、1998年で、およびTyagi,S.ら、Nat. Biotechnol. 16巻:49-52,頁、1998年で示されるとおりの分子ビーコン（すなわち、ヘヤピンループ含有オリゴヌクレオチドに付着した形態感受性標識）も含む。いくつかの実施形態では、標識は、検出可能な信号を減少し得る。例えば、標識は、検出可能な物質によって発生される検出可能な信号を消光または減少する物質であり得る。いくつかの実施形態では、標識は、消光剤が標的核酸増幅の結果として存在するときに、ＥＣＬ信号が減少されるようにＥＣＬ消光剤であり得る。例えば、ＥＣＬ成分は、消光剤を含有するＰＣＲ産物がビーズに連結されるときに、ＥＣＬ信号が減少されるように、ビーズと結合され得る。ＥＣＬ成分を有するビーズから得られる信号を、増幅反応中に関与したＥＣＬ成分を有するビーズと比較することによって、信号の減少を検出し得る。消光剤の例としては、それに限定されないが、メチルビオロゲンカルボキシレート、少なくとも１つのベンゼン部分を含む化合物、およびさらに詳細には、少なくとも１つのフェノール部分、キノン部分、ベンゼンカルボン酸、および／またはベンゼンカルボン酸部分を含む化合物が挙げられる。
少なくとも１つのフェノール部分を含み、そして少なくとも１つのフェノール部分を含む消光部分が誘導される消光剤の例としては、それに限定されないが、フェノール；アルキル−フェノール（o−メチル−フェノール（すなわちｏ−クレゾール）、ｍ−メチル−フェノール（すなわちｍ−クレゾール）、ｐ−メチル−フェノール（すなわちｏ−クレゾール）、ｏ−エチル−フェノール、ｍ−エチル−フェノール、ｐ−エチル−フェノール、ｏ−プロピル−フェノール、ｍ−プロピル−フェノール、およびｐ−プロピル−フェノールのようなｏ−アルキル−フェノール、ｍ−アルキル−フェノール、およびｐ−アルキル−フェノールを含むＣ１−６アルキル−フェノールのような）；アリール−フェノール（ｐ−フェニル−フェノールのようなｏ−アリール−フェノール、ｍ−アリール−フェノール、およびｐ−アリール−フェノールを含むＣ７−１０アリール−フェノールのような）；ハロ−フェノール（ｏ−フルオロ−フェノール、ｍ−フルオロ−フェノール、およびｐ−フルオロ−フェノールのようなｏ−ハロ−フェノール、ｍ−ハロ−フェノール、およびｐ−ハロ−フェノールのような）、ヒドロキシ−フェノール（ｏ−ヒドロキシ−フェノール（すなわちカテコール）、ｍ−ヒドロキシ−フェノール（すなわちレソルシノール）、およびｐ−ヒドロキシ−フェノール（すなわちヒドロキシキノン）のような）；およびビフェノール（４，４’−ビフェノールのような）が挙げられる。
少なくとも１つのキノン部分を含み、そして少なくとも１つのキノン部分を含む消光部分が誘導される消光剤の例としては、それに限定されないが、ｏ−キノン（すなわち１，２−ベンゾキノン）およびｐ−キノン（すなわち１，４−ベンゾキノン）のようなキノン（すなわちベンゾキノン）；２−メチル−１，４−ベンゾキノン、２−エチル−１，４−ベンゾキノン、２−ｎ−プロピル−１，４−ベンゾキノン、２，６−ジメチル−１，４−ベンゾキノン、および２，５−ジメチル−１，４−ベンゾキノンのようなＣ１−６アルキル−１，４−ベンゾキノンを含むＣ１−６アルキル−キノンのようなアルキル−キノン；２−フルオロ−１，４−ベンゾキノン、２−クロロ−１，４−ベンゾキノン、２−ブロモ−１，４−ベンゾキノン、２−ヨード−１，４−ベンゾキノン、２，６−ジフルオロ−１，４−ベンゾキノン、２，５−ジフルオロ−１，４−ベンゾキノン、２，６−ジクロロ−１，４−ベンゾキノン、２，５−ジクロロフルオロ−１，４−ベンゾキノン、２，６−ジブロモ−１，４−ベンゾキノン、および２，５−ジブロモ−１，４−ベンゾキノンを含むハロ−１，４−ベンゾキノンのようなハロ−キノン；２−メトキシ−３−メチル−１，４−ナフトキノンを含む１，２−ナフトトキノンおよび１，４−ナフトキノンのようなナフトキノン；１，５−ジヒドロキシ−９，１０−アントラキノン、１，２，３，４−テトラフルオロ−５，８−ジヒドロキシ−９，１０−アントラキノン、９，１０−アントラキノン−２−カルボン酸、９，１０−アントラキノン−２−スルホン酸、９，１０−アントラキノン−１，５−ジスルホン酸、および９，１０−アントラキノン−２，６−ジスルホン酸を含む１，２−アントラキノン、１，４−アントラキノン、９，１０−アントラキノンのようなアントラキノンが挙げられる。キノンおよびその誘導体は、通常に、化学的に修飾されて、反応性基を保有し得る（すなわち、化学的に活性化された種を形成する）。例えば、１つまたはそれより多く以上の反応性基に、都合により、その後、他の分子に（消光部分として）キノン様部分の付着を可能にするリンカー基を介して（例えば、１，４−ベンゾキノンのオルトまたはパラ位で）付着させ得る。例えば、１，４−ベンゾキノンは、アルキル基のようなリンカー基を介して、オルト−またはメタ−炭素にカルボン酸基（すなわち、−ＣＯＯＨ）を保有するように誘導され得る。このような化合物は、２−（１−カルボキシル−ブチ−２−イル）−５−メチル−１，４−ベンゾキノンである。このカルボン酸誘導体を誘導して、Ｎ−スクシンイミジルエステル（下記に示される）を形成し、そしてそれは、例えばアミノ酸を保有する分子へのキノン様消光部分の簡単な付着を可能にする。
Figure 2009500020
少なくとも１つのベンゼンカルボン酸またはベンゼンカルボン酸部分を含み、そして少なくとも１つのベンゼンカルボン酸またはベンゼンカルボン酸部分を含む消光部分が誘導され得る消光剤の例としては、それに限定されないが、安息香酸；ｏ−アミノフェノール、ｍ−アミノフェノール、およびｐ−アミノフェノールのようなアミノ安息香酸；ｏ−ヒドロキシフェノール、ｍ−ヒドロキシフェノール、およびｐ−ヒドロキシフェノールのようなヒドロキシ安息香酸；およびｏ−ニトロフェノール、ｍ−ニトロフェノール、およびｐ−ニトロフェノールのようなニトロ安息香酸が挙げられる。
発蛍光団は、それに限定されないが、５（６）−カルボキシフルオレッセン、５−または６−カルボキシフルオレッセン、６−（フルオレッセン）−５−（および６）−カルボキサミドヘキサン酸、フルオレッセン（すなわち、ＦＩＴＣ）、ロダミン、テトラメチルロダミン、シアニン染料（すなわち、Ｃｙ２、Ｃｙ３、Ｃｙ３．５、Ｃｙ５、Ｃｙ５．５、Ｃｙ７）、フィコエリスリン、Ｒ−フィコエリスリンの接合体、アロフィコエリスリンの接合体、カスケードブルー、オレンジグリーン４８８、パシフィックブルー、ロダミングリーン、都合により置換されたクマリン、ＡＭＣＡ、（ジエチル−アミノ）クマリン、ＰｅｒＣＰ、フィコビリタンパク質、Ｒ−フィコエリスリン（ＲＰＥ）、アロフィコエリスリン（ＡＰＣ）、テキサスレッド、プリンストンレッド、ＩＲ染料、ディオミックス（ジェナ、グレマニー（Jena, Gremany））染料、テトラメチルロダミン、リサミン、ＴＲＩＴＣ、およびアレックサ染料であり得る。発蛍光団は、被覆ＣｄＳｅナノ微結晶のような半導体材料に基づいた粒子のような無機発蛍光団も含み得る。例えば、バイオ分析およびハイテク・アプリケーションthe Dynomics catalogue of Fluorescent Dyes for Bioanalytical and Hightech Applications（４版、２００５年）に関する蛍光染料のダイノミックス・カタログ、およびジ・ハンドブックThe handbook −蛍光プローブおよび標識技術に対する指針- A Guide to Fluorescent Probes and Labeling Technologies（１０版、インビトロゲン（Invitrogen）、米国カリフォルニア州カールスバッド（Carisbad,CA,USA））を参照。
標識は、それに限定されないが、ジニトロフェノール（ＤＮＰ）、フルオレッセンイソチオシアネート（ＦＩＴＣ）、５（６）−カルボキシフルオレッセン、２，４−ジニトロフェニル、ジゴキシゲニン、ロダミン、ブロモデオキシ・ウリジン、アセチルアミノフルオレン、トリニトロフェノール水銀、エストラジオール、およびビオチンを含むハプテンまたは抗原であり得る。
ルミネッセンス発光標識は、それに限定されないが、ルミノール、イソルミノール、アクリジニウムエステル、アクリジンジオン１，２−ジオキセタン、ピリドピリダジン、グリーン蛍光タンパク質（ＧＦＰ）、ＧＦＰ類似体、リーフ珊瑚蛍光タンパク質（ＲＣＦＰ）、およびＲＣＦＰ類似体であり得る。
放射活性標識は、それに限定されないが、１４Ｃのような炭素の放射活性アイソトープ同位体、３Hのような水素の放射活性アイソトープ同位体、３２Pのような含リンの放射活性アイソトープ同位体、および３２Ｓのような硫黄の放射活性アイソトープ同位体であり得る。
例えば、放射活性ヌクレオシド三リン酸は、マサチューセッツ州ボストン（Boston,MA）のニュー・イングランド・ニュークレア（New England Nuclear）のような多様な源から市販で入手可能である。標識により修飾され得るヌクレオシド三リン酸の他の例としては、５−（３−アミノアリル）−ｄＵＴＰ、および５−｛［３−（Ｅ）−（４−アジド−２，３，５，６−テトラフルオロベンズアミド）プロペニル−１｝］−２’−デオキシウリジン−５’−トリホスフェートが挙げられる。
４．ＥＣＬ標識
ある実施形態では、標識は、ＥＣＬ成分を含み得る。ＥＣＬ成分は、遷移金属であり得る。例えば、ＥＣＬ成分は、金属が、例えば、ルテニウム、オスミウム、レニウム、イリジウム、ロジウム、プラチナ、パラジウム、モリブデン、およびテクネチウムから選択され得る金属含有有機化合物を含み得る。例えば、金属は、ルテニウムまたはオスミウムであり得る。例えば、ＥＣＬ成分は、ルテニウムキレートまたはオスミウムキレートであり得る。例えば、ＥＣＬ成分は、ビス（２，２’−ビピリジル）ルテニウム（II）およびトリ（２，２’−ビピリジル）ルテニウム（II）を含み得る。例えば、ＥＣＬ成分は、ルテニウム（II）トリスビピリジン（［Ｒｕ（ｂｐｙ）３］２＋）であり得る。金属は、例えば、それに限定されないが、セリウム、ジスプロシウム、エルビウム、ユーロピウム、ガドリニウム、ホルミウム、ランタナム、ルテチウム、ネオダイミウム、プラセオダイミウム、プロメチウム、テルビウム、ツリウム、およびイッテルビウムを含む希土類金属からも選択され得る。例えば、金属は、セリウム、ユーロピウム、テルビウムまたはイッテルビウムであり得る。
金属含有ＥＣＬ成分は、式
Ｍ（Ｐ）ｍ（Ｌ１）ｎ（Ｌ２）ｏ（Ｌ３）ｐ（Ｌ４）ｑ（Ｌ５）ｒ（Ｌ６）ｓ
（式中、Ｍは金属である；Ｐは、Ｍのポリデンテートリガンドである；Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５およびＬ６は、Ｍのリガンドであり、その各々は、互いに同じであるか、または異なっていてよい；ｍは、１に等しいか、またはそれより大きな整数である；ｎ、ｏ、ｐ、ｑ、ｒおよびｓの各々は、ゼロに等しいか、またそれより大きな整数である；およびＰ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５およびＬ６は、ＥＣＬ成分が誘導されて、電磁性照射を発するような組成および数のものであり、そしてＭのリガンドによって供されるＭに対組する結合の総数は、Ｍの同等数に等しい）
を示し得る。例えば、Ｍは、ルテニウムであり得る。例えば、Ｍは、オスミウムであり得る。
ＥＣＬ成分のいくつかの例は、Ｍの１つのポリデンテートリガンドを有し得る。ＥＣＬ成分は、１つ以上のポリデンテートリガンドも有し得る。Ｍの１つ以上より多いポリデンテートリガンドを含む例では、ポリデンテートリガンドは、同じであるか、異なっていてよい。ポリデンテートリガンドは、芳香族または脂肪族であり得る。適切な芳香族ポリデンテートリガンドは、芳香族複素環式リガンドであり得て、そして例えば、ビピリジル、ビピラジル、ターラピリジル、１，１０フェナントロリン、およびポルフィリンのような窒素含有であり得る。
適切なポリデンテートリガンドは、未置換であるか、または当業界当分野で知られる多数の置換基のいずれかによって置換され得る。適切な置換基としては、それに限定されないが、アルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール、アラルキル、置換アラルキル、カルボキシレート、カルボキシアルデヒド、カルボキシアミド、シアノ、アミノ、ヒドロキシ、イミノ、ヒドロキシカルボニル、アミノカルボニル、アミジン、グアニジニウム、ウレイド、マレイミド−硫黄含有基、リン含有基、およびＮ−ヒトロキシスクシンイミドのカルボン酸エステルが挙げられる。
いくつかの実施形態では、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５およびＬ６の少なくとも１つは、ポリデンテート芳香族複素環式リガンドであり得る。例えば、これらのポリデンテート芳香族複素環式リガンドの少なくとも１つは、窒素を含有し得る。適切なポリデンテートリガンドは、それに限定されないが、ビピリジル、ビピラジル、ターピリジル、１，１０フェナントロリン、ポルフィリン、置換ビピリジル、置換ビピラジル、置換ターピリジル、置換１，１０フェナントロリンまたは置換ポルフィリンであり得る。これらの置換ポリデンテートリガンドは、アルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール、アラルキル、置換アラルキル、カルボキシレート、カルボキシアルデヒド、カルボキシアミド、シアノ、アミノ、ヒドロキシ、イミノ、ヒドロキシカルボニル、アミノカルボキシル、アミジン、グアニジニウム、ウレイド、マレイミド、硫黄含有基、リン含有基またはＮ−ヒドロキシスクシンイミドのカルボン酸エステルで置換され得る。
ＥＣＬ成分のいくつかの例は、２つのビデンテートリガンドを含有でき、そしてその各々は、ビピリジル、ビピラジル、ターピリジル、１，１０フェナントロリン、置換ビピリジル、置換ビピラジル、置換ターピリジルまたは置換１，１０フェナントロリンであり得る。
ＥＣＬ成分のいくつかの例は、３つのビデンテートリガンドを含むことができ、その各々は、ビピリジル、ビピラジル、ターピリジル、１，１０フェナントロリン、置換ビピリジル、置換ビピラジル、置換ターピリジルまたは置換１，１０フェナントロリンであり得る。例えば、ＥＣＬ成分は、ルテニウム、２つのビデンテートビピリジルリガンド、および１つの置換ビデンテートビピリジルリガンドを含み得る。例えば、ＥＣＬ成分は、ポルフィリンまたは置換ポルフィリンのようなテトラデンテートリガンドを含み得る。
例えば、ＥＣＬ成分は、１つまたはそれ以上のモノデンテートリガンドを有し得て、その広範な多様性は、当業界当分野で知られている。適切なモノデンテートリガンドは、例えば、一酸化炭素、シアニド、イソシアニド、ハライド、および脂肪族、芳香族、および複素環式ホスフィン、アミン、スチビン、およびアルシンであり得る。
例えば、Ｍの１つまたはそれ以上のリガンドを、例えば、放射活性アイソトープ同位体、蛍光成分、または別のルミネッセンスの発光ルテニウムまたはオスミウム含有中心のような別の化学標識に付着し得る。
例えば、ＥＣＬ成分は、トリス（２，２’−ビピリジル）ルテニウム（II）テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートであり得る。例えば、ＥＣＬ成分は、ビス［（４，４’−カルボメトキシ）−２，２’−ビピリジン］２−［３−（４−メチル−２，２’−ビピリジン−４−イル）プロピル］−１，３−ジオキソランルテニウム（II）であり得る。例えば、ＥＣＬ成分は、ビス（２，２’ビピリジン）［４−（ブタン−１−アール）−４’−メチル−２，２’−ビピリジン］ルテニウム（II）であり得る。例えば、ＥＣＬ成分は、ビス（２，２’−ビピリジン）［４−（４’−メチル−２，２’−ビピリジン−４’−イル）−酪酸］ルテニウム（II)であり得る。例えば、ＥＣＬ成分は、（２，２’−ビピリジン）［シス−ビス（１，２−ジフェニルホスフィノ）エチレン］｛２−［３−（４−メチル−２，２’−ビピリジン−４’−イル）プロピル］−１，３−ジオキソラン｝オスミウム（II）であり得る。例えば、ＥＣＬ成分は、ビス（２，２’−ビピリジン）［４−（４’−メチル−２，２’−ビピリジン）−ブチルアミン］ルテニウム（II）であり得る。例えば、ＥＣＬ成分は、ビス（２，２’−ビピリジン）［１−ブロモ−４（４’−メチル−２，２’−ビピリジン４−イル）ブタン］ルテニウム（II）であり得る。例えば、ＥＣＬ成分は、ビス（２，２’−ビピリジン）マレイミドヘキサン酸、４−メチル−２，２’−ビピリジン−４’−ブチルアミドルテニウム（II）であり得る。
いくつかの実施形態では、ＥＣＬ成分は、オスミウムおよびルテニウム、またはトリスビピリジルルテニウム（II）の誘導体［Ｒｕ（ｂｐｙ）３ ２＋］から選択される金属イオンを含む。例えば、ＥＣＬ成分は、その構造が、
Figure 2009500020
 （式中、Ｗは、ＮＨＳエステル、活性化カルボキシル、アミノ基、水酸基、カルボン酸基、ヒドラジン、マレイミド、またはホスホアミダイトのような共有結合の連結を形成するように、生物学上の材料、結合試薬、酵素基質または他のアッセイ試薬と反応し得るＥＣＬ成分に付着した官能基である）
である［Ｒｕ（スルホ−ｂｐｙ）２ｂｐｙ］２＋であり得る。
ＥＣＬ成分のいくつかの例では、その部分は、金属を含まない。このような非金属ＥＣＬ成分は、それに限定されないが、ルブレンおよび９，１０−ジフェニルアントラセンであり得る。
ＥＣＬ成分を含むプライマーの例は、例えば、米国特許第６，１７４，７０９号で示されるとおり当業界当分野で周知である。ある実施形態では、標識を、オリゴヌクレオチド・プライマーオリゴヌクレオチドプライマーの５’末端に、または３’末端に付着させ得る。ある実施形態では、標識は、オリゴヌクレオチド・プライマーオリゴヌクレオチドプライマーに直接的に組み込まれ得る。プライマーは、合成の間に導入されるアミノ基で標識され得るか、または例えば、タグがＥＣＬ成分であり得るタグＮＨＳおよびタグ・ホスホアミダイトを、それぞれ使用して、合成の間に直接的に標識され得る。いくつかの実施形態では、タグは、発蛍光団、ハプテン、酵素的標識、またはルミネセンス標識を含む。同様に、フルオレッセンで標識されたヌクレオシド三リン酸を使用してオリゴヌクレオチドを産生し得る。発蛍光団およびビオチンを含む多様な標識により修飾されたオリゴヌクレオチドの高処理量の自動化合成が示された。Andrusら、１９９７年、Nucleic Acid Symp．３７巻：３１７頁 を参照。さらに、レチニウム、オスミウム、鉄、ロジウム、銅およびフェロセンを含む検出可能な遷移金属で、オリゴヌクレオチドを修飾する方法を示した（例えば、Meadeら、１９９５年、1995, Chem. Int. Engl. 34巻:352頁;Iharaら、1997年、Chem. Commun.1609; Holminら、1999年、Inorg. Chem. 38巻:174頁 ;Hallら、1997年、J. Am. Chem. Soc. 119巻: 5045頁; Bashkinら、1994年、J. Am. Chem. Soc. 116巻:5981頁; Yuら、2000年、J. Am. Chem. Soc. 122巻: 6767頁を参照）。
５．ＥＣＬ共反応体共反応化合物
いくつかの実施形態では、組成物は、ＥＣＬ共反応体共反応化合物を含む。いくつかの実施形態では、共反応体共反応化合物は、電気化学酸化／還元により、直接または別の反応によるかのいずれかで、溶液中に強力な酸化または還元種を生じる化学的化合物であり得る。共反応体共反応化合物は、不可逆に電気還元されて、酸化ＳＯ４＊ −イオンを形成するペルオキソジスルフェート（すなわち、Ｓ２Ｏ８ ２−、ペルスルフェート）であり得る。共反応体共反応化合物は、不可逆に電気的酸化されて、還元ＣＯ２＊ −イオンを形成するオキサレート（すなわち、Ｃ２Ｏ４ ２−）でもあり得る。還元剤として作用し得る共反応体共反応化合物の分類は、アミンまたは、例えばトリ−ｎ−プロピルアミン（すなわち、Ｎ（ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２）３、ＴＰＡ）を含むアミン基を含有する化合物である。いくつかの実施形態では、ターシャリーアミンは、第２級アミンより優れた共反応体共反応化合物であり得る。いくつかの実施形態では、第２級アミンは、第１級アミンより優れた共反応体共反応化合物であり得る。
共反応体共反応化合物としては、それに限定されないが、リンコマイシン、クリンダマイシン−２−ホスフェート、エリスロマイシン、１−メチルピロリドン、ジフェニドール、アトロピン、トラゾドン、ヒドロフルメチアジド、ヒドロクロロチアジド、クリンダマイシン、テトラサイクリン、ストレプトマイシン、ゲンタマイシン、レセルピン、トリメチルアミン、トリ−ｎ−ブチルホスフィン、ピペリジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、フェニラミン、ブロモフェニラミン、クロロフェニルラミン、ジフェニルヒドラミン、２−ジメチルアミノピリジン、ピリルアミン、２−ベンジルアミノピリジン、ロイシン、バリン、グルタミン酸、フェニルアラニン、アラニン、アルギニン、ヒスチジン、システイン、トリプトファン、チロシン、ヒドロキシプロリン、アスパラギン、メチオニン、スレオニン、セリン、シクロチアジン、トリクロロメチアジド、１，３−ジアミノプロパン、ピペラジン、クロロチアジド、ヒドラジノサラジン、バルビツール酸、ペルスルフェート、ペニシリン、１−ピペリジニルエタノール、１，４−ジアミノブタン、１，５−ジアミノペンタン、１，６−ジアミノヘキサン、エチレンジアミン、ベンゼンスルホナミド、テトラメチルスルホン、エチルアミン、ジ−エチルアミン、トリ−エチルアミン、トリ−イソ−プロピルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、ジ−イソ−プロピルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、トリ−イソ−ブチルアミン、ビ−イソ−ブチルアミン、ｓ−ブチルアミン、ｔ−ブチルアミン、ジ−ｎ−ペンチルアミン、トリ−ｎ−ペンチルアミン、ｎ−ヘキシルアミン、ヒドラジンスルフェート、グルコース、ｎ−メチルアセトアミド、ホスホノ酢酸、および／またはその塩が挙げられる。
共反応体共反応化合物としては、それに限定されないが、Ｎ−エチルモルホリン、スパルテイン、トリ−ｎ−ブチルアミン、ピペラジン−１，４−ビス（２−エタンスルホン酸）、トリエタノールアミン、ジヒドロニコチンアミド・アデニン・ジヌクレオチド、１，４−ジアゾビシクロ（２．２．２）オクタン、エチレンジアミン・テトラ酢酸、シュウ酸、１−エチルピペリジン、ジ−ｎ−プロピルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラプロピル−１，３−ジアミノプロパン、ＤＡＢ−ＡＭ−４、ポリプロピレンイミン・テトラアミン・デンドリマー、ＤＡＢ−ＡＭ−８、ポリプロピレンイミン・オクタアミン・デンドリマー、ＤＡＢ−ＡＭ−１６、ポリプロピレンイミン・ヘキサデカアミン・デンドリマー、ＤＡＢ−ＡＭ−３２、ポリプロピレンイミン・ドトリアコンタアミン・デンドリマー、ＤＡＢ−ＡＭ−６４、ポリプロピレンイミン・テトラヘキサコンタアミン・デンドリマー、３−（Ｎ−モルホリノ）プロパンスルホン酸、３−モルホリノ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸、グリシル−グリシン、２−モルホリノエタンスルホン酸、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）−２，２’、２’’−ニトリロトリエタノール、Ｎ−（２−アセタミド）イミノジ酢酸、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）タウリン、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン−Ｎ’−（２−エタンスルホン酸）、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−３−アミノ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸、４−（Ｎ−モルホリノ）ブタンスルホン酸、４−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン−１−（２−ヒドロキシプロパンスルホン酸）ヒドレート、ピペラジン−１，４−ビス（２−ヒドロキシプロパンスルホン酸）ジヒドレート、４−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン−１−プロパンスルホン酸、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）グリシン、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン−Ｎ’−（４−ブタンスルホン酸）、および／またはその塩も挙げられる。
６．固体支持体
ある実施形態では、組成物は、固体支持体を含む。固体支持体は、それに限定されないが、ビーズ、膜、ゲル、ハイドロゲル、合成有機重合体、電極、および無機酸化物であり得る。いくつかの実施形態では、固体支持体を、１つの標的核酸配列を増幅および／または検出するために使用し得る。いくつかの実施形態では、固体支持体を、複数の標的核酸配列を検出するために使用し得る。複数の標的核酸配列を検出する場合、各標的核酸配列に十分に相補的であるオリゴヌクレオチドを、固体支持体の不連続区分に連結する。複数のオリゴヌクレオチドと共に使用し得る固体支持体の例としては、それに限定されないが、膜、半導体チップ、多穴プレート、および電極（例えば、米国特許出願公開番号第２００４／０１８９３１１号および２００５／００５２６４６号を参照）が挙げられる。例えば、電極のパターン化アレイを、異なる核酸配列に連結するように設計された、いくつかの電極と共に使用し得る。これらの電極を、例えば、ＥＣＬ反応で稼働電極として使用して、増幅した標的核酸によって電極に連結されたＥＣＬ標識を検出し得る。いくつかの実施形態では、電極は炭素を含む。他の実施形態では、固体支持体をパターン化して、発蛍光団が、一度に１つの区分のみを励起させる、および／または独立に区分から蛍光放出を検出するかのいずれかによって検出可能である可能な固体支持体の不連続区分で、異なる標的核酸配列の増幅に対処し得る。
ビーズも、複数のオリゴヌクレオチド形態で使用し得る。例えば、目的が、複数の標的を増幅することである場合、増幅された標的のなかで分離が要求されるものはない。いくつかの実施形態では、異なる増幅配列の間を区別することを望み得る。これは、異なる核酸配列についての標識を作製し、そして各標識を別個に測定する（例えば、各標識は、異なる波長で冷光を発し得る）ことよって、および／または唯一増幅された標的核酸配列のみと結合するビーズを分離することによってのいずれかにより行われ得る。それに限定されないが、異なるサイズ、異なる密度、異なる磁気量、ビーズバーコードとして作用する異なる蛍光タグ（例えば、ルミネックス・コープ（Luminex Corp）社、米国テキサス州オースティン（Ａｕｓｔｉｎ，ＴＸ，ＵＳＡ）から得られるｘＭＡＰ（登録商標））などのような少なくとも１つの異なる特性を含むビーズを使用することによってビーズを分離し得る。その後、分離されたビーズを、個々に、または同じ標的を共有する基としてのいずれかで検出し得る。
本発明で使用され得るビーズとしては、それに限定されないが、ポリスチレンビーズが挙げられる。ビーズとしては、超常磁性ビーズを含む磁性化可能な磁気ビーズも挙げ得る。ある実施形態では、固体支持体は、カルボキシレート化磁性化可能な磁気ビーズを含み得る。ビーズとしては、金ビーズを含む金属性ビーズも挙げられ得る。いくつかの実施形態では、ビーズは、０．０１μｍ〜１００μｍ、０．１μｍ〜５０μｍ、１μｍ〜２０μｍ、０．５μｍ〜１０μｍ、０．０５μｍ〜５μｍ、１μｍ〜３μｍ、または０．１μｍ〜１μｍの範囲にある直径を示し得る。
本発明で使用され得る膜は、例えば、ニトロセルロース、ナイロン、ポリビニリデンフルオリド（ＰＶＤＦ）またはカルボキシル化ポリビニリデン（米国特許番号第６，０３７，１２４号）を含む。膜は、ポリビニルベンジルジメチルヒドロキシエチルアンモニウムクロリド、ポリビニルベンジルベンゾイルアミノエチルジメチルアンモニウムクロリド、ポリビニルベンジルトリブチルアンモニウムクロリド、ポリビニルベンジルトリヘキシルアンモニウムクロリドおよびポリビニルベンジルトリブチルアンモニウムクロリドの共重合体、ポリビニルベンジルベンゾイルジメチルアンモニウムクロリドおよびポリビニルアミノエチルジメチルアンモニウムクロリドの共重合体、およびポリビニルベンジルフェニルウレイドエチルジメチルアンモニウムクロリドおよびポリビニルベンジルベンゾイルジメチルアンモニウムクロリドの共重合体（米国特許番号第５，３３６，５９６号）を含む種々の材料で被覆し得る。
本発明で使用し得るゲルおよびハイドロゲルは、例えば、アクリルアミド、セルロースおよびアガロースゲルを含む。
合成有機重合体は、それに限定されないが、ポリアクリル酸、ビニル重合体、アクリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル、ポリオレフィン、およびカルボヒドレート重合体のようなものであり得る。カルボヒドレート重合体の例は、それに限定されないが、アガロース、セルロース、ヒアルロン酸、キチン、アシルゲラン、デキストラン、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルスターチ、カルボキシメチルキチン、ポリ（ラクチド−コ−エチレングリコール）およびポリエチレングリコールであり得る。固体支持体は、ポリスチレン、セファロースＳｅｐｈａｒｏｓｅ（登録商標）、またはセファデックスＳｅｐｈａｄｅｘ（登録商標）より構成され得る。
電極は、それに限定されないが、炭素、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、銀、銀／塩化銀、金、プラチナ、イリジウム、酸化インジウム−スズ−オキシド（ＩＴＯ）およびプラチナ／イリジウムアロイ合金を含むいずれかの導体材料を含み得る。
無機オキシド酸化物は、それに限定されないが、シリカ、ジルコニア、カーボングラッドジルコニア（米国特許番号第５，１８２，０１６号）、チタニア、セリア、アルミナ、マンガン、マグネシア（すなわち、酸化マグネシウムオキシド）、酸化カルシウムオキシド、および制御多孔ガラス（ＣＰＧ）であり得る。固体支持体は、それに限定されないが、デキストラン−アクリルアミドを含む上述の支持体のいくつかの組み合わせも含み得る。
７．連結剤
いくつかの実施形態では、固体支持体は、１つまたはそれ以上のオリゴヌクレオチドに連結され得る。いくつかの実施形態では、共有結合は、固体支持体にオリゴヌクレオチドを連結し得る。いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチドを、ハイブリダイゼーションを介して固体支持体に連結し得る。いくつかの実施形態では、非共有結合は、２つの部分を連結し得る。非共有結合は、それに限定されないが、イオン性相互作用、水素結合、およびファンデルワールス力であり得る。いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチドは、固体支持体（例えば、炭素電極）に受動的に吸収され得る。いくつかの実施形態では、固体支持体は、対１組の結合パートナーを介してオリゴヌクレオチドに連結され得る。典型的には、結合パートナーの間の特定の相互作用は、親和性定数Ｋａが、１０６Ｍ−１より高いか、または１０８Ｍ−１より高いときに起こり得る。高親和性定数は、大きな親和性を示すことができ、従って、大きな特異性を示し得る。例えば、抗体は、１０６Ｍ−１から〜１０９Ｍ−１まで、またはそれより高い範囲で親和性定数を示す抗原を結合し得る。所望の場合、非特異的結合は、特異的結合に実質的に影響を及ぼすことなく、当業界当分野で知られる通常の技術を使用して、結合条件を変化させることによって、減じ得る。条件は、例えば、結合反応での分子濃度、溶液のイオン強度、温度、結合のために対処される時間、または他の分子の濃度の点で、定義され得る。
対１組の結合パートナーの例は、それに限定されないが、十分に相補的な核酸配列であり得る。十分に相補的な核酸配列は、ＤＮＡ／ＤＮＡハイブリッド、ＲＮＡ／ＲＮＡハイブリッド、またはＤＮＡ／ＲＮＡハイブリッドとしてハイブリダイズし得る。例えば、いくつかの実施形態では、１つのＤＮＡ配列でのアデニンヌクレオチドは、別のＤＮＡ配列でのチミジンヌクレオチドとハイブリダイズし得る。いくつかの実施形態では、ＲＮＡ配列でのアデニンヌクレオチドは、ＤＮＡ配列中のチミジンヌクレオチドとハイブリダイズし得る。
８．減圧下の凍結乾燥またはフリーズドライ凍結乾燥
ある実施形態では、本発明の組成物を凍結し、そしてその後乾燥（すなわち、凍結乾燥フリーズドライ）させて、乾燥組成物を形成し得る。ある実施形態では、本発明の組成物を減圧下で凍結乾燥させて、乾燥組成物を形成し得る。生物学上の試薬を安定化するために減圧下での凍結乾燥を使用することは、例えば、米国特許番号第５，８３４，２５４号で、および米国特許出願番号第１０／１４７，９６５号で記述される。乾燥組成物の例としては、組成物の総重量に対して３重量％より少ないか、または等しい以下の水分含量を示す組成物、および組成物の総重量に対して０重量％から〜３重量％までの水分含量を示す組成物が挙げられる。乾燥組成物を形成することは、温度のような種々の物理的パラメーターの変動から組成物を含む試薬の活性を保護するための手段を提供し得る。従って、ある実施形態では、本発明は、周囲温度で安定であり得て、そして標的核酸配列を検出、増幅、および／または単離するために有用であり得る乾燥組成物を提供する。種々の実施形態では、乾燥組成物は、乾燥しておらず、そして例えば、−４０℃〜６０℃、−４０℃〜４℃、０℃〜４０℃、０℃〜１００℃、４℃〜６０℃、１０℃〜３０℃、１０℃〜６０℃、１５℃〜４５℃、２０℃〜６０℃、または２５℃〜４０℃の広範な温度より安定であり得る同じ試薬を含む混合物に比較してより長い貯蔵寿命を示し得る。
いくつかの実施形態では、組成物は、凍結保護剤を含む。多様な凍結保護剤が示された。例えば、Cleggら、1982年、Cryobiology 19巻:、306頁、；Carpenterら、1987年、Cryobiology 24巻、:455頁を参照。
本発明で使用されるのに適切な凍結保護剤は、それに限定されないが、二糖、多糖およびポリアルコールであり得る。ある実施形態では、凍結保護剤は、トレハロースであり得る。ある実施形態では、凍結保護剤は、マンニトール、ラクトース、マルトース、ショ糖、デキストロース、および／またはポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）であり得る。１つ以上の凍結保護剤の組み合わせも意図され得る。二糖は、それに限定されないが、トレハロースであり得る。
９．本発明で使用するための容器
容器は、それに限定されないが、例えば微小遠心管を含む多穴プレートおよびチューブであり得る。いくつかの実施形態では、乾燥組成物を保持し得る容器は、密閉して封鎖し得る。いくつかの実施形態では、容器を、ＥＶＡまたはサントプレンＳａｎｔｏｐｒｅｎｅ（登録商標）のような、容器の開口部に圧縮された弾性、熱硬化性または熱可塑性材料で封鎖し得る。いくつかの実施形態では、容器を、箔マイクロプレート密栓のような金属性層を含む積層体で封鎖し得る。種々の実施形態では、容器を、容器に熱封鎖され得る積層体のような熱で調節可能な層を含む積層体で封鎖し得る。いくつかの実施形態では、容器を、容器に積層体を結合し得る接着層を含む積層体で封鎖し得る。
いくつかの実施形態では、容器は、封鎖された外側容器（例えば、封鎖された袋）の内側に１つまたはそれ以上の封鎖封入体（容器）のような少なくとも１つの封入体を含む。いくつかの実施形態では、封鎖された外側容器は、例えば、ポリエチレン、ポリエステル、アルミニウム、ニッケル、ポリエステル−箔−ポリエステルの三重積層体、またはポリエステル−ポリエチレンの二重積層体を含み得る。いくつかの実施形態では、乾燥剤を、最も内部の封入体と最も外側の封入体の間に加え得る。乾燥剤は、例えば、酸化カルシウム、塩化カルシウム、硫酸カルシウム、シリカ、不定形シリケート、アルミノシリケート、粘土、活性化アルミナ、ゼオライト、またはモレキュラーシーブ分子篩を含み得る。いくつかの実施形態では、湿度指標を、最も内部の封入体と最も外側の封入体の間に加え得る。湿度指標は、例えば、乾燥組成物が、その安定性が弱められなかったほどなお十分に乾燥していることを示すものとして使用し得る。いくつかの実施形態では、湿度指標は、最も外側の封入体を通して見ることができる。ある実施形態では、湿度指標は、米国軍基準ＭＳ２０００３に適合するように設計されたもののような、湿度が色変化によって示されるカードまたはディスクであり得る。
いくつかの実施形態では、容器によって作られる湿度防護壁は、外部条件が、１０日間、２０日間、４０日間、６７日間、３ヶ月間、６ヶ月間、１２ヶ月間、１８ヶ月間、２４ヶ月間、またはそれより長く、３７℃および１００％相対湿度であるときに、乾燥組成物を乾燥したままにするのに十分であり得る。
いくつかの実施形態では、容器によって作られる湿度防護壁は、外部条件が、１日間、１週間、１ヶ月間、３ヶ月間、６ヶ月間、１２ヶ月間、１８ヶ月間、２４ヶ月間、またはそれより長く、２５℃および１００％相対湿度であるときに、乾燥組成物を乾燥したままにするのに十分であり得る。
いくつかの実施形態では、容器によって作られる湿度防護壁は、外部条件が、３ヶ月間、６ヶ月間、１２ヶ月間、１８ヶ月間、２４ヶ月間、またはそれより長く、４℃および３０％相対湿度であるときに、乾燥組成物を乾燥したままにするのに十分であり得る。
１０．ポリメラーゼ
ポリメラーゼとしては、それに限定されないが、ＤＮＡポリメラーゼおよびＲＮＡポリメラーゼが挙げられる。クレノーフラグメントのようないくつかのポリメラーゼは、ＤＮＡをテンプレートとして使用し得る。他のポリメラーゼは、ＲＮＡをテンプレートとして使用し得る。これらのＲＮＡ−依存性ポリメラーゼは、それに限定されないが、可逆転写酵素であり得る。さらに他のポリメラーゼ、例えばＴｔｈポリメラーゼおよびＴＺ０５ポリメラーゼは、ＤＮＡまたはＲＮＡをテンプレートとして使用し得る。従って、例示のポリメラーゼは、ＤＮＡ−依存性ＤＮＡポリメラーゼ、ＲＮＡ−依存性ＤＮＡポリメラーゼ、ＤＮＡ−依存性ＲＮＡポリメラーゼ、およびＲＮＡ−依存性ＲＮＡポリメラーゼであり得る。ポリメラーゼは、これらの活性の組み合わせを示し得る。例えば、逆転写酵素は、ＤＮＡ−依存性ＤＮＡポリメラーゼおよびＲＮＡ−依存性ＤＮＡポリメラーゼであり得る。
ポリメラーゼは、ポリメラーゼ活性以外にそれと関連した他の活性を示し得る。例えば、ポリメラーゼは、ＲＮＡを分解する能力を付与するＲＮＡエースアーゼ活性も示し得る。逆転写酵素のＲＮＡエースアーゼ活性は、ＲＮＡ／ＤＮＡハイブリッド分子中でこのポリメラーゼにＲＮＡを分解させ得る。さらに、Ｔａｑポリメラーゼのようなポリメラーゼは、高い加工性処理能力を示し得る。末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼのようなポリメラーゼは、低い加工性処理能力を示し得る。クレノーフラグメントのようなポリメラーゼは、中程度の加工性処理能力を示し得る。
いくつかの実施形態では、ポリメラーゼは、熱安定性耐熱性ポリメラーゼであり得る。いくつかの実施形態では、ポリメラーゼは、中温性生物から由来でき、従って、２０〜４０℃の範囲で最大ポリメラーゼ活性を示し得る。中温性生物から由来するポリメラーゼは、それに限定されないが、ｐｈｉ２９ＤＮＡポリメラーゼ（バシルス・サブチリス（Bacillus subtilis）から得られる）、Ｔ４ＤＮＡポリメラーゼ（Ｔ４ＤＮＡポリメラーゼ過剰産生プラスミドを担持するエッシェリキア・コリ大腸菌（Escherichia coli）の株から得られる）、７７ＤＮＡポリメラーゼ（Ｔ７ファージから得られる）、およびクレノーフラグメント（エッシェリキア・コリ大腸菌から得られる）であり得る。温度安定性ポリメラーゼは、好熱性生物から由来し得る。例えば、熱安定性耐熱性ポリメラーゼは、好熱性アルカエ（archaea）から由来し得る。熱安定性耐熱性ポリメラーゼは、好熱性細菌からも由来し得る。熱安定性耐熱性ポリメラーゼは、好熱性ユーカリャ（Eukarya）からも由来し得る。熱安定性耐熱性ポリメラーゼの例としては、それに限定されないが、テルムス・アクアチクス（Thermus aquaticus）から由来するＴａｑポリメラーゼ、ピロコッカス・フリオスス（Pyrococcus furiosus）から由来するＰｆｕポリメラーゼ、サーモコッカス・リトラリス（Thermococcus litoralis）から由来するベントポリメラーゼ、サーモコッカス・イリトラリス（Thermococcus litoralis）から由来するＴｌｉポリメラーゼ、サーマス・ブロキアヌス（Thermus brockianus）から由来するＤｙＮＡザイムｚｙｍｅ（商標）ポリメラーゼ、またはピロコッカス・アビシ（Pyrococus abyssi）から由来するイシスＤＮＡポリメラーゼ（商標）が挙げられる。さらに他の熱安定性耐熱性ポリメラーゼは、例えば、ＴｔｈポリメラーゼおよびＴＺ０５ポリメラーゼであり得る。
１１．陽イオン、洗剤界面活性剤、および担体タンパク質
いくつかの実施形態では、一価の陽イオンは、一価の陽イオンを含む少なくとも１つの塩によって供され得る。一価の陽イオンの例は、それに限定されないが、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）、カリウムイオン（Ｋ＋）、アンモニウムイオン（ＮＨ４ ＋）、銀イオン（Ａｇ＋）、およびテトラメチルアンモニウムイオンおよびテトラエチルアンモイウムイオンのような第４級アンモニウム陽イオンであり得る。いくつかの実施形態では、ニ価二価の陽イオンは、ニ価二価の陽イオンを含む少なくとも１つの塩によって供され得る。ニ価二価の陽イオンの例は、それに限定されないが、マグネシウムイオン（Ｍｇ２＋）、マンガンイオン（Ｍｎ２＋）、カルシウムイオン（Ｃａ２＋）、および銅イオン（Ｃｕ２＋）であり得る。いくつかの実施形態では、塩は、塩化カリウムおよび塩化マグネシウムの少なくとも１つから選択され得る。
いくつかの実施形態では、緩衝剤は、６．０〜９．０までのｐＨ範囲内で有効な緩衝容量能力を有するいずれかの緩衝剤であり得る。ある実施形態では、適切な緩衝剤は、８．０〜８．８までのｐＨ範囲内で有効な緩衝容量能力を有するいずれかの緩衝剤であり得る。いくつかの実施形態では、緩衝剤は、８．１〜８．５までのｐＨ範囲内で有効な緩衝容量能力を有する緩衝剤であり得る。いくつかの実施形態では、緩衝剤は、トリス−ＨＣｌであり得る。緩衝剤は、それに限定されないが、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）グリシン、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン・ヒドロクロリド、およびＮ−［トリス（ヒドロキシメチル）メチル］グリシンである。緩衝剤は、温度の関数として、溶液のｐＨを移行させ得る。例えば、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン・ヒドロクロリドは、−０．０２８ｐＨ〜−０．０２１単位／℃の範囲内で温度依存性を示す。従って、ここで全てのｐＨ値は、２３℃での溶液のｐＨと解釈されるべきである。
ある実施形態では、本発明の組成物は、洗剤界面活性剤を含み得る。洗剤界面活性剤の例は、それに限定されないが、イオン性、非イオン性および双極性洗剤界面活性剤であり得る。洗剤界面活性剤の例は、それに限定されないが、ツイーンＴｗｅｅｎ（登録商標）２０、トリトンＴｒｉｔｏｎ（登録商標）Ｘ−１００、セシットＴｈｅｓｉｔ（登録商標）（ポリオキシエチレン９ラウリルエーテル）であり得る。他の例示の洗剤界面活性剤は、シグマ−アルドリッチ（Sigma-Aldrich）Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（登録商標）カタログで見出され得る。
いくつかの実施形態では、本発明の組成物は、担体タンパク質を含み得る。担体タンパク質は、それに限定されないが、ウシ血清アルブミンが挙げられる。
III．本発明の組成物を作製する方法
Ａ．２つのオリゴヌクレオチドを含む組成物を作製する方法
本発明の組成物は、一般に、組成物中に存在する成分を集め、そしてそれらの成分を１つの組成物中に合わせることによって製造され得る。いくつかの実施形態では、前述のとおりの組成物で列挙される成分を得ること、およびこれらの成分を合わせること、それにより標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物を形成することを含む標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物を作製する方法を提供する。種々の実施形態では、これらの方法で使用される成分は、上記の上で区分節II．ＡおよびII．Ｄで示される特徴を示す。
Ｂ．３つのオリゴヌクレオチドを含む組成物を作製する方法
本発明の組成物は、一般に、組成物中に存在する成分を集め、そして１つの組成物中のそれらの成分を合わせることによって作製され得る。いくつかの実施形態では、本発明は、前述のとおりの組成物で列挙される成分を得ること、およびこれらの成分を合わせること、それにより標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物を形成することを含む標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物を作製する方法を提供する。種々の実施形態では、これらの方法で使用される成分は、上記の上で区分節II．ＢおよびII．Ｄで示される特徴を示す。
Ｃ．マルチプル複数アレイのための組成物を作製する方法
本発明の組成物は、一般に、組成物中に存在する成分を集め、そして１つの組成物中でそれらの成分を合わせることによって作製される。いくつかの実施形態では、固相（例えば、異なるビーズまたは固相の異なる領域に連結される異なるオリゴヌクレオチド）と関連した成分は、個別に作製され、そしてその後、残りの成分と合せ得る。いくつかの実施形態では、本発明は、前述のとおりの組成物で列挙される成分を得ること、およびこれらの成分を合わせること、それにより標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物を形成することを含む標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物を作製する方法を提供する。種々の実施形態では、これらの方法で使用される成分は、上記の上で区分節II．ＣおよびII．Ｄで示される特徴を示す。
Ｄ．本発明の組成物を作製する一般的態様
いくつかの実施形態では、本発明の組成物を作製する方法は、上に示される組成物を最初に凍結することによって、いったん成分が合わせられると、成分を凍結乾燥させ、そしてその後、その組成物を脱水することを含み得る。いくつかの実施形態では、組成物を、適切な温度で、市販の冷凍機に組成物を入れることによって凍結し得る。例えば、組成物は、２〜３０分間、−２０℃で、容器を入れることによって組成物を凍結し得る。代わりに、組成物を、２〜３０分間、氷浴、例えばエタノール−ドライアイス浴に入れることによって、組成物を凍結し得る。
いくつかの実施形態では、組成物の成分を合わせて、種々の濃度の各成分を生じ得る。いくつかの実施形態では、ポリメラーゼは、２５〜２５０単位／ｍｌまでの濃度で存在し得る。いくつかの実施形態では、ヌクレオシド三リン酸は、１００〜５００ｎｍｏｌの濃度で存在し得る。いくつかの実施形態では、一価の陽イオンは、５０〜１５０ｍｍｏｌまでの濃度で存在し得る。ある実施形態では、固体支持体がビーズである場合、ビーズは、２００〜２０００ｍｇ／ｌまでの濃度で存在し得る。いくつかの実施形態では、凍結保護剤は、４〜１５ｇ／１００ｍｌまでの濃度で存在し得る。いくつかの実施形態では、第１のオリゴヌクレオチドは、３００〜５００ｎｍｏｌまでの濃度で存在し得る。いくつかの実施形態では、第２のオリゴヌクレオチドは、３００からｎｍｏｌまでの濃度で存在し得る。いくつかの実施形態では、第３のオリゴヌクレオチドは、固体支持体の１ｍ２当たり１０１１〜１０１９コピー複製までの濃度で存在し得る。いくつかの実施形態では、第３のオリゴヌクレオチドは、固体支持体の１ｍ２当たり１０１３〜１０１８コピー複製までの濃度で存在し得る。いくつかの実施形態では、第３のオリゴヌクレオチドは、固体支持体の１ｍ２当たり１０１５〜１０１７コピー複製までの濃度で存在し得る。
IV．標的核酸を検出、増幅および／または単離する方法
いくつかの実施形態では、本発明は、
（１）前述のとおりの方法のいずれかによって生成される標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための第１組成物を得る、
（２）第１組成物に、標的核酸配列を含む試料を付加して、第２組成物を形成する、
（３）標的核酸配列の複数の複製が作製されるように第２組成物を交互に加熱および冷却する、
（４）工程（３）から標的核酸配列の複数の複製を任意に単離する、および
（５）標識を任意に検出し、それにより試料中の標的核酸を検出する
工程を含む標的核酸配列を検出、増幅および／または単離する方法を提供する。
いくつかの実施形態では、本発明は、
（１）前述のとおりの方法のいずれかによって生成される標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための第１組成物を得る、
（２）第１組成物に、標的核酸配列を含む試料を付加して、第２組成物を形成する、
（３）標的核酸配列の複数の複製が作製されるように第２組成物を交互に加熱および冷却する、
（４）固体支持体に第２オリゴヌクレオチドを結合する、
（５）工程（３）から標的核酸配列の複数の複製を任意に単離する、および
（６）標識を任意に検出し、それにより試料中の標的核酸を検出する
工程を含む標的核酸配列を検出、増幅および／または単離する方法を提供する。
いくつかの実施形態では、本発明は、
（１）前述のとおりの第１組成物を得る、
（２）第１組成物に、Ｎの標的核酸配列を含む可能性のある試料を付加して、第２組成物を形成する、
（３）試料中にあるＮの標的核酸配列の各々の複数の複製が作製されるように第２組成物を交互に加熱および冷却する、
（４）複数の複製を、少なくとも１つの固体支持体上のＮの不連続領域に結合させる、および
（５）標識を任意に検出または単離し、それにより試料中のＮの標的核酸配列を検出する
工程を含み、
Ｎが、１または１より大きい整数である
Ｎの標的核酸配列を検出、増幅および／または単離する方法を提供する。
標的核酸配列を検出、増幅および／または単離する方法の種々の実施形態では、前述のとおりの組成物を、上の節IIで示される種々の実施形態を包含するように修飾し得る。標的核酸配列を検出、増幅および／または単離する方法の種々の実施形態では、前述のとおりの方法によって生成される組成物を、上の節IIで示される種々の実施形態を包含するように修飾し得る。
ある実施形態では、方法は、標的核酸を含有する試料を除いて必要な試薬の全てが、容器に予め混合されるＰＣＲ反応を行うことを含み得る。試料は、ＰＣＲ反応を開始する前に、予備混合した試薬に付加し得る。いくつかの実施形態では、増幅された標的核酸配列は、ＰＣＲの後に容器から除去でき、さらなる研究または操作のためにアガロースゲル上でのような標準技術を介して単離し得る。いくつかの実施形態では、増幅された標的核酸配列は、固体支持体に結合し得る。使用される固体支持体によって、ＰＣＲ産物に結合した標識を検出することによって、産物を検出または単離する前に、容器を、遠心分離または磁界にさらして、ＰＣＲ産物を濃縮し得る。
いったんＤＮＡ増幅反応が完了すると、反応容器を、増幅産物が１組の結合パートナーを介して固体支持体に結合できる温度まで冷却し得る。いくつかの実施形態では、１組の結合パートナーの第１メンバーおよび第２メンバーの間の相互作用は、増幅反応中に最低温度より低い１０℃で不安定であり、２０℃より高い温度で安定である。例えば、１組の結合パートナーの第１メンバーと第２メンバーの間の相互作用は、増幅反応中の最低温度とほぼ同じ温度で不安定であり、そして３０℃より高い温度で安定であり得る。１組の結合パートナーのために使用される核酸配列は、例えば、１つ以上の標的配列を測定するための所望の熱安定性および特徴的結合を提供するヌクレオチドの混合物であり得る。
いくつかの実施形態では、固体支持体を使用して、標識および増幅された標的配列を分離することによって、複数の標的核酸配列を増幅、検出または単離し得る。いくつかの実施形態では、本発明は、Ｎが１；２；１０；２０；３０；４０；５０；６０；７０；８０；９０；１００；２００；３００；４００；５００；６００；７００；８００；９００；１０００；２０００；３０００；４０００；５０００；１０，０００；５０，０００；１００，０００；３００，０００；５００，０００；７００，０００または１，０００，０００より大きいかまたは等しい整数である、Ｎの標的核酸配列を検出し得る。いくつかの実施形態では、２＜Ｎ＜１，０００，０００である。いくつかの実施形態では、２≦Ｎ≦１，０００である。いくつかの実施形態では、２≦Ｎ≦１，０００である。いくつかの実施形態では、２＜Ｎ＜１００である。いくつかの実施形態では、２≦Ｎ≦３０である。いくつかの実施形態では、２≦Ｎ≦１０である。いくつかの実施形態では、Ｎ＞１０である。いくつかの実施形態では、Ｎ≧５０である。
いくつかの実施形態では、各標的核酸配列を、１組のオリゴヌクレオチドで増幅し得る。いくつかの実施形態では、「ｉ」が１とＮの間の整数であり、各組のオリゴヌクレオチドが異なる標的核酸配列を増幅するものである「ｉ」組のオリゴヌクレオチドで、「ｉ」標的核酸配列を増幅し得る。いくつかの実施形態では、各標的核酸配列を、各標的核酸配列に特徴的な核酸配列を含有する組のオリゴヌクレオチドで増幅し得る。例えば、１０個の異なる標的核酸配列が検出される予定の場合には、１０個の異なる組のオリゴヌクレオチドを使用し、各組は、１０個の異なる標的核酸配列の内の１つを増幅する。３つのオリゴヌクレオチドを使用するいくつかの実施形態では、各標的核酸配列を、１つより多く標的核酸配列に共通の核酸配列を含有する１組のオリゴヌクレオチドで増幅し得る。このような実施形態では、第３オリゴヌクレオチドの配列は、各標的核酸配列に特徴的であり得る。
複数の標的核酸配列に関与するいくつかの実施形態では、固体支持体は、異なる標的を捕獲するように配列された不連続領域を有する平面構造であり得る。いくつかの実施形態では、不連続領域は、各電極が電気的絶縁体によって囲まれている電極であり得る。例えば、各不連続領域は、互いから、および電気絶縁体による他の不連続領域から分離した稼働電極および対抗電極を含み得る。標的核酸配列を捕獲するように稼働電極を作製し得る。例えば、各不連続領域を、異なる標的配列を検出するために、異なる第３オリゴヌクレオチドに結合させ得る。いくつかの実施形態では、対抗電極は、複数の稼働電極に渡って共有でき、従って、対抗電極は、不連続領域にあるとみなされない。いくつかの実施形態では、各標的核酸配列は、異なる第１オリゴヌクレオチド、第２オリゴヌクレオチド、存在する場合第３オリゴヌクレオチド、および存在する場合１組の結合パートナーを有することができる。
例えば、各不連続領域を、１組の結合パートナーが異なる第２オリゴヌクレオチドおよび異なる不連続領域の間の可逆結合を可能にする１組の結合パートナーの異なる第１メンバーに結合させ得る。いくつかの実施形態では、１組の結合パートナーの第１メンバーおよび第２メンバーの間の相互作用は、（１）第１および第２メンバーが増幅反応の間に互いに安定に結合しないように、ＤＮＡを増幅するために使用される温度で不安定であり、および（２）ＤＮＡを増幅するために使用される温度より下で安定である。いったんＤＮＡ増幅反応が完了すると、反応容器を、増幅産物が１組の結合パートナーを介してそれらの個別の不連続領域に結合する温度まで冷却し得る。
いくつかの実施形態では、電気化学的発光を使用して、固体支持体の不連続領域として電極を使用することによって、複数の標的核酸配列を検出し、その領域が、標的配列の一方に特異的に結合するように配列され得る。いくつかの実施形態では、蛍光を使用して、複数の標的核酸配列を検出でき、固体支持体の各不連続領域が、標的配列の一方に特異的に結合するように配列される。
ある実施形態では、標的核酸配列を検出、増幅および／または単離する方法は、さらに、節IVの最初に示される工程２〜５を行う前に、工程（１）の組成物から乾燥組成物を形成すること（例えば、フリーズドライ、または凍結乾燥により）を含む。いくつかの実施形態では、成分を凍結し得る。例えば、乾燥組成物は、例えば、ドライアイス・エタノール浴で、または液体窒素で、工程（１）の組成物を第１即時凍結することによって形成され得る。凍結後、成分を、固形状態で試料を保持する温度および圧力で、例えば、０％〜５％に水分を減少させるのに十分な時間、例えば１〜４８時間、−３０℃〜０℃の温度および１０〜２０ｍＴｏｒｒの圧力で凍結乾燥させ得る。長い期間および低い圧力も意図される。低温での当初の水除去の後、凍結乾燥温度は、いくつかの場合には、減圧環境で水除去の速度を加速するために３７℃程度の高さまで上げ得る。いくつかの実施形態では、水、緩衝剤、または標的核酸配列を含有する試料の内の少なくとも１つを、工程（１）の乾燥組成物に付加するときに、脱水が起こる可能性がある。当業者は、水および／または緩衝剤を付加することによって、脱水が達成される場合に、ＰＣＲ反応を開始する前ではあるが、試料を継続的に付加できることを理解する。代わりに、水および／または緩衝剤は、ＰＣＲ反応を開始する前ではあるが、試料が付加された後に付加され得る。
当業者は、ＤＮＡまたはＲＮＡ配列を増幅するためにＰＣＲを使用し得る。ＰＣＲは、各試料を一連の増幅サイクルにかけることを含む。典型的には、各増幅サイクルは、（１）二本鎖核酸が一本鎖に分離する溶融工程、（２）ＲＣＲの文脈ではプライマーとも称される第１および第２オリゴヌクレオチドが、標的核酸中に含まれる十分に相補的な配列にハイブリダイズするアニーリング工程、および（３）ポリメラーゼ酵素が、成長中のポリヌクレオチドにヌクレオシド三リン酸を付加することによってプライマーを伸長させ、従って標的核酸の複数の複製を作り出すプライマー伸長またはポリメラーゼ工程を含み得る。いくつかの実施形態では、標的核酸配列がＲＮＡ配列であるとき、本発明の組成物は、ＲＮＡをＤＮＡに変換する、逆転写酵素のようなＲＮＡ依存性ポリメラーゼを、生じるＤＮＡ配列の増幅を促進するためにＤＮＡ依存性ポリメラーゼを含み得る。
いくつかの実施形態では、標的ＤＮＡは、一本鎖標的核酸分子である。ＰＣＲ溶融工程は、一本鎖標的中の二次構造を排除し得る。一本鎖に十分に相補的なプライマーのみが、第１増幅サイクル中に標的配列と最初にハイブリダイズし得る。いったん第１増幅工程が完了すると、標的ＤＮＡは、その後二本鎖であり、両方のプライマーに、連続ＰＣＲサイクル中でそれらの十分に相補的な配列を結合させる。
適切な溶融温度は、８５℃〜９９℃の範囲にある。溶融工程の期間は、１０秒〜５分の範囲にあり得る。いくつかの実施形態では、標的核酸配列は、３０秒間９５℃でインキュベートして、鎖分離および／または二次構造の除去を可能にし得る。いくつかの実施形態では、標的核酸配列は、１５秒間９７℃でインキュベートして、鎖分離および／または二次構造除去を可能にし得る。
最適なプライマーのために必要とされる温度および時間の量は、プライマー配列によって変化できる。例えば、ある実施形態では、アニーリング温度は、プライマーの溶融温度（Ｔｍ）以下で５℃であり得る。一般に、適切なプライマーＴｍは、プライマー中の各ＡまたはＴについて２℃を、そしてプライマー中の各ＧまたはＣについて４℃を加えることによって計算し得る。代わりに、Ｔｍは、以下の式を使用して計算し得る。１４ヌクレオチド長未満である配列について、Ｔｍ＝（ｗＡ＋ｘＴ）×２＋（ｙＧ＋ｚＣ）×４。１３ヌクレオチド長より長い配列について、Ｔｍ＝６４．９＋４１×（ｙＧ＋ｚＣ−１６．４）／（ｗＡ＋ｘＴ＋ｙＧ＋ｚＣ）。各式では、ｗ、ｘ、ｙおよびｚは、Ｔｍを計算し得るヌクレオチド配列中のＡｓ、Ｔｓ、Ｇｓ、およびＣｓの数である。いくつかの実施形態では、標的核酸配列にプライマーをアニールするための適切な温度は、４５℃〜６５℃の範囲にあり得る。いくつかの実施形態では、アニーリング工程の期間は、２秒〜５分の範囲にあり得る。いくつかの実施形態では、プライマーを標的核酸配列にアニールするために適切な温度は、５５℃〜７２℃の範囲にあり得る。いくつかの実施形態では、ＰＣＲ反応中の各プライマーの濃度は、０．１μＭ〜０．５μＭであり得る。いくつかの実施形態では、ＰＣＲ反応中の各プライマーの濃度は、０．２μＭであり得る。当業者は、適切なプライマー結合および特異性を達成するために適切なアニーリング温度およびプライマー濃度を容易に決定し得る。
良好なプライマー伸長は、標的核酸配列の長さ、ＰＣＲ反応での標的核酸配列の濃度、および重合が起こる温度に依存し得る。いくつかの実施形態では、プライマー伸長温度は、６０℃〜８５℃、または７０℃〜７５℃の範囲であり得る。いくつかの実施形態では、プライマー伸長温度は、７２℃であり得る。プライマー伸長工程の期間は、１秒〜３０分の範囲に、または２０秒〜５分の範囲にあり得る。いくつかの実施形態では、ＰＣＲ反応は、プライマー伸長を可能にするために１分間、７２℃でインキュベートし得る。
良好な標的核酸増幅のために必要とされる増幅サイクルの数は、ＰＣＲ反応での標的核酸配列の濃度に依存し得る。いくつかの実施形態では、ＰＣＲ反応は、１０〜１５、１５〜２０、２０〜２５、２５〜３０、３０〜３５、３５〜４０、または４０〜４５の増幅サイクルを受け得る。
任意に、増幅サイクルを開始する前に、ＰＣＲ反応は、標的核酸配列中の二次構造を最小にするために、および標的配列二本鎖分離の完了を最大にするために予備インキュベートし得る。いくつかの実施形態では、この予備インキュベーション工程に関する温度は、８５℃〜９９℃の範囲内にあり、この工程の期間は、１〜１０分の範囲内にあり得る。さらに、サイクルが、完了した後に、最終のプライマー伸長／重合工程を加えて、増幅された複製に、その完全な形で標的配列を複製させ得る。いくつかの実施形態では、この最終工程は、１〜１５分の期間、７０℃〜７５℃の範囲にある温度で行われ得る。
いくつかの実施形態では、ＰＣＲ反応の完了の後に、ＰＣＲ反応容器を操作し得る。いくつかの実施形態では、ＰＣＲ反応が完了したときに、固体支持体に結合した第３オリゴヌクレオチドを再懸濁させるために、容器の内容物を混合し得る。オリゴヌクレオチドと固体支持体の間の相互作用は、高温で不安定であるいくつかの実施形態では、容器の内容物を、固体支持体へのオリゴヌクレオチドの結合を促進するために相互作用が安定である温度で混合し得る。
いくつかの実施形態では、容器の内容物を、１〜１５分間、８５℃〜９９℃の範囲にある温度まで加熱して、ＰＣＲ反応の二重鎖核酸産物が、一本鎖に融解させ得る。固体支持体に結合された第３オリゴヌクレオチドを使用するいくつかの実施形態では、温度を、５分〜２時間の範囲の期間、２０℃〜６５℃の範囲に低下させることによって、第３オリゴヌクレオチドは、標的配列にハイブリダイズし得る。第３オリゴヌクレオチドと固体支持体との間の相互作用が高温で不安定であるいくつかの実施形態では、ＰＣＲ反応を、固体支持体へのオリゴヌクレオチドの結合を促進するために相互作用が安定であり、第３オリゴヌクレオチドが標的核酸配列にハイブリダイズし得る温度でインキュベートし得る。例えば、第３オリゴヌクレオチドは、標的核酸配列に結合しない５’末端でポリＴ尾部を含み得る。この一本鎖ポリＴ尾部は、各Ａ／Ｔ対について２℃を使用して、固体支持体に共有結合で結合され得るポリＡオリゴヌクレオチドに結合し得る。
標的配列を、その後、容器の残りの内容物から物理的に分離し得る。いくつかの実施形態では、容器を、１０分間、例えば１，０００×ｇで遠心分離し得る。固体支持体が磁気ビーズである、ある実施形態では、分離は、容器に磁界をかけ、未結合の試薬をデカントし、吸引、またはそうでなければ除去し、それによって標的核酸配列を単離することによって達成され得る。
いくつかの実施形態では、ＰＣＲ反応が完了した後に、標的配列を検出し得る。標識がＥＣＬ部分または発蛍光団である場合、増幅した標的配列を、電子増倍管に結合したセルに入れ得る。当業者は、標的配列がこの目的のために設計された装置、例えばＭ−ＳＥＲＩＥＳＭ１−Ｍ分析装置（BioVeris社、メリーランド州ゲーサーズバーグ）のセルで単離および検出され得ることを認識する。標識が放射活性アイソトープである場合、増幅標的配列は、例えば、ガンマ計測器、ガイカー計測器、またはシンチレーション計測器を使用して検出し得る。
Ｖ．キット
いくつかの実施形態では、本発明は、標的核酸を検出、増幅および／または単離する方法を行うためのキットも提供する。いくつかの実施形態では、本発明のキットは、前述のとおりの組成物の少なくとも１つを含むことができ、キットは、キット成分が包装され得る容器を含み得る。いくつかの実施形態では、キットは、標的核酸を検出、増幅および／または単離するためにキット構成要素をどのように使用するかについての指示を含み得る。
実施例１：病原性細菌からのＤＮＡの検出
３つのオリゴヌクレオチドを、炭疽菌の感染防御抗原をコードするＤＮＡ配列の一部にハイブリダイズするように設計された。第１オリゴヌクレオチドの配列は、以下のとおりである。
Figure 2009500020
配列番号１は順方向プライマーである。
第２オリゴヌクレオチドの配列は以下のとおりである。
Figure 2009500020
配列番号２は逆方向プライマーである。
２つのオリゴヌクレオチドプライマーは、ＰＣＲ産物１９３塩基長を増幅した。米国特許第５，５９７，９１０号で示される方法を使用して、ホスホアミダイト化学によって５’末端でルテニウムを有する配列番号２を合成した。
生じる標識ＰＣＲ産物を捕獲するために使用される第３オリゴヌクレオチドは、以下の配列を示した。
Figure 2009500020
このオリゴヌクレオチドは、第１および第２オリゴヌクレオチドが標的核酸配列にハイブリダイズした配置の間の標的核酸配列上の位置に、未標識ＰＣＲプライマーと同じ標的鎖に十分に相補的であった。Biosource International社（カリフォルニア州カマリロ）から購入した５’末端で第１級アミノ基を有する第３オリゴヌクレオチドを合成した。［１−エチル−３−（ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド］ヒドロクロリドを架橋剤として使用することによって、捕獲オリゴヌクレオチドを、Ｄｙｎａｌ２．８−ミクロンのカルボキシル化超常磁性ビーズ（Dynal Biotech社、ウィスコンシン州ブラウン・ディアー、Ｍ−２７０カルボキシル化ビーズ、部品番号１４３．０６）に結合させた。簡潔には、２００μｌの０．０１M水酸化ナトリウムで２回、２００μｌの脱イオン水で３回洗浄することによって、２００μｌのＭ−２７０カルボキシル化ビーズ（３０ｍｇ／ｍｌ）を作製した。２５ｍＭの２−モルホリノエタンスルホン酸緩衝液（ＭＥＳ、シグマ・アルドリッチ、ミズーリ州セントルイス）ｐＨ５．０および３０μＭのアミノ標識オリゴヌクレオチドを含有する１４０μｌの溶液中で、洗浄したビーズを再懸濁させた。混合物を、３０分間、回転攪拌混合で、室温でインキュベートし、その後、１００ｍＭ ＭＥＳ（ｐＨ５．０）中の１００ｍｇ／ｍｌの［１−エチル−３−（ジメチルアミノプロピル）カルボジイミドヒドロクロリド（ＥＤＣ、Pierce Biotechnology社、イリノイ州ロックフォード）の新たに作製した溶液６０μｌを、添加し、４℃で１８時間インキュベートした。ビーズを、４００μｌの１０ｍＭトリス−ＨＣｌ（ｐＨ８．０）、０．１ｍＭ ＥＤＴＡ、０．１％Ｔｗｅｅｎ２０（シグマ・アルドリッチ、ミズーリ州セントルイス）で４回洗浄することによって、未反応オリゴヌクレオチドを除去した。接合ビーズを、４００μｌの同じ緩衝剤中に再懸濁し（１５ｍｇビーズ／ｍｌ）、４℃で保存した。
以下の試薬の液体製剤を調製した：５ｍＭトリス−ＨＣｌ（ｐＨ８．３）、２５ｍＭ ＫＣｌ、２．５ｍＭ ＭｇＣｌ２、０．１ｍＭ ｄＡＴＰ、０．１ｍＭ ｄＣＴＰ、０．１ｍＭ ｄＧＴＰ、０．１ｍＭ ｄＴＴＰ、１０ｍＭトリス（ｐＨ８．０）中の０．１μＭ未標識ＰＣＲプライマー、０．１ｍＭ ＥＤＴＡ、１０ｍＭトリス（ｐＨ８．０）中の０．１μＭ［Ｒｕ（ｂｐｙ）３］２＋標識ＰＣＲプライマー、０．１ｍＭ ＥＤＴＡ、２．５％ｗ／ｖトレハロース、０．１２５％ｖ／ｖＴｗｅｅｎ（登録商標）２０、０．０２単位／μｌ ＴａｑＤＮＡポリメラーゼ、第３オリゴヌクレオチドに結合した０．３μｇの上述のオリゴヌクレオチド−超常磁性ビーズ。緩衝液、塩化マグネシウム溶液およびＴａｑＤＮＡポリメラーゼを、Applied Biosystems社から購入した。ｄＮＴＰミックス溶液を、Bioline社から購入した。トレハロースおよびＴｗｅｅｎ（登録商標）２０を、シグマ・アルドリッチから購入した。オリゴヌクレオチドを、Biosource社から購入した。
５０μｌの液体製剤を、０．２ｍｌポリプロピレンＰＣＲ管に入れ、ドライアイス・エタノール浴中で即時凍結し、棚板温度−３０℃でＬａｂｃｏｎｃｏモデル７９３４０００凍結乾燥機中で４６時間、凍結乾燥により乾燥させた。以下の実験のため、同日、乾燥製剤を使用した。２５μｌの水を各管に添加することによって、ＰＣＲ反応液を調製した。スターン株から得たシリカ回転カラム（Qiagen社）を使用して作製した１μｌの２００ｐｇ／μｌの炭疽菌ＤＮＡを、最高濃度の管に添加し、ＤＮＡの６回希釈を、反応ミックス中で行った。ＰＣＲ管を密栓し、簡潔に混合後、熱サイクラー（ＭＪリサーチＰＴＣ−２００）に入れて、３５サイクルのＤＮＡ増幅を受けさせた。増幅サイクルを開始する前に、ＰＣＲ管を、７分間、９５℃で予備インキュベートした。各増幅サイクルは、３０秒間９５℃で、３０秒間５５℃で、その後１分間７２℃でＰＣＲ管をインキュベートすることにより構成される。３５サイクルを完了した後、ＰＣＲ管を、４分間７２℃でインキュベートした。
その後、反応液を混合して、ビーズを再懸濁し、９５℃で５分間加熱し、その後４０℃で３０分間インキュベートして、捕獲オリゴヌクレオチドに、ＰＣＲ産物とハイブリダイズさせた。組み込まれた標識プライマーを介して標識し、ＰＣＲ産物を、２１０μｌのリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）で希釈し、ビーズに結合した［Ｒｕ（ｂｐｙ）３］２＋の量を、ＢｉｏＶｅｒｉｓ Ｍ−ＳＥＲＩＥＳ（登録商標）Ｍ１Ｒ分析装置（BioVeris社、メリーランド州ゲーサーズバーグ）で定量した。図１に示されるとおり、結果は、検出されたＥＣＬ信号と存在した標的炭疽菌ＤＮＡの量の間の相互関係を示した。
実施例２：凍結乾燥産物の安定性
以下の炭疽菌標的：保護的抗原、カプセル状タンパク質Bおよび染色体遺伝子座の一部をコードするＤＮＡ配列を増幅および検出するために、ＰＣＲ反応混合物を作製した。以下のプライマー対を各標的のために使用した。
感染防御抗原：
順方向プライマー：配列番号１
逆方向プライマー：配列番号２
カプセル状タンパク質Ｂ：
順方向プライマー：
Figure 2009500020
逆方向プライマー：
Figure 2009500020
染色体遺伝子座ＢＡ４０７０：
順方向プライマー：
Figure 2009500020
逆方向プライマー：
Figure 2009500020
捕獲オリゴヌクレオチドの配列は以下のとおりであった：
感染防御抗原：配列番号３
カプセル状タンパク質Ｂ：
Figure 2009500020
染色体遺伝子座ＢＡ４０７０
Figure 2009500020
実施例１で示されるとおり、５’末端に第１級アミンを有する捕獲オリゴヌクレオチドを合成した。各反応ミックスは、１０ｍＭ トリス−ＨＣｌ（ｐＨ８．３）、５０ｍＭ ＫＣｌ、４ｍＭ ＭｇＣｌ２、０．２ｍＭ ｄＡＴＰ、０．２ｍＭ ｄＣＴＰ、０．２ｍＭ ｄＧＴＰ、０．４ｍＭ ｄＵＴＰ、５％ｗ／ｖトレハロース、０．２５％Ｔｗｅｅｎ（登録商標）２０、０．０２％ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）、０．２μＭ未標識順方向プライマー、０．２μＭ［Ｒｕ（ｂｐｙ）３］２＋標識逆方向プライマー、捕獲オリゴヌクレオチドに結合した０．６μｇＭ−２７０超常磁性ビーズ（実施例１で製造された）、および０．０４単位／μｌ ＴａｑＤＮＡポリメラーゼより構成された。総量６ｍｌの各ミックスを作製し、その４ｍｌを凍結乾燥した。実施例１で示されるとおり、５’末端にルテニウム−キレート検出可能な基を有する逆方向プライマーを合成した。
２５μｌアリコートの反応ミックスを、０．２ｍｌＰＣＲ反応管に再懸濁させ、ドライアイス・エタノール浴で即時凍結した。凍結管を、モデル７９３４０００Ｌａｂｃｏｎｃｏ凍結乾燥機に入れ、棚板温度を上昇するプログラムを使用して乾燥させた：１．５時間−３０℃、次の１２時間かけて−１０℃に傾斜し、次の６時間かけて０℃に傾斜し、１０℃で２０時間までに終了した。乾燥した反応管を、シリカゲル乾燥性ポケット５ｇを含有するアルミ箔袋（Ulead社）中で３７℃で保存した。凍結乾燥後１日、７日、２８日目に、２５μｌの水に懸濁した０、０．１、または５ｐｇの炭疽菌ＤＮＡを添加することによって、反応管を再構成させた。ＰＣＲ管を密栓し、簡潔に混合し、その後ＭＪリサーチＰＴＣ２２５熱サイクラーに入れて、３８サイクルのＤＮＡ増幅を受けさせた。増幅サイクルを開始する前に、ＰＣＲ管を、７分間９５℃で予備インキュベートした。各増幅サイクルは、１５秒間９５℃で、および３０秒間５０℃で、ＰＣＲ管をインキュベートし、３８回繰返すことより構成された。その後、試料を、２分間、７２℃でインキュベートした。
その後、反応液を、簡潔に混合して、ビーズを再懸濁し、９５℃で５分間加熱し、その後、４０℃で３０分間インキュベートして、捕獲オリゴヌクレオチドに、ＰＣＲ産物とハイブリダイズさせた。組み込まれた標識プライマーを介して標識して、ＰＣＲ産物をその後、２１０μｌの水で希釈し、ビーズに結合した［Ｒｕ（ｂｐｙ）３］２＋の量を、ＢｉｏＶｅｒｉｓ Ｍ−ＳＥＲＩＥＳ（登録商標）Ｍ１Ｒ分析装置（BioVeris社、メリーランド州ゲーサーズバーグ）で定量した。図２Ａおよび２Ｂで示されるとおり、反応混合物は、試験された各ＤＮＡ濃度で検出可能なＰＣＲ産物を提供した。従って、３つの標的部位全てについての反応混合物は、３７℃で保存した場合少なくとも２８日間安定であった。
実施例３：ＲＮＡの検出
反応混合物を作製して、重症急性呼吸器症候群（ＳＡＲＳ）を引き起こすコロナウイルスのＲＮＡゲノムの一部を増幅および検出した。使用されたオリゴヌクレオチドは、以下の配列を有した：
順方向プライマー：
Figure 2009500020
逆方向プライマー：
Figure 2009500020
捕獲オリゴヌクレオチド：
Figure 2009500020
実施例１および２で示されるとおりに、プライマーおよび捕獲オリゴヌクレオチドを作製した。反応混合物は、２０ｍＭトリス−ＨＣｌ（ｐＨ８．３）、１００ｍＭ ＫＣｌ、２ｍＭ塩化マグネシウム、０．２ｍＭ ｄＡＴＰ、０．２ｍＭ ｄＣＴＰ、０．２ｍＭ ｄＧＴＰ、０．４ｍＭ ｄＵＴＰ、５％トレハロース、０．２μＭ未標識順方向プライマー、０．２μＭ［Ｒｕ（ｂｐｙ）３］２＋標識逆方向プライマー、捕獲オリゴヌクレオチドに結合した０．６μｇ超常磁性ビーズ（Dynal Biotech社）から得られる１μｍ直径ＭｙＯｎｅ（商標）カルボキシル化ビーズ、部品番号６５０．１２）、および０．１５単位／μｌサームス種Z０５ポリメラーゼ（Applied Biosystems社、カリフォルニア州ホスター）を含有した。超常磁性ビーズを、実施例１で示されるとおりに作製した。
２５μｌの反応混合物を、０．２ｍｌ ＰＣＲ反応管に懸濁させた。その管を、ドライアイス上で即時凍結させ、−３０℃に予め冷却したＶｉｒＴｉｓ Ｕｌｔｒａ３５凍結乾燥機に入れた。温度を、−３０℃で、３６０時間保持し、０．１℃／分で、−１０℃まで上昇させ、４８０分間−１０℃で保持し、０℃まで、０．１℃／分で上昇させ、３００分間０℃で保持し、１０℃まで０．１℃／分で上昇させ、３００分間１０℃で保持し、２５℃まで０．１７℃／分で上昇させ、１３分間２５℃で保持した。その間の圧力は、１５〜１９ｍＴｏｒｒであった。２５μｌの脱イオン水を添加することによって、乾燥反応物を、再構成した。再構成反応のための試験テンプレートは、ＳＡＲＳ−ＣｏＶ強化ＲＮＡ（Ambion社、テキサス州オースチン）であった。７５℃で３分間加熱し、その後、ＲＴ−ＰＣＲ反応に加えることによって、３μｌの強化ＲＮＡ（１×１０５粒子）を活性化させた。３μｌを６つの管に逐次移行させることによって、ＲＮＡの希釈を行った。ＰＣＲ間を密栓し、簡潔に混合し、その後、ＭＪリサーチＰＴＣ−２００熱サイクラーに入れて、４０サイクルの増幅を受けさせた。ＰＣＲ管を、最初に、３０分間６５℃で予めインキュベートして、ＲＮＡテンプレートから当初のＤＮＡ鎖の合成をさせた。その後、試料を、１分間９５℃でインキュベートして、増幅サイクルの開始の前に、生じるＲＮＡ／ＤＮＡハイブリッドの鎖を分離させた。各増幅サイクルは、１５秒間９５℃で、３０秒間５５℃でＰＣＲ管をインキュベートすることより構成された。４０サイクルを完了した後に、ＰＣＲ管を、３０分間４５℃でインキュベートして、捕獲オリゴヌクレオチドに、ＰＣＲ産物とハイブリダイズさせた。組み込まれた標識逆方向プライマーを介して標識して、その後ＰＣＲ産物を、２１０μｌのＰＢＳで希釈し、ビーズに結合した［Ｒｕ（ｂｐｙ）３］２＋の量を、ＢｉｏＶｅｒｉｓ Ｍ−ＳＥＲＩＥＳ（登録商標）Ｍ１Ｒ分析装置（BioVeris社、メリーランド州ゲーサーズバーグ）で定量した。図３で示されるとおり、生じたＥＣＬ信号の強度は、試料中に存在するウイルス性ＲＮＡ複製数と相互関係があった。
ここで引用される全資料は、それらの全体で参照して組み込まれる。参照により組み込まれる刊行物および特許または特許出願は、明細書に含まれる開示を反駁するのであれば、その明細書は、いずれかのこのような正反対の材料を放棄および／または優先することが意図される。
明細書および請求項で使用される成分の量、反応条件などを表す全ての数は、用語「約」によって全ての例で修飾されると理解されることである。従って、それと反対に指示されない限り、明細書および付随の請求項で説明される数字で示されるパラメーターは、本発明によって得られることを求められる所望の特性によって変化し得る推定である。少なくとも、請求項の範囲に対する等価物の原理の使用を制限する試みとしてではなく、各数字で表されるパラメーターは、明らかな数字の数および通常の丸めのアプローチの点で解釈されるべきである。
当業者に明らかであるとおり、その概念および範囲から逸脱することなく、本発明の多くの修飾および変動をなし得る。例えば、明細書は、核酸増幅についてのＰＣＲに該当するが、自己持続配列複製（３ＳＲ）および鎖置換増幅（ＳＤＡ）のような標的ポリヌクレオチド増幅方法；「分岐鎖」ＤＮＡ増幅のような標的ポリヌクレオチドに付着した信号の増幅に基づいた方法；リガーゼ連鎖反応（ＬＣＲ）およびＱＢレプリカーゼ増幅（ＱＢＲ）のようなプローブＤＮＡの増幅に基づいた方法；ライゲーション活性化転写（ＬＡＴ）および核酸配列に基づいた増幅（ＮＡＳＢＡ）のような転写に基づいた方法；および修復連鎖反応（ＲＣＲ）およびサイクリングプローブ反応（ＣＰＲ）のような他の種々の増幅方法のように、他の増幅技術も、本発明の範囲内にある。
明細書は、明細書内に引用される資料の教示の点で最も十分に理解される。明細書内の実施形態は、本発明の実施形態の例を提供し、本発明の範囲を限定すると解釈されるべきでない。当業者は、多くの他の実施形態が、本発明によって包含されることを十分に認識する。この開示で引用される全ての刊行物および特許は、全体に参照して組み込まれる。参照により組み込まれる材料は、本明細書と反駁するか、または一致しないのであれば、明細書は、いずれかのこのような材料を放棄する。本明細書中の任意の資料の引用は、このような資料が本発明の先行技術であるという承認はない。明細書および実施例が、例示のみと考慮されるべきことが意図され、本発明の真の範囲および概念は、以下の請求項によって示され得る。
炭疽菌（B. anthracis）ＤＮＡの開始濃度と炭疽菌ＤＮＡのＰＣＲ増幅後に検出された電気化学発光信号との関係を示したグラフである。各記号は二重測定の平均を表しており、線は測定に沿った数学的曲線である。 炭疽菌ゲノムＤＮＡが付加された、再組成された乾燥組成物のＰＣＲ増幅後、時間を経て発生させた電気化学発光信号を示すグラフである。ゲノム炭疽菌ＤＮＡ（染色体遺伝子座ＢＡ４０７０、防御因子およびカプセル状タンパク質Ｂ）の三つの部分は２種類の量（炭疽菌ＤＮＡの１００ｆｇおよび５ｐｇ）で３回に分けて測定された（Ａ．凍結乾燥後１日および７日）（Ｂ．凍結乾燥後２８日）。各バーは三重測定の平均を表している。誤差バーは三重測定の１標準偏差を表している。 予備混合試薬を用いた逆転写酵素およびＰＣＲ増幅後の、重症急性呼吸器症候群（ＳＡＲＳ）コロナウイルスの電気化学発光信号および複製数との関係を示したグラフである。円記号は、液状で保持され、かつ、製造された同日に使用された組成物に対する二重測定の平均を表している。プラス記号は、乾燥組成物を形成するために凍結乾燥され、乾燥組成物が室温で５日間貯蔵された後使用された組成物に対する二重測定の平均を表している。２，０００粒子に近いＲＮＡ複製の数で、液体および乾燥組成物測定は重複している。線は乾燥組成物測定に沿った数学的曲線である。

Claims (169)

  1. （ａ）少なくとも１つのポリメラーゼ、
    （ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、
    （ｃ）少なくとも１つの１価の陽イオン、
    （ｄ）少なくとも１つの２価の陽イオン、
    （ｅ）少なくとも１つの緩衝剤、
    （ｆ）少なくとも１つの固体支持体、
    （ｇ）少なくとも１つの凍結保護物質、
    （ｈ）標的核酸配列の第１部分とハイブリダイズすることが可能な第１オリゴヌクレオチド、
    （ｉ）標的核酸配列の第２部分に相補性の核酸配列とハイブリダイズすることが可能な第２オリゴヌクレオチド、および
    （ｊ）少なくとも１つの固体支持体に結合され、
    （１）標的核酸配列、または
    （２）標的核酸配列に相補性の核酸配列
    の第３部分とハイブリダイズすることが可能な第３オリゴヌクレオチド
    を含む標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物であって、
    （ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、（ｈ）第１オリゴヌクレオチド、および（ｉ）第２オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが標識により修飾されていること、および
    組成物が標的核酸配列またはその相補体を含まないことを特徴とする組成物。
  2. 第３オリゴヌクレオチドが少なくとも１つの固体支持体に共有結合的に結合されていることを特徴とする請求項１記載の組成物。
  3. 第３オリゴヌクレオチドが少なくとも１つの固体支持体から切断することが可能なことを特徴とする請求項１記載の組成物。
  4. 第１および第２オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが標識を含んでいることを特徴とする請求項１、２または３記載の組成物。
  5. （ａ）少なくとも１つのポリメラーゼ、
    （ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、
    （ｃ）少なくとも１つの１価の陽イオン、
    （ｄ）少なくとも１つの２価の陽イオン、
    （ｅ）少なくとも１つの緩衝剤、
    （ｆ）１組の結合パートナーの第１メンバーにより修飾された少なくとも１つの固体支持体、
    （ｇ）少なくとも１つの凍結保護物質、
    （ｈ）標的核酸配列の第１部分または標的核酸配列に相補性の配列にハイブリダイズすることが可能な第１オリゴヌクレオチド、および
    （ｉ）標的核酸配列の第２部分または標的核酸配列に相補性の配列にハイブリダイズすることが可能であり、１組の結合パートナーの第２メンバーを含む第２オリゴヌクレオチド
    を含む標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物であって、
    （ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸および（ｈ）第１オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが標識により修飾されていること、第１オリゴヌクレオチドが標的核酸配列にハイブリダイズすることが可能であるならば、そのときには第２オリゴヌクレオチドが標的核酸配列の相補体にハイブリダイズすることが可能であること、第１オリゴヌクレオチドが標的核酸配列の相補体にハイブリダイズすることが可能であるならば、そのときには第２オリゴヌクレオチドが標的核酸配列にハイブリダイズすることが可能であること、および組成物が標的核酸配列またはその相補体を含んでいないことを特徴とする組成物。
  6. （ａ）少なくとも１つのポリメラーゼ、
    （ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、
    （ｃ）少なくとも１つの１価の陽イオン、
    （ｄ）少なくとも１つの２価の陽イオン、
    （ｅ）少なくとも１つの緩衝剤、
    （ｆ）リンカー物質に結合することが可能な少なくとも１つの固体支持体、
    （ｇ）少なくとも１つの凍結保護物質、
    （ｈ）標的核酸配列の第１部分または標的核酸配列に相補性の配列にハイブリダイズすることが可能な第１オリゴヌクレオチド、および
    （ｉ）標的核酸配列の第２部分または標的核酸配列に相補性の配列にハイブリダイズすることが可能であり、かつ、リンカー物質を含む第２オリゴヌクレオチド
    を含む標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物であって、
    （ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸および（ｈ）第１オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが標識により修飾されていること、標的核酸配列が増幅されるまで、第２オリゴヌクレオチドが固体支持体に結合されないこと、第１オリゴヌクレオチドが標的核酸配列にハイブリダイズすることが可能であるならば、そのときには第２オリゴヌクレオチドが標的核酸配列の相補体にハイブリダイズすることが可能であること、第１オリゴヌクレオチドが標的核酸配列の相補体にハイブリダイズすることが可能であるならば、そのときには第２オリゴヌクレオチドが標的核酸配列にハイブリダイズすることが可能であること、および組成物が標的核酸配列またはその相補体を含んでいないことを特徴とする組成物。
  7. リンカー物質が光活性化可能であり、そのためリンカー物質が固体支持体に結合されることが可能であることを特徴とする請求項６記載の組成物。
  8. リンカー物質がアリールアジドを含んでいることを特徴とする請求項７記載の組成物。
  9. 第１オリゴヌクレオチドが標識により修飾されていることを特徴とする請求項５または６記載の組成物。
  10. さらにＥＣＬ共反応化合物を含んでいることを特徴とする請求項１、５または６記載の組成物。
  11. ＥＣＬ共反応化合物が第２級アミンおよび／または第３級アミンを含んでいることを特徴とする請求項１０記載の組成物。
  12. ＥＣＬ共反応化合物が、ペルオキソ二硫酸、エチルアミン、ジ−エチルアミン、トリ−エチルアミン、トリ−イソ−プロピルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、ジ−イソ−プロピルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、トリ−イソ−ブチルアミン、ビ−イソ−ブチルアミン、ｓ−ブチルアミン、ｔ−ブチルアミン、ジ−ｎ−ペンチルアミン、トリ−ｎ−ペンチルアミン、Ｎ−エチルモルホリン、スパルテイン、トリ−ｎ−ブチルアミン、トリエタノールアミン、ジヒドロニコチンアミドアデニンジヌクレオチド、１，４−ジアゾビシクロ（２．２．２）オクタン、エチレンジアミン四酢酸、シュウ酸、１−エチルピペリジン、ジ−ｎ−プロピルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラプロピル−１，３−ジアミノプロパン、ＤＡＢ−ＡＭ−４、ポリプロピレンイミンテトラアミンデンドリマー、ＤＡＢ−ＡＭ−８、ポリプロピレンイミンオクタアミンデンドリマー、ＤＡＢ−ＡＭ−１６、ポリプロピレンイミンヘキサデカアミンデンドリマー、ＤＡＢ−ＡＭ−３２、ポリプロピレンイミンドトリアコンタアミンデンドリマー、ＤＡＢ−ＡＭ−６４、ポリプロピレンイミンテトラヘキサコンタアミンデンドリマー、３−（Ｎ−モルホリノ）プロパンスルホン酸、３−モルホリノ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸、グリシル−グリシン、２−モルホリノエタンスルホン酸、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）−２，２’，２”−ニトリロトリエタノール、Ｎ−（２−アセトアミド）イミノ二酢酸、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）タウリン、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン−Ｎ’−（２−エタンスルホン酸）、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−３−アミノ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸、４−（Ｎ−モルホリノ）ブタンスルホン酸、４−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン−ｌ−（２−ヒドロキシプロパンスルホン酸）水和物、ピペラジン−１，４−ビス（２−ヒドロキシプロパンスルホン酸）二水和物、４−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン−１−プロパンスルホン酸、およびＮ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）グリシン、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン−Ｎ’−（４−ブタンスルホン酸）および／またはそれらの塩類の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１０記載の組成物。
  13. ＥＣＬ共反応化合物が、ピペラジン−１，４−ビス（２−エタンスルホン酸）、トリ−ｎ−プロピルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラプロピル−１，３−ジアミノプロパンおよび／またはそれらの塩類の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１０記載の組成物。
  14. （ａ）組成物が乾燥組成物であること、
    （ｂ）組成物がさらに、外部条件が４℃、および３０％の相対湿度である場合、乾燥組成物を３ヶ月間乾燥させておくのに充分な湿度バリアーを形成する容器を含んでいること、
    （ｃ）少なくとも１つの固体支持体が、約１〜約３ミクロンの直径を有する少なくとも１つの磁気ビーズであること、
    （ｄ）第１および第２オリゴヌクレオチドが、それぞれ約１０〜約９０ヌクレオチド長であること、
    （ｅ）少なくとも１つの緩衝剤が、約８．１〜約８．５のｐＨ範囲において有効な緩衝能力を有していること、
    （ｅ）少なくとも１つのポリメラーゼが耐熱性ポリメラーゼを含んでいること、および
    （ｆ）第１および第２オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが、ＥＣＬ成分、フルオロフォアまたは化学発光標識を含む、ただし、第３オリゴヌクレオチドが含まれない実施形態においては、第２オリゴヌクレオチドがＥＣＬ成分、フルオロフォア、または化学発光標識を含まないという条件であること
    を特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の組成物。
  15. 少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸が標識により修飾されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の組成物。
  16. 組成物が乾燥組成物であることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の組成物。
  17. さらに、外部条件が３７℃および１００％の相対湿度の場合、乾燥組成物を２０日間乾燥させておくのに充分な湿度バリアーを形成する容器を含む請求項１〜１６のいずれか１項に記載の組成物。
  18. さらに、
    （ａ）乾燥組成物を保持する内部容器、
    （ｂ）外部容器、および
    （ｃ）内部容器と外部容器との間に位置する乾燥剤
    を含み、
    外部条件が３７℃および１００％の相対湿度の場合、結果として生じる湿度バリアーが乾燥組成物を２０日間乾燥させておくのに充分であることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の組成物。
  19. さらに、外部条件が４℃および３０％の相対湿度の場合、乾燥組成物を３ヶ月間乾燥させておくのに充分な湿度バリアーを形成する容器を含んでいる請求項１６記載の組成物。
  20. 少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸がデオキシリボヌクレオシド三リン酸であることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載の組成物。
  21. 少なくとも１つのデオキシリボヌクレオシド三リン酸が、デオキシシチジン５’−三リン酸（ｄＣＴＰ）、デオキシアデノシン５’−三リン酸（ｄＡＴＰ）、デオキシグアノシン５’−三リン酸（ｄＧＴＰ）、デオキシチミジン５’−三リン酸（ｄＴＴＰ）、デオキシウラシル５’−三リン酸（ｄＵＴＰ）および／またはデオキシイノシン５’−三リン酸（ｄＩＴＰ）から選択されることを特徴とする請求項２０記載の組成物。
  22. 少なくとも１つの固体支持体が少なくとも１つのビーズであることを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項に記載の組成物。
  23. 少なくとも１つのビーズが約１〜約３ミクロンの直径を有することを特徴とする請求項２２記載の組成物。
  24. 少なくとも１つのビーズが少なくとも１つのポリスチレンビーズであることを特徴とする請求項２２記載の組成物。
  25. 少なくとも１つのビーズが少なくとも１つの磁気ビーズであることを特徴とする請求項２２記載の組成物。
  26. 少なくとも１つの固体支持体が少なくとも１つの電極であることを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項に記載の組成物。
  27. 第１および第２オリゴヌクレオチドがそれぞれ約１５〜約６０ヌクレオチド長であることを特徴とする請求項１〜２６のいずれか１項に記載の組成物。
  28. 少なくとも１つの１価の陽イオンが、カリウムイオン、アンモニウムイオン、テトラメチルアンモニウムイオンおよびテトラエチルアンモニウムイオンの少なくとも１つを含んでいることを特徴とする請求項１〜２７のいずれか１項に記載の組成物。
  29. 少なくとも１つの２価の陽イオンが、マグネシウムまたはマンガンを含んでいることを特徴とする請求項１〜２８のいずれか１項に記載の組成物。
  30. 少なくとも１つのポリメラーゼが耐熱性ポリメラーゼを含んでいることを特徴とする請求項１〜２９のいずれか１項に記載の組成物。
  31. 少なくとも１つのポリメラーゼが逆転写酵素を含んでいることを特徴とする請求項１〜２９のいずれか１項に記載の組成物。
  32. 少なくとも１つのポリメラーゼが、Ｔａｑポリメラーゼ、Ｔｔｈポリメラーゼ、ＴＺ０５ポリメラーゼ、Ｐｆｕポリメラーゼ、テルムス・ブロキアヌス（brockianus）に由来するダイナザイム（商標）ポリメラーゼ、パイロコッカス・アビシに由来するＩｓｉｓＤＮＡポリメラーゼ（商標）またはＤＮＡポリメラーゼＩのクレノー断片を含むことを特徴とする請求項１〜２９のいずれか１項に記載の組成物。
  33. 少なくとも１つの緩衝剤が、約８．１〜約８．５のｐＨ範囲において有効な緩衝能力を有していることを特徴とする請求項１〜３２のいずれか１項に記載の組成物。
  34. 少なくとも１つの凍結保護物質が二糖、多糖体、またはポリアルコールを含んでいることを特徴とする請求項１〜３３のいずれか１項に記載の組成物。
  35. 少なくとも１つの凍結保護物質がショ糖またはフィコールを含んでいることを特徴とする請求項３４記載の組成物。
  36. 少なくとも１つの凍結保護物質がトレハロースを含んでいることを特徴とする請求項３４記載の組成物。
  37. 標識がＥＣＬ成分、フルオロフォア、酵素標識、放射性同位体、化学発光標識、生物発光標識、ハプテン、抗体、または染料を含んでいることを特徴とする請求項１〜３６のいずれか１項に記載の組成物。
  38. 標識がルテニウムキレート、オスミウムキレート、ビオチン、ジゴキシゲニン、フルオレセイン、ローダミン、またはシアニンを含んでいることを特徴とする請求項１〜３７のいずれか１項に記載の組成物。
  39. 標識がビス（２，２’−ビピリジル）ルテニウム（II）またはトリス（２，２’−ビピリジル）ルテニウム（II）を含んでいることを特徴とする請求項１〜３８のいずれか１項に記載の組成物。
  40. （１）以下の：
    （ａ）少なくとも１つのポリメラーゼ、
    （ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、
    （ｃ）少なくとも１つの１価の陽イオン、
    （ｄ）少なくとも１つの２価の陽イオン、
    （ｅ）少なくとも１つの緩衝剤、
    （ｆ）少なくとも１つの固体支持体、
    （ｇ）少なくとも１つの凍結保護物質、
    （ｈ）標的核酸配列の第１部分とハイブリダイズすることが可能な第１オリゴヌクレオチド、
    （ｉ）標的核酸配列の第２部分に相補性の核酸配列とハイブリダイズすることが可能な第２オリゴヌクレオチド、および
    （ｊ）少なくとも１つの固体支持体に結合され、
    （１）標的核酸配列、または
    （２）標的核酸配列に相補性の核酸配列
    の第３部分とハイブリダイズすることが可能な第３オリゴヌクレオチド
    を得る工程であって、
    （ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、（ｈ）第１オリゴヌクレオチド、および（ｉ）第２オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが標識により修飾されていること、および組成物が標的核酸配列またはその相補体を含まないことを特徴とする工程、および
    （２）容器内で（ａ）〜（ｊ）を組み合わせ、それにより標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物を形成する工程
    を含む標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物の製造方法。
  41. 第３オリゴヌクレオチドが固体支持体に共有結合的に結合されていることを特徴とする請求項４０記載の方法。
  42. 第３オリゴヌクレオチドが固体支持体から切断されることが可能であることを特徴とする請求項４０記載の方法。
  43. 第１および第２オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが標識により修飾されていることを特徴とする請求項４０、４１または４２記載の方法。
  44. （１）以下の
    （ａ）少なくとも１つのポリメラーゼ、
    （ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、
    （ｃ）少なくとも１つの１価の陽イオン、
    （ｄ）少なくとも１つの２価の陽イオン、
    （ｅ）少なくとも１つの緩衝剤、
    （ｆ）１組の結合パートナーの第１メンバーにより修飾された少なくとも１つの固体支持体、
    （ｇ）少なくとも１つの凍結保護物質、
    （ｈ）標的核酸配列の第１部分または標的核酸配列に相補性の配列にハイブリダイズすることが可能な第１オリゴヌクレオチド、および
    （ｉ）標的核酸配列の第２部分または標的核酸配列に相補性の配列にハイブリダイズすることが可能であり、１組の結合パートナーの第２メンバーを含む第２オリゴヌクレオチド
    を得る工程であって、
    （ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸および（ｈ）第１オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが標識により修飾されていること、第１オリゴヌクレオチドが標的核酸配列にハイブリダイズすることが可能な場合、そのときには第２オリゴヌクレオチドが標的核酸配列の相補体にハイブリダイズすることが可能であること、第１オリゴヌクレオチドが標的核酸配列の相補体にハイブリダイズすることが可能である場合、そのときには第２オリゴヌクレオチドが標的核酸配列にハイブリダイズすることが可能であること、および組成物が標的核酸配列またはその相補体を含まないことを特徴とする工程、および
    （２）容器内で（ａ）〜（ｉ）を組み合わせ、それにより標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物を形成する工程
    を含む標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物の製造方法。
  45. （１）以下の成分：
    （ａ）少なくとも１つのポリメラーゼ、
    （ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、
    （ｃ）少なくとも１つの１価の陽イオン、
    （ｄ）少なくとも１つの２価の陽イオン、
    （ｅ）少なくとも１つの緩衝剤、
    （ｆ）結合物質に結合することが可能な少なくとも１つの固体支持体、
    （ｇ）少なくとも１つの凍結保護物質、
    （ｈ）標的核酸配列の第１部分または標的核酸配列に相補性の配列にハイブリダイズすることが可能な第１オリゴヌクレオチド、および
    （ｉ）標的核酸配列の第２部分または標的核酸配列に相補性の配列にハイブリダイズすることが可能であり、リンカー物質を含む第２オリゴヌクレオチド
    を得る工程であって、
    （ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸および（ｈ）第１オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが標識により修飾されていること、標的核酸配列が増幅されるまで第２オリゴヌクレオチドが固体支持体に結合されないこと、第１オリゴヌクレオチドが標的核酸配列にハイブリダイズすることが可能な場合、そのときには第２オリゴヌクレオチドが標的核酸配列の相補体にハイブリダイズすることが可能であること、第１オリゴヌクレオチドが標的核酸配列の相補体にハイブリダイズすることが可能である場合、そのときには第２オリゴヌクレオチドが標的核酸配列にハイブリダイズすることが可能であること、および組成物が標的核酸配列またはその相補体を含んでいないことを特徴とする工程、および
    （２）単一の容器内で（ａ）〜（ｉ）を組み合わせ、それにより標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物を形成する工程
    を含む、試料内の標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物の製造方法。
  46. リンカー物質が光活性化可能であり、そのためリンカー物質が固体支持体に結合されることが可能であることを特徴とする請求項４５記載の方法。
  47. リンカー物質がアリールアジドを含んでいることを特徴とする請求項４６記載の方法。
  48. 第１オリゴヌクレオチドが標識により修飾されていることを特徴とする請求項４０、４４または４５記載の方法。
  49. 試料が標的核酸配列に相補性の核酸配列を含有していることを特徴とする請求項４０〜４８のいずれか１項に記載の方法。
  50. 試料が標的核酸配列に相補性の核酸配列を含有していないことを特徴とする請求項４０〜４８のいずれか１項に記載の方法。
  51. ＥＣＬ共反応化合物が工程（２）の組成物に付加されることを特徴とする請求項４０〜５０のいずれか１項に記載の方法。
  52. ＥＣＬ共反応化合物が第２級アミンおよび／または第３級アミンを含んでいることを特徴とする請求項５１記載の方法。
  53. ＥＣＬ共反応化合物が、ペルオキソ二硫酸、エチルアミン、ジ−エチルアミン、トリ−エチルアミン、トリ−イソ−プロピルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、ジ−イソ−プロピルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、トリ−イソ−ブチルアミン、ビ−イソ−ブチルアミン、ｓ−ブチルアミン、ｔ−ブチルアミン、ジ−ｎ−ペンチルアミン、トリ−ｎ−ペンチルアミン、Ｎ−エチルモルホリン、スパルテイン、トリ−ｎ−ブチルアミン、トリエタノールアミン、ジヒドロニコチンアミドアデニンジヌクレオチド、１，４−ジアゾビシクロ（２．２．２）オクタン、エチレンジアミン四酢酸、シュウ酸、１−エチルピペリジン、ジ−ｎ−プロピルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラプロピル−ｌ，３−ジアミノプロパン、ＤＡＢ−ＡＭ−４、ポリプロピレンイミンテトラアミンデンドリマー、ＤＡＢ−ＡＭ−８、ポリプロピレンイミンオクタアミンデンドリマー、ＤＡＢ−ＡＭ−１６、ポリプロピレンイミンヘキサデカアミンデンドリマー、ＤＡＢ−ＡＭ−３２、ポリプロピレンイミンドトリアコンタアミンデンドリマー、ＤＡＢ−ＡＭ−６４、ポリプロピレンイミンテトラヘキサコンタアミンデンドリマー、３−（Ｎ−モルホリノ）プロパンスルホン酸、３−モルホリノ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸、グリシル−グリシン、２−モルホリノエタンスルホン酸、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）−２，２’，２”−ニトリロトリエタノール、Ｎ−（２−アセトアミド）イミノ二酢酸、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）タウリン、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン−Ｎ’−（２−エタンスルホン酸）、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−３−アミノ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸、４−（Ｎ−モルホリノ）ブタンスルホン酸、４−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン−１−（２−ヒドロキシプロパンスルホン酸）水和物、ピペラジン−１，４−ビス（２−ヒドロキシプロパンスルホン酸）二水和物、４−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン−１−プロパンスルホン酸、およびＮ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）グリシン、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン−Ｎ’−（４−ブタンスルホン酸）および／またはそれらの塩類の少なくとも１つであることを特徴とする請求項５１記載の方法。
  54. ＥＣＬ共反応化合物がピペラジン−１，４−ビス（２−エタンスルホン酸）、トリ−ｎ−プロピルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラプロピル−１，３−ジアミノプロパンおよび／またはそれらの塩類の少なくとも１つであることを特徴とする請求項５１記載の方法。
  55. 少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸が標識により修飾されていることを特徴とする請求項４０〜５４のいずれか１項に記載の方法。
  56. さらに、乾燥組成物を形成するために、工程（２）の組成物を凍結乾燥する工程を含んでいる請求項４０〜５５のいずれか１項に記載の方法。
  57. さらに、外部条件が４℃および３０％の相対湿度の場合、乾燥組成物を３ヶ月間乾燥させておくのに充分な湿度バリアーを形成するために、乾燥組成物を保持する容器を密閉する工程を含んでいる請求項５６記載の方法。
  58. （ａ）少なくとも１つの固体支持体が、約１〜約３ミクロンの直径を有する少なくとも１つの磁気ビーズであること、
    （ｂ）第１および第２オリゴヌクレオチドがそれぞれ約１０〜約９０ヌクレオチド長であること、
    （ｃ）少なくとも１つの緩衝剤が、約８．１〜約８．５のｐＨ範囲において有効な緩衝能力を有していること、
    （ｄ）少なくとも１つのポリメラーゼが耐熱性ポリメラーゼを含んでいること、および
    （ｅ）第１および第２オリゴヌクレオチドの少なくとも１つがＥＣＬ成分、フルオロフォア、または化学発光標識を含んでいる、ただし第３オリゴヌクレオチドを含まない実施形態においては、第２オリゴヌクレオチドがＥＣＬ成分、フルオロフォア、または化学発光標識を含まないという条件であること
    を特徴とする請求項４０〜５７のいずれか１項に記載の方法。
  59. 少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸がデオキシリボヌクレオシド三リン酸であることを特徴とする請求項４０〜５８のいずれか１項に記載の方法。
  60. 少なくとも１つのデオキシリボヌクレオシド三リン酸が、デオキシシチジン５’−三リン酸（ｄＣＴＰ）、デオキシアデノシン５’−三リン酸（ｄＡＴＰ）、デオキシグアノシン５’−三リン酸（ｄＧＴＰ）、デオキシチミジン５’−三リン酸（ｄＴＴＰ）、デオキシウラシル５’−三リン酸（ｄＵＴＰ）、およびデオキシイノシン５’−三リン酸（ｄＩＴＰ）から選択されることを特徴とする請求項５９記載の方法。
  61. 少なくとも１つの固体支持体が少なくとも１つのビーズであることを特徴とする請求項４０〜６０のいずれか１項に記載の方法。
  62. 少なくとも１つのビーズが、約１〜約３ミクロンの直径を有していることを特徴とする請求項６１記載の方法。
  63. 少なくとも１つのビーズが少なくとも１つのポリスチレンビーズであることを特徴とする請求項６１記載の方法。
  64. 少なくとも１つのビーズが少なくとも１つの磁気ビーズであることを特徴とする請求項６１記載の方法。
  65. 第１および第２オリゴヌクレオチドが、それぞれ約１５〜約６０ヌクレオチド長であることを特徴とする請求項４０〜６４のいずれか１項に記載の方法。
  66. １価の陽イオンが、カリウムイオン、アンモニウムイオン、テトラメチルアンモニウムイオン、またはテトラエチルアンモニウムイオンの少なくとも１つであることを特徴とする請求項４０〜６５のいずれか１項に記載の方法。
  67. ２価の陽イオンがマグネシウムまたはマンガンであることを特徴とする請求項４０〜６６のいずれか１項に記載の方法。
  68. ポリメラーゼが耐熱性ポリメラーゼであることを特徴とする請求項４０〜６７のいずれか１項に記載の方法。
  69. ポリメラーゼが逆転写酵素であることを特徴とする請求項４０〜６７のいずれか１項に記載の方法。
  70. 少なくとも１つのポリメラーゼが、Ｔａｑポリメラーゼ、Ｔｔｈポリメラーゼ、ＴＺ０５ポリメラーゼ、Ｐｆｕポリメラーゼ、テルムス・ブロキアヌス（brockianus）に由来するダイナザイム（商標）ポリメラーゼ、パイロコッカス・アビシに由来するＩｓｉｓＤＮＡポリメラーゼ（商標）またはＤＮＡポリメラーゼＩのクレノー断片を含んでいることを特徴とする請求項４０〜６７のいずれか１項に記載の方法。
  71. 少なくとも１つの緩衝剤が、約８．１〜約８．５のｐＨ範囲における有効な緩衝能力を有していることを特徴とする請求項４０〜７０のいずれか１項に記載の方法。
  72. 凍結保護物質が二糖、多糖体、またはポリアルコールを含んでいることを特徴とする請求項４０〜７１のいずれか１項に記載の方法。
  73. 凍結保護物質がショ糖またはフィコールを含んでいることを特徴とする請求項７２記載の方法。
  74. 凍結保護物質がトレハロースを含んでいることを特徴とする請求項７２記載の方法。
  75. 標識が、ＥＣＬ成分、フルオロフォア、酵素標識、放射性同位体、化学発光標識、生物発光標識、ハプテン、抗体、または染料を含んでいることを特徴とする請求項４０〜７４のいずれか１項に記載の方法。
  76. 標識がルテニウムキレート、オスミウムキレート、ビオチン、ジゴキシゲニン、フルオレセイン、ローダミンまたはシアニンを含んでいることを特徴とする請求項７５記載の方法。
  77. 標識がビス（２，２’−ビピリジル）ルテニウム（II）またはトリス（２，２’−ビピリジル）ルテニウム（II）を含んでいることを特徴とする請求項７６記載の方法。
  78. （１）請求項４０または４４の方法により生成される標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための第１組成物を得る、
    （２）標的核酸配列を含有する試料を第１組成物に付加して第２組成物を形成する、
    （３）第２組成物を交互に加熱および冷却して標的核酸配列の多数の複製を製造する
    （４）任意に工程（３）から標的核酸配列の多数の複製を単離する、および
    （５）任意に標識を検出して、それによって試料中の標的核酸を検出する
    工程を含む標的核酸配列を検出、増幅および／または単離する方法。
  79. （１）請求項４５の方法により生成される標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための第１組成物を得る、
    （２）標的核酸配列を含有する試料を第１組成物に付加して第２組成物を形成する、
    （３）第２組成物を交互に加熱および冷却して標的核酸配列の多数の複製を製造する、
    （４）第２オリゴヌクレオチドを固体支持体に結合させる、
    （５）任意に工程（３）から標的核酸配列の多数の複製単離する、および
    （６）任意に標識を検出し、それによって試料中の標的核酸を検出する
    工程を含む標的核酸配列を検出、増幅および／または単離する方法。
  80. 試料が標的核酸配列および標的核酸配列に相補性の核酸配列を含有していることを特徴とする請求項７８または７９記載の方法。
  81. 試料が標的核酸配列に相補性の核酸配列を含有していないことを特徴とする請求項７８または７９記載の方法。
  82. 標的核酸配列がリボ核酸を含んでいることを特徴とする請求項７８〜８１のいずれか１項に記載の方法。
  83. 標的核酸配列がデオキシリボ核酸を含んでいることを特徴とする請求項７８〜８１のいずれか１項に記載の方法。
  84. 請求項１〜３９のいずれか１項に記載の組成物を含む単一の容器を含んでいる試料中の標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するためのキット。
  85. 組成物が乾燥組成物であることを特徴とする請求項８４記載のキット。
  86. さらにキットの使用方法についての説明書を含んでいる請求項８４記載のキット。
  87. （ａ）少なくとも１つのポリメラーゼ、
    （ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、
    （ｃ）少なくとも１つの１価の陽イオン、
    （ｄ）少なくとも１つの２価の陽イオン、
    （ｅ）少なくとも１つの緩衝剤、
    （ｆ）Ｎの不連続領域を含む少なくとも１つの固体支持体、
    （ｇ）少なくとも１つの凍結保護物質、
    （ｈ）ｉ番目第１オリゴヌクレオチドが、ｉ番目標的核酸配列の第１部分とハイブリダイズすることが可能であるＮの第１オリゴヌクレオチド、
    （ｉ）ｉ番目第２オリゴヌクレオチドが、ｉ番目標的核酸配列の第２部分に相補性の核酸配列とハイブリダイズすることが可能であるＮの第２オリゴヌクレオチド、および
    （ｊ）ｉ番目第３オリゴヌクレオチドが、少なくとも１つの固体支持体上のｉ番目不連続領域に結合され、かつ
    （１）ｉ番目標的核酸配列、または
    （２）ｉ番目標的核酸配列に相補性の核酸配列
    の第３部分とハイブリダイズすることが可能であるＮの第３オリゴヌクレオチド
    を含むＮの標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物であって、
    Ｎが１または１よりも大きい整数であること、ｉ番目が１およびＮの両方を含む１とＮとの間の全ての整数を順番に表し、かつ、組成物の標的核酸特異的要素を示すのに用いられること、（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、（ｈ）ｉ番目第１オリゴヌクレオチド、および（ｉ）ｉ番目第２オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが標識により修飾されていること、および組成物が標的核酸配列またはその相補体を含まないことを特徴とする組成物。
  88. ｉ番目第１およびｉ番目第２オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが標識を含むことを特徴とする請求項８７記載の組成物。
  89. 容器への水分の付加により、要素（ａ）〜（ｊ）が互いに液体接触状態になることを特徴とする、さらに組成物を保持する容器を含む請求項８７または８８記載の組成物。
  90. （ａ）少なくとも１つのポリメラーゼ、
    （ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、
    （ｃ）少なくとも１つの１価の陽イオン、
    （ｄ）少なくとも１つの２価の陽イオン、
    （ｅ）少なくとも１つの緩衝剤、
    （ｆ）ｉ番目不連続領域が、１組の結合パートナーのｉ番目第１メンバーにより修飾される、Ｎの不連続領域を含む少なくとも１つの固体支持体、
    （ｇ）少なくとも１つの凍結保護物質、
    （ｈ）ｉ番目第１オリゴヌクレオチドが、ｉ番目標的核酸配列の第１部分またはｉ番目標的核酸配列に相補性の配列にハイブリダイズすることが可能である、Ｎの第１オリゴヌクレオチド、および
    （ｉ）ｉ番目第２オリゴヌクレオチドが、ｉ番目標的核酸配列の第２部分またはｉ番目標的核酸配列に相補性の配列にハイブリダイズすることが可能であり、かつ、１組の結合パートナーのｉ番目第２メンバーを含む、Ｎの第２オリゴヌクレオチド
    を含むＮの標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物であって、
    Ｎが１より大きいまたは等しい整数であること、ｉ番目が１およびＮの両方を含む１とＮとの間の全ての整数を順番に表し、かつ、組成物の標的核酸特異的要素を示すのに用いられること、（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸および（ｈ）ｉ番目第１オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが標識により修飾されていること、第１オリゴヌクレオチドが標的核酸配列にハイブリダイズすることが可能であるならば、そのときには第２オリゴヌクレオチドが標的核酸配列の相補体にハイブリダイズすることが可能であること、第１オリゴヌクレオチドが標的核酸配列の相補体にハイブリダイズすることが可能であるならば、そのときには第２オリゴヌクレオチドが、標的核酸配列にハイブリダイズすることが可能であること、および組成物が標的核酸配列またはその相補体を含まないことを特徴とする組成物。
  91. 容器への水分の付加により、各要素（ａ）〜（ｉ）が互いに液体接触状態になることを特徴とする、さらに組成物を保持する容器を含む請求項９０記載の組成物。
  92. ２≦Ｎ≦１，０００，０００であることを特徴とする請求項８７、８９、９０または９１記載の組成物。
  93. ２≦Ｎ≦１，０００であることを特徴とする請求項８７、８９、９０または９１記載の組成物。
  94. Ｎ≧１０であることを特徴とする請求項８７、８９、９０または９１記載の組成物。
  95. Ｎ≧５０であることを特徴とする請求項８７、８９、９０または９１記載の組成物。
  96. ｉ番目第１オリゴヌクレオチドが標識により修飾されていることを特徴とする請求項９０または９１記載の組成物。
  97. さらにＥＣＬ共反応化合物を含んでいる請求項８７〜９６のいずれか１項に記載の組成物。
  98. ＥＣＬ共反応化合物が第２級アミンおよび／または第３級アミンを含んでいることを特徴とする請求項９７記載の組成物。
  99. ＥＣＬ共反応化合物が、ペルオキソ二硫酸、エチルアミン、ジ−エチルアミン、トリ−エチルアミン、トリ−イソ−プロピルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、ジ−イソ−プロピルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、トリ−イソ−ブチルアミン、ビ−イソ−ブチルアミン、ｓ−ブチルアミン、ｔ−ブチルアミン、ジ−ｎ−ペンチルアミン、トリ−ｎ−ペンチルアミン、Ｎ−エチルモルホリン、スパルテイン、トリ−ｎ−ブチルアミン、トリエタノールアミン、ジヒドロニコチンアミドアデニンジヌクレオチド、１，４−ジアゾビシクロ（２．２．２）オクタン、エチレンジアミン四酢酸、シュウ酸、１−エチルピペリジン、ジ−ｎ−プロピルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラプロピル−ｌ，３−ジアミノプロパン、ＤＡＢ−ＡＭ−４、ポリプロピレンイミンテトラアミンデンドリマー、ＤＡＢ−ＡＭ−８、ポリプロピレンイミンオクタアミンデンドリマー、ＤＡＢ−ＡＭ−１６、ポリプロピレンイミンヘキサデカアミンデンドリマー、ＤＡＢ−ＡＭ−３２、ポリプロピレンイミンドトリアコンタアミンデンドリマー、ＤＡＢ−ＡＭ−６４、ポリプロピレンイミンテトラヘキサコンタアミンデンドリマー、３−（Ｎ−モルホリノ）プロパンスルホン酸、３−モルホリノ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸、グリシル−グリシン、２−モルホリノエタンスルホン酸、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）−２，２’，２”−ニトリロトリエタノール、Ｎ−（２−アセトアミド）イミノ二酢酸、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）タウリン、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン−Ｎ’−（２−エタンスルホン酸）、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−３−アミノ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸、４−（Ｎ−モルホリノ）ブタンスルホン酸、４−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン−ｌ−（２−ヒドロキシプロパンスルホン酸）水和物、ピペラジン−１，４−ビス（２−ヒドロキシプロパンスルホン酸）二水和物、４−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン−１−プロパンスルホン酸、およびＮ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）グリシン、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン−Ｎ’−（４−ブタンスルホン酸）および／またはそれらの塩類の少なくとも１つであることを特徴とする請求項９７記載の組成物。
  100. ＥＣＬ共反応化合物が、ピペラジン−１，４−ビス（２−エタンスルホン酸）、トリ−ｎ−プロピルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラプロピル−１，３−ジアミノプロパンおよび／またはそれらの塩類の少なくとも１つであることを特徴とする請求項９７記載の組成物。
  101. 少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸が標識により修飾されていることを特徴とする請求項８７〜１００のいずれか１項に記載の組成物。
  102. 組成物が乾燥組成物であることを特徴とする請求項８７〜１０１のいずれか１項に記載の組成物。
  103. さらに、外部条件が３７℃および１００％の相対湿度の場合、乾燥組成物を２０日間乾燥させておくのに充分な湿度バリアーを形成する容器を含んでいる請求項１０２記載の組成物。
  104. さらに、
    （ａ）乾燥組成物を保持する内部容器、
    （ｂ）外部容器、および
    （ｃ）内部容器と外部容器との間に位置する乾燥剤
    を含み、
    外部条件が３７℃および１００％の相対湿度の場合、結果として生じる湿度バリアーが乾燥組成物を２０日間乾燥させておくのに充分であることを特徴とする請求項１０２記載の組成物。
  105. さらに、外部条件が４℃および３０％の相対湿度の場合、乾燥組成物を３ヶ月間乾燥させておくのに充分な湿度バリアーを形成する容器を含んでいる請求項１０２記載の組成物。
  106. 少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸がデオキシリボヌクレオシド三リン酸であることを特徴とする請求項８７〜１０５のいずれか１項に記載の組成物。
  107. 少なくとも１つのデオキシリボヌクレオシド三リン酸が、デオキシシチジン５’−三リン酸（ｄＣＴＰ）、デオキシアデノシン５’−三リン酸（ｄＡＴＰ）、デオキシグアノシン５’−三リン酸（ｄＧＴＰ）、デオキシチミジン５’−三リン酸（ｄＴＴＰ）、デオキシウラシル５’−三リン酸（ｄＵＴＰ）および／またはデオキシイノシン５’−三リン酸（ｄＩＴＰ）から選択されることを特徴とする請求項１０６記載の組成物。
  108. 少なくとも１つの固体支持体が少なくとも１つの電極であることを特徴とする請求項８７〜１０７のいずれか１項に記載の組成物。
  109. Ｎの不連続領域のそれぞれが不連続電極であることを特徴とする請求項８７〜１０８のいずれか１項に記載の組成物。
  110. Ｎの第１オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが約１５〜約６０ヌクレオチド長であること、およびＮの第２オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが約１５〜約６０ヌクレオチド長であることを特徴とする請求項８７〜１０９のいずれか１項に記載の組成物。
  111. 少なくとも１つの１価の陽イオンが、カリウムイオン、アンモニウムイオン、テトラメチルアンモニウムイオン、およびテトラエチルアンモニウムイオンの少なくとも１つを含んでいることを特徴とする請求項８７〜１１０のいずれか１項に記載の組成物。
  112. 少なくとも１つの２価の陽イオンがマグネシウムまたはマンガンを含んでいることを特徴とする請求項８７〜１１１のいずれか１項に記載の組成物。
  113. 少なくとも１つのポリメラーゼが耐熱性ポリメラーゼを含むことを特徴とする請求項８７〜１１２のいずれか１項に記載の組成物。
  114. 少なくとも１つのポリメラーゼが逆転写酵素を含んでいることを特徴とする請求項８７〜１１２のいずれか１項に記載の組成物。
  115. 少なくとも１つのポリメラーゼが、Ｔａｑポリメラーゼ、Ｔｔｈポリメラーゼ、ＴＺ０５ポリメラーゼ、Ｐｆｕポリメラーゼ、テルムス・ブロキアヌス（brockianus）に由来するダイナザイム（商標）ポリメラーゼ、パイロコッカス・アビシに由来するＩｓｉｓＤＮＡポリメラーゼ（商標）またはＤＮＡポリメラーゼＩのクレノー断片を含んでいることを特徴とする請求項８７〜１１２のいずれか１項に記載の組成物。
  116. 少なくとも１つの緩衝剤が、約８．１〜約８．５のｐＨ範囲において有効な緩衝能力を有していることを特徴とする請求項８７〜１１５のいずれか１項に記載の組成物。
  117. 少なくとも１つの凍結保護物質が二糖、多糖体、またはポリアルコールを含んでいることを特徴とする請求項８７〜１１６のいずれか１項に記載の組成物。
  118. 少なくとも１つの凍結保護物質がショ糖またはフィコールを含んでいることを特徴とする請求項１１７記載の組成物。
  119. 少なくとも１つの凍結保護物質がトレハロースを含んでいることを特徴とする請求項１１７記載の組成物。
  120. 標識がＥＣＬ成分、フルオロフォア、酵素標識、放射性同位体、化学発光標識、生物発光標識、ハプテン、抗体または染料を含んでいることを特徴とする請求項８７〜１１９のいずれか１項に記載の組成物。
  121. 標識がルテニウムキレート、オスミウムキレート、ビオチン、ジゴキシゲニン、フルオレセイン、ローダミンまたはシアニンを含んでいることを特徴とする請求項１２０記載の組成物。
  122. 標識がビス（２，２’−ビピリジル）ルテニウム（II）またはトリス（２，２’−ビピリジル）ルテニウム（II）を含んでいることを特徴とする請求項１２１記載の組成物。
  123. （ａ）組成物がさらに、ピペラジン−１，４ビス（２−エタンスルホン酸）、トリ−ｎ−プロピルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラプロピル−ｌ，３−ジアミノプロパンおよび／またはそれらの塩類の少なくとも１つであるＥＣＬ共反応化合物を含んでいること、
    （ｂ）組成物が乾燥組成物であること、
    （ｃ）組成物がさらに、外部条件が４℃および３０％の相対湿度の場合、乾燥組成物を３ヶ月間乾燥させておくのに充分な湿度バリアーを形成する容器を含んでいること、
    （ｅ）Ｎの第１オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが約１０〜約９０ヌクレオチド長であること、およびＮの第２オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが約１０〜約９０ヌクレオチド長であること、
    （ｆ）少なくとも１つの緩衝剤が、約８．１〜約８．５のｐＨ範囲において有効な緩衝能力を有していること、
    （ｇ）少なくとも１つのポリメラーゼが耐熱性ポリメラーゼを含んでいること、および
    （ｈ）ｉ番目第１およびｉ番目の第２オリゴヌクレオチドの少なくとも１つがＥＣＬ成分、フルオロフォア、または化学発光標識を含んでいる、ただし、ｉ番目第３オリゴヌクレオチドを含む各実施形態においては、ｉ番目第２オリゴヌクレオチドがＥＣＬ成分、フルオロフォア、または化学発光標識を含まないという条件であること
    を特徴とする請求項８７〜１２２のいずれか１項に記載の組成物。
  124. （１）以下の：
    （ａ）少なくとも１つのポリメラーゼ、
    （ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、
    （ｃ）少なくとも１つの１価の陽イオン、
    （ｄ）少なくとも１つの２価の陽イオン、
    （ｅ）少なくとも１つの緩衝剤、
    （ｆ）Ｎの不連続領域を含む少なくとも１つの固体支持体、
    （ｇ）少なくとも１つの凍結保護物質、
    （ｈ）ｉ番目第１オリゴヌクレオチドが、ｉ番目標的核酸配列の第１部分とハイブリダイズすることが可能である、Ｎの第１オリゴヌクレオチド、
    （ｉ）ｉ番目第２オリゴヌクレオチドが、ｉ番目標的核酸配列の第２部分に相補性の核酸配列とハイブリダイズすることが可能であり、かつ、（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、（ｈ）ｉ番目第１オリゴヌクレオチド、および（ｉ）ｉ番目第２オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが、標識により修飾されているＮの第２オリゴヌクレオチド、および
    （ｊ）ｉ番目第３オリゴヌクレオチドが少なくとも１つの固体支持体上のｉ番目不連続領域に結合されており、かつ
    （１）ｉ番目標的核酸配列、または
    （２）ｉ番目標的核酸配列に相補性の核酸配列
    の第３部分とハイブリダイズすることが可能であるＮの第３オリゴヌクレオチド
    を得る、
    （２）ｉ番目第３オリゴヌクレオチドを、少なくとも１つの固体支持体上のｉ番目不連続領域に結合させる、および
    （３）（ａ）〜（ｊ）を容器内で組み合わせ、それによってＮ標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物を形成する
    工程を含むＮの標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物の製造方法であって、
    Ｎが１または１よりも大きい整数であること、ｉ番目が１およびＮの両方を含む１とＮとの間の全ての整数を順番に表し、かつ、組成物の標的核酸特異的要素を示すために用いられること、および組成物が標的核酸配列またはその相補体を含んでいないことを特徴とする方法。
  125. 容器への水分の付加により、各要素（ａ）〜（ｊ）が互いに液体接触状態になることを特徴とする請求項１２４記載の方法。
  126. 第３オリゴヌクレオチドが、固体支持体に共有結合的に結合されていることを特徴とする請求項１２４または１２５記載の方法。
  127. 第３オリゴヌクレオチドが固体支持体から切断されることが可能であることを特徴とする請求項１２４または１２５記載の方法。
  128. ｉ番目第１およびｉ番目第２オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが標識を含んでいることを特徴とする請求項１２４〜１２７のいずれか１項に記載の方法。
  129. 乾燥組成物を形成するために、さらに、工程（３）の組成物を凍結乾燥する工程を含む請求項１２４〜１２８のいずれか１項に記載の方法。
  130. 外部条件が４℃および３０％の相対湿度の場合、乾燥組成物を３ヶ月間乾燥させておくのに充分な湿度バリアーを形成するために、乾燥組成物を保持する容器を密閉する工程をさらに含んでいる請求項１２９記載の方法。
  131. （１）以下の：
    （ａ）少なくとも１つのポリメラーゼ、
    （ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸、
    （ｃ）少なくとも１つの１価の陽イオン、
    （ｄ）少なくとも１つの２価の陽イオン、
    （ｅ）少なくとも１つの緩衝剤、
    （ｆ）ｉ番目不連続領域が１組の結合パートナーのｉ番目第１メンバーにより修飾されている、Ｎの不連続領域を含んでいる少なくとも１つの固体支持体、
    （ｇ）少なくとも１つの凍結保護物質、
    （ｈ）ｉ番目第１オリゴヌクレオチドがｉ番目標的核酸配列の第１部分またはｉ番目標的核酸配列に相補性の配列にハイブリダイズすることが可能であるＮの第１オリゴヌクレオチド、および
    （ｉ）ｉ番目第２オリゴヌクレオチドがｉ番目標的核酸配列の第２部分またはｉ番目標的核酸配列に相補性の配列にハイブリダイズすることが可能であり、かつ、１組の結合パートナーのｉ番目第２メンバーを含んでいるＮの第２オリゴヌクレオチド
    を得る工程であって、
    Ｎが１または１より大きい整数であること、ｉ番目が１およびＮの両方を含む１とＮとの間の全ての整数順番に表し、かつ、組成物の標的核酸特異的要素を示すのに用いられること、（ｂ）少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸および（ｈ）ｉ番目第１オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが標識により修飾されていること、第１オリゴヌクレオチドが標的核酸配列にハイブリダイズすることが可能であるならば、そのときには第２オリゴヌクレオチドが標的核酸配列の相補体にハイブリダイズすることが可能であること、第１オリゴヌクレオチドが標的核酸配列の相補体にハイブリダイズすることが可能であるならば、そのときには第２オリゴヌクレオチドが標的核酸配列にハイブリダイズすることが可能であること、および組成物が標的核酸配列を含まないことを特徴とする工程、および
    （２）容器内で（ａ）〜（ｉ）を組み合わせ、それによってＮの標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物を形成する工程
    を含むＮの標的核酸配列を検出、増幅および／または単離するための組成物の製造方法。
  132. 容器に水分を付加することにより、各要素（ａ）〜（ｉ）が互いに液体接触状態になることを特徴とする請求項１３１記載の方法。
  133. ２≦Ｎ≦１，０００，０００であることを特徴とする請求項１２４、１２５、１３１、または１３２記載の方法。
  134. ２≦Ｎ≦１，０００であることを特徴とする請求項１２４、１２５、１３１、または１３２記載の方法。
  135. Ｎ≧１０であることを特徴とする請求項１２４、１２５、１３１、または１３２記載の方法。
  136. Ｎ≧５０であることを特徴とする請求項１２４、１２５、１３１、または１３２記載の方法。
  137. 第１オリゴヌクレオチドが標識により修飾されていることを特徴とする請求項１３１〜１３６のいずれか１項に記載の方法。
  138. 少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸が標識により修飾されていることを特徴とする請求項１２４〜１３７のいずれか１項に記載の方法。
  139. ＥＣＬ共反応化合物が工程（２）の組成物に付加されることを特徴とする請求項１２４〜１３８のいずれか１項に記載の方法。
  140. ＥＣＬ共反応化合物が第２級アミンおよび／または第３級アミンを含んでいることを特徴とする請求項１３９記載の方法。
  141. ＥＣＬ共反応化合物が、ペルオキソ二硫酸、エチルアミン、ジ−エチルアミン、トリ−エチルアミン、トリ−イソ−プロピルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、ジ−イソ−プロピルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、トリ−イソ−ブチルアミン、ビ−イソ−ブチルアミン、ｓ−ブチルアミン、ｔ−ブチルアミン、ジ−ｎ−ペンチルアミン、トリ−ｎ−ペンチルアミン、Ｎ−エチルモルホリン、スパルテイン、トリ−ｎ−ブチルアミン、トリエタノールアミン、ジヒドロニコチンアミドアデニンジヌクレオチド、１，４−ジアゾビシクロ（２．２．２）オクタン、エチレンジアミン四酢酸、シュウ酸、１−エチルピペリジン、ジ−ｎ−プロピルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラプロピル−ｌ，３−ジアミノプロパン、ＤＡＢ−ＡＭ−４、ポリプロピレンイミンテトラアミンデンドリマー、ＤＡＢ−ＡＭ−８、ポリプロピレンイミンオクタアミンデンドリマー、ＤＡＢ−ＡＭ−１６、ポリプロピレンイミンヘキサデカアミンデンドリマー、ＤＡＢ−ＡＭ−３２、ポリプロピレンイミンドトリアコンタアミンデンドリマー、ＤＡＢ−ＡＭ−６４、ポリプロピレンイミンテトラヘキサコンタアミンデンドリマー、３−（Ｎ−モルホリノ）プロパンスルホン酸、３−モルホリノ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸、グリシル−グリシン、２−モルホリノエタンスルホン酸、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）−２，２’，２”−ニトリロトリエタノール、Ｎ−（２−アセトアミド）イミノ二酢酸、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）タウリン、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン−Ｎ’−（２−エタンスルホン酸）、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−３−アミノ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸、４−（Ｎ−モルホリノ）ブタンスルホン酸、４−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン−ｌ−（２−ヒドロキシプロパンスルホン酸）水和物、ピペラジン−１，４−ビス（２−ヒドロキシプロパンスルホン酸）二水和物、４−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン−１−プロパンスルホン酸、およびＮ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）グリシン、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン−Ｎ’−（４−ブタンスルホン酸）および／またはそれらの塩類の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１３９記載の方法。
  142. ＥＣＬ共反応化合物がピペラジン−１，４−ビス（２−エタンスルホン酸）、トリ−ｎ−プロピルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラプロピル−１，３−ジアミノプロパンおよび／またはそれらの塩類の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１３９記載の方法。
  143. （ａ）組成物が乾燥組成物であること、
    （ｂ）外部条件が４℃および３０％の相対湿度である場合、組成物がさらに、乾燥組成物を３ヶ月間乾燥させておくのに充分な湿度バリアーを形成する容器を含んでいること、
    （ｃ）少なくとも１つの固体支持体が少なくとも１つの電極であること、
    （ｄ）第１および第２オリゴヌクレオチドがそれぞれ約１０〜約９０ヌクレオチド長であること、
    （ｅ）少なくとも１つの緩衝剤が、約８．１〜約８．５のｐＨ範囲において有効な緩衝能力を有していること、
    （ｆ）少なくとも１つのポリメラーゼが耐熱性ポリメラーゼを含んでいること、および
    （ｇ）ｉ番目第１および第２オリゴヌクレオチドの少なくとも１つがＥＣＬ成分、フルオロフォア、または化学発光標識を含んでいる、ただし、ｉ番目第３オリゴヌクレオチドを含まない実施形態において、ｉ番目第２オリゴヌクレオチドがＥＣＬ成分、フルオロフォア、または化学発光標識を含まないという条件であること
    を特徴とする請求項１２４〜１４２のいずれか１項に記載の方法。
  144. さらに、乾燥組成物を形成するために工程（２）の組成物を凍結乾燥する工程を含んでいる請求項１３１または１３２記載の方法。
  145. 外部条件が４℃および３０％の相対湿度の場合、乾燥組成物を３ヶ月間乾燥させておくのに充分な湿度バリアーを形成するために、乾燥組成物を保持する容器を密閉する工程をさらに含んでいる請求項１４４記載の方法。
  146. 少なくとも１つのヌクレオシド三リン酸がデオキシリボヌクレオシド三リン酸であることを特徴とする請求項１２４〜１４５のいずれか１項に記載の方法。
  147. 少なくとも１つのデオキシリボヌクレオシド三リン酸が、デオキシシチジン５’−三リン酸（ｄＣＴＰ）、デオキシアデノシン５’−三リン酸（ｄＡＴＰ）、デオキシグアノシン５’−三リン酸（ｄＧＴＰ）、デオキシチミジン５’−三リン酸（ｄＴＴＰ）、デオキシウラシル５’−三リン酸（ｄＵＴＰ）、およびデオキシイノシン５’−三リン酸（ｄＩＴＰ）から選択されることを特徴とする請求項１４６記載の方法。
  148. 少なくとも１つの固体支持体が少なくとも１つの電極であることを特徴とする請求項１２４〜１４７のいずれか１項に記載の方法。
  149. Ｎの不連続領域のそれぞれが不連続電極であることを特徴とする請求項１２４〜１４７のいずれか１項に記載の方法。
  150. Ｎの第１オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが約１５〜約６０ヌクレオチド長であること、およびＮの第２オリゴヌクレオチドの少なくとも１つが約１５〜約６０ヌクレオチド長であることを特徴とする請求項１２４〜１４９のいずれか１項に記載の方法。
  151. １価の陽イオンがカリウムイオン、アンモニウムイオン、テトラメチルアンモニウムイオン、またはテトラエチルアンモニウムイオンの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１２４〜１５０のいずれか１項に記載の方法。
  152. ２価の陽イオンがマグネシウムまたはマンガンであることを特徴とする請求項１２４〜１５１のいずれか１項に記載の方法。
  153. ポリメラーゼが耐熱性ポリメラーゼであることを特徴とする請求項１２４〜１５２のいずれか１項に記載の方法。
  154. ポリメラーゼが逆転写酵素であることを特徴とする請求項１２４〜１５２のいずれか１項に記載の方法。
  155. 少なくとも１つのポリメラーゼが、Ｔａｑポリメラーゼ、Ｔｔｈポリメラーゼ、ＴＺ０５ポリメラーゼ、Ｐｆｕポリメラーゼ、テルムス・ブロキアヌス（brockianus）に由来するダイナザイム（商標）ポリメラーゼ、パイロコッカス・アビシに由来するＩｓｉｓＤＮＡポリメラーゼ（商標）またはＤＮＡポリメラーゼＩのクレノー断片を含んでいることを特徴とする請求項１２４〜１５２のいずれか１項に記載の方法。
  156. 少なくとも１つの緩衝剤が、約８．１〜８．５のｐＨ範囲において有効な緩衝能力を有していることを特徴とする請求項１２４〜１５５のいずれか１項に記載の方法。
  157. 凍結保護物質が二糖、多糖体、またはポリアルコールを含んでいることを特徴とする請求項１２４〜１５６のいずれか１項に記載の方法。
  158. 凍結保護物質がショ糖またはフィコールを含んでいることを特徴とする請求項１２４〜１５６のいずれか１項に記載の方法。
  159. 凍結保護物質がトレハロースを含んでいることを特徴とする請求項１２４〜１５６のいずれか１項に記載の方法。
  160. 標識がＥＣＬ成分、フルオロフォア、酵素標識、放射性同位体、化学発光標識、生物発光標識、ハプテン、抗体または染料を含んでいることを特徴とする請求項１２４〜１５９のいずれか１項に記載の方法。
  161. 標識がルテニウムキレート、オスミウムキレート、ビオチン、ジゴキシゲニン、フルオレセイン、ローダミンまたはシアニンを含んでいることを特徴とする請求項１６０記載の方法。
  162. 標識がビス（２，２’−ビピリジル）ルテニウム（II）またはトリス（２，２’−ビピリジル）ルテニウム（II）を含んでいることを特徴とする請求項１６１記載の方法。
  163. （１）請求項８７または９０記載の第１組成物を得る、
    （２）Ｎの標的核酸配列を含有している可能性のある試料を第１組成物に付加して、第２組成物を形成する、
    （３）第２組成物を交互に加熱および冷却して、試料中のＮの標的核酸配列のそれぞれの多数複製が作られるようにする、
    （４）少なくとも１つの固体支持体上のＮの不連続領域に多数の複製を結合させておく、および
    （５）任意に標識を検出または単離し、それによって試料中のＮの標的核酸配列を検出する
    工程を含むＮの標的核酸配列を検出、増幅および／または単離する方法であって、
    Ｎが１または１よりも大きい整数であることを特徴とする方法。
  164. 第１組成物がさらに容器を含んでいること、容器への水分の付加により、第１組成物の各要素が互いに液体接触状態になることを特徴とする請求項１６３記載の方法。
  165. 第１組成物が乾燥組成物であることを特徴とする請求項１６３記載の方法。
  166. 試料が、Ｎの標的核酸配列および、Ｎの標的核酸配列の少なくとも１つに相補性の少なくとも１つの核酸配列を含有していることを特徴とする請求項１６３、１６４、または１６５記載の方法。
  167. 試料が、Ｎの標的核酸配列の少なくとも１つに相補性の核酸配列を含有しないことを特徴とする請求項１６３、１６４、または１６５記載の方法。
  168. Ｎの標的核酸配列の少なくとも１つがリボ核酸を含んでいることを特徴とする請求項１６３〜１６７のいずれか１項に記載の方法。
  169. Ｎの標的核酸配列の少なくとも１つがデオキシリボ核酸を含んでいることを特徴とする請求項１６３〜１６７のいずれか１項に記載の方法。
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