JP6754874B2 - Control nucleic acid for multiple parameters - Google Patents

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発明の分野
本発明は、インビトロ診断の分野に属する。この分野において、本発明は、特に、定性的および/または定量的目的のための内部対照核酸を使用した、少なくとも1つの液体試料中に存在し得る少なくとも第1および第2の標的核酸の増幅に関する。
Field of Invention The present invention belongs to the field of in vitro diagnosis. In this art, the invention relates, in particular, to amplification of at least first and second target nucleic acids that may be present in at least one liquid sample using internal control nucleic acids for qualitative and / or quantitative purposes. ..

発明の背景
分子診断の分野において、多数の供給源由来の核酸の増幅は、かなり重要となっている。核酸増幅および検出の診断適用の例は、ヒトパピローマウイルス(HPV)、西ナイルウイルス(WNV)などのウイルスの検出、またはヒト免疫不全ウイルス(HIV)、B型肝炎ウイルス(HBV)および/またはC型肝炎ウイルス(HCV)の存在についての献血の常套的なスクリーニングである。さらに、前記増幅技術は、マイコバクテリアなどの細菌標的または癌マーカーの分析に適している。
Background of the Invention In the field of molecular diagnosis, amplification of nucleic acids from a large number of sources has become of considerable importance. Examples of diagnostic applications for nucleic acid amplification and detection include detection of viruses such as human papillomavirus (HPV), western Nile virus (WNV), or human immunodeficiency virus (HIV), hepatitis B virus (HBV) and / or type C. It is a routine screening of blood donations for the presence of hepatitis virus (HCV). In addition, the amplification technique is suitable for analysis of bacterial targets such as mycobacteria or cancer markers.

最も顕著でかつ広く使用される増幅技術は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)である。他の増幅反応は、とりわけリガーゼ連鎖反応、ポリメラーゼリガーゼ連鎖反応、Gap-LCR、修復連鎖反応、3SR、NASBA、鎖置換増幅(SDA)、転写媒介増幅(TMA)およびQβ増幅を含む。 The most prominent and widely used amplification technique is the polymerase chain reaction (PCR). Other amplification reactions include, among other things, ligase chain reaction, polymerase ligase chain reaction, Gap-LCR, repair chain reaction, 3SR, NASBA, chain substitution amplification (SDA), transcription mediation amplification (TMA) and Qβ amplification.

PCRに基づく分析のための自動化された系は、しばしば同一反応容器中のPCRプロセス中の増幅産物のリアルタイム検出を利用する。かかる方法の鍵は、レポーター基または標識を有する改変されたオリゴヌクレオチドの使用である。 Automated systems for PCR-based analysis often utilize real-time detection of amplification products during the PCR process in the same reaction vessel. The key to such a method is the use of modified oligonucleotides with a reporter group or label.

同一容器中の1つより多くの標的核酸の増幅および検出が可能であることが示されている。この方法は、一般的に、「マルチプレックス」増幅と称され、リアルタイム検出が行なわれる場合は区別のための異なる標識を必要とする。 It has been shown that more than one target nucleic acid can be amplified and detected in the same container. This method is commonly referred to as "multiplex" amplification and requires different labels for distinction when real-time detection is performed.

定性的(性能対照)および/または定量的(参照として対照を使用した標的核酸の量の決定)目的のために、配列が公知の対照核酸を使用してそれぞれの増幅の対照をとることは、臨床的核酸診断の分野において、最も望ましいかまたは必須でさえある。特に原核生物、真核生物およびウイルスの核酸を含む診断標的の多様性により、ならびにRNAおよびDNAなどの異なる種類の核酸の間の多様性により、対照核酸は、通常、特定の様式で設計される。簡潔に、これらの対照は、通常、標的核酸と似ており、プロセスの際にその性能を模倣するために対照として機能する。この状況を定性的アッセイおよび定量的アッセイの両方に適用する。単一または並行した実験において多数のパラメーターが検出される場合、例えばSwanson et al. (非特許文献1)のように、通常異なる標的核酸に似ている異なる対照が使用される。Stoecher et al. (非特許文献2)には、多数のウイルス特異的競合対照が同じDNA分子上に含まれる対照核酸が開示されている。 For qualitative (performance control) and / or quantitative (determination of the amount of target nucleic acid using the control as a reference), it is possible to control each amplification using a control nucleic acid whose sequence is known. It is the most desirable or even essential in the field of clinical nucleic acid diagnosis. Control nucleic acids are usually designed in a particular manner, especially due to the diversity of diagnostic targets, including prokaryotic, eukaryotic and viral nucleic acids, and due to the diversity between different types of nucleic acids such as RNA and DNA. .. Briefly, these controls usually resemble target nucleic acids and serve as controls to mimic their performance during the process. This situation applies to both qualitative and quantitative assays. When multiple parameters are detected in a single or parallel experiment, different controls that resemble different target nucleic acids are usually used, such as Swanson et al. (Non-Patent Document 1). Stoecher et al. (Non-Patent Document 2) discloses a control nucleic acid in which a large number of virus-specific competitive controls are contained on the same DNA molecule.

本発明は、種々の利点を示す異なるアプローチを使用した、対照がとられた増幅方法を提供する。 The present invention provides a controlled amplification method using different approaches that exhibit different advantages.

J. Clin. Microbiol., (2004), 42, pp. 1863-1868J. Clin. Microbiol., (2004), 42, pp. 1863-1868 J. Virol. Meth. (2003), 108, pp. 1-8J. Virol. Meth. (2003), 108, pp. 1-8

本発明の課題は、多数のパラメーターのための対照核酸を提供することである。 An object of the present invention is to provide a control nucleic acid for a large number of parameters.

即ち、本発明の要旨は、
〔1〕1つ以上の液体試料中に存在し得る第1および第2の標的核酸を単離および同時増幅するための方法であって、前記方法は、
a. 前記液体試料のそれぞれに定量的標準核酸を添加する工程、ここで、定量的標準核酸の配列は、液体試料の起源とは異なる供給源に由来し、液体試料中の他の核酸配列とは異なり、植物ゲノム由来であり、混ぜ合わされており、前記定量的標準核酸は、20×LOD〜5000×LODの濃度を有する、
b. 固体支持体物質と、前記1つ以上の液体試料を、標的核酸を含む核酸および定量的標準核酸が固体支持体物質に固定化されるのに充分な時間および条件下で、1つ以上の容器中で一緒に合わせる工程
c. 分離ステーションにおいて、液体試料中に存在する他の物質から固体支持体物質を単離する工程
d. 前記分離ステーションにおいて核酸を精製し、固体支持体物質を洗浄バッファで1回以上洗浄する工程
e. 精製された標的核酸および精製された定量的標準核酸と、前記標的核酸のそれぞれおよび前記定量的標準核酸についての少なくとも1つの異なる組のプライマーを含む増幅試薬を、少なくとも2つの反応容器中での少なくとも第1および第2の標的核酸ならびに定量的標準核酸の増幅のための少なくとも2つの反応容器中で接触させる工程
f. 前記反応容器中で、前記精製された標的核酸および前記精製された定量的標準核酸と、前記増幅試薬を、前記標的核酸の存在または非存在を示す増幅反応が起こるのに充分な時間および条件下でインキュベートし、第1の反応容器中で第2の標的核酸ではなく第1の標的核酸を増幅し、第2の反応容器中で第1の標的核酸ではなく第2の標的核酸を増幅する工程
g. 前記標的核酸の増幅産物により生成され、前記標的核酸の濃度に比例するシグナルを検出および測定する工程、ならびに前記定量的標準核酸により生成されるシグナルを検出および測定する工程、ならびに
h. 前記標的核酸の1つ以上の量を、定量的標準核酸を参照として使用することにより決定する工程
の自動化工程を含み、工程e.〜g.における増幅および検出のための条件が、前記第1および第2の精製された標的核酸ならびに前記定量的標準核酸について同じである、方法、
〔2〕前記定量的標準核酸の増幅産物の存在が、前記標的核酸の1つ以上についての増幅産物の非存在下であっても、反応混合物中で増幅が起こることを示す、〔1〕記載の方法、
〔3〕前記定量的標準核酸が外装された核酸である、〔1〕または〔2〕記載の方法、
〔4〕前記定量的標準核酸の融解温度が50℃〜90℃である、〔1〕〜〔3〕いずれか記載の方法、
〔5〕定量的標準核酸が500塩基までの長さを有する、〔1〕〜〔4〕いずれか記載の方法、
〔6〕定量的標準核酸の配列が30%〜70%のGC含量を有する、〔1〕〜〔5〕いずれか記載の方法
に関する。
That is, the gist of the present invention is
[1] A method for isolating and co-amplifying first and second target nucleic acids that may be present in one or more liquid samples.
The step of adding a quantitative standard nucleic acid to each of the liquid samples, where the sequence of the quantitative standard nucleic acid is derived from a source different from the origin of the liquid sample and is different from other nucleic acid sequences in the liquid sample. Unlike, derived from the plant genome and mixed, the quantitative standard nucleic acid has a concentration of 20 × LOD to 5000 × LOD.
b. One or more of the solid support material and the one or more liquid samples, with sufficient time and conditions for the nucleic acid containing the target nucleic acid and the quantitative standard nucleic acid to be immobilized on the solid support material. Process of putting together in a container
c. The step of isolating the solid support material from other materials present in the liquid sample at the separation station.
d. The step of purifying the nucleic acid at the separation station and washing the solid support material with the wash buffer at least once.
e. Amplification reagents comprising a purified target nucleic acid and a purified quantitative standard nucleic acid and at least one different set of primers for each of the target nucleic acids and the quantitative standard nucleic acid in at least two reaction vessels. Contact in at least two reaction vessels for amplification of at least the first and second target nucleic acids and quantitative standard nucleic acids
f. In the reaction vessel, the purified target nucleic acid, the purified quantitative standard nucleic acid, and the amplification reagent are used for a sufficient time for an amplification reaction indicating the presence or absence of the target nucleic acid to occur. Incubate under conditions to amplify the first target nucleic acid instead of the second target nucleic acid in the first reaction vessel and the second target nucleic acid instead of the first target nucleic acid in the second reaction vessel. Process to do
g. A step of detecting and measuring a signal produced by the amplification product of the target nucleic acid and proportional to the concentration of the target nucleic acid, and a step of detecting and measuring a signal produced by the quantitative standard nucleic acid.
h. The conditions for amplification and detection in steps e. To g. Include the step of automating the step of determining the amount of one or more of the target nucleic acids by using a quantitative standard nucleic acid as a reference. The same method for the first and second purified target nucleic acids and the quantitative standard nucleic acids.
[2] The presence of an amplification product of the quantitative standard nucleic acid indicates that amplification occurs in the reaction mixture even in the absence of amplification products for one or more of the target nucleic acids, [1]. the method of,
[3] The method according to [1] or [2], wherein the quantitative standard nucleic acid is an externalized nucleic acid.
[4] The method according to any one of [1] to [3], wherein the melting temperature of the quantitative standard nucleic acid is 50 ° C to 90 ° C.
[5] The method according to any one of [1] to [4], wherein the quantitative standard nucleic acid has a length of up to 500 bases.
[6] The method according to any one of [1] to [5], wherein the sequence of the quantitative standard nucleic acid has a GC content of 30% to 70%.

本発明により、多数のパラメーターのための対照核酸が提供され得る。 The present invention may provide control nucleic acids for a number of parameters.

図1は、本発明の態様において使用される試料調製ワークフローの模式的な描写である。下をさす矢印は、上述のディープウェルプレートの各それぞれのウェルへの成分または試薬の添加を示し、上をさす矢印は、それらのそれぞれの除去を示す。これらの動作は、工程2、3、4、21および22においては手動でなされ、工程10、14、16、18および24では装置のプロセスヘッドでなされ、工程5、6、7、11、15および19では装置の試薬ヘッドでなされた。使用される容量は、本発明の精神の範囲内で柔軟に、好ましくは開示される値の少なくとも約30%までで調整され得ることが理解される必要がある。特に、工程2の場合、試料の容量は、当業者に公知なように、適切な結果を得るために多少の開始物質を必要とし得る異なる種類の液体試料を考慮するために、好ましくは可変的である。好ましくは、該範囲は、約100ul〜約850ulである。より好ましくは、該容量は約100ul、約500ulまたは約850ulである。好ましくは、それぞれの容器内の容量は、工程3における希釈により同一の総容量に調整される。好ましくは、図1に示される模式図のように、総容量は、約850ulまで添加される。FIG. 1 is a schematic depiction of the sample preparation workflow used in aspects of the present invention. Arrows pointing down indicate the addition of components or reagents to each well of the deep well plates described above, and arrows pointing up indicate their respective removal. These operations are performed manually in steps 2, 3, 4, 21 and 22 and in the process heads of the equipment in steps 10, 14, 16, 18 and 24, steps 5, 6, 7, 11, 15 and In 19 it was done with the reagent head of the device. It should be understood that the volume used can be flexibly adjusted within the spirit of the invention, preferably up to at least about 30% of the disclosed values. In particular, in the case of step 2, the volume of the sample is preferably variable in order to take into account different types of liquid samples that may require some starting material to obtain appropriate results, as known to those skilled in the art. Is. Preferably, the range is from about 100 ul to about 850 ul. More preferably, the capacity is about 100 ul, about 500 ul or about 850 ul. Preferably, the volume in each container is adjusted to the same total volume by dilution in step 3. Preferably, as in the schematic diagram shown in FIG. 1, the total volume is added up to about 850 ul. 図2は、実施例1に記載されるLightCycler480(Roche Diagnostics GmbH, Mannheim, DE)で実施された、HIV、HBVおよびCT由来の標的核酸の増幅の増加曲線である。y軸上に示された「シグナル」は、標準化された蛍光シグナルである。x軸は、それぞれのPCRサイクルの数を示す。HIVおよびHBVの増加曲線は、対応する内部対照核酸の増加曲線と共に示される。それぞれの標的核酸の曲線は実線で示され、対照核酸の曲線は点線で示される。図2aは、標的プローブの検出のためのチャネルにおいて測定された定性的HIVアッセイである。FIG. 2 is an increasing curve of amplification of target nucleic acids from HIV, HBV and CT performed on LightCycler 480 (Roche Diagnostics GmbH, Mannheim, DE) described in Example 1. The "signal" shown on the y-axis is a standardized fluorescent signal. The x-axis shows the number of each PCR cycle. The HIV and HBV increase curves are shown along with the corresponding internal control nucleic acid increase curves. The curve of each target nucleic acid is shown by the solid line, and the curve of the control nucleic acid is shown by the dotted line. Figure 2a is a qualitative HIV assay measured in the channel for detection of the target probe. 図2bは、対照プローブの検出のためのチャネルにおいて測定された定性的HIVアッセイである。Figure 2b is a qualitative HIV assay measured in the channel for detection of control probes. 図2cは、標的プローブの検出のためのチャネルにおいて測定された定量的HIVアッセイである。Figure 2c is a quantitative HIV assay measured in the channel for detection of the target probe. 図2dは、対照プローブの検出のためのチャネルにおいて測定された定量的HIVアッセイである。Figure 2d is a quantitative HIV assay measured in the channel for detection of control probes. 図2eは、標的プローブの検出のためのチャネルにおいて測定された定量的HBVアッセイである。Figure 2e is a quantitative HBV assay measured in the channel for detection of the target probe. 図2fは、対照プローブの検出のためのチャネルにおいて測定された定量的HBVアッセイである。Figure 2f is a quantitative HBV assay measured in the channel for detection of control probes. 図2gは、標的プローブの検出のためのチャネルにおいて測定されたCTアッセイである。Figure 2g is a CT assay measured in the channel for detection of the target probe. 図3は、処理プレートの透視図である。FIG. 3 is a perspective view of the processing plate. 図4は、反対の角度からの処理プレートの透視図である。FIG. 4 is a perspective view of the processing plate from the opposite angle. 図5は、処理プレートの上面図である。FIG. 5 is a top view of the processing plate. 図6は、処理プレートの長側面に沿った断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the long side surface of the processing plate. 図7は、断面図の部分図である。FIG. 7 is a partial view of a cross-sectional view. 図8は、処理プレートの長側面の透視図である。FIG. 8 is a perspective view of the long side surface of the processing plate. 図9a)〜d)は、磁性分離ステーションの第2の態様の異なる図を示す。9a) to 9d) show different views of the second aspect of the magnetic separation station. 図10(a)〜(c)は、最上位のZ位置に第1の型の磁石を有し、最下位のZ位置に第2の型の磁石を有する処理プレートを保持する磁性分離ステーションの第1の態様の図を示す。FIGS. 10 (a) to 10 (c) show a magnetic separation station holding a processing plate having a first-type magnet at the highest Z position and a second-type magnet at the lowest Z position. The figure of the first aspect is shown. 図11は、種々のステーション、モジュールまたはセルを含む分析器の模式図である。FIG. 11 is a schematic representation of an analyzer that includes various stations, modules or cells. 図12は、本発明の分析システムを示す。FIG. 12 shows the analytical system of the present invention. 図13は、実施例2のデータに従ったEDTA血漿中の定量的HBVアッセイの直線性である。FIG. 13 shows the linearity of the quantitative HBV assay in EDTA plasma according to the data of Example 2. 図14は、実施例2のデータに従った血清中の定量的HBVアッセイの直線性である。FIG. 14 shows the linearity of the quantitative HBV assay in serum according to the data of Example 2. 図15は、実施例2のデータに従ったEDTA血漿中の定量的HCVアッセイの直線性である。FIG. 15 shows the linearity of the quantitative HCV assay in EDTA plasma according to the data of Example 2. 図16は、実施例2のデータに従った血清中の定量的HCVアッセイの直線性である。FIG. 16 shows the linearity of the quantitative HCV assay in serum according to the data of Example 2. 図17は、実施例2のデータに従ったEDTA血漿中の定量的HIVアッセイの直線性である。FIG. 17 shows the linearity of the quantitative HIV assay in EDTA plasma according to the data of Example 2.

発明の説明
本発明は、液体試料中に存在し得る少なくとも第1および第2の標的核酸の対照がとられた増幅のための方法を提供する。
Description of the Invention The present invention provides a method for controlled amplification of at least the first and second target nucleic acids that may be present in a liquid sample.

第1の局面において、本発明は、1つ以上の液体試料中に存在し得る少なくとも第1および第2の標的核酸を単離および同時に増幅する方法に関し、前記方法は、
a. 前記液体試料のそれぞれに内部対照核酸を添加する工程
b. 固体支持体物質と、前記1つ以上の液体試料を、1つ以上の容器中で、標的核酸を含む核酸および内部対照核酸が、固体支持体物質に固定化されるのに充分な時間および条件下で一緒に合わせる工程
c. 分離ステーションにおいて、液体試料中に存在する他の物質から固体支持体物質を単離する工程
d. 前記分離ステーションにおいて核酸を精製し、固体支持体物質を1回以上洗浄バッファで洗浄する工程
e. 精製された標的核酸および精製された内部対照核酸と、前記標的核酸のそれぞれおよび前記内部対照核酸についての少なくとも1つの異なる組のプライマーを含む1つ以上の増幅試薬を、少なくとも2つの反応容器中で接触させる工程、ここで少なくとも第1の反応容器は少なくとも前記第1の標的核酸を含み、少なくとも第2の反応容器は少なくとも前記第2の標的核酸を含み、第2の標的核酸は第1の反応容器には存在しない
f. 前記反応容器中で、前記精製された標的核酸および前記精製された内部対照核酸と、前記1つ以上の増幅試薬を、前記標的核酸の存在または非存在を示す増幅反応が起こるのに充分な時間および条件下でインキュベートする工程
g. 前記標的核酸の増幅産物により生成され、前記標的核酸の濃度に比例するシグナルを検出および測定する工程、ならびに前記内部対照核酸により生成されたシグナルを検出および測定する工程
の自動化工程を含み、工程d〜gにおける増幅および検出の条件は、前記少なくとも第1および第2の精製された標的核酸ならびに前記内部対照核酸について同一であり、前記内部対照核酸の配列は、前記少なくとも第1および第2の精製された標的核酸について同一である。
In a first aspect, the invention relates to a method of isolating and simultaneously amplifying at least the first and second target nucleic acids that may be present in one or more liquid samples.
a. Step of adding internal control nucleic acid to each of the liquid samples
b. Sufficient time for the nucleic acid containing the target nucleic acid and the internal control nucleic acid to be immobilized on the solid support material in one or more containers of the solid support material and the one or more liquid samples. And the process of matching together under conditions
c. The step of isolating the solid support material from other materials present in the liquid sample at the separation station.
d. The step of purifying the nucleic acid at the separation station and washing the solid support material with the wash buffer at least once.
e. At least two reaction vessels containing a purified target nucleic acid and a purified internal control nucleic acid and one or more amplification reagents containing at least one different set of primers for each of the target nucleic acids and the internal control nucleic acid. The step of contacting in, where at least the first reaction vessel comprises at least the first target nucleic acid, at least the second reaction vessel comprises at least the second target nucleic acid, and the second target nucleic acid is the first. Does not exist in the reaction vessel of
f. In the reaction vessel, the purified target nucleic acid, the purified internal control nucleic acid, and the one or more amplification reagents are sufficient for an amplification reaction indicating the presence or absence of the target nucleic acid to occur. Step of incubating for time and conditions
g. Includes an automated step of detecting and measuring a signal produced by the amplification product of the target nucleic acid and proportional to the concentration of the target nucleic acid, and a step of detecting and measuring the signal produced by the internal control nucleic acid. The conditions for amplification and detection in steps d to g are the same for at least the first and second purified target nucleic acids and the internal control nucleic acid, and the sequences of the internal control nucleic acids are at least the first and second purified nucleic acids. It is the same for the purified target nucleic acid of.

本発明は、異なるパラメーターおよび/または核酸の種類について同一の内部対照核酸配列を使用しながら、複数のパラメーターおよび/または核酸の種類についての同時アッセイの開発を可能にする。そのため、本発明は、種々のレベルで対応する実験の全体の複雑さの低減に寄与する。例えば、1つの内部対照核酸の配列を設計し、それぞれの増幅混合物に添加することだけが必要であるので、多数の対照核酸配列を設計および合成するまたは購入する時間および費用が節約される。1つまたは複数のアッセイを合理化でき、取り扱いのエラーのリスクが低減される。また、より多くの異なる対照核酸配列が、同時に、同一条件下で実施される1つのアッセイまたは並行したアッセイで使用されるほど、それぞれの条件の調節がより複雑になり得る。さらに、複数の核酸に適した1つの対照を用いると、前記対照は、1つの供給源から、例えば前記異なる標的核酸を含む異なる容器へと分配され得る。本発明の範囲内で、1つの対照核酸配列は、定性的対照および定量的対照としても機能し得る。 The present invention allows the development of simultaneous assays for multiple parameters and / or nucleic acid types while using the same internal control nucleic acid sequence for different parameters and / or nucleic acid types. As such, the present invention contributes to reducing the overall complexity of the corresponding experiments at various levels. For example, it is only necessary to design one internal control nucleic acid sequence and add it to each amplification mixture, saving time and money in designing and synthesizing or purchasing multiple control nucleic acid sequences. One or more assays can be streamlined, reducing the risk of handling errors. Also, the more different control nucleic acid sequences are used in one assay or parallel assays performed under the same conditions at the same time, the more complex the regulation of each condition can be. In addition, using one control suitable for multiple nucleic acids, the control can be dispensed from one source, for example, to different vessels containing the different target nucleic acids. Within the scope of the invention, one control nucleic acid sequence can also serve as a qualitative and quantitative control.

上述の方法のさらなる利点として、本発明に使用される対照は種々の核酸の増幅の対照となるために使用され得るので、起こり得るその後の実験において他の核酸についての特定の生物学的試料の試験は、異なる内部対照核酸の添加を伴う別の試料調製手順を含む必要がない。したがって、内部対照核酸を一度添加すると、同一試料中、同一条件下で他のパラメーターが試験され得る。 As a further advantage of the methods described above, the controls used in the present invention can be used to serve as controls for the amplification of various nucleic acids, so that in possible subsequent experiments of a particular biological sample for other nucleic acids. The test need not include a separate sample preparation procedure with the addition of different internal control nucleic acids. Therefore, once the internal control nucleic acid is added, other parameters can be tested in the same sample under the same conditions.

内部対照核酸は、競合的、非競合的または部分競合的であり得る。 The internal control nucleic acid can be competitive, non-competitive or partially competitive.

競合的内部対照核酸は、標的と本質的に同じプライマー結合部位を保有するので、同じプライマーに対して標的と競合する。この原則は、それらが同様の構造であるために、それぞれの標的核酸の良好な模倣を可能にし、1つまたは複数の標的核酸に関して増幅効率を低下させ得るので、より低い感度のアッセイをもたらす。 Competitive internal control nucleic acids have essentially the same primer binding site as the target and therefore compete with the target for the same primer. This principle results in a less sensitive assay as they allow good mimicry of each target nucleic acid due to their similar structure and can reduce amplification efficiency for one or more target nucleic acids.

非競合的内部対照核酸は、標的とは異なるプライマー結合部位を有するので、異なるプライマーに結合する。かかる設定の利点は、とりわけ、反応混合物中での異なる核酸の1つの増幅事象が何の競合効果も生じることなく互いに独立して起こり得るという事実を含む。したがって、競合設定の場合に起こり得るような、アッセイの検出限界に関する悪影響は生じない。 The non-competitive internal control nucleic acid has a different primer binding site from the target and therefore binds to a different primer. Advantages of such a setting include, among other things, the fact that one amplification event of different nucleic acids in the reaction mixture can occur independently of each other without any competing effect. Therefore, there is no adverse effect on the detection limit of the assay that can occur in the case of competitive settings.

最後に、部分競合設定を使用した増幅において、それぞれの対照核酸および少なくとも1つの標的核酸が同じプライマーに対して競合し、少なくとも1つの他の標的核酸は異なるプライマーに結合する。 Finally, in amplification using the partial competition setting, each control nucleic acid and at least one target nucleic acid compete for the same primer, and at least one other target nucleic acid binds to a different primer.

上述の方法が前記標的核酸のそれぞれおよび前記内部対照核酸について異なるプライマーの組を含むという事実は、該方法をかなり柔軟にする。この非競合設定において、標的特異的結合部位を、競合設定の場合のように対照核酸中に導入する必要はなく、上述の競合設定の欠点が回避される。非競合設定において、内部対照核酸は、それらのプライマーおよび/またはプローブと競合しないように、いずれの標的配列とも異なる配列を有する。好ましくは、内部対照核酸の配列は、液体試料中の他の核酸配列とは異なる。例として、液体試料がヒト由来である場合、内部対照核酸は、好ましくはヒトにおいても内在的に存在する配列を有さない。したがって、配列の相違は、ストリンジェントな条件下でそれぞれの1つまたは複数の内在性核酸にプライマーおよび/またはプローブが結合せずに、設定が競合的にならないように少なくとも有意であるべきである。かかる干渉を回避するために、本発明で使用される内部対照核酸の配列は、好ましくは、液体試料の起源とは異なる供給源由来である。好ましくは、該配列は天然に存在するゲノム由来、好ましくは植物ゲノム、さらに好ましくはブドウゲノム由来である。非常に好ましい態様において、天然に存在するゲノム由来の核酸は混ぜ合わされる。当該技術分野で公知のように、「混ぜ合わせる(scrambling)」は、配列にある程度の塩基の変異を導入することを意味する。好ましくは、本発明に使用される内部対照核酸の配列は、それが由来する天然に存在する遺伝子に関し実質的に改変される。 The fact that the method described above comprises a different set of primers for each of the target nucleic acids and for the internal control nucleic acid makes the method quite flexible. In this non-competitive setting, the target-specific binding site does not need to be introduced into the control nucleic acid as in the competitive setting, avoiding the drawbacks of the competitive setting described above. In a non-competitive setting, the internal control nucleic acid has a sequence different from any target sequence so as not to compete with their primers and / or probes. Preferably, the sequence of the internal control nucleic acid is different from the other nucleic acid sequences in the liquid sample. As an example, if the liquid sample is of human origin, the internal control nucleic acid preferably does not have a sequence that is also endogenously present in humans. Therefore, sequence differences should be at least significant so that under stringent conditions the primers and / or probes do not bind to each one or more endogenous nucleic acids and the settings are not competitive. .. To avoid such interference, the sequences of the internal control nucleic acids used in the present invention are preferably from a source different from that of the liquid sample. Preferably, the sequence is derived from a naturally occurring genome, preferably from a plant genome, more preferably from a grape genome. In a highly preferred embodiment, naturally occurring genome-derived nucleic acids are mixed. As is known in the art, "scrambling" means introducing some degree of base mutation into a sequence. Preferably, the sequence of the internal control nucleic acid used in the present invention is substantially modified with respect to the naturally occurring gene from which it is derived.

上述の自動化工程を含む方法はまた、種々のさらなる利点を示す。 Methods that include the automation steps described above also show various additional advantages.

先行技術では、単一の反応容器中で行なわれるマルチプレックスアッセイにおいて、異なる標的核酸の数を、適切な標識の数により制限することは困難であった。例えば、リアルタイムPCRアッセイにおいて、蛍光色素スペクトルの起こり得る重複は、アッセイの性能に大きな影響(偽陽性結果、低い精度などのリスク)を有する。そのため、それぞれのフルオロフォアを、注意深く選択して、診断試験の所望の性能を確実にするために、スペクトル的に充分に離す必要がある。典型的に、異なる使用可能なフルオロフォアの数は、PCR装置の蛍光チャネルの一桁の数に対応する。 Prior art has made it difficult to limit the number of different target nucleic acids by the appropriate number of labels in a multiplex assay performed in a single reaction vessel. For example, in a real-time PCR assay, possible duplication of the fluorochrome spectrum has a significant impact on assay performance (risks of false positive results, low accuracy, etc.). Therefore, the respective fluorophores need to be carefully selected and separated sufficiently spectrally to ensure the desired performance of the diagnostic test. Typically, the number of different available fluorophores corresponds to a single digit number of fluorescent channels in the PCR device.

対照的に、上述の方法では、少なくとも第1および第2の標的核酸の内部対照がとられた増幅は、少なくとも2つの異なる反応容器中で起こり、異なる反応容器中のシグナルは互いに独立して検出され得るので、より多数の異なる標的核酸の同時増幅が可能になる。さらに、1つ以上の多数の反応容器中でマルチプレックス反応が起こり、それにより同時に同一の条件下で増幅され得る標的の数が増加する態様は、本発明の範囲内にある。かかる態様において、内部対照核酸は、1つの容器中の異なる標的対照核酸および異なる容器中の種々の標的核酸についての対照として機能する。 In contrast, in the method described above, amplification with at least internal control of the first and second target nucleic acids occurs in at least two different reaction vessels, and signals in different reaction vessels are detected independently of each other. Allows for simultaneous amplification of a larger number of different target nucleic acids. Moreover, it is within the scope of the invention that the multiplex reaction occurs in one or more multiple reaction vessels, thereby increasing the number of targets that can be amplified simultaneously under the same conditions. In such an embodiment, the internal control nucleic acid serves as a control for different target control nucleic acids in one container and various target nucleic acids in different containers.

したがって、本発明の1つの好ましい局面は、少なくとも2つの標的核酸が同一の反応容器中で増幅される上述の方法に関する。 Therefore, one preferred aspect of the invention relates to the method described above in which at least two target nucleic acids are amplified in the same reaction vessel.

他の場合に、例えば、試料および/または1つまたは複数の対象の標的核酸に依存して、第2の標的核酸ではなく第1の標的核酸を第1の反応容器中で増幅すること、および第1の標的核酸でなく第2の標的核酸のみを第2の反応容器中で増幅することが好ましくあり得る。 In other cases, for example, depending on the sample and / or the target nucleic acid of one or more subjects, amplifying the first target nucleic acid rather than the second target nucleic acid in the first reaction vessel, and It may be preferable to amplify only the second target nucleic acid, not the first target nucleic acid, in the second reaction vessel.

そのため、本発明のさらに好ましい態様は、第1の標的核酸が第2の反応容器中に存在しない、上述の方法である。 Therefore, a more preferred embodiment of the present invention is the method described above in which the first target nucleic acid is not present in the second reaction vessel.

特に、液体試料が異なる生物由来の標的核酸もしくは異なる生物自体さえを含むことが疑われる場合、または前記試料中に異なる核酸または生物のいずれが存在し得るかが明確でない場合、第1の標的核酸および第2の標的核酸が異なる生物由来である上述の方法は、有利であり、従って本発明の好ましい態様である。 First target nucleic acids, especially if the liquid sample is suspected of containing target nucleic acids from different organisms or even different organisms themselves, or if it is unclear whether different nucleic acids or organisms may be present in the sample. And the method described above in which the second target nucleic acid is from a different organism is advantageous and is therefore a preferred embodiment of the invention.

本発明のさらに好ましい局面は、第1および/または第2の標的核酸が非ウイルス核酸である上述の方法である。 A more preferred aspect of the invention is the method described above in which the first and / or second target nucleic acid is a non-viral nucleic acid.

また、本発明の好ましい局面は、第1および/または第2の標的核酸が細菌核酸である上述の方法である。 Also, a preferred aspect of the present invention is the method described above, wherein the first and / or second target nucleic acid is a bacterial nucleic acid.

前に記載したように、上述の方法は、少なくとも第1および少なくとも第2の標的核酸の増幅の定性的または定量的対照化に有用である。 As mentioned earlier, the methods described above are useful for qualitative or quantitative control of the amplification of at least the first and at least second target nucleic acids.

生物学的試料中の核酸の定性的検出は、例えば個体の感染の認識において重要である。それにより、微生物感染の検出のためのアッセイについての1つの重要な要件は、偽陰性または偽陽性の結果が、ほとんど必然的にそれぞれの患者の治療に関して重大な結果をもたらすので、かかる結果を回避することである。したがって、特にPCRに基づく方法において、検出混合物に定性的な内部対照核酸が添加される。前記対照は、試験結果の妥当性を確認するために特に重要である。少なくともそれぞれの標的核酸に関する陰性結果の場合において、定性的内部対照反応は、所定の設定において反応性である必要があり、すなわち、定性的内部対照が検出されなければならず、そうでなければ試験自体が作用していないと見なされる。しかしながら、定性的設定において、前記定性的内部対照は、陽性結果の場合には必ずしも検出される必要はない。定性的試験のためには、反応の感度が保証され、そのために厳密に制御されることが特に重要である。結果として、例えばわずかな阻害の場合においても定性的内部対照が検出されず、そのために試験が無効になるように、定性的内部対照の濃度は比較的低くなければならない。 Qualitative detection of nucleic acids in biological samples is important, for example, in the recognition of infections in individuals. Thereby, one important requirement for assays for the detection of microbial infections is to avoid such results, as false-negative or false-positive results almost inevitably have significant consequences for the treatment of each patient. It is to be. Therefore, a qualitative internal control nucleic acid is added to the detection mixture, especially in PCR-based methods. The control is particularly important for confirming the validity of the test results. In the case of a negative result, at least for each target nucleic acid, the qualitative internal control reaction must be reactive in a given setting, i.e., a qualitative internal control must be detected, otherwise tested. It is considered inactive. However, in a qualitative setting, the qualitative internal control does not necessarily have to be detected in the case of a positive result. For qualitative testing, it is especially important that the sensitivity of the reaction is guaranteed and therefore tightly controlled. As a result, the concentration of the qualitative internal control should be relatively low so that, for example, even in the case of slight inhibition, no qualitative internal control is detected, which invalidates the test.

したがって、本発明の好ましい態様は、前記内部対照核酸の増幅産物の存在がが、1つ以上の前記標的核酸について増幅産物が非存在であっても反応混合物中で増幅が起こったことを示す上述の方法である。 Thus, a preferred embodiment of the invention described above shows that the presence of an amplification product of the internal control nucleic acid causes amplification in the reaction mixture even in the absence of the amplification product for one or more of the target nucleic acids. This is the method.

一方、試料中の核酸の有無の単なる検出に加えて、前記核酸の量を決定することがしばしば重要である。例として、ウイルス疾患の病期および重症度がウイルス負荷に基づいて評価され得る。さらに、任意の治療のモニタリングは、治療の成功を評価するために、個体中に存在する病原体の量に関する情報を必要とする。定量的アッセイのために、標的核酸の絶対量を決定するための参照として機能する定量的標準核酸を導入する必要がある。定量は、外部較正に対して参照をとることまたは内部定量標準を与えることのいずれかにより実施され得る。 On the other hand, it is often important to determine the amount of nucleic acid, in addition to simply detecting the presence or absence of nucleic acid in the sample. As an example, the stage and severity of viral disease can be assessed based on viral load. In addition, monitoring of any treatment requires information about the amount of pathogens present in the individual in order to assess the success of the treatment. For quantitative assays, it is necessary to introduce a quantitative standard nucleic acid that serves as a reference for determining the absolute amount of target nucleic acid. Quantification can be performed either by referring to an external calibration or by giving an internal quantification standard.

外部較正の場合において、同一または同等の核酸の既知の量を使用して、別々の反応において標準曲線が作成される。標的核酸の絶対量は、前記標準関数と分析された試料により得られた結果との比較によりその後決定される。しかしながら外部較正は、起こり得る抽出手順、その変化した効率、ならびに増幅および/または検出反応を阻害する起こり得るおよびしばしば予測し得ない薬剤の存在が、対照において反映されないという欠点を有する。 In the case of external calibration, standard curves are created in separate reactions using known amounts of the same or equivalent nucleic acid. The absolute amount of target nucleic acid is subsequently determined by comparing the standard function with the results obtained from the analyzed sample. However, external calibration has the disadvantage that possible extraction procedures, their altered efficiencies, and the presence of possible and often unpredictable agents that inhibit amplification and / or detection reactions are not reflected in the control.

この状況は、任意の試料関連効果に適用される。そのため、不首尾な抽出手順または他の試料に基づく要因のために試料が陰性であると判断される場合があり得るが、検出および定量の対象の標的核酸は、実際に試料中に存在する。 This situation applies to any sample-related effects. Therefore, the target nucleic acid to be detected and quantified is actually present in the sample, although the sample may be determined to be negative due to unsuccessful extraction procedures or other sample-based factors.

これらおよび他の理由のために、試験反応自体に添加される内部対照核酸は有利である。定量的標準として機能する場合、前記内部対照核酸は、定量的試験において少なくとも以下の2つの機能を有する:
i) 内部対照核酸は反応の妥当性をモニターする。
ii) 内部対照核酸は、力価計算において参照として機能するので、阻害の効果を補償し、より正確な定量を可能にするように調製および増幅プロセスを制御する。そのため、標的陰性反応においてのみで陽性でなければならない定性的試験における定性的内部対照核酸とは対照的に、定量的試験における定量的対照核酸は、反応対照および反応較正の2つの機能を有する。そのため、定量的対照核酸は、標的陰性反応および標的陽性反応の両方において陽性かつ妥当でなければならない。
For these and other reasons, the internal control nucleic acid added to the test reaction itself is advantageous. When functioning as a quantitative standard, the internal control nucleic acid has at least two functions in a quantitative test:
i) Internal control nucleic acid monitors the validity of the reaction.
ii) The internal control nucleic acid acts as a reference in titer calculations, thus compensating for the effects of inhibition and controlling the preparation and amplification process to allow for more accurate quantification. Therefore, in contrast to the qualitative internal control nucleic acid in a qualitative test, which must be positive only in a target negative reaction, the quantitative control nucleic acid in a quantitative test has two functions: reaction control and reaction calibration. Therefore, the quantitative control nucleic acid must be positive and valid in both target-negative and target-positive reactions.

定量的対照核酸はさらに、高い核酸濃度の計算のために信頼性のある参照値を提供することに適している必要がある。したがって、内部定量対照核酸の濃度は、比較的高くある必要がある。 Quantitative control nucleic acids also need to be suitable for providing reliable reference values for the calculation of high nucleic acid concentrations. Therefore, the concentration of internal quantitative control nucleic acid needs to be relatively high.

そのため、本発明の好ましい局面は、以下:
h. 前記標的核酸の1つ以上の量を決定する工程
をさらに含む上述の方法である。
Therefore, the preferred aspects of the present invention are as follows:
h. The method described above further comprising determining the amount of one or more of the target nucleic acids.

内部対照化された上述の方法は、かなり短い操作時間を必要とし、試験は、先行技術で使用されるリアルタイムPCR法を行なうよりもかなり簡単である。該方法は、並行した実験でいくつかのウイルスの並行した増幅を可能にするので、例えば臨床ウイルス学の分野において、大きな利点をもたらす。該方法は、特に、頻繁なウイルスモニタリングを必要とする移植後の患者の管理に有用である。それにより、前記方法は、経済的な診断を容易にし、抗ウイルス剤の使用およびウイルス合併症ならびに入院の減少に寄与する。これは臨床微生物学の分野に同様に適用される。一般的に、より早い所要時間および改善された試験柔軟性において効率が上がる。結果的に、このことにより、診断を行なうために患者に求められる試験の数が減少し、入院日数が短くなり得る(例えば、診断がより早く提供され得る場合、抗微生物療法を必要とする患者は、該療法をより早く受け、より早く回復する)。また、患者はより低い罹病率を示すので、補助療法(例えば敗血症の診断の遅れに関する集中治療)に関する費用がより少なくなる。陰性結果をより早く提供することは、抗生物質の過剰処方に重要な関係を有し得る。例えば、本発明による方法により得られた試験結果が、標準的なリアルタイムPCR法よりも早く病原体を除外し得る場合、臨床医は、経験的な抗生物質の使用を強制されない。あるいは、経験的な抗生物質が使用される場合、それぞれの治療の持続時間が短くなり得る。 The above-mentioned internally controlled method requires a considerably shorter operation time, and the test is considerably simpler than the real-time PCR method used in the prior art. The method offers great advantages, for example, in the field of clinical virology, as it allows for parallel amplification of several viruses in parallel experiments. The method is particularly useful for the management of post-transplant patients who require frequent virus monitoring. Thereby, the method facilitates economic diagnosis and contributes to the use of antiviral agents and reduction of viral complications and hospitalizations. This applies similarly to the field of clinical microbiology. In general, efficiency is increased with faster travel times and improved test flexibility. As a result, this can reduce the number of trials required of the patient to make the diagnosis and shorten the length of hospital stay (eg, patients in need of antimicrobial therapy if the diagnosis can be provided earlier). Receives the therapy faster and recovers faster). Patients also show lower morbidity, resulting in lower costs for adjuvant therapy (eg, intensive care for delayed diagnosis of sepsis). Providing negative results earlier may have important implications for overprescribing antibiotics. For example, clinicians are not forced to use empirical antibiotics if the test results obtained by the method according to the invention can rule out pathogens faster than standard real-time PCR methods. Alternatively, if empirical antibiotics are used, the duration of each treatment can be shortened.

本発明の方法に基づく特定の試験を設計することに関して、当業者は特に、限定されないが、以下の利点:
・ソフトウェアの複雑さの低減(プログラミングエラーのリスクの低下をもたらす)
・アッセイの開発の努力を、化学および装置制御パラメーターの代わりに、化学の最適化に集中すること
・常に単一のプロセスが使用され、このプロトコルを実行するためにハードウェアが最適に設計され得るので、システムの信頼性がかなり高くなる
・上述の内部対照化された方法を実行する当業者は、多数の異なるアッセイを、同一の方法の一部として、並行して行なうための柔軟さを提供される
・費用低減
から利益を受ける。
One of ordinary skill in the art, with respect to designing a particular test based on the methods of the invention, has the following advantages:
· Reduced software complexity (lowering the risk of programming errors)
• Focus assay development efforts on chemistry optimization instead of chemistry and instrument control parameters • A single process is always used and hardware can be optimally designed to carry out this protocol. The reliability of the system is significantly increased, as those skilled in the art performing the above internally contrasted methods provide the flexibility to perform a number of different assays in parallel as part of the same method.・ Benefit from cost reduction.

本発明の意味において、核酸の「精製」、「単離」または「抽出」は、以下のことに関する:診断アッセイにおいて例えば増幅により核酸を分析し得る前に、典型的に、核酸は、種々の成分の複雑な混合物を含む生物学的試料から精製、単離または抽出する必要がある。しばしば、第1の工程について、核酸の濃縮を可能にするプロセスが使用される。細胞またはウイルス粒子の内容物を放出するために、該細胞またはウイルス粒子を酵素または化学物質で処理して、細胞壁またはウイルス粒子を溶解(dissolve)、分解または変性させ得る。このプロセスは、一般的に、溶解(lysis)と称される。かかる溶解された物質を含む得られた溶液は、溶解液と称される。しばしば溶解の際に起こる問題は、目的の成分を分解する他の酵素、例えば核酸を分解するデオキシリボヌクレアーゼまたはリボヌクレアーゼが、溶解手順の最中に目的の成分と接触することである。これらの分解酵素は、細胞の外側にも存在し得るか、または溶解前に異なる細胞区画に空間的に分離され得る。溶解が起こるとともに、目的の成分は前記分解酵素に曝される。このプロセス中に放出される他の成分は、例えば細胞に毒性であるリポ多糖のファミリーに属するエンドトキシンであり得、ヒトまたは動物の治療において使用を意図される産物に問題を生じさせ得る。 In the sense of the present invention, "purification", "isolation" or "extraction" of a nucleic acid relates to the following: Nucleic acids typically vary in variety before they can be analyzed in a diagnostic assay, eg, by amplification. It needs to be purified, isolated or extracted from a biological sample containing a complex mixture of ingredients. Often, for the first step, a process that allows the enrichment of nucleic acids is used. To release the contents of a cell or viral particle, the cell or viral particle can be treated with an enzyme or chemical to dissolve, degrade or denature the cell wall or viral particle. This process is commonly referred to as lysis. The resulting solution containing such a dissolved substance is referred to as a solution. A problem that often arises during lysis is that other enzymes that degrade the component of interest, such as deoxyribonucleases or ribonucleases that degrade nucleic acids, come into contact with the component of interest during the lysis procedure. These degrading enzymes can also be present outside the cell or can be spatially separated into different cell compartments prior to lysis. As lysis occurs, the component of interest is exposed to the degrading enzyme. Other components released during this process can be, for example, endotoxins belonging to the family of lipopolysaccharides that are toxic to cells, which can cause problems for products intended for use in the treatment of humans or animals.

上述の課題に取り組むために様々な手段がある。核酸を遊離させることが意図される場合に、グアニジニウムチオシアネートなどのカオトロピック剤またはアニオン性、カチオン性、両イオン性もしくは非イオン性の界面活性剤を使用することが一般的である。前述の酵素または望ましくないタンパク質を迅速に分解するプロテアーゼを使用することも有利である。しかしながら、これは、前記の物質または酵素がその後の工程で試薬または成分に干渉し得るという別の問題を生じ得る。 There are various means to tackle the above issues. It is common to use chaotropic agents such as guanidinium thiocyanate or anionic, cationic, zwitterionic or nonionic surfactants when the nucleic acid is intended to be released. It is also advantageous to use the aforementioned enzymes or proteases that rapidly degrade unwanted proteins. However, this can raise another problem that the substance or enzyme can interfere with the reagent or component in subsequent steps.

上述のかかる溶解または試料調製のプロセスに有利に使用され得る酵素は、タンパク質基質中のアミド結合を切断し、プロテアーゼまたは(互換的に)ペプチダーゼとして分類される酵素である(Walsh, 1979, Enzymatic Reaction Mechanisms. W. H. Freeman and Company, San Francisco, Chapter 3参照)。先行技術で使用されるプロテアーゼは、アルカリ性プロテアーゼ(WO 98/04730)または酸性プロテアーゼ(US 5,386,024)を含む。先行技術における核酸の単離における試料調製のために広く使用されるプロテアーゼは、中性pH付近で活性であり、ズブチリシンとして当業者に公知のプロテアーゼのファミリーに属するトリチラチウムアルブム(Tritirachium album)由来のプロテイナーゼKである(例えば、Sambrook J. et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring HarborLaboratory Press, Cold Spring Harbor, New York, 1989参照)。高アルカリ性および高温の両方でその活性を維持する強力なプロテアーゼである酵素エスペラーゼ(esperase)(EP 1 201 753)が、上述の溶解または試料調製のプロセスにおける使用のために特に有利である。 Enzymes that can be used favorably in such lysis or sample preparation processes described above are enzymes that cleave amide bonds in protein substrates and are classified as proteases or (compatiblely) peptidases (Walsh, 1979, Enzymatic Reaction). Mechanisms. See WH Freeman and Company, San Francisco, Chapter 3). Proteases used in the prior art include alkaline proteases (WO 98/04730) or acidic proteases (US 5,386,024). Proteases widely used for sample preparation in the isolation of nucleic acids in the prior art are derived from the Tritiracium album, which is active near neutral pH and belongs to a family of proteases known to those of skill in the art as subtilisin. Proteinase K (see, eg, Sambrook J. et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York, 1989). The enzyme esperase (EP 1 201 753), a potent protease that maintains its activity at both high alkalinity and high temperature, is particularly advantageous for use in the process of lysis or sample preparation described above.

溶解工程後の試料調製工程において、目的の成分をさらに濃縮する。目的の非タンパク質成分が例えば核酸である場合、該核酸は、通常プローブベースアッセイに使用される前に複雑な溶解混合物から抽出される。 In the sample preparation step after the dissolution step, the target component is further concentrated. If the non-protein component of interest is, for example, a nucleic acid, the nucleic acid is usually extracted from a complex lysing mixture before being used in probe-based assays.

核酸の精製にはいくつかの方法:
- 配列依存的または生物特異的方法、例えば:
・親和性クロマトグラフィー
・固定化プローブへのハイブリダイゼーション
- 配列非依存的または物理化学的方法、例えば:
・例えばフェノール-クロロホルムを用いた液体-液体抽出
・例えば純アルコールを用いた沈殿
・ろ紙を用いた抽出
・セチルトリメチルアンモニウムブロミドなどのミセル形成剤を用いた抽出
・固定化されたインターカレーション色素、例えばアクリジン誘導体への結合
・シリカゲルまたはケイソウ土への吸着
・カオトロピック条件下での磁性ガラス粒子(MGP)またはオルガノ-シラン粒子への吸着
がある。
Several methods for purification of nucleic acids:
--Sequence-dependent or biospecific methods, such as:
-Affinity chromatography-Hybridization to immobilized probes
--Sequence-independent or physicochemical methods, such as:
・ For example, liquid-liquid extraction using phenol-chloroform ・ For example, precipitation using pure alcohol ・ Extraction using filter paper ・ Extraction using micelle forming agent such as cetyltrimethylammonium bromide ・ Immobilized intercalation dye, For example, there are binding to an acrysin derivative, adsorption to silica gel or silica soil, and adsorption to magnetic glass particles (MGP) or organo-silane particles under chaotropic conditions.

他の表面が可能であるが、核酸のガラス表面への吸着は、精製目的のために特に興味深い。核酸のガラス表面への結合挙動の使用による、天然環境から核酸を単離するための多くの手法が近年提唱されている。非改変核酸が標的である場合、とりわけ核酸は改変される必要がなく、天然の核酸であっても結合し得るので、シリカ表面を有する物質への核酸の直接結合が好ましい。これらの方法は、様々な文書に詳細に記載される。Vogelstein B. et al., Proc. Natl. Acad. USA 76 (1979) 615-9には、例えば、ヨウ化ナトリウムの存在下で、アガロースゲルからグラウンドフリントガラス(ground flint glass)への核酸の結合の手順が提唱される。過塩素酸ナトリウムの存在下でのガラス粉(dust)上の細菌からのプラスミドDNAの精製が、Marko M. A. et al., Anal. Biochem. 121 (1982) 382-387に記載される。DE-A 37 34 442には、酢酸を使用したファージ粒子の沈殿によるガラス繊維フィルター上の一本鎖M13ファージDNAの単離および過塩素酸塩を用いたファージ粒子の溶解が記載される。ガラス繊維フィルターに結合した核酸を洗浄して、次いでメタノール含有Tris/EDTAバッファで溶出する。λファージからのDNAの精製のための同様の手順がJakobi R. et al., Anal. Biochem. 175 (1988) 196-201に記載される。該手法は、カオトロピック塩溶液中の核酸のガラス表面への選択的結合およびアガロース、タンパク質または細胞残渣などの夾雑物からの核酸の分離を必要とする。夾雑物からガラス粒子を分離するために、粒子を遠心分離し得るか、またはガラス繊維フィルターにより液体を抜き取り得る。しかし、これは、大量の試料を処理するために該手法を使用することのを妨げる限定的な工程である。塩およびエタノールの添加による沈殿後に核酸を固定化するための磁性粒子の使用は、より有利であり、例えばAlderton R. P. et al., S., Anal. Biochem. 201 (1992) 166-169およびPCT GB 91/00212に記載される。この手法において、核酸は磁性粒子と一緒に凝集する。磁場をかけることおよび洗浄工程を行なうことによって凝集物を元の溶媒から分離する。一回の洗浄工程後、核酸をTrisバッファに溶解する。しかしながらこの手法は、沈殿が核酸に選択的ではないという欠点を有する。むしろ、種々の固体および溶解した物質も凝集する。結果的に、この手法は、存在し得る特定の酵素反応の有意な量の任意のインヒビターを除去するために使用できない。多孔性の特定のガラスマトリックス中に磁性粒子を含み、ストレプトアビジンを含む層で被覆される磁性の多孔性ガラスは、市販もされている。この製品は、生物学的物質が複雑な調製工程においてビオチンに共有結合するように改変される場合に、生物学的物質、例えばタンパク質または核酸を単離するために使用され得る。磁化可能な特定の吸着体は、自動化試料調製に非常に有効でかつ適していることが判明した。フェリ磁性および強磁性ならびに超常磁性の色素がこの目的に使用される。最も好ましい磁性ガラス粒子およびそれらを使用する方法はWO 01/37291に記載されるものである。本発明の文脈において、R. Boomら(J Clin Microbiol. 28 (1990), 495-503)による方法が、核酸の単離に特に有用である。 Adsorption of nucleic acids to the glass surface is of particular interest for purification purposes, although other surfaces are possible. Many techniques have been recently proposed for isolating nucleic acids from the natural environment by using the binding behavior of nucleic acids to glass surfaces. When the unmodified nucleic acid is the target, the direct binding of the nucleic acid to a substance having a silica surface is preferable because the nucleic acid does not need to be modified and even a natural nucleic acid can be bound. These methods are described in detail in various documents. Vogelstein B. et al., Proc. Natl. Acad. USA 76 (1979) 615-9 states, for example, the binding of nucleic acids from agarose gels to ground flint glass in the presence of sodium iodide. Procedure is advocated. Purification of plasmid DNA from bacteria on glass dust in the presence of sodium perchlorate is described in Marko M. A. et al., Anal. Biochem. 121 (1982) 382-387. DE-A 37 34 442 describes isolation of single-stranded M13 phage DNA on a glass fiber filter by precipitation of phage particles with acetic acid and lysis of phage particles with perchlorate. The nucleic acid bound to the fiberglass filter is washed and then eluted with methanol-containing Tris / EDTA buffer. A similar procedure for the purification of DNA from λ phage is described in Jakobi R. et al., Anal. Biochem. 175 (1988) 196-201. The procedure requires selective binding of nucleic acids to the glass surface in a chaotropic salt solution and separation of nucleic acids from contaminants such as agarose, proteins or cell residues. To separate the glass particles from the contaminants, the particles can be centrifuged or the liquid can be extracted with a fiberglass filter. However, this is a limited step that prevents the technique from being used to process large volumes of samples. The use of magnetic particles to immobilize nucleic acids after precipitation by the addition of salts and ethanol is more advantageous, eg Alderton RP et al., S., Anal. Biochem. 201 (1992) 166-169 and PCT GB. It is described in 91/00212. In this technique, the nucleic acid aggregates with the magnetic particles. The agglomerates are separated from the original solvent by applying a magnetic field and performing a washing step. After one wash step, the nucleic acid is dissolved in Tris buffer. However, this approach has the disadvantage that precipitation is not selective for nucleic acids. Rather, various solid and dissolved substances also aggregate. As a result, this technique cannot be used to remove a significant amount of any inhibitor of a particular enzymatic reaction that may be present. Magnetic porous glass containing magnetic particles in a specific porous glass matrix and coated with a layer containing streptavidin is also commercially available. This product can be used to isolate a biological material, such as a protein or nucleic acid, when the biological material is modified to covalently bind to biotin in a complex preparation process. Certain magnetizable adsorbents have proved to be very effective and suitable for automated sample preparation. Ferrimagnetic and ferromagnetic and superparamagnetic dyes are used for this purpose. The most preferred magnetic glass particles and methods of using them are described in WO 01/37291. In the context of the present invention, the method by R. Boom et al. (J Clin Microbiol. 28 (1990), 495-503) is particularly useful for the isolation of nucleic acids.

用語「固体支持体物質」は、核酸の固定に関して、上述の固体物質、例えば磁性ガラス粒子、ガラス繊維、ガラス繊維フィルター、ろ紙等のいずれかを含むが、該固体支持体物質はこれらの物質に限定されない。 The term "solid support material" includes any of the above-mentioned solid materials, such as magnetic glass particles, glass fibers, glass fiber filters, filter paper, etc., with respect to the immobilization of nucleic acids, the solid support material to which. Not limited.

したがって、本発明の好ましい局面は、固体支持体物質が、シリカ、金属、金属酸化物、プラスチック、ポリマーおよび核酸から選択される物質の1つ以上を含む、上述の方法である。本発明の非常に好ましい態様において、固体支持体物質は、磁性ガラス粒子である。 Therefore, a preferred aspect of the invention is the method described above, wherein the solid support material comprises one or more of materials selected from silica, metals, metal oxides, plastics, polymers and nucleic acids. In a highly preferred embodiment of the invention, the solid support material is magnetic glass particles.

本発明の文脈において、「固定」は、例えば核酸などの目的物を可逆的または不可逆的な様式で捕捉することを意味する。特に、「固体支持体物質上に固定される」は、1つまたは複数の目的物を任意の周囲媒体から分離するために、該目的物を固体支持体物質に結合させ、その後の時点で、固体支持体物質から例えば分離により回収され得ることを意味する。この文脈において、「固定」は、例えば核酸の、上述のような固体物質のガラス表面または他の適切な表面への吸着を含み得る。さらに、捕捉プローブへの結合により、核酸は特異的に「固定」され得、ここで核酸は、塩基対形成により、固体支持体に結合した本質的に相補的な核酸に結合される。後者の場合において、かかる特異的な固定により、標的核酸の優勢な結合が生じる。 In the context of the present invention, "fixation" means capturing an object, such as a nucleic acid, in a reversible or irreversible manner. In particular, "fixed on a solid support material" means that the object is bound to the solid support material in order to separate one or more objects from any ambient medium, and at a later time, It means that it can be recovered from the solid support material, for example by separation. In this context, "fixation" can include, for example, adsorption of nucleic acids to a glass surface or other suitable surface of a solid substance as described above. In addition, binding to a capture probe can specifically "fix" the nucleic acid, where base pairing binds to an essentially complementary nucleic acid bound to a solid support. In the latter case, such specific fixation results in predominant binding of the target nucleic acid.

天然の周囲物からの標的核酸を含む核酸の精製または単離の後、例えば上述の同時増幅により分析を行ない得る。 After purification or isolation of the nucleic acid, including the target nucleic acid, from the natural surroundings, analysis can be performed, for example, by co-amplification described above.

本発明の意味において、「同時」は、2つの動作、例えば第1および第2またはそれ以上の核酸を増幅することが、一度に同じ物理的条件下で行なわれることを意味する。一態様において、少なくとも第1および第2の標的核酸の同時増幅は、1つの容器内で行なわれる。別の態様において、同時増幅は、1つの容器内の少なくとも1つの核酸をおよび第2の容器内の少なくとも第2の核酸を用いて同時に、特に温度およびインキュベーション時間に関して同じ物理的条件下で行なわれ、ここで上述の内部対照核酸は、前記容器のそれぞれに存在する。 In the sense of the present invention, "simultaneous" means that two actions, eg, amplification of the first and second or more nucleic acids, are performed at the same time under the same physical conditions. In one embodiment, co-amplification of at least the first and second target nucleic acids takes place in one container. In another embodiment, co-amplification is performed simultaneously with at least one nucleic acid in one vessel and at least a second nucleic acid in a second vessel under the same physical conditions, especially with respect to temperature and incubation time. Here, the internal control nucleic acids described above are present in each of the containers.

「第1の標的核酸」および「第2の標的核酸」は、異なる核酸である。 The "first target nucleic acid" and the "second target nucleic acid" are different nucleic acids.

「液体(fluid)試料」は、核酸を標的とする診断アッセイに供することができる任意の液体物質であり、好ましくは生物学的供給源由来である。また、好ましくは、前記液体試料は、ヒト由来であり、体液である。本発明の好ましい態様において、液体試料は、ヒトの血液、尿、痰液、汗、スワブ、ピペット可能な糞便または脊髄液である。最も好ましくは、液体試料はヒトの血液である。 A "fluid sample" is any liquid substance that can be subjected to a diagnostic assay targeting nucleic acids, preferably from a biological source. Also, preferably, the liquid sample is of human origin and is a body fluid. In a preferred embodiment of the invention, the liquid sample is human blood, urine, sputum, sweat, swab, pipetteable feces or spinal fluid. Most preferably, the liquid sample is human blood.

用語「反応容器」は、限定されないが、その中で例えば逆転写反応またはポリメラーゼ連鎖反応などの液体試料の分析のための反応が起こるチューブ、またはマイクロウェル、ディープウェルもしくは他の種類のマルチウェルプレートなどのプレートのウェルを含む。かかる容器の外側の境界または壁は、その中で起こっている分析反応と干渉しないように化学的に不活性である。好ましくは、上述の核酸の単離は、マルチウェルプレート中でも行なわれる。 The term "reaction vessel" is not limited to a tube in which a reaction for analysis of a liquid sample, such as a reverse transcription reaction or a polymerase chain reaction, takes place, or a microwell, deepwell or other type of multiwell plate. Includes plate wells such as. The outer boundary or wall of such a container is chemically inert so as not to interfere with the analytical reaction occurring therein. Preferably, the above-mentioned nucleic acid isolation is also performed in a multi-well plate.

この文脈において、分析システムにおけるマルチウェルプレートは、多数の試料の並行分離および分析または貯蔵を可能にする。マルチウェルプレートは、最大液体取り込みまたは最大熱伝達について最適化され得る。本発明の文脈における使用のための好ましいマルチウェルプレートは、自動分析器中の分析物のインキュベーションまたは分離のために最適化される。好ましくは、マルチウェルプレートは、磁性デバイスおよび/または加熱デバイスを接触するように構築および配列される。 In this context, multi-well plates in analytical systems allow for parallel separation and analysis or storage of large numbers of samples. Multi-well plates can be optimized for maximum liquid uptake or maximum heat transfer. Preferred multi-well plates for use in the context of the present invention are optimized for incubation or separation of analytes in an automated analyzer. Preferably, the multi-well plate is constructed and arranged to contact the magnetic and / or heating devices.

本発明の文脈において「処理プレート」と互換的に称される前記好ましいマルチウェルプレートは:
- 列をなして配列される上部に開口を有する多数の容器を含む上部表面を含む。該容器は、上部パート、中央パートおよび底部パートを含む。上部パートは、マルチウェルプレートの上部表面に連結され、2つの長側面および2つの短側面を含む。中央パートは、2つの長側面および2つの短側面を有する実質的に長方形の断面、
- 2つの対向する短側面壁および2つの対向する長側面壁、ならびに
- 基部
を有し、前記基部は、前記磁性デバイスおよび/または加熱デバイスと接触してマルチウェルプレートを配置するように構築および配列された開口部を含む。
The preferred multi-well plate, interchangeably referred to as a "treated plate" in the context of the present invention, is:
-Includes an upper surface containing a large number of containers with an opening at the top arranged in a row. The container includes a top part, a center part and a bottom part. The upper part is connected to the upper surface of the multiwell plate and contains two long sides and two short sides. The central part has a substantially rectangular cross section, with two long sides and two short sides,
--Two opposing short side walls and two opposing long side walls, and
-Having a base, said base includes openings constructed and arranged to place a multi-well plate in contact with said magnetic and / or heating devices.

マルチウェルプレートの好ましい態様において、一列内の隣り合う容器は、前記ほぼ長方形状の長側面上で連結される。 In a preferred embodiment of the multi-well plate, adjacent containers in a row are connected on the substantially rectangular long side surface.

好ましくは、マルチウェルプレートは、容器の隣接する列の間に配置された連続する空間を含む。前記連続する空間は、プレート型の磁性デバイスを収容するように構築および配列される。好ましい態様において、該容器の底部パートは、球状の底部を含む。より好ましい態様において、前記容器の底部パートは、前記中央パートと球状底部の間に位置する円錐形パートを含む。 Preferably, the multi-well plate comprises a contiguous space arranged between adjacent rows of containers. The contiguous space is constructed and arranged to accommodate a plate-type magnetic device. In a preferred embodiment, the bottom part of the container comprises a spherical bottom. In a more preferred embodiment, the bottom part of the container comprises a conical part located between the central part and the spherical bottom.

好ましい態様において、上部表面はリブを含み、前記リブは、容器の開口部を囲っている。好ましくは、該容器の前記上部パートの1つの短側面は、陥凹を含み、前記陥凹は、リブから容器の内側まで伸びる湾曲表面を含む。 In a preferred embodiment, the top surface comprises ribs, which surround the opening of the container. Preferably, one short side of the upper part of the container comprises a recess, the recess comprising a curved surface extending from the rib to the inside of the container.

さらに、好ましい態様において、該容器は、丸い内側形状を含む。 Further, in a preferred embodiment, the container comprises a round inner shape.

処理ステーションまたはインキュベーションステーションへの固定のために、基部は、好ましくは陥凹を含むリムを含む。分析器のステーション上のラッチクリップは、ステーション上のプレートを固定するために前記陥凹とかみ合い得る。 For fixation to a processing station or incubation station, the base preferably comprises a rim containing a recess. The latch clip on the station of the analyzer can engage the recess to secure the plate on the station.

好ましい態様において、容器は、本質的に一定の壁厚さを含む。 In a preferred embodiment, the container comprises an essentially constant wall thickness.

本発明の文脈における好ましい処理プレート(101)は、1成分プレートである。その上部表面(110)は、多数の容器(103)を含む(図5、図6)。それぞれの容器は、上部に開口部(108)を有し、底部端(112)で閉じている。上部表面(110)は、好ましくは上部表面(110)に対して高くなっており、容器(103)の開口部(108)を囲むリブ(104)を含む。これは、プレート(101)の上部表面(110)に落ちることがある液滴による容器(103)の内容物の汚染を防ぐ。好ましい処理プレートの図を図3〜8に示す。 A preferred treatment plate (101) in the context of the present invention is a one-component plate. Its upper surface (110) contains a large number of containers (103) (FIGS. 5, 6). Each container has an opening (108) at the top and is closed at the bottom edge (112). The top surface (110) is preferably elevated relative to the top surface (110) and includes ribs (104) surrounding the opening (108) of the container (103). This prevents contamination of the contents of the container (103) with droplets that may fall on the top surface (110) of the plate (101). Diagrams of preferred treatment plates are shown in Figures 3-8.

処理プレート(101)の設置面(footprint)は、好ましくはANSI SBS設置面形式に対応する基部の長さおよび幅を含む。より好ましくは、長さは、127.76mm+/-0.25mmであり、幅は85.48mm+/-0.25mmである。したがって、プレート(101)は、2つの対向する短側壁(109)および2つの対向する長側壁(118)を有する。処理プレート(101)は、操縦器(500、図12)と相互作用するための形態固定要素(106)を含む。処理プレート(101)は、正確な方向および位置を維持しながら、素早く安全に高速でつかみ、移動させ、配置することができる。好ましくは、つかむための形態固定要素(106)は、上部中央パート内、好ましくは処理プレート(101)の上部中央1/3内に配置される。これは起こり得る処理プレート(101)のゆがみが形態固定要素(106)にわずかな影響のみを及ぼす、およびプレート(101)の取り扱いがより確固たるものになるという利点を有する。 The footprint of the treated plate (101) preferably includes the length and width of the base corresponding to the ANSI SBS installation surface type. More preferably, the length is 127.76 mm +/- 0.25 mm and the width is 85.48 mm +/- 0.25 mm. Therefore, the plate (101) has two opposing short side walls (109) and two opposing long side walls (118). The processing plate (101) includes a morphological fixing element (106) for interacting with the controller (500, FIG. 12). The processing plate (101) can be quickly, safely and quickly grabbed, moved and placed while maintaining the correct orientation and position. Preferably, the morphofixing element (106) for grabbing is located within the upper central part, preferably within the upper central 1/3 of the processing plate (101). This has the advantage that the possible distortion of the treated plate (101) has only a slight effect on the morphological fixing element (106), and the handling of the plate (101) becomes more robust.

好ましくは、処理プレート(101)は、ハードウェア識別子(102)および(115)を含む。ハードウェア識別子(102)および(115)は、処理プレート(101)に特有であり、同一システムで使用される他の消耗品のハードウェア識別子とは異なる。ハードウェア識別子(102、115)は、好ましくは消耗品の側壁に隆起(119)および/または陥凹(125)を含み、前記隆起(119)および/または陥凹(125)のパターンは、特定の型の消耗品、好ましくは処理プレート(101)に特有である。この特有のパターンはまた、本明細書において特有の「表面幾何構造」と称される。ハードウェア識別子(102、115)は、ユーザーが、処理プレート(101)のみを、適切な方向で分析装置の適切なスタッカー(stacker)位置に負荷し得ることを確実にする。処理プレート(101)の側面に、誘導要素(116)および(117)が含まれる(図3、図4)。それらは、処理プレート(101)の傾斜を防ぐ。誘導要素(116、117)は、ユーザーが、スタックとして誘導要素(116、117)を用いて処理プレート(101)を分析装置に負荷し、その後プレートを傾けることなく装置中でスタッカーにおいてプレートを垂直に移動させることを可能にする。 Preferably, the processing plate (101) comprises the hardware identifiers (102) and (115). The hardware identifiers (102) and (115) are unique to the processing plate (101) and are different from the hardware identifiers of other consumables used in the same system. The hardware identifier (102, 115) preferably comprises a ridge (119) and / or a recess (125) on the side wall of the consumable, the pattern of the ridge (119) and / or the recess (125) being specific. Type of consumables, preferably treatment plate (101). This unique pattern is also referred to herein as a unique "surface geometry". The hardware identifiers (102, 115) ensure that the user can load only the processing plate (101) in the appropriate orientation to the appropriate stacker position on the analyzer. The sides of the treated plate (101) include guiding elements (116) and (117) (FIGS. 3 and 4). They prevent tilting of the treatment plate (101). The induction element (116, 117) allows the user to load the processing plate (101) onto the analyzer using the induction element (116, 117) as a stack, and then vertical the plate in the stacker in the apparatus without tilting the plate. Allows you to move to.

容器(103)の中央パート(120)は、ほぼ長方形の断面を有する(図6、図7)。それらは、共通の壁(113)により、ほぼ長方形状の長側面(118)に沿って分離される(図3)。それによって形成される容器(103)の列は、利用可能な空間が制限される代わりに、好ましくは4mlの大きな容積を有するという利点を有する。別の利点は、本質的に一定の壁厚のために、製造が非常に経済的であるということである。さらなる利点は、容器(103)が互いに補強されるので、形状の高い安定性を得ることができるということである。 The central part (120) of the container (103) has a nearly rectangular cross section (FIGS. 6 and 7). They are separated by a common wall (113) along a nearly rectangular long side (118) (Fig. 3). The row of containers (103) thus formed has the advantage of having a large volume of preferably 4 ml at the cost of limited available space. Another advantage is that the manufacturing is very economical due to the essentially constant wall thickness. A further advantage is that the vessels (103) are reinforced with each other so that high shape stability can be obtained.

容器(103)の列の間に、連続した空間(121)が位置する(図6、図7)。該空間(121)は、磁石(202、203)または加熱デバイス(128)を収容し得る(図11)。これらの磁石(202、203)および加熱デバイス(128)は、好ましくは中実デバイスである。したがって、容器(103)中に保持され得る液体(215)中に含まれる磁性粒子(216)は、磁石(202、203)を容器(103)の近位に持っていく際に、容器(103)に磁場を作用させることで液体(215)から分離され得る。または、処理プレート(101)を加熱デバイス(128)上に置いた場合に、容器(103)の内容物を、制御された高い温度でインキュベートし得る。磁石(202、203)または加熱デバイス(128)は中実であり得るので、高いエネルギー密度が達成され得る。容器(103)の中央パート(120)のほぼ長方形状(図10)はまた、容器(103)と磁石(202)または加熱デバイス(128)の間の接触表面を最適化することにより、容器の壁(109)と平坦な形状の磁石(202)または加熱デバイス(128)の間の接触が最適化されるので、容器(103)へのエネルギー伝達が高められる。 A continuous space (121) is located between the rows of containers (103) (FIGS. 6 and 7). The space (121) may accommodate a magnet (202, 203) or a heating device (128) (FIG. 11). These magnets (202, 203) and heating device (128) are preferably solid devices. Therefore, the magnetic particles (216) contained in the liquid (215) that can be retained in the container (103) will move the magnets (202, 203) proximal to the container (103) in the container (103). ) Can be separated from the liquid (215) by applying a magnetic field. Alternatively, the contents of the container (103) can be incubated at a controlled high temperature when the treatment plate (101) is placed on the heating device (128). Since the magnets (202, 203) or heating devices (128) can be solid, high energy densities can be achieved. The nearly rectangular shape of the central part (120) of the container (103) (FIG. 10) is also of the container by optimizing the contact surface between the container (103) and the magnet (202) or heating device (128). Optimized contact between the wall (109) and the flat-shaped magnet (202) or heating device (128) enhances energy transfer to the vessel (103).

容器の円錐形底部(111)の領域において、空間(121)は、かなりより明確であり、さらなる磁石(203)を収容し得る。容器の上部領域中の大きな磁石(202)と円錐領域中の小さな磁石(203)の組合せにより、大量または少量の液体(215)中での磁性粒子(216)の分離が可能になる。したがって、小さな磁石(203)は、溶出液のピペッティングの際に磁性粒子(216)を隔離することをより簡単にする。これは、磁性粒子(216)ペレットの死容量を低下させることで最小の損失で、溶出液をピペッティングすることを可能にする。さらに、移動される溶出液中の磁性粒子(216)の存在が最小になる。 In the area of the conical bottom (111) of the vessel, the space (121) is much clearer and can accommodate additional magnets (203). The combination of a large magnet (202) in the upper region of the container and a small magnet (203) in the conical region allows the separation of magnetic particles (216) in large or small amounts of liquid (215). Therefore, the small magnet (203) makes it easier to isolate the magnetic particles (216) during pipetting of the eluate. This makes it possible to pipette the eluate with minimal loss by reducing the dead capacity of the magnetic particle (216) pellets. In addition, the presence of magnetic particles (216) in the displaced eluate is minimized.

容器(103)の上端で、容器(103)の短側壁(109)の1つは、周囲リブ(104)へと伸びる試薬流入チャネル(105)を含む(図3、4、7)。試薬を、試薬流入チャネル(105)にピペッティングし、該チャネル(105)から容器(103)へと流入する。したがって、ピペットニードルまたはチップ(3、4)と容器中に含まれる液体の間の接触が防がれる。さらに、ピペットニードルもしくはチップ(3、4)または隣り合う容器(103)の汚染を引き起こし得る、容器(103)に含まれる別の液体(215)へと直接分配される液体により生じる跳ね返りが防がれる。少量の試薬の後に、最大量の別の試薬を試薬流入チャネル(105)へと連続ピペッティングすることにより、少量で添加されるだけの試薬が容器(103)中に完全に流入することが確実となる。したがって、実施される試験の正確性を損なうことなく、少量の試薬のピペッティングが可能である。 At the top of the vessel (103), one of the short sidewalls (109) of the vessel (103) includes a reagent inflow channel (105) extending to the surrounding ribs (104) (FIGS. 3, 4, 7). The reagent is pipetted into the reagent inflow channel (105) and flows from the channel (105) into the container (103). Therefore, contact between the pipette needle or tip (3, 4) and the liquid contained in the container is prevented. In addition, it prevents bounce caused by liquids that are distributed directly to another liquid (215) contained in the container (103), which can cause contamination of the pipette needle or tip (3, 4) or adjacent container (103). Is done. After a small amount of reagent, continuous pipetting of the maximum amount of another reagent into the reagent inflow channel (105) ensures that only a small amount of reagent is completely influx into the vessel (103). It becomes. Therefore, it is possible to pipette a small amount of reagent without compromising the accuracy of the tests performed.

内側の、容器の底部(111、112)で、形状は、円錐形(111)になり、末端は球状の底部(112)を有する(図6、図7)。長方形中央パート(120)を含む容器の内部形状(114)は丸い。容器(103)の球状底部(112)、丸い内側形状(114)、円錐形パート(111)および微細な表面の組合せは、処理プレート(101)中の分析物の効果的な分離および精製を容易にする好ましい流体工学を引き起こす。球状底部(112)は、分離された溶出物の本質的に完全な使用および試薬の持ち越しまたは試料の交差汚染を低減する死容量の低減を可能にする。 Inside, at the bottom of the container (111, 112), the shape is conical (111) and the end has a spherical bottom (112) (FIGS. 6, 7). The internal shape (114) of the container, including the rectangular central part (120), is round. The combination of spherical bottom (112), round inner shape (114), conical part (111) and fine surface of vessel (103) facilitates effective separation and purification of the analyte in the treated plate (101). Causes favorable fluid engineering. The spherical bottom (112) allows essentially complete use of the separated eluate and reduced dead volume to reduce reagent carry-over or cross-contamination of the sample.

処理プレート(101)の基部のリム(129)は、処理ステーション(201)上加熱デバイス(128)または分析装置(126)のラッチクリップ(124)またはとの連結のための陥凹(107)を含む(図5、図9)。ラッチクリップ(124)と陥凹(107)の連結により、処理ステーション(201)上の処理プレート(101)の設置および固定が可能になる。陥凹(107)の存在により、基部(129)に対してほぼ垂直なラッチ力が処理プレート(101)に働く。したがって、横向きにかかる小さな力だけが生じ得る。これにより、ひずみの発生が低減されるので、処理プレート(101)の変形が低減される。垂直のラッチ力はまた、処理プレート(101)の任意の変形を無効にして、処理ステーション(201)中の球状底部(111)のより正確な配置をもたらす。一般的に、処理プレート(101)と処理ステーション(201)または分析器中の加熱デバイス(128)の間の正確な界面は、死容量を低減し、さらに試料の交差汚染のリスクを低減する。 The base rim (129) of the processing plate (101) has a recess (107) for connection with the latch clip (124) or of the heating device (128) or analyzer (126) on the processing station (201). Includes (Figs. 5 and 9). The connection of the latch clip (124) and the recess (107) allows the installation and fixation of the processing plate (101) on the processing station (201). Due to the presence of the recess (107), a latching force approximately perpendicular to the base (129) acts on the processing plate (101). Therefore, only a small force applied sideways can occur. As a result, the occurrence of strain is reduced, so that the deformation of the processing plate (101) is reduced. The vertical latching force also negates any deformation of the processing plate (101), resulting in a more accurate placement of the spherical bottom (111) within the processing station (201). In general, the exact interface between the processing plate (101) and the processing station (201) or heating device (128) in the analyzer reduces dead capacity and further reduces the risk of cross-contamination of the sample.

「分離ステーション」は、液体試料中に存在する他の物質からの固体支持体物質の単離を可能にする分析システムのデバイスまたは構成物である。かかる分離ステーションは、限定されないが、例えば遠心分離、フィルターチューブを有するラック、磁石または他の適切な構成物を含み得る。本発明の好ましい態様において、分離ステーションは1つ以上の磁石を含む。好ましくは、1つ以上の磁石は、固体支持体としての磁性粒子、好ましくは磁性ガラス粒子の分離のために使用される。例えば、液体試料および固体支持体物質がマルチウェルプレートのウェル中で一緒に合わされる場合、分離ステーションに含まれる1つ以上の磁石は、例えば磁石をウェル中に導入することで液体試料自体と接触し得るか、または前記1つ以上の磁石は、磁性粒子をひきつけその後磁性粒子と周囲の液体を分離するためにウェルの外壁に近づけられ得る。 A "separation station" is a device or component of an analytical system that allows the isolation of a solid support material from other substances present in a liquid sample. Such separation stations can include, but are not limited to, for example, centrifugation, racks with filter tubes, magnets or other suitable constructs. In a preferred embodiment of the invention, the separation station comprises one or more magnets. Preferably, one or more magnets are used for the separation of magnetic particles, preferably magnetic glass particles, as a solid support. For example, when a liquid sample and a solid support material are combined together in the wells of a multi-well plate, one or more magnets contained in the separation station come into contact with the liquid sample itself, for example by introducing the magnets into the wells. Alternatively, the one or more magnets may be brought closer to the outer wall of the well to attract the magnetic particles and then separate the magnetic particles from the surrounding liquid.

好ましい態様において、分離ステーションは、マルチウェルプレートの上部表面の開口部および閉じた底部を有する容器を含むマルチウェルプレートを含むデバイスである。該容器は、上部パート、中央パートおよび底部パートを含み、上部パートはマルチウェルプレートの上部表面に連結され、好ましくは2つの長側面および2つの短側面を含む。中央パートは、2つの長側面を有する実質的に長方形の断面を有し、前記容器は、列をなして配置される。2つの隣接する列の間には、少なくとも2つのZ位置で、固定具上に載せられた少なくとも1つの磁石と側壁を選択的に接触させるための連続した空間が位置する。該デバイスはさらに、少なくとも1つの固定具を含む磁性分離ステーションを含む。該固定具は、磁場を生じる少なくとも1つの磁石を含む。マルチウェルプレートの容器に関する第1および第2の位置の少なくとも間に少なくとも1つの磁石を含む少なくとも1つの前記固定具を垂直に動かす移動機構が存在する。好ましくは、容器の前記少なくとも2つのZ位置は、前記容器の側壁および底部パートを含む。前記少なくとも1つの磁石の磁場は、好ましくは、前記少なくとも1つの磁石が前記第1の位置にある場合に、磁性粒子を、前記少なくとも1つの磁石に隣接する容器の内表面に引きつける。前記磁場の効果は、前記少なくとも1つの磁石が前記第2の位置にある場合には、前記少なくとも1つの磁石が前記第1の位置にある場合よりも小さい。好ましくは、前記少なくとも1つの磁石を含む固定具は、フレームを含む。容器は、マルチウェルプレート/処理プレートの文脈において上述されるような好ましい特徴を有する。かかる1つの好ましい特徴は、前記容器の少なくとも一部が、前記容器の軸に直交する実質的に長方形の断面を有することである。 In a preferred embodiment, the separation station is a device comprising a multi-well plate comprising a container having an opening and a closed bottom on the top surface of the multi-well plate. The container comprises a top part, a center part and a bottom part, the top part being connected to the top surface of a multiwell plate, preferably containing two long sides and two short sides. The central part has a substantially rectangular cross section with two long sides and the containers are arranged in a row. Between the two adjacent rows, at least two Z positions, there is a continuous space for selective contact between at least one magnet mounted on the fixture and the side wall. The device further includes a magnetic separation station that includes at least one fixture. The fixture includes at least one magnet that produces a magnetic field. There is a moving mechanism that vertically moves at least one of the fixtures, including at least one magnet, between at least the first and second positions of the multiwell plate container. Preferably, the at least two Z positions of the container include a side wall and bottom part of the container. The magnetic field of the at least one magnet preferably attracts the magnetic particles to the inner surface of the container adjacent to the at least one magnet when the at least one magnet is in the first position. The effect of the magnetic field is less when the at least one magnet is in the second position than when the at least one magnet is in the first position. Preferably, the fixture comprising at least one magnet includes a frame. The container has the preferred characteristics as described above in the context of multi-well plates / treated plates. One such preferred feature is that at least a portion of the container has a substantially rectangular cross section orthogonal to the axis of the container.

前記第1の位置において、前記少なくとも1つの磁石は、前記容器の前記パートに隣接する。隣接は、容器の内容物に磁場を発揮するなどの近位にあるかまたは容器と物理的に接触しているかのいずれかであることを意味すると理解される。 In the first position, the at least one magnet is adjacent to the part of the container. Adjacent is understood to mean either proximal to the contents of the container, such as exerting a magnetic field, or in physical contact with the container.

分離ステーションは、マルチウェルプレートを受けるためのフレーム、およびマルチウェルプレートを取り付けるためのラッチクリップを含む。好ましくは、分離ステーションは、2種類の磁石を含む。この好ましい態様は、さらに以下に記載される。 The separation station includes a frame for receiving the multi-well plate and a latch clip for attaching the multi-well plate. Preferably, the separation station comprises two types of magnets. This preferred embodiment is further described below.

磁石がマルチウェルプレートの容器に押し付けられるように、磁石を含むフレームに圧力をかけるバネを含む、第2の好ましい態様が以下に記載される。 A second preferred embodiment comprising a spring that exerts pressure on a frame containing the magnet so that the magnet is pressed against the container of the multiwell plate is described below.

好ましくは、第1の磁石は、前記容器中に保持される磁性粒子を含む大量の液体に磁場をかけるために、マルチウェルプレートの容器と相互作用するように構築および配列される。前記第2の磁石は、好ましくは、前記容器中に保持される磁性粒子を含む少量の液体に磁場をかけるために、マルチウェルプレートの容器と相互作用するように構築および配列される。前記第1の磁石および第2の磁石は、異なるZ位置へと移動され得る。 Preferably, the first magnet is constructed and arranged to interact with the container of the multi-well plate in order to apply a magnetic field to a large amount of liquid containing magnetic particles held in the container. The second magnet is preferably constructed and arranged to interact with the container of the multi-well plate in order to apply a magnetic field to a small amount of liquid containing magnetic particles held in the container. The first magnet and the second magnet can be moved to different Z positions.

前記分離ステーションは、核酸を単離および精製するさらなる方法であり、本発明の文脈において有用である。該方法は、核酸を、マルチウェルプレートの容器中の磁性粒子に結合させる工程を含む。該容器は、上部開口部、中央パートおよび底部パートを含む。容器の円錐形パートが長方形状を有する中央パートと入れ替わる場部分よりも上に、液体の大部分が位置する場合、磁石を第2の位置から第1の位置へと移動させること、および前記第1の位置で、中央パートに磁場をかけること、および任意に、前記容器の底部パートにさらに磁場をかけることにより、結合した物質は、次いで、液体に含まれる非結合物質から分離される。磁性粒子は洗浄溶液で任意に洗浄され得る。容器の円錐形パートが長方形状を有する中央パートと入れ替わる部分よりも下に、液体の大部分が位置する場合、少量の液体は、前記容器の底部パートに磁場を選択的にかけることにより、前記磁性粒子から分離される。 The separation station is a further method of isolating and purifying nucleic acids and is useful in the context of the present invention. The method comprises binding the nucleic acid to magnetic particles in a container of a multiwell plate. The container includes a top opening, a central part and a bottom part. If most of the liquid is located above the field where the conical part of the container replaces the central part with a rectangular shape, move the magnet from the second position to the first position, and said At position 1, by applying a magnetic field to the central part and, optionally, further magnetic field to the bottom part of the container, the bound material is then separated from the unbound material contained in the liquid. The magnetic particles can be optionally washed with a washing solution. If most of the liquid is located below the part where the conical part of the container replaces the central part having a rectangular shape, a small amount of liquid will be said by selectively applying a magnetic field to the bottom part of the container. Separated from magnetic particles.

磁性粒子に結合した核酸を分離するための磁性分離ステーションも本発明の文脈において有用であり、前記分離ステーションは、前記容器中に保持された磁性粒子を含む大量の液体に磁場をかけるためにマルチウェルプレートの容器と相互作用するように構築および配列される第1の磁石、ならびに前記容器中に保持される磁性粒子を含む少量の液体に磁場をかけるためにマルチウェルプレートの容器と相互作用するように構築および配列される第2の磁石を含み、前記第1および第2の磁石は、異なるZ位置に移動され得る。磁性分離ステーションの好ましい態様を本明細書に記載する。 A magnetic separation station for separating nucleic acids bound to magnetic particles is also useful in the context of the present invention, where the separation station is mulched to apply a magnetic field to a large amount of liquid containing the magnetic particles held in the container. It interacts with a multi-well plate container to apply a magnetic field to a first magnet constructed and arranged to interact with the well plate container, as well as a small amount of liquid containing magnetic particles held in the container. The first and second magnets may be moved to different Z positions, including a second magnet constructed and arranged in such a manner. Preferred embodiments of the magnetic separation station are described herein.

本発明に有用な分離ステーション(201)の第1の好ましい態様を以下に記載する。前記分離ステーション(201)の第1の好ましい態様は、少なくとも2種類の磁石(202、203)を含む。第1の長い型の磁石(202)は、処理プレート(101)の空間(121)に適合するように構築および配列される。したがって、磁石(202)は、容器の壁の内側の磁性粒子(216)を隔離するために、容器(103)内の液体(215)に磁場をかける。これにより、大量の液体(215)が存在する場合、容器(103)内部の磁性粒子(216)およびそれに結合した任意の物質と液体(215)の分離が可能になる。磁石(202)は、細長い構造を有し、容器の実質的に長方形の中央パート(120)と相互作用するように構築および配列される。したがって、容器(103)の円錐形パート(111)が長方形状を有する中央パート(120)と入れ替わる部分よりも上に、液体(215)の大部分が位置する場合に、磁石(202)は使用される。図40に示すように、磁石(202)の好ましい構築は、処理プレート(101)中の容器(103)の列の間の空間(121)に適合する磁石(202)を含む固定具(204、204a)を含む。磁石(202)の別の好ましい態様は、固定具(204、204a)上に配列された磁石(202)を含む。好ましい分離ステーション(201)の磁石(203)はより小さく、容器(103)の円錐形パート(111)と相互作用し得る。これを図10に示す。好ましくは、磁石(203)は、基部(205)上に配列され、処理プレート(101)の空間(121)に移動され得る。それぞれの磁石(202、203)は、好ましくは2つの隣接する列内の2つの容器(103)と相互作用するように構築される。好ましい態様において、処理プレート(101)は8個の容器(103)を6列有する。好ましい処理プレート(101)と相互作用し得る分離ステーション(201)は、磁石(202)を含む3個の固定具(204、204a)および磁石(203)を含む4個の基部(205)を有する。分離ステーションが、磁石(202)を含む4個の磁性固定具(204、204a)および磁石(203)を含む3個の磁性基部(205)を有する態様も含まれる。 A first preferred embodiment of the separation station (201) useful in the present invention is described below. A first preferred embodiment of the separation station (201) comprises at least two types of magnets (202, 203). The first long magnet (202) is constructed and arranged to fit the space (121) of the processing plate (101). Therefore, the magnet (202) applies a magnetic field to the liquid (215) in the container (103) to isolate the magnetic particles (216) inside the wall of the container. This allows the magnetic particles (216) inside the container (103) and any substance bound to it to be separated from the liquid (215) in the presence of a large amount of liquid (215). The magnet (202) has an elongated structure and is constructed and arranged to interact with the substantially rectangular central part (120) of the vessel. Therefore, the magnet (202) is used when the majority of the liquid (215) is located above the part where the conical part (111) of the container (103) replaces the rectangular central part (120). Will be done. As shown in FIG. 40, a preferred construction of the magnet (202) is a fixture (204,) comprising a magnet (202) that fits the space (121) between rows of containers (103) in the processing plate (101). 204a) is included. Another preferred embodiment of the magnet (202) comprises a magnet (202) arranged on a fixture (204, 204a). The magnet (203) of the preferred separation station (201) is smaller and can interact with the conical part (111) of the container (103). This is shown in FIG. Preferably, the magnet (203) is arranged on the base (205) and can be moved into the space (121) of the processing plate (101). Each magnet (202, 203) is preferably constructed to interact with two vessels (103) in two adjacent rows. In a preferred embodiment, the treatment plate (101) has 6 rows of 8 containers (103). The separation station (201) capable of interacting with the preferred processing plate (101) has three fixtures (204, 204a) including a magnet (202) and four bases (205) including a magnet (203). .. Also included is an embodiment in which the separation station has four magnetic fixtures (204, 204a) including a magnet (202) and three magnetic bases (205) including a magnet (203).

磁石(202、203)は移動可能である。分離ステーション(201)は、固定具(204、204a)および基部(205)を移動させる機構を含む。全ての固定具(204、204a)は、基部(217)により相互に連結されるので、協調して移動する。全ての磁石(203)は、1つの基部(218)に連結されるので、協調して移動する。磁性プレート(202)および(203)を動かす機構は、2種類の磁性プレート(202、203)を合計4個の末端位置に移動させるように構築および配列される。 The magnets (202, 203) are movable. The separation station (201) includes a mechanism for moving the fixtures (204, 204a) and the base (205). All fixtures (204, 204a) are interconnected by a base (217) and therefore move in concert. All magnets (203) are connected to one base (218) and therefore move in concert. The mechanism for moving the magnetic plates (202) and (203) is constructed and arranged to move the two types of magnetic plates (202, 203) to a total of four terminal positions.

図40a〜cにおいて、磁石(203)は、処理プレート(101)の容器(103)の円錐形パートの近位に位置する。これは、磁石(203)の最も高い位置であり、分離位置である。この図において、磁石(202)は、最も低い位置に配置される。これらがこの位置にある場合に、磁石は分離に関与しない。 In FIGS. 40a-c, the magnet (203) is located proximal to the conical part of the container (103) of the processing plate (101). This is the highest position of the magnet (203) and the separation position. In this figure, the magnet (202) is placed at the lowest position. When these are in this position, the magnets are not involved in the separation.

図10に示される好ましい態様において、磁石(202)の基部(217)は、ポジショニングホイール(206)に連結される。基部(217)は、移動要素(209)により連結要素(208)と柔軟に接触する底部末端(207)を含む。前記移動要素は、連結要素(208)を、レール(212)に沿って、一方の側から他方へと移動させるように構築および配列される。前記移動要素(209)は、ピン(220)で連結要素(208)に固定される。前記連結要素(208)は、ネジ(210)でポジショニングホイール(206)に固定される。連結要素(208)はまた、軸(211)に連結される。前記連結要素(208)は、好ましくは長方形のプレートである。ポジショニングホイール(206)は、軸(211)の周りを偏心的に移動するので、ネジ(210)は、偏心的な軸より上の点から偏心的な軸より下の点へと移動し、移動要素(209)および磁石(202)が取り付けられた基部(204)の底部末端(207)は、最も高い位置から最も低い位置へと移動される。基部(218)は、底部パート(219)に載せられ、その低い末端でピン(213)により移動要素(214)、好ましくはホイールに連結され、ポジショニングホイール(206)と相互作用する。ポジショニングホイール(206)が軸(211)の周りを回転する場合、ホイール(214)は、ポジショニングホイール(206)に沿って移動する。ホイール(214)が、ポジショニングホイール(206)と軸(211)との距離が短い部分に位置する場合、磁石(203)は、その最も低い位置にある。ホイール(214)が、ポジショニングホイール(206)と軸(211)との距離が最大である場所に位置する場合、磁石(203)は、その最も高い位置にある。したがって、分離ステーションの第1の態様の好ましい態様において、磁石(203)の位置は、ポジショニングホイール(206)の形状により制御される。移動要素(209)がレール(212)の中央の丸い上部または下部パート(212a)に沿って移動する場合、小さい型の磁石(203)は上下動する。移動要素(209)が底部末端(207)の側面(212b)に位置し、上下動する場合、磁石(202)は、上方または下方に移動する。このポジショニングホイールは、任意のモーター(224)により回転され得る。 In a preferred embodiment shown in FIG. 10, the base (217) of the magnet (202) is connected to the positioning wheel (206). The base (217) includes a bottom end (207) that flexibly contacts the connecting element (208) by the moving element (209). The moving elements are constructed and arranged to move the connecting element (208) from one side to the other along the rail (212). The moving element (209) is fixed to the connecting element (208) with a pin (220). The connecting element (208) is fixed to the positioning wheel (206) with a screw (210). The connecting element (208) is also connected to the axis (211). The connecting element (208) is preferably a rectangular plate. The positioning wheel (206) moves eccentrically around the axis (211), so that the screw (210) moves and moves from a point above the eccentric axis to a point below the eccentric axis. The bottom end (207) of the base (204) to which the element (209) and magnet (202) are attached is moved from the highest position to the lowest position. The base (218) rests on the bottom part (219) and at its lower end is connected to the moving element (214), preferably the wheel, by a pin (213) and interacts with the positioning wheel (206). If the positioning wheel (206) rotates around the axis (211), the wheel (214) moves along the positioning wheel (206). If the wheel (214) is located where the distance between the positioning wheel (206) and the shaft (211) is short, then the magnet (203) is at its lowest position. If the wheel (214) is located where the distance between the positioning wheel (206) and the shaft (211) is maximum, then the magnet (203) is at its highest position. Therefore, in a preferred embodiment of the first aspect of the separation station, the position of the magnet (203) is controlled by the shape of the positioning wheel (206). When the moving element (209) moves along the central round upper or lower part (212a) of the rail (212), the small magnet (203) moves up and down. If the moving element (209) is located on the side surface (212b) of the bottom end (207) and moves up and down, the magnet (202) moves up or down. This positioning wheel can be rotated by any motor (224).

好ましい態様において、磁石(203)が下方に移動する際の磁石(203)の最も低い位置への移動を確実にするために、分離ステーションの基部(222)および磁石(203)の基部(218)にバネ(225)が取り付けられる。 In a preferred embodiment, the base (222) of the separation station and the base (218) of the magnet (203) to ensure the movement of the magnet (203) to the lowest position as it moves downward. A spring (225) is attached to.

本明細書で使用する場合、用語「ピン」は、ネジまたはピンを含む任意の固定要素に関連する。 As used herein, the term "pin" relates to any fixing element, including screws or pins.

第2の好ましい態様において、分離ステーション(230)は、少なくとも1つの磁石(232)、好ましくは列(123)中の容器(103)の数と同じ数の多数の磁石を含む少なくとも1つの固定具(231)を含む。好ましくは、分離ステーション(230)は、前述のマルチウェルプレート(101)の列(123)の数と同じ数の多数の固定具(231)を含む。より好ましくは、6個の固定具(231)が分離ステーション(230)上に載せられる。少なくとも1つの磁石(232)が1つの固定具(231)上に載せられる。好ましくは、磁石(232)の数は、1つの列(123)中の容器(103)の数と同じである。最も好ましくは、8個の磁石(232)が1つの固定具(231)上に載せられる。好ましくは、1種類の磁石(232)が前記固定具(231)に含まれる。より好ましくは、磁石(232)は、磁石と相互作用する容器に向かって1つの側面上に載せられる。 In a second preferred embodiment, the separation station (230) is at least one fixture containing at least one magnet (232), preferably a large number of magnets as many as the number of containers (103) in the row (123). Includes (231). Preferably, the separation station (230) comprises a large number of fixtures (231) as many as the number of rows (123) of the multiwell plates (101) described above. More preferably, six fixtures (231) are placed on the separation station (230). At least one magnet (232) is placed on one fixture (231). Preferably, the number of magnets (232) is the same as the number of containers (103) in one row (123). Most preferably, eight magnets (232) are mounted on one fixture (231). Preferably, one type of magnet (232) is included in the fixture (231). More preferably, the magnet (232) is placed on one side towards a container that interacts with the magnet.

固定具(231)は、基部(233)上に載せられる。好ましくは、前記積載は柔軟である。基部(233)は、その上に載せられたバネ(234)を含む。バネ(234)の数は、前記基部(233)上に載せられた固定具(231)1つあたり少なくとも1個である。基部はさらに、バネの移動を制限し、結果的に磁石(232)を含む固定具(231)の移動を制限する丸溝(236)を含む。好ましくは、前記バネ(234)のいずれか1つは、固定具(231)と相互作用するように構築および配列される。より好ましくは、前記バネ(234)は、ヨークバネ(yoke spring)である。前記相互作用により、固定具(231)の水平移動が制御される。さらに、分離ステーション(230)は、フレーム(235)を含む。固定具(231)を有する基部(233)は、第1の態様の磁石(232)について前述の移動機構によって、フレーム(235)に連結される。 The fixture (231) rests on the base (233). Preferably, the loading is flexible. The base (233) includes a spring (234) resting on it. The number of springs (234) is at least one per fixture (231) mounted on the base (233). The base further includes a round groove (236) that limits the movement of the spring and, as a result, the movement of the fixture (231), including the magnet (232). Preferably, any one of the springs (234) is constructed and arranged to interact with the fixture (231). More preferably, the spring (234) is a yoke spring. The interaction controls the horizontal movement of the fixture (231). In addition, the separation station (230) includes a frame (235). The base (233) having the fixture (231) is connected to the frame (235) by the moving mechanism described above for the magnet (232) of the first aspect.

好ましくは、前記基部(233)および固定具(231)は、垂直に(Z方向に)移動するように構築および配列される。 Preferably, the base (233) and fixture (231) are constructed and arranged to move vertically (in the Z direction).

上述のマルチウェルプレート(101)は、分離ステーション(230)に挿入される。磁石(232)を含む固定具(231)は垂直に移動される。したがって固定具(232)のいずれか1つは、容器(103)の2つの列(123)の間の空間(121)に移動する。垂直移動により、固定具(231)上に載せられた磁石(232)が容器(103)と接触するようになる。Z位置は、容器(103)内の液体(215)の体積に依存して選択される。大量では、磁石(232)は、容器(103)がほぼ長方形状である中央位置(120)で、容器(103)と接触する。液体(215)の大部分が容器(103)の中央パート(120)より下に位置する少量の液体(215)では、磁石(232)は、好ましくは容器(103)の円錐形パート(111)と接触する。 The multi-well plate (101) described above is inserted into the separation station (230). The fixture (231), including the magnet (232), is moved vertically. Thus, any one of the fixtures (232) moves into the space (121) between the two rows (123) of the container (103). The vertical movement brings the magnet (232) mounted on the fixture (231) into contact with the container (103). The Z position is selected depending on the volume of liquid (215) in the container (103). In large quantities, the magnet (232) contacts the container (103) at the central position (120) where the container (103) is approximately rectangular. For a small amount of liquid (215), where most of the liquid (215) is located below the central part (120) of the container (103), the magnet (232) is preferably the conical part (111) of the container (103). Contact with.

いずれか1つのフレーム(231)の基部(233)にバネが取り付けられる(図9a)、b))。バネは、容器(103)に対して磁石(232)を押し付ける。これにより、磁性分離の際の磁石(232)と容器(103)の間の接触が確実になる。好ましくは、磁石(232)は、流入口(105)の下に位置する側壁(109)で容器(103)と接触する。これは、ピペッティングにより添加された液体が隔離された磁性粒子上を流れるという利点を有し、粒子が再懸濁されることおよび全容器中の全ての試料が同一に処理されることを確実にする。 A spring is attached to the base (233) of any one frame (231) (Fig. 9a, b)). The spring presses the magnet (232) against the container (103). This ensures contact between the magnet (232) and the container (103) during magnetic separation. Preferably, the magnet (232) contacts the container (103) at a side wall (109) located below the inlet (105). This has the advantage that the liquid added by pipetting flows over the isolated magnetic particles, ensuring that the particles are resuspended and that all samples in all containers are treated the same. To do.

この態様は、前記マルチウェルプレート(101)の容器(103)中に異なるレベルの液体(215)が含まれる場合に、上述のマルチウェルプレート(101)に含まれる液体(215)と磁性粒子(216)の分離に特に適する。 In this embodiment, when different levels of liquid (215) are contained in the container (103) of the multi-well plate (101), the liquid (215) and magnetic particles (215) contained in the multi-well plate (101) described above are contained. Especially suitable for separation of 216).

「洗浄バッファ」は、特に精製手順において望ましくない成分を除去するように設計された液体である。かかるバッファは当該技術分野で周知である。核酸の精製の文脈において、洗浄バッファは、固定化された核酸と任意の望ましくない成分を分離するために固体支持体物質を洗浄することに適する。例えば、洗浄バッファは、緩衝化溶液中にエタノールおよび/またはカオトロピック剤を含み得るか、あるいは上述のエタノールおよび/またはカオトロピック剤なしで、酸性pHの溶液を含み得る。しばしば洗浄溶液または他の溶液は、使用前に希釈する必要があるストック溶液として提供される。 A "cleaning buffer" is a liquid designed to remove unwanted components, especially in purification procedures. Such buffers are well known in the art. In the context of nucleic acid purification, wash buffers are suitable for washing solid support material to separate immobilized nucleic acid from any unwanted components. For example, the wash buffer may contain ethanol and / or a chaotropic agent in the buffered solution, or may contain a solution of acidic pH without the ethanol and / or chaotropic agent described above. Often a wash solution or other solution is provided as a stock solution that needs to be diluted before use.

本発明の方法における洗浄は、固体支持体物質およびそれに固定された核酸と洗浄バッファとの、いくぶん強い接触を必要とする。1つまたは複数のそれぞれの容器中でまたはそれと一緒に洗浄バッファと固体支持体物質を振盪するなど、種々の方法でこれを達成することができる。別の有利な方法は、洗浄バッファおよび固体支持体物質を含む懸濁液を1回以上吸引および分配することである。この方法は、好ましくはピペットを用いて行なわれ、ここで前記ピペットは、好ましくは前記懸濁液を吸引し、再度分配する使い捨てピペットチップを含む。かかるピペットチップは、廃棄および取り替え前に数回使用できる。本発明に有用な使い捨てピペットチップは、好ましくは少なくとも10μl、より好ましくは少なくとも15μl、より好ましくは少なくとも100μl、より好ましくは少なくとも500μl、より好ましくは少なくとも1ml、さらに好ましくは約1mlの容量を有する。本発明の文脈において使用されるピペットは、ピペッティングニードルであり得る。 Cleaning in the methods of the invention requires somewhat strong contact between the solid support material and the nucleic acids immobilized therein and the cleaning buffer. This can be achieved in a variety of ways, including shaking the wash buffer and solid support material in or with one or more of each container. Another advantageous method is to aspirate and dispense the suspension containing the wash buffer and solid support material at least once. This method is preferably performed using a pipette, wherein the pipette preferably comprises a disposable pipette tip that aspirates and redistributes the suspension. Such pipette tips can be used several times before disposal and replacement. Disposable pipette tips useful in the present invention preferably have a volume of at least 10 μl, more preferably at least 15 μl, more preferably at least 100 μl, more preferably at least 500 μl, more preferably at least 1 ml, still more preferably about 1 ml. The pipette used in the context of the present invention can be a pipetting needle.

したがって、本発明の好ましい局面は、工程dにおける前記洗浄が、固体支持体物質を含む洗浄バッファの吸引および分配を含む上述の方法である。 Therefore, a preferred aspect of the present invention is the method described above, wherein the cleaning in step d comprises suctioning and distributing a cleaning buffer containing a solid support material.

単離された核酸の以降の処理のために、核酸を増幅に供する前に固体支持体物質から分離することが有利であり得る。 For subsequent processing of the isolated nucleic acid, it may be advantageous to separate the nucleic acid from the solid support material before subjecting it to amplification.

そのため、本発明の好ましい局面は、前記方法が、工程dにおいて、固体支持体物質を洗浄後に溶出バッファにより、精製された核酸を固体支持体物質から溶出する工程をさらに含む上述の方法である。 Therefore, a preferred aspect of the present invention is the method described above, wherein the method further comprises the step of washing the solid support material and then eluting the purified nucleic acid from the solid support material with an elution buffer in step d.

本発明の文脈における「溶出バッファ」は、固体支持体から核酸を分離するために適した液体である。かかる液体は、例えば滅菌水、または例えばTris HClなどのTrisバッファもしくはHEPES、または当業者に公知の他の適切なバッファ等の水性塩溶液であり得る。かかる溶出バッファのpH値は、好ましくはアルカリ性または中性である。前記溶出バッファは、例えば分解酵素の不活性化により単離された核酸を安定化するEDTAなどのキレート剤などのさらなる成分を含み得る。 An "elution buffer" in the context of the present invention is a suitable liquid for separating nucleic acids from a solid support. Such liquids can be, for example, sterile water, or aqueous salt solutions such as Tris buffers or HEPES such as Tris HCl, or other suitable buffers known to those of skill in the art. The pH value of such an elution buffer is preferably alkaline or neutral. The elution buffer may contain additional components such as a chelating agent such as EDTA that stabilizes the nucleic acid isolated by inactivation of the degrading enzyme, for example.

好ましくは、溶出は高温で行われるので、本発明の好ましい態様は、工程dが70℃〜90℃の温度、より好ましくは80℃の温度で行なわれる上述の方法である。 Preferably, since elution is carried out at a high temperature, a preferred embodiment of the present invention is the method described above in which step d is carried out at a temperature of 70 ° C. to 90 ° C., more preferably 80 ° C.

本発明の文脈における「増幅試薬」は、核酸の増幅を可能にする化学的または生化学的成分である。かかる試薬は、限定されないが、核酸ポリメラーゼ、バッファ、ヌクレオシド三リン酸などのモノヌクレオチド、例えばオリゴヌクレオチドプライマーなどのオリゴヌクレオチド、塩およびそれらのそれぞれの溶液、検出プローブ、色素などを含む。 An "amplifying reagent" in the context of the present invention is a chemical or biochemical component that allows amplification of nucleic acids. Such reagents include, but are not limited to, nucleic acid polymerases, buffers, mononucleotides such as nucleoside triphosphates, oligonucleotides such as oligonucleotide primers, salts and their respective solutions, detection probes, dyes and the like.

当該技術分野で公知のように、「ヌクレオシド」は、塩基と糖の組み合わせである。ヌクレオシドの塩基部分は通常複素環式塩基である。2つの最も一般的な部類のかかる複素環式塩基はプリンおよびピリミジンである。 As is known in the art, a "nucleoside" is a combination of a base and a sugar. The base portion of the nucleoside is usually a heterocyclic base. The two most common classes of such heterocyclic bases are purines and pyrimidines.

「ヌクレオチド」は、ヌクレオシドの糖部分に共有結合したリン酸基をさらに含むヌクレオシドである。ペントフラノシル糖を含むこれらのヌクレオシドについて、リン酸基は、糖の2'-、3'-または5'-ヒドロキシル部分のいずれかに結合し得る。ヌクレオチドは、より一般的に「オリゴマー化合物」または「ポリヌクレオチド」と記され、より一般的に「ポリマー化合物」と記され得る「オリゴヌクレオチド」のモノマー単位である。上述の別の一般的な表現は、デオキシリボ核酸(DNA)およびリボ核酸(RNA)である。 A "nucleotide" is a nucleoside that further comprises a phosphate group covalently attached to the sugar moiety of the nucleoside. For these nucleosides, including pentoflanosyl sugars, the phosphate group can be attached to either the 2'-, 3'- or 5'-hydroxyl moiety of the sugar. Nucleotides are monomeric units of "oligonucleotides" that are more commonly referred to as "oligomer compounds" or "polynucleotides" and more commonly referred to as "polymer compounds". Another common expression mentioned above is deoxyribonucleic acid (DNA) and ribonucleic acid (RNA).

本発明によると、「オリゴマー化合物」は、ヌクレオチド単独であっても非天然化合物(下記参照)であってもよい「モノマー単位」、より具体的には改変ヌクレオチド(またはヌクレオチドアナログ)または非ヌクレオチド化合物単独またはそれらの組合せであってもよい「モノマー単位」からなる化合物である。 According to the present invention, the "oligomer compound" may be a nucleotide alone or an unnatural compound (see below), a "monomer unit", more specifically a modified nucleotide (or nucleotide analog) or non-nucleotide compound. A compound consisting of "monomer units" which may be used alone or in combination thereof.

「オリゴヌクレオチド」および「改変オリゴヌクレオチド」(または「オリゴヌクレオチドアナログ」)は、オリゴマー化合物のサブグループである。本発明の文脈において、用語「オリゴヌクレオチド」は、そのモノマー単位として複数のヌクレオチドで形成される成分のことをいう。リン酸基は、一般的にオリゴヌクレオチドのヌクレオシド間主鎖(backbone)を形成するものをいう。RNAおよびDNAの通常の結合または主鎖は、3'-5'ホスホジエステル結合である。本発明に有用なオリゴヌクレオチドおよび改変オリゴヌクレオチド(下記参照)は、技術分野で主に記載され、当業者に公知のように合成され得る。特異的な配列のオリゴマー化合物を調製する方法は当該技術分野で公知であり、例えば、クローニングおよび適切な配列の制限ならびに直接化学合成が挙げられる。化学合成法としては、例えばNarang S. A. et al., Methods in Enzymology 68 (1979) 90-98に記載されるホスホトリエステル法、Brown E. L., et al., Methods in Enzymology 68 (1979) 109-151に開示されるホスホジエステル法、Beaucage et al., Tetrahedron Letters 22 (1981) 1859に開示されるホスホロアミダイト法、Garegg et al., Chem. Scr. 25 (1985) 280-282に開示されるH-ホスホネート法およびUS 4,458,066に開示される固体支持体法が挙げられ得る。 "Oligonucleotides" and "modified oligonucleotides" (or "oligonucleotide analogs") are subgroups of oligomeric compounds. In the context of the present invention, the term "oligonucleotide" refers to a component formed of a plurality of nucleotides as its monomer unit. A phosphate group generally refers to an oligonucleotide that forms a backbone between nucleosides. The usual binding or backbone of RNA and DNA is a 3'-5'phosphodiester bond. Oligonucleotides and modified oligonucleotides useful in the present invention (see below) are primarily described in the art and can be synthesized as known to those of skill in the art. Methods for preparing oligomeric compounds with specific sequences are known in the art and include, for example, cloning and restriction of appropriate sequences as well as direct chemical synthesis. Examples of the chemical synthesis method include the phosphodiester method described in Narang SA et al., Methods in Enzymology 68 (1979) 90-98, and Brown EL, et al., Methods in Enzymology 68 (1979) 109-151. Phosphodiester method disclosed, Beaucage et al., Tetrahedron Letters 22 (1981) Phosphoramidite method disclosed in 1859, Garegg et al., Chem. Scr. 25 (1985) H- disclosed in 280-282. Phosphonate methods and solid support methods disclosed in US 4,458,066 can be mentioned.

上述の方法において、オリゴヌクレオチドは化学的に改変され得、すなわちプライマーおよび/またはプローブは、改変ヌクレオチドまたは非ヌクレオチド化合物を含む。次いで、プローブまたはプライマーは、改変オリゴヌクレオチドである。 In the methods described above, oligonucleotides can be chemically modified, i.e. primers and / or probes include modified nucleotides or non-nucleotide compounds. The probe or primer is then a modified oligonucleotide.

「改変(modified)ヌクレオチド」(または「ヌクレオチドアナログ」)は、いくつかの改変(modification)により天然のヌクレオチドとは異なるが、それでも塩基、ペントフラノシル糖、リン酸部分、塩基様部分、ペントフラノシル糖様部分およびリン酸様部分またはそれらの組合せからなる。例えば、標識がヌクレオチドの塩基部分に結合され得ると、改変ヌクレオチドが得られる。ヌクレオチド中の天然の塩基はまた、例えば7-デアザプリンにより置き換えられ得ると、同様に改変ヌクレオチドが得られる。 "Modified nucleotides" (or "nucleotide analogs") differ from natural nucleotides due to some modifications, but are still bases, pentofranosyl sugars, phosphate moieties, base-like moieties, pentoflanos. It consists of sylsaccharide-like moieties and phosphate-like moieties or combinations thereof. For example, if the label can be attached to the base portion of the nucleotide, a modified nucleotide is obtained. If the natural base in the nucleotide can also be replaced, for example with 7-deazapurine, a modified nucleotide is obtained as well.

オリゴマー化合物の別の特定のサブグループに属する「改変オリゴヌクレオチド」(または「オリゴヌクレオチドアナログ」)は、1つ以上のヌクレオチドおよび1つ以上の改変ヌクレオチドをモノマー単位として有する。したがって、用語「改変オリゴヌクレオチド」(または「オリゴヌクレオチドアナログ」)は、オリゴヌクレオチドと実質的に同様に機能する構造のことをいい、本発明の文脈において互換的に使用され得る。合成の観点から、改変オリゴヌクレオチド(またはオリゴヌクレオチドアナログ)は、例えばリン酸主鎖、リボース単位またはヌクレオチド塩基の適切な改変によるオリゴヌクレオチドの化学改変により作製され得る(Uhlmann and Peyman, Chemical Reviews 90 (1990) 543; Verma S., and Eckstein F., Annu. Rev. Biochem. 67 (1998) 99-134)。例示的な改変としては、ホスホジエステルヌクレオシド間結合の代わりのホスホロチオエート、ホスホロジチオエート、メチルホスホネート、ホスホルトリエステルまたはホスホルアミデートヌクレオシド間結合;天然のプリンおよびピリミジン塩基の代わりのデアザ-またはアザプリンおよび-ピリミジン、5または6位に置換基を有するピリミジン塩基;2、6もしくは8位にまたは7-デアザプリンとして7位に改変された置換基を有するプリン塩基;アルキル-、アルケニル-、アルキニル-またはアリール部分、例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル、tert-ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル基などの低級アルキル基またはフェニル、ベンジル、ナフチル等のアリール基を有する塩基;例えばその2'位に置換基を有する糖;あるいは炭素環または非環式糖アナログが挙げられる。本発明の精神に一致する他の改変は当業者に公知である。かかる改変オリゴヌクレオチド(またはオリゴヌクレオチドアナログ)は、天然のオリゴヌクレオチドと機能的に交換可能であるが構造的には異なることが最も良く記載される。より詳細には、例示的な改変はVerma S., and Eckstein F., Annu. Rev. Biochem. 67 (1998) 99-134またはWO 02/12263に開示される。また、ヌクレオシド間リン酸結合または糖リン酸結合の代わりである基を介してヌクレオシド単位を連結する改変がなされ得る。かかる結合としては、Verma S., and Eckstein F., Annu. Rev. Biochem. 67 (1998) 99-134に開示されるものが挙げられる。リン酸結合以外を利用してヌクレオシド単位を結合する場合、かかる構造も「オリゴヌクレオシド」として記載されている。 "Modified oligonucleotides" (or "oligonucleotide analogs") that belong to another particular subgroup of oligomeric compounds have one or more nucleotides and one or more modified nucleotides as monomer units. Thus, the term "modified oligonucleotide" (or "oligonucleotide analog") refers to a structure that functions substantially like an oligonucleotide and can be used interchangeably in the context of the present invention. From a synthetic point of view, modified oligonucleotides (or oligonucleotide analogs) can be made, for example, by chemical modification of the oligonucleotide by appropriate modification of the phosphate backbone, ribose units or nucleotide bases (Uhlmann and Peyman, Chemical Reviews 90 (Uhlmann and Peyman, Chemical Reviews 90). 1990) 543; Verma S., and Eckstein F., Annu. Rev. Biochem. 67 (1998) 99-134). Illustrative modifications include phosphorothioate, phosphorodithioate, methylphosphonate, phosphortriester or phosphoramidate nucleoside linkages in place of phosphodiester nucleoside linkages; deaza- or azapurines in place of natural purines and pyrimidine bases. And-Pyrimidine, a pyrimidine base with a substituent at the 5- or 6-position; a purine base with a substituent at the 2, 6 or 8-position or modified to the 7-position as 7-deazapurin; alkyl-, alkenyl-, alkynyl-or Aryl moieties such as methyl, ethyl, propyl, butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl groups and other lower alkyl groups or bases with aryl groups such as phenyl, benzyl, naphthyl; eg, part 2 Sugars having a substituent at the'position'; or carbocyclic or acyclic sugar analogs. Other modifications in line with the spirit of the invention are known to those of skill in the art. It is best described that such modified oligonucleotides (or oligonucleotide analogs) are functionally interchangeable with natural oligonucleotides but structurally different. More specifically, exemplary modifications are disclosed in Verma S., and Eckstein F., Annu. Rev. Biochem. 67 (1998) 99-134 or WO 02/12263. In addition, modifications can be made to link the nucleoside units via a group that is an alternative to the phosphate bond between nucleosides or the sugar phosphate bond. Such bindings include those disclosed in Verma S., and Eckstein F., Annu. Rev. Biochem. 67 (1998) 99-134. When a nucleoside unit is bound using a method other than a phosphate bond, such a structure is also described as "oligonucleoside".

「核酸」および「標的核酸」は、当業者に公知のヌクレオチドのポリマー化合物である。「標的核酸」は、本明細書において、分析すべき、すなわち、試料中の存在、非存在および/または試料中のその量を決定すべき、試料中の核酸を示すために使用される。 "Nucleic acid" and "target nucleic acid" are polymer compounds of nucleotides known to those of skill in the art. A "target nucleic acid" is used herein to indicate a nucleic acid in a sample that should be analyzed, i.e., its presence in the sample, its absence and / or its amount in the sample.

用語「プライマー」は、当業者に公知のように本明細書中で使用され、オリゴマー化合物、主にオリゴヌクレオチドのことをいうが、鋳型依存的DNAポリメラーゼによるDNA合成を誘導し得る、すなわち、例えばプライマーの3'末端が遊離3'-OH基を提供し、そこに、さらなるヌクレオチドが、3'-〜5'-ホスホジエステル結合を確立する鋳型依存的DNAポリメラーゼにより結合し得、それによりデオキシヌクレオシド三リン酸が使用されてピロリン酸が放出される、改変オリゴヌクレオチドのこともいう。 The term "primer", as used herein, as known to those skilled in the art, refers to oligomeric compounds, primarily oligonucleotides, which can induce DNA synthesis by template-dependent DNA polymerase, eg, for example. The 3'end of the primer provides a free 3'-OH group to which additional nucleotides can be attached by a template-dependent DNA polymerase that establishes a 3'- to 5'-phosphodiester bond, thereby deoxynucleoside. It also refers to a modified oligonucleotide in which triphosphate is used to release pyrophosphate.

「プローブ」は、天然または改変オリゴヌクレオチドのことも示す。当該技術分野で公知なように、プローブは、分析物または増幅物を検出する目的で作用する。上述の方法の場合において、プローブは、標的核酸の増幅物を検出するために使用され得る。この目的で、プローブは、典型的に標識を有する。 "Probe" also refers to a natural or modified oligonucleotide. As is known in the art, probes act for the purpose of detecting analytes or amplifications. In the case of the method described above, the probe can be used to detect an amplification of the target nucleic acid. For this purpose, the probe typically has a label.

しばしば「レポーター基」と称される「標識」は、一般に、核酸、特にオリゴヌクレオチドまたは改変オリゴヌクレオチド、ならびにそれに結合した任意の核酸を、試料の残りと区別されるようにする基である(標識が結合した核酸はまた、標識核酸結合化合物、標識プローブまたは単にプローブと称され得る)。本発明の好ましい標識は、例えばフルオロセイン色素、ローダミン色素、シアニン色素およびクマリン色素などの蛍光色素である蛍光標識である。本発明の好ましい蛍光色素は、FAM、HEX、JA270、CAL635、クマリン343、Quasar705、シアン500、CY5.5、LC-Red 640、LC-Red 705である。 A "label", often referred to as a "reporter group," is a group that generally distinguishes nucleic acids, especially oligonucleotides or modified oligonucleotides, and any nucleic acid attached to them from the rest of the sample (labeling). Nucleic acids bound to are also referred to as labeled nucleic acid binding compounds, labeled probes or simply probes). The preferred label of the present invention is a fluorescent label which is a fluorescent dye such as a fluorosane dye, a rhodamine dye, a cyanine dye and a coumarin dye. Preferred fluorescent dyes of the present invention are FAM, HEX, JA270, CAL635, coumarin 343, Quasar705, cyan 500, CY5.5, LC-Red 640, LC-Red 705.

本発明の文脈において、任意のプライマーおよび/またはプローブは、化学的に改変され得、すなわちプライマーおよび/またはプローブは、改変ヌクレオチドまたは非ヌクレオチド化合物を含む。次いで、プローブまたはプライマーは、改変オリゴヌクレオチドである。 In the context of the present invention, any primer and / or probe can be chemically modified, i.e. the primer and / or probe comprises a modified nucleotide or non-nucleotide compound. The probe or primer is then a modified oligonucleotide.

核酸増幅の好ましい方法は、他の参照文献の中でも、米国特許番号第4,683,202号、第4,683,195号、第4,800,159号および第4,965,188号に開示されるポリメラーゼ連鎖反応(PCR)である。PCRは典型的に、選択された核酸鋳型(例えばDNAまたはRNA)に結合する2つ以上のオリゴヌクレオチドプライマーを使用する。核酸分析に有用なプライマーとしては、標的核酸の核酸配列中で核酸合成の開始点として作用し得るオリゴヌクレオチドが挙げられる。プライマーは、従来の方法により制限消化物から精製され得るか、または合成により作製され得る。好ましくは、プライマーは、増幅の最大効率のために一本鎖であるが、プライマーは二本鎖であり得る。二本鎖プライマーは最初に変性され、すなわち鎖を分離するように処理される。二本鎖核酸の変性方法の1つは加熱による。「熱安定性ポリメラーゼ」は、熱安定性のポリメラーゼ酵素であり、すなわち鋳型に相補的なプライマー伸長生成物の形成を触媒し、二本鎖鋳型核酸の変性を起こすのに必要な時間、高温にかけられた場合に不可逆的に変性しない酵素である。一般的に、合成は、各プライマーの3'末端で開始され、鋳型鎖に沿って5'-3'方向に進む。熱安定性ポリメラーゼは、例えばサーマスフラバス、T.ルーバー(T. ruber)、T.サーモフィラス、T.アクアチカス、T.ラクテウス、T.ルーベンス、バチルスステアロサーモフィラスおよびメタノサーマスフェルビダス(Methanothermus fervidus)から単離された。それでもなお、熱安定性でないポリメラーゼも、酵素を補充する場合提供されたPCRアッセイに使用できる。 A preferred method of nucleic acid amplification is the polymerase chain reaction (PCR) disclosed in US Pat. Nos. 4,683,202, 4,683,195, 4,800,159 and 4,965,188, among other references. PCR typically uses two or more oligonucleotide primers that bind to a selected nucleic acid template (eg, DNA or RNA). Primers useful for nucleic acid analysis include oligonucleotides that can act as starting points for nucleic acid synthesis in the nucleic acid sequence of the target nucleic acid. Primers can be purified from the restricted digest by conventional methods or can be made synthetically. Preferably, the primer is single-stranded for maximum efficiency of amplification, but the primer can be double-stranded. Double-stranded primers are first denatured, i.e. treated to separate the strands. One of the methods for denaturing double-stranded nucleic acids is heating. A "heat-stable polymerase" is a heat-stable polymerase enzyme that catalyzes the formation of primer extension products complementary to the template and is exposed to high temperatures for the time required to cause denaturation of the double-stranded template nucleic acid. It is an enzyme that does not irreversibly denature when it is used. In general, synthesis begins at the 3'end of each primer and proceeds in the 5'-3' direction along the template strand. Thermostable polymerases include, for example, Tharma flavus, T. ruber, T. thermophilus, T. aquaticus, T. lacteus, T. rubens, Bacillus stearothermophilus and Methanothermus fervidus. ) Was isolated. Nevertheless, non-thermostable polymerases can also be used in the PCR assays provided when supplementing the enzyme.

鋳型核酸が二本鎖である場合、PCRにおいて鋳型として使用し得る前に2つの鎖を分離する必要がある。鎖分離は、物理的、化学的または酵素的な手段などの任意の適切な変性方法により達成され得る。核酸鎖を分離する1つの方法は、核酸が大部分変性される(例えば、50%、60%、70%、80%、90%または95%より高く変性される)まで核酸を加熱することを含む。鋳型核酸の変性に必要な加熱条件は、例えばバッファ塩濃度ならびに変性される核酸の長さおよびヌクレオチド組成に依存するが、典型的に温度および核酸長などの反応の特徴に依存した時間、約90℃〜約105℃の範囲である。変性は、典型的に約5秒から9分行なわれる。例えばZ05 DNAポリメラーゼ等のそれぞれのポリメラーゼを、かなりの高温に長時間曝して機能的酵素を損失しないようにするために、短い変性工程を使用することが好ましい。 If the template nucleic acid is double-stranded, the two strands must be separated before they can be used as a template in PCR. Chain separation can be achieved by any suitable denaturing method, such as physical, chemical or enzymatic means. One method of separating nucleic acid strands is to heat the nucleic acid until it is largely denatured (eg, denatured above 50%, 60%, 70%, 80%, 90% or 95%). Including. The heating conditions required for denaturation of the template nucleic acid depend on, for example, buffer salt concentration and the length and nucleotide composition of the nucleic acid to be denatured, but typically time depending on the characteristics of the reaction such as temperature and nucleic acid length, about 90. It is in the range of ° C to about 105 ° C. Denaturation typically takes about 5 seconds to 9 minutes. It is preferable to use a short denaturation step to prevent loss of functional enzymes by exposing each polymerase, such as Z05 DNA polymerase, to a fairly high temperature for extended periods of time.

本発明の好ましい態様において、変性工程は30秒まで、さらに好ましくは20秒まで、さらに好ましくは10秒まで、さらに好ましくは5秒まで、最も好ましくは約5秒である。 In a preferred embodiment of the invention, the modification step is up to 30 seconds, more preferably up to 20 seconds, even more preferably up to 10 seconds, even more preferably up to 5 seconds, most preferably about 5 seconds.

二本鎖鋳型核酸が加熱により変性される場合、各プライマーと標的核酸上のその標的配列とのアニーリングを促進する温度まで反応混合物を冷却させる。 If the double-stranded template nucleic acid is denatured by heating, the reaction mixture is cooled to a temperature that facilitates annealing of each primer with its target sequence on the target nucleic acid.

アニーリングのための温度は、好ましくは約35℃〜約70℃、さらに好ましくは約45℃〜約65℃、さらに好ましくは約50℃〜約60℃、さらに好ましくは約55℃〜約58℃である。アニーリング時間は、約10秒〜約1分(例えば、約20秒〜約50秒、約30秒〜約40秒)であり得る。この文脈において、それぞれのアッセイの包括性を高めるために異なるアニーリング温度を使用することが有利であり得る。簡潔に、これは、比較的低いアニーリング温度では、プライマーは1つのミスマッチを有する標的にも結合し得るので、特定の配列のバリアントも増幅され得ることを意味する。これは、例えば、特定の生物が、検出もされるべき既知または未知の遺伝的バリアントを有する場合に望ましくあり得る。一方で、比較的高いアニーリング温度は、より高い温度に対してプライマーが正確に一致していない標的配列に結合する可能性を継続的に低下させるので、より高い特異性をもたらすという利点を有する。両方の現象の利益を享受するために、本発明のいくつかの態様において、上述の方法が、異なる温度のアニーリング、好ましくはより低温で第1の、次いでより高温でのアニーリングを含むことが好ましい。例えば、第1のインキュベーションが55℃で約5サイクル行なわれる場合、正確に一致しない標的配列が(先に)増幅され得る。この後、例えば58℃で約45サイクルが続けられ得、実験の主要部分の全体にわたってより高い特異性がもたらされる。この方法では潜在的に重要な遺伝的バリアントは失われずに、特異性は比較的高く維持される。 The temperature for annealing is preferably about 35 ° C to about 70 ° C, more preferably about 45 ° C to about 65 ° C, still more preferably about 50 ° C to about 60 ° C, still more preferably about 55 ° C to about 58 ° C. is there. The annealing time can be from about 10 seconds to about 1 minute (eg, about 20 seconds to about 50 seconds, about 30 seconds to about 40 seconds). In this context, it may be advantageous to use different annealing temperatures to increase the comprehensiveness of each assay. Briefly, this means that at relatively low annealing temperatures, primers can also bind to targets with one mismatch, so variants of a particular sequence can also be amplified. This may be desirable, for example, if a particular organism has a known or unknown genetic variant that should also be detected. On the other hand, a relatively high annealing temperature has the advantage of providing higher specificity, as it continuously reduces the likelihood that the primers will bind to target sequences that do not exactly match at higher temperatures. In order to enjoy the benefits of both phenomena, in some embodiments of the invention, the methods described above preferably include annealing at different temperatures, preferably first at lower temperatures and then at higher temperatures. .. For example, if the first incubation is performed at 55 ° C. for about 5 cycles, inaccurate target sequences can be amplified (first). This can be followed, for example, at 58 ° C. for about 45 cycles, resulting in higher specificity throughout the main part of the experiment. This method does not lose potentially important genetic variants and maintains relatively high specificity.

次いで反応混合物を、ポリメラーゼの活性が促進または最適化される温度、すなわちアニーリングしたプライマーからの伸長を引き起こし、分析対象の核酸に相補的な生成物を生じるのに充分な温度に調整する。該温度は、核酸鋳型にアニーリングした各プライマーから伸長産物を合成するのに充分であるべきであるが、相補的な鋳型由来の伸長産物を変性させるほどに高くあるべきではない(例えば、伸長のための温度は一般的に約40℃〜80℃の範囲(例えば、約50℃〜約70℃;約60℃)である。伸長時間は約10秒〜約5分、好ましくは約15秒〜2分、さらに好ましくは約20秒〜約1分、さらに好ましくは約25秒〜約35秒であり得る。新たに合成された鎖は、反応の次の工程に使用され得る二本鎖分子を形成する。鎖分離、アニーリングおよび伸長の工程は、必要に応じて頻繁に繰り返され得、標的核酸に対応する所望の量の増幅産物が生成される。反応の制限因子は、反応中に存在するプライマー、熱安定性酵素およびヌクレオシド三リン酸の量である。サイクル工程(すなわち、変性、アニーリングおよび伸長)は、好ましくは少なくとも1回反復される。検出における使用について、サイクル工程の回数は、例えば試料の性質に依存する。試料が核酸の複雑な混合物である場合、検出に充分な標的配列を増幅するためにはより多くのサイクル工程が必要である。一般的に、サイクル工程は、少なくとも約20回繰り返されるが、40、60またはさらには100回繰り返されてもよい。 The reaction mixture is then adjusted to a temperature at which the activity of the polymerase is promoted or optimized, i.e. enough to cause extension from the annealed primer and produce a product complementary to the nucleic acid being analyzed. The temperature should be sufficient to synthesize the extension product from each primer annealed to the nucleic acid template, but not high enough to denature the extension product from the complementary template (eg, of extension). The temperature is generally in the range of about 40 ° C to 80 ° C (eg, about 50 ° C to about 70 ° C; about 60 ° C). The elongation time is about 10 seconds to about 5 minutes, preferably about 15 seconds to. It can be 2 minutes, more preferably about 20 seconds to about 1 minute, even more preferably about 25 seconds to about 35 seconds. The newly synthesized strand contains double-stranded molecules that can be used in the next step of the reaction. The steps of chain separation, annealing and extension can be repeated as often as necessary to produce the desired amount of amplification product corresponding to the target nucleic acid. The limiting factor of the reaction is present during the reaction. The amount of primer, thermostabilizing enzyme and nucleoside triphosphate. The cycle step (ie, denaturation, annealing and elongation) is preferably repeated at least once. For use in detection, the number of cycle steps is eg. Depends on the nature of the sample. If the sample is a complex mixture of nucleic acids, more cycle steps are required to amplify the target sequence sufficient for detection. Generally, the cycle steps are at least about about. It is repeated 20 times, but may be repeated 40, 60 or even 100 times.

本発明の範囲において、PCRは、アニーリングおよび伸長の工程が同一の工程で行なわれ得る(ワンステップPCR)か、または上述のように別個の工程(ツーステップPCR)で行なわれ得る。アニーリングと伸長を一緒に、同一の物理化学的条件下で、例えばZ05 DNAポリメラーゼなどの適切な酵素を用いて行なうことは、各サイクルにおいて、さらなる工程のための時間を節約し、さらにアニーリングと伸長の間のさらなる温度調整の必要性をなくすという利点を有する。したがって、ワンステップPCRは、それぞれのアッセイの全体の複雑さを低減する。 Within the scope of the present invention, PCR can be performed in the same step of annealing and extension (one-step PCR), or in separate steps as described above (two-step PCR). Performing annealing and elongation together under the same physicochemical conditions with a suitable enzyme, such as Z05 DNA polymerase, saves time for further steps in each cycle, and further annealing and elongation. It has the advantage of eliminating the need for further temperature control during. Therefore, one-step PCR reduces the overall complexity of each assay.

一般的に、結果までの時間が低減され、より早い診断を可能にするので、増幅全体についてより短い時間が好ましい。 In general, shorter times are preferred for the entire amplification, as it reduces the time to result and allows for faster diagnosis.

本発明の文脈において使用される他の好ましい核酸増幅方法は、リガーゼ連鎖反応(LCR; Wu D. Y. and Wallace R. B., Genomics 4 (1989) 560-69; およびBarany F., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88 (1991)189-193);ポリメラーゼリガーゼ連鎖反応(Barany F., PCR Methods and Applic. 1 (1991) 5-16);Gap-LCR(WO 90/01069);修復連鎖反応(EP 0439182 A2)、3SR(Kwoh D.Y. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86 (1989) 1173-1177; Guatelli J.C., et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87 (1990) 1874-1878; WO 92/08808)およびNASBA(US 5,130,238)を含む。さらに、鎖置換増幅(SDA)、転写媒介増幅(TMA)、およびQb増幅がある(概要について、例えばWhelen A. C. and Persing D. H., Annu. Rev. Microbiol. 50 (1996) 349-373; Abramson R. D. and Myers T. W., Curr Opin Biotechnol 4 (1993) 41-47参照)。 Other preferred nucleic acid amplification methods used in the context of the present invention are the ligase chain reaction (LCR; Wu DY and Wallace RB, Genomics 4 (1989) 560-69; and Barany F., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88 (1991) 189-193); polymerase ligase chain reaction (Barany F., PCR Methods and Applic. 1 (1991) 5-16); Gap-LCR (WO 90/01069); repair chain reaction (EP 0439182 A2) ), 3SR (Kwoh DY et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86 (1989) 1173-1177; Guatelli JC, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87 (1990) 1874-1878 Includes WO 92/08808) and NASBA (US 5,130,238). In addition, there are strand substitution amplification (SDA), transcription mediation amplification (TMA), and Qb amplification (for overview, eg Whelen AC and Persing DH, Annu. Rev. Microbiol. 50 (1996) 349-373; Abramson RD and Myers. See TW, Curr Opin Biotechnol 4 (1993) 41-47).

本発明において使用される内部対照核酸は、好ましくはその配列に関して以下:
- 55℃〜90℃、より好ましくは65℃〜85℃、より好ましくは70℃〜80℃、最も好ましくは約75℃の融解温度
- 500までの塩基または塩基対、より好ましくは50〜300の塩基または塩基対、より好ましくは100〜200塩基または塩基対、最も好ましくは約180塩基または塩基対の長さ
- 30%〜70%、より好ましくは40%〜60%、最も好ましくは約50%のGC含量
の特性を発揮する。
The internal control nucleic acid used in the present invention preferably relates to the following:
--55 ° C to 90 ° C, more preferably 65 ° C to 85 ° C, more preferably 70 ° C to 80 ° C, most preferably about 75 ° C melting temperature
--Up to 500 bases or base pairs, more preferably 50-300 bases or base pairs, more preferably 100-200 bases or base pairs, most preferably about 180 bases or base pairs in length.
-Exhibits properties of GC content of 30% to 70%, more preferably 40% to 60%, most preferably about 50%.

本発明の文脈において、「配列」は、核酸の主要な構造、すなわちそれぞれの核酸が構成される単一の核酸塩基の特異的な配列である。用語「配列」は、RNAまたはDNAなどの特定の種類の核酸を指定しないが、両方および例えばPNAまたはその他などの他の種類の核酸に適用されることを理解される必要がある。核酸塩基が互いに対応する場合、特にウラシル(RNA中に存在)およびチミン(DNA中に存在)の場合において、これらの塩基は、関係のある技術分野で周知なようにRNAとDNAの配列間で同等とみなされ得る。 In the context of the present invention, a "sequence" is the major structure of a nucleic acid, i.e. a specific sequence of a single nucleobase that constitutes each nucleic acid. It should be understood that the term "sequence" does not specify a particular type of nucleic acid, such as RNA or DNA, but applies to both and other types of nucleic acids, such as PNA or others. When the nucleobases correspond to each other, especially in the case of uracil (present in RNA) and thymine (present in DNA), these bases are located between the RNA and DNA sequences, as is well known in the relevant art. Can be considered equivalent.

臨床的に関連のある核酸はしばしば、例えばDNAウイルス、例えばB型肝炎ウイルス(HBV)、サイトメガロウイルス(CMV)およびその他等、または細菌、例えばクラミジアトラコマチス(Chlamydia tracomatis)(CT)、淋菌(NG)およびその他等由来であり得るDNAである。このような場合、標的核酸の性質を反映するためにDNAからなる内部対照核酸を使用することが有利であり得る。 Clinically relevant nucleic acids are often, for example, DNA viruses such as hepatitis B virus (HBV), cytomegalovirus (CMV) and others, or bacteria such as Chlamydia tracomatis (CT), gonococci (NG). ) And others, etc. In such cases, it may be advantageous to use an internal control nucleic acid consisting of DNA to reflect the properties of the target nucleic acid.

そのため、本発明の好ましい局面は、前記内部対照核酸がDNAである上述の方法である。 Therefore, a preferred aspect of the present invention is the method described above in which the internal control nucleic acid is DNA.

一方、臨床診断に関連のある多数の核酸は、リボ核酸、例えばヒト免疫不全ウイルス(HIV)、C型肝炎ウイルス(HCV)、西ナイルウイルス(WNV)、ヒトパピローマウイルス(HPV)、日本脳炎ウイルス(JEV)、セントルイス脳炎ウイルス(SLEV)およびその他などの例えばRNAウイルス由来の核酸等である。本発明は、かかる核酸に容易に適用され得る。この場合、標的核酸の性質を反映するために、RNAからなる内部対照核酸を使用することが有利であり得る。RNAおよびDNAの両方が上述の方法において分析される場合、内部対照核酸は、好ましくは多数の標的を含むアッセイの最も感度の高い標的を模倣し、RNA標的は通常、より厳密に対照を取る必要があるので、内部対照核酸はRNAであることが好ましい。 On the other hand, many nucleic acids related to clinical diagnosis are ribonucleic acid, such as human immunodeficiency virus (HIV), hepatitis C virus (HCV), West Nile virus (WNV), human papillomavirus (HPV), and Japanese encephalitis virus (Japanese encephalitis virus). JEV), St. Louis encephalitis virus (SLEV) and others, such as RNA-derived nucleic acids. The present invention can be readily applied to such nucleic acids. In this case, it may be advantageous to use an internal control nucleic acid consisting of RNA to reflect the properties of the target nucleic acid. When both RNA and DNA are analyzed in the manner described above, the internal control nucleic acid preferably mimics the most sensitive target of the assay involving a large number of targets, and the RNA target usually needs to be more closely controlled. Therefore, the internal control nucleic acid is preferably RNA.

したがって、本発明の好ましい局面は、前記内部対照核酸がRNAである上述の方法である。 Therefore, a preferred aspect of the present invention is the method described above in which the internal control nucleic acid is RNA.

RNAは、例えばアルカリ性pH、リボヌクレアーゼなどの影響のためにDNAよりも分解し易いので、RNAから作製される内部対照核酸は、好ましくは外装(armored)粒子として提供される。特に外装RNAなどの外装粒子は、例えばEP910643に記載される。簡潔に、化学的に、または好ましくは例えば大腸菌などの例えば細菌により異種的に生成され得るRNAは、少なくとも部分的に、ウイルス被覆タンパク質に包まれる。後者は、外部影響、特にリボヌクレアーゼに対してRNAに耐性を付与する。内部対照DNAも外装粒子として提供され得ることが理解されなければならない。外装RNAおよび外装DNAの両方が、本発明の文脈における内部対照核酸として有用である。好ましい態様において、RNA対照核酸は、大腸菌において、MS2被覆タンパク質により外装される。さらに好ましい態様において、DNA対照核酸はλファージGT11を使用して外装される。 Since RNA is more prone to degradation than DNA due to the effects of, for example, alkaline pH, ribonuclease, etc., internal control nucleic acids made from RNA are preferably provided as armored particles. In particular, exterior particles such as exterior RNA are described, for example, in EP910643. Briefly, chemically, or preferably RNA that can be heterologously produced by, for example, a bacterium, such as E. coli, is at least partially encapsulated in a virus-coated protein. The latter confer resistance to RNA against external effects, especially ribonucleases. It must be understood that internal control DNA can also be provided as exterior particles. Both outer RNA and outer DNA are useful as internal control nucleic acids in the context of the present invention. In a preferred embodiment, the RNA control nucleic acid is covered with MS2-coated protein in E. coli. In a more preferred embodiment, the DNA control nucleic acid is externalized using λ phage GT11.

そのため、本発明の好ましい局面は、前記内部対照核酸が外装核酸である上述の方法である。 Therefore, a preferred aspect of the present invention is the method described above in which the internal control nucleic acid is an outer nucleic acid.

典型的に、増幅システム核酸診断において、RNA鋳型は増幅および検出前にDNAに転写される。 Typically, in amplification system nucleic acid diagnosis, RNA templates are transcribed into DNA prior to amplification and detection.

そのため、本発明の好ましい局面は、前記増幅試薬が、逆転写酵素活性を有するポリメラーゼを含み、前記方法が、工程eと工程fの間に、前記反応容器中で、前記精製された核酸を、前記1つ以上の増幅試薬と、前記逆転写酵素活性を有するポリメラーゼによるRNAの転写が起こるのに適した時間および条件下でインキュベートする工程をさらに含む、上述の方法である。 Therefore, a preferred aspect of the present invention is that the amplification reagent comprises a polymerase having reverse transcriptase activity, and the method comprises the purified nucleic acid in the reaction vessel between steps e and f. The method described above further comprises incubating the one or more amplification reagents with the time and conditions suitable for transcription of RNA by the polymerase having reverse transcriptase activity.

「逆転写酵素活性を有するポリメラーゼ」は、RNA鋳型に基づいてDNAを合成し得る核酸ポリメラーゼである。これは、一旦RNAが一本鎖cDNに逆転写された後、二本鎖DNAを形成もし得る。本発明の好ましい態様において、逆転写酵素活性を有するポリメラーゼは熱安定性である。 A "polymerase having reverse transcriptase activity" is a nucleic acid polymerase capable of synthesizing DNA based on an RNA template. It can also form double-stranded DNA once RNA has been reverse transcribed into a single-stranded cDN. In a preferred embodiment of the invention, the polymerase having reverse transcriptase activity is thermostable.

好ましい態様において、本発明による方法は、RNA鋳型を含む試料を、前記RNA鋳型にハイブリダイズするのに充分に相補的なオリゴヌクレオチドプライマーとおよび好ましくは熱安定性DNAポリメラーゼ、少なくとも全部で4種類の天然または改変デオキシリボヌクレオシド三リン酸の存在下で、好ましい態様においてpHおよび金属イオン濃度の両方を緩衝化する金属イオンバッファを含む適切なバッファ中でインキュベートする工程を含む。このインキュベーションは、前記プライマーが前記RNA鋳型にハイブリダイズし、前記DNAポリメラーゼが、前記デオキシリボヌクレオシド三リン酸を重合し、前記RNA鋳型の配列に相補的なcDNA配列を形成するのを触媒するのに充分な温度で行なわれる。 In a preferred embodiment, the method according to the invention comprises a sample containing an RNA template with an oligonucleotide primer that is sufficiently complementary to hybridize to the RNA template, and preferably a thermostable DNA polymerase, at least a total of four types. In the presence of natural or modified deoxyribonucleoside triphosphate, the step of incubating in a suitable buffer comprising a metal ion buffer that buffers both pH and metal ion concentration in a preferred embodiment is included. This incubation catalyzes the primer hybridizing to the RNA template and the DNA polymerase to polymerize the deoxyribonucleoside triphosphate to form a cDNA sequence complementary to the sequence of the RNA template. It is carried out at a sufficient temperature.

本明細書で使用する場合、用語「cDNA」は、鋳型としてリボ核酸鎖(RNA)を使用して合成される相補的DNA分子のことをいう。RNAは、例えばmRNA、tRNA、rRNA、またはウイルスRNAなどの別の形態のRNAであり得る。cDNAは、一本鎖、二本鎖であり得るか、またはRNA/cDNAハイブリッド中にある場合相補的なRNA分子に水素結合し得る。 As used herein, the term "cDNA" refers to complementary DNA molecules synthesized using ribonucleic acid strands (RNAs) as templates. RNA can be another form of RNA, such as mRNA, tRNA, rRNA, or viral RNA. The cDNA can be single-stranded, double-stranded, or hydrogen-bonded to complementary RNA molecules when present in an RNA / cDNA hybrid.

RNA鋳型へのアニーリングに適切なプライマーは、PCRによる増幅にも適切であり得る。PCRについて、逆転写されたcDNA鎖に相補的な第2のプライマーは、伸長産物の合成のための開始部位を提供する。 Primers suitable for annealing to RNA templates may also be suitable for amplification by PCR. For PCR, a second primer complementary to the reverse transcribed cDNA strand provides a starting site for extension product synthesis.

DNAポリメラーゼによるRNA分子の増幅において、第1の伸長反応は、RNA鋳型を使用した逆転写であり、DNA鎖が生成される。DNA鋳型を使用した第2の伸長反応は、二本鎖DNA分子を生成する。したがって、DNAポリメラーゼによるRNA鋳型からの相補的DNA鎖の合成は、増幅のための開始物質を提供する。 In the amplification of RNA molecules by DNA polymerase, the first extension reaction is reverse transcription using an RNA template, which produces DNA strands. A second extension reaction using a DNA template produces a double-stranded DNA molecule. Therefore, the synthesis of complementary DNA strands from RNA templates by DNA polymerase provides an initiator for amplification.

合わされた1酵素逆転写/増幅反応において熱安定DNAポリメラーゼが使用され得る。用語「同質(homogenous)」は、この文脈において、RNA標的の逆転写および増幅についての2工程単一付加反応のことをいう。同質は、逆転写(RT)工程後に、反応容器を開ける必要がないか、そうでなければ増幅工程前に反応成分を調整する必要がないことを意味する。非同質RT/PCR反応において、逆転写後かつ増幅の前に、増幅試薬などの反応成分の1つ以上が、例えば調整、添加または希釈され、そのために、反応容器を開ける必要があるかまたは少なくともその成分を操作する必要がある。同質および非同質の両方の態様が本発明の範囲に含まれるが、RT/PCRについて同質形式が好ましい。 A thermostable DNA polymerase can be used in the combined one-enzyme reverse transcription / amplification reaction. The term "homogeneous" in this context refers to a two-step single addition reaction for reverse transcription and amplification of RNA targets. Homogeneity means that it is not necessary to open the reaction vessel after the reverse transcription (RT) step or otherwise adjust the reaction components before the amplification step. In a non-homogeneous RT / PCR reaction, one or more of the reaction components, such as amplification reagents, are prepared, added or diluted, for example, after reverse transcription and prior to amplification, which requires opening the reaction vessel or at least. You need to manipulate that component. Both homogeneous and non-homogeneous aspects are within the scope of the invention, but homogeneous forms are preferred for RT / PCR.

逆転写は、RT/PCRにおいて重要な工程である。例えば、当該技術分野において、RNA鋳型は、プライマー結合および/またはそれぞれの逆転写酵素によるcDNA鎖の伸長を障害し得る二次構造を形成する傾向(tendency)を示すことが公知である。したがって、転写の効率については、RT反応について比較的高い温度が有利である。一方、インキュベーション温度の上昇はより高い特異性も意味し、すなわちRTプライマーは、予想される1つまたは複数の配列に対してミスマッチを示す配列にアニーリングしない。特に、多数の異なる標的RNAの場合において、例えば液体試料中に未知または稀な生物の亜系統(substrain)または亜種が存在し得る場合、単一のミスマッチを有する配列を転写、およびその後増幅し、検出することも望ましくあり得る。 Reverse transcription is an important step in RT / PCR. For example, in the art, RNA templates are known to exhibit a tendency to form secondary structures that can impair primer binding and / or extension of cDNA strands by their respective reverse transcriptases. Therefore, relatively high temperatures are advantageous for RT reactions for transcription efficiency. On the other hand, an increase in incubation temperature also means higher specificity, i.e., RT primers do not anneal to sequences that show a mismatch for one or more expected sequences. In particular, in the case of a large number of different target RNAs, for example if unknown or rare substrains or variants can be present in the liquid sample, the sequence with a single mismatch is transcribed and then amplified. , It may also be desirable to detect.

上述の両方の利点、すなわち二次構造の低減およびミスマッチを有する鋳型の逆転写の利益を得るために、1つより多くの異なる温度でRTインキュベーションを行うことが好ましい。 It is preferred to perform RT incubation at more than one different temperature in order to benefit from both of the above, namely reduction of secondary structure and reverse transcription of the template with mismatch.

そのため、本発明の好ましい局面は、逆転写酵素活性を有するポリメラーゼの前記インキュベーションを、30℃〜75℃、好ましくは45℃〜70℃、さらに好ましくは55℃〜65℃の異なる温度で行なう上述の方法である。 Therefore, a preferred aspect of the present invention is that the incubation of the polymerase having reverse transcriptase activity is carried out at different temperatures of 30 ° C. to 75 ° C., preferably 45 ° C. to 70 ° C., more preferably 55 ° C. to 65 ° C. The method.

逆転写のさらに重要な局面として、長いRT工程は、液体試料中に存在し得るDNA鋳型を損傷し得る。従って、液体試料が、RNA種およびDNA種の両方を含む場合、RT工程の持続時間を可能な限り短く維持し、同時に、その後の増幅および増幅物の任意の検出のための充分な量のcDNAの合成を確実にすることが好ましい。 As a more important aspect of reverse transcription, a long RT step can damage the DNA template that may be present in the liquid sample. Therefore, if the liquid sample contains both RNA and DNA species, the duration of the RT process should be kept as short as possible, while at the same time sufficient amount of cDNA for subsequent amplification and any detection of the amplification. It is preferable to ensure the synthesis of.

したがって、本発明の好ましい局面は、逆転写酵素活性を有するポリメラーゼのインキュベーションの時間が30分まで、20分、15分、12.5分、10分、5分または1分である上述の方法である。 Therefore, a preferred aspect of the present invention is the method described above, wherein the incubation time of the polymerase having reverse transcriptase activity is up to 30 minutes, 20 minutes, 15 minutes, 12.5 minutes, 10 minutes, 5 minutes or 1 minute.

本発明のさらに好ましい局面は、逆転写酵素活性を有し、かつ変異を含むポリメラーゼが、
a) CS5 DNAポリメラーゼ
b) CS6 DNAポリメラーゼ
c) サーモトガマリティマDNAポリメラーゼ
d) サーマスアクアチカスDNAポリメラーゼ
e) サーマスサーモフィラスDNAポリメラーゼ
f) サーマスフラバスDNAポリメラーゼ
g) サーマスフィリホルミス(Thermus filiformis)DNAポリメラーゼ
h) サーマス種(sp.)sps17 DNAポリメラーゼ
i) サーマス種(sp.)Z05 DNAポリメラーゼ
j) サーモトガネアポリタナDNAポリメラーゼ
k) サーモシフォアフリカヌスDNAポリメラーゼ
l) サーマスカルドフィラス(Thermus caldophilus)DNAポリメラーゼ
からなる群より選択される上述の方法である。
A more preferred aspect of the present invention is that a polymerase having reverse transcriptase activity and containing mutations
a) CS5 DNA polymerase
b) CS6 DNA polymerase
c) Thermotogamalitima DNA polymerase
d) Tharma Aquaticus DNA Polymerase
e) Tharma Thermophilus DNA Polymerase
f) Tharma flavus DNA polymerase
g) Thermus filiformis DNA polymerase
h) Tharma species (sp.) Sps17 DNA polymerase
i) Tharma species (sp.) Z05 DNA polymerase
j) Thermotoganea polytana DNA polymerase
k) Thermoscipio Africanus DNA polymerase
l) The method described above selected from the group consisting of Thermus caldophilus DNA polymerase.

より早い伸長速度に関して逆転写効率を高める変異をポリメラーゼドメイン中に有する酵素がこれらの要件に特に適している。 Enzymes with mutations in the polymerase domain that increase reverse transcription efficiency for faster elongation rates are particularly suitable for these requirements.

そのため、本発明の好ましい局面は、逆転写酵素活性を有するポリメラーゼが、それぞれの野生型ポリメラーゼと比較して核酸伸長速度の向上および/または逆転写酵素活性の向上を付与する変異を含むポリメラーゼである上述の方法である。 Therefore, a preferred aspect of the present invention is a polymerase containing a mutation in which a polymerase having reverse transcriptase activity imparts an increase in nucleic acid elongation rate and / or an increase in reverse transcriptase activity as compared to each wild-type polymerase. This is the method described above.

より好ましい態様において、上述の方法において、逆転写酵素活性を有するポリメラーゼは、それぞれの野生型ポリメラーゼと比較して向上した逆転写酵素活性を付与する変異を含むポリメラーゼである。 In a more preferred embodiment, in the methods described above, the polymerase having reverse transcriptase activity is a polymerase comprising a mutation that imparts improved reverse transcriptase activity as compared to the respective wild-type polymerase.

ポリメラーゼを本発明の文脈において特に有用なものとする点変異を有するポリメラーゼはWO 2008/046612に開示される。特に、本発明の文脈において使用される好ましいポリメラーゼは、ポリメラーゼドメイン中に少なくとも以下のモチーフ:
T-G-R-L-S-S-Xb7-Xb8-P-N-L-Q-Nを含む変異DNAポリメラーゼであり、式中、Xb7は、SまたはTから選択されるアミノ酸であり、Xb8は、G、T、R、KまたはLから選択されるアミノ酸であり、ここで、該ポリメラーゼは、3'-5'エキソヌクレアーゼ活性を含み、野生型DNAポリメラーゼと比較して向上された核酸伸長速度および/または向上された逆転写効率を有し、前記野生型DNAポリメラーゼにおいて、Xb8は、D、EまたはNから選択されるアミノ酸である。
Polymerases with point mutations that make them particularly useful in the context of the present invention are disclosed in WO 2008/046612. In particular, preferred polymerases used in the context of the present invention have at least the following motifs in the polymerase domain:
A mutant DNA polymerase containing TGRLSSX b7 -X b8 -PNLQN, in which X b7 is an amino acid selected from S or T and X b8 is selected from G, T, R, K or L. Amino acids, wherein the polymerase contains 3'-5'exonuclease activity, has improved nucleic acid elongation rates and / or improved reverse transcription efficiency compared to wild-type DNA polymerase, said. In wild-type DNA polymerase, X b8 is an amino acid selected from D, E or N.

1つの特に好ましい例は、サーマス種Z05由来の熱安定性DNAポリメラーゼ(例えばUS 5,455,170に記載)の変異体であり、前記変形は、それぞれの野生型酵素Z05と比較して、ポリメラーゼドメイン中に変異を含む。580位のアミノ酸がG、T、R、KおよびLからなる群より選択される変異Z05 DNAポリメラーゼが、本発明の方法に特に好ましい。 One particularly preferred example is a variant of the thermostable DNA polymerase from Thermus species Z05 (eg, described in US 5,455,170), the variant being mutated in the polymerase domain as compared to the respective wild-type enzyme Z05. including. A mutant Z05 DNA polymerase in which the amino acid at position 580 is selected from the group consisting of G, T, R, K and L is particularly preferred for the method of the invention.

熱安定性ポリメラーゼを使用した逆転写について、Mn2+は、二価のカチオンとして好ましく、典型的に、塩、例えば塩化マンガン(MnCl2)、酢酸マンガン(Mn(OAc)2)または硫酸マンガン(MnSO4)として含まれる。MnCl2は、50mMトリシンバッファを含む反応中に含まれ、例えばMnCl2は、一般的に0.5〜7.0mMの濃度で存在し、それぞれ200mMのdGTP、dATP、dUTPおよびdCTPが使用される場合、0.8〜1.4mMが好ましく、2.5〜3.5mMのMnCl2が最も好ましい。さらに、逆転写のための二価のカチオンとしてのMg2+の使用も、本発明の文脈において好ましい。 For reverse transcription using a thermostable polymerase, Mn2 + is preferred as a divalent cation, typically as a salt such as manganese chloride (MnCl2), manganese acetate (Mn (OAc) 2) or manganese sulfate (MnSO4). included. MnCl2 is included in reactions involving a 50 mM tricin buffer, for example MnCl2 is generally present at concentrations of 0.5-7.0 mM, 0.8-1.4 when 200 mM dGTP, dATP, dUTP and dCTP are used, respectively. mM is preferable, and MnCl2 of 2.5 to 3.5 mM is most preferable. Furthermore, the use of Mg2 + as a divalent cation for reverse transcription is also preferred in the context of the present invention.

DNA標的核酸を保存しながらRNA標的核酸をcDNAに逆転写し、cDNAおよびDNAの両方をその後の増幅に使用し得ることは本発明の範囲内にあるので、内部対照がとられた上述の方法は、RNAゲノムを有する生物またはDNAゲノムを有する生物の両方由来の標的核酸の同時増幅に特に有用である。この利点は、同一の物理的条件下で分析され得る異なる生物、特に病原体のスペクトルをかなり増大させる。 Since it is within the scope of the present invention that the RNA target nucleic acid can be reverse transcribed into cDNA while preserving the DNA target nucleic acid and both the cDNA and DNA can be used for subsequent amplification, the above-mentioned method with internal control was taken. , Is particularly useful for the simultaneous amplification of target nucleic acids from both organisms with an RNA genome or organisms with a DNA genome. This advantage significantly increases the spectrum of different organisms, especially pathogens, that can be analyzed under the same physical conditions.

そのため、本発明の好ましい局面は、少なくとも2つの標的核酸がRNAおよびDNAを含む上述の方法である。 Therefore, a preferred aspect of the present invention is the method described above in which at least two target nucleic acids contain RNA and DNA.

本明細書で使用する場合、「生物」は、任意の生きた単細胞または多細胞の生命形態を意味する。本発明の文脈において、ウイルスは生物である。 As used herein, "organism" means any living unicellular or multicellular life form. In the context of the present invention, a virus is an organism.

特に適切な温度最適条件のために、Tthポリメラーゼまたは好ましくは上述の変異Z05 DNAポリメラーゼなどの酵素が、標的核酸の後の増幅の工程を実施するために適している。液体試料がRTおよび増幅工程の間で操作される必要がないために逆転写、増幅の両方に同一の酵素を利用することは、方法の実施の簡易さに寄与し、その自動化を容易にする。 Enzymes such as Tth polymerase or preferably the mutant Z05 DNA polymerase described above are suitable for carrying out the step of amplification after the target nucleic acid, especially for suitable temperature optimum conditions. Utilizing the same enzyme for both reverse transcription and amplification because the liquid sample does not need to be manipulated between the RT and amplification steps contributes to the ease of implementation of the method and facilitates its automation. ..

そのため、好ましい態様において、上述の方法で、逆転写酵素活性を有する同一のポリメラーゼを工程fの逆転写および増幅に使用する。好ましくは、該酵素は上述の変異Z05 DNAポリメラーゼである。 Therefore, in a preferred embodiment, the same polymerase having reverse transcriptase activity is used for reverse transcription and amplification in step f in the manner described above. Preferably, the enzyme is the mutant Z05 DNA polymerase described above.

本発明の文脈において使用されるポリメラーゼまたは反応混合物の他の成分を必要より長い時間高温に曝さないために、好ましい態様において、90℃より高い工程は20秒まで、好ましくは15秒まで、より好ましくは10秒まで、より好ましくは5秒まで、最も好ましくは5秒長である。これはまた、結果までにかかる時間を低減し、アッセイの全必要時間を削減する。 In a preferred embodiment, steps above 90 ° C. are up to 20 seconds, preferably up to 15 seconds, more preferably, so that the polymerase or other components of the reaction mixture used in the context of the present invention are not exposed to high temperatures for longer than necessary. Is up to 10 seconds, more preferably up to 5 seconds, most preferably 5 seconds long. This also reduces the time to results and reduces the total time required for the assay.

かかる同質の設定において、RTおよび増幅の開始前に反応容器を密封し、それにより、汚染のリスクを低減することはかなり有利であり得る。密封は、例えば好ましくは透明なホイル、キャップを付することにより、または反応容器に油を添加して液体の上部で密封層として脂肪親和性の相を形成することにより達成され得る。 In such a homogeneous setting, it can be quite advantageous to seal the reaction vessel prior to the initiation of RT and amplification, thereby reducing the risk of contamination. Sealing can be achieved, for example, preferably by attaching a clear foil, a cap, or by adding oil to the reaction vessel to form a lipophilic phase as a sealing layer on top of the liquid.

したがって、本発明の好ましい局面は、工程eの後に少なくとも2つの反応容器を密封する工程をさらに含む上述の方法である。 Therefore, a preferred aspect of the invention is the method described above, which further comprises the step of sealing at least two reaction vessels after step e.

取り扱いの容易さのためおよび自動化を容易にするために、少なくとも2つの反応容器を一体化した列に合わせて、それらを一緒に操作し得るることが好ましい。 For ease of handling and for ease of automation, it is preferred that at least two reaction vessels can be aligned and operated together in an integrated row.

結果的に、本発明の好ましい局面は、少なくとも2つの反応容器を同一の一体化した配列に合わせる上述の方法である。 As a result, a preferred aspect of the invention is the method described above in which at least two reaction vessels are aligned into the same integrated sequence.

一体化した配列は、例えば可逆的または不可逆的に互いに取り付けられるかまたはラック中で配列されるバイアルもしくはチューブであり得る。好ましくは、一体化した配列はマルチウェルプレートである。 The integrated sequence can be, for example, vials or tubes that are reversibly or irreversibly attached to each other or arranged in a rack. Preferably, the integrated sequence is a multi-well plate.

増幅工程の標的は、RNA/DNAハイブリッド分子であり得る。標的は一本鎖または二本鎖の核酸であり得る。最も広く使用されるPCR手法は二本鎖標的を使用するが、このことは必要不可欠ではない。一本鎖DNA標的の第1の増幅サイクルの後、反応混合物は、一本鎖標的および新たに合成された相補鎖からなる二本鎖DNA分子を含む。同様に、RNA/cDNA標的の第1の増幅サイクル後、反応混合物は二本鎖cDNA分子を含む。この時点で、増幅の連続サイクルは、上述のように進む。 The target of the amplification step can be an RNA / DNA hybrid molecule. The target can be a single or double strand nucleic acid. The most widely used PCR technique uses double-stranded targets, but this is not essential. After the first amplification cycle of the single-stranded DNA target, the reaction mixture comprises a double-stranded DNA molecule consisting of the single-stranded target and the newly synthesized complementary strand. Similarly, after the first amplification cycle of the RNA / cDNA target, the reaction mixture contains double-stranded cDNA molecules. At this point, the continuous cycle of amplification proceeds as described above.

核酸増幅は、特にPCRの場合だけではないが、サイクル反応として実施する場合に非常に効果的であるので、本発明の好ましい局面は、工程fの増幅反応が多重サイクル工程からなる上述の方法である。 Nucleic acid amplification is very effective not only in the case of PCR but also when it is carried out as a cycle reaction. Therefore, a preferable aspect of the present invention is the above-mentioned method in which the amplification reaction in step f consists of a multiple cycle step. is there.

適切な核酸検出法は、当業者に公知であり、Sambrook J. et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, ColdSpring HarborLaboratory Press, Cold Spring Harbor, New York, 1989 and Ausubel F. et al.: Current Protocols in Molecular Biology 1987, J. Wiley and Sons, NYなどの標準的な教科書に記載されている。核酸検出工程を行う前に、例えば沈殿工程等のさらなる精製工程もあり得る。検出方法としては限定されないが、二本鎖DNA中にインターカレートし、その後その蛍光を変化させるエチジウムブロマイドなどの特異的色素の結合またはインターカレートが挙げられる。精製された核酸はまた、制限消化後に任意に電気泳動法により分離され得、その後可視化され得る。特異的配列へのオリゴヌクレオチドハイブリダイゼーションおよびその後のハイブリッドの検出を利用するプローブシステムアッセイもある。 Suitable nucleic acid detection methods are known to those of skill in the art and are known to those of skill in the art, Sambrook J. et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, ColdSpring HarborLaboratory Press, Cold Spring Harbor, New York, 1989 and Ausubel F. et al .: Current Protocols. It is found in standard textbooks such as in Molecular Biology 1987, J. Wiley and Sons, NY. Before performing the nucleic acid detection step, there may be further purification steps such as a precipitation step. Detection methods include, but are not limited to, binding or intercalation of specific dyes such as ethidium bromide that intercalate into double-stranded DNA and then alter its fluorescence. The purified nucleic acid can also be optionally separated by electrophoresis after restriction digestion and then visualized. There are also probe system assays that utilize oligonucleotide hybridization to a specific sequence and subsequent detection of the hybrid.

分析の結果を評価するために、増幅反応中または増幅反応後に増幅された標的核酸を検出することが好ましい。特にリアルタイムでの検出のために、核酸プローブを使用することが有利である。 In order to evaluate the results of the analysis, it is preferable to detect the targeted nucleic acid amplified during or after the amplification reaction. It is advantageous to use nucleic acid probes, especially for real-time detection.

したがって、本発明の好ましい局面は、サイクル工程が、増幅工程およびハイブリダイゼーション工程を含み、前記ハイブリダイゼーション工程が、増幅された核酸とプローブをハイブリダイズさせることを含む、上述の方法である。 Therefore, a preferred aspect of the present invention is the method described above, wherein the cycle step comprises an amplification step and a hybridization step, the hybridization step comprising hybridizing the amplified nucleic acid with the probe.

増幅反応をリアルタイムでモニタリングすること、すなわちその増幅自体の間に標的核酸および/または増幅産物を検出することが好ましくあり得る。 It may be preferable to monitor the amplification reaction in real time, i.e. detect the target nucleic acid and / or amplification product during the amplification itself.

そのため、本発明の好ましい局面は、プローブをドナー蛍光部分および対応するアクセプター蛍光部分で標識する上述の方法である。 Therefore, a preferred aspect of the present invention is the method described above in which the probe is labeled with a donor fluorescent moiety and a corresponding acceptor fluorescent moiety.

上述の方法は、好ましくは、ドナー蛍光部分とアクセプター蛍光部分の間の蛍光共鳴エネルギー転移(FRET)に基づく。代表的なドナー蛍光部分は、フルオレセインであり、代表的な対応するアクセプター蛍光部分としては、LC-Red 640、LC-Red 705、Cy5およびCy5.5が挙げられる。典型的に、検出は、ドナー蛍光部分により吸光される波長での試料の励起、ならびに対応するアクセプター蛍光部分により発光される波長の可視化および/または測定を含む。本発明の方法において、検出の後に、好ましくはFRETの定量が続く。好ましくは、検出は、それぞれのサイクル工程後に行なわれる。最も好ましくは、検出は、リアルタイムで行なわれる。市販のリアルタイムPCR装置(例えば、LightCyclerTMまたはTaqMan(登録商標))を使用することで、PCR増幅および増幅産物の検出を、サイクル時間を劇的に低減して、単一の閉鎖キュベット中で合わせることができる。検出と増幅が同時に起こるので、リアルタイムPCR法は、増幅産物の操作の必要性を回避し、増幅産物間の交差汚染のリスクが低減される。リアルタイムPCRにより、所要時間が大きく低減され、臨床実験室における従来のPCR技術の魅力的な代替法となる。 The method described above is preferably based on fluorescence resonance energy transfer (FRET) between the donor fluorescence moiety and the acceptor fluorescence moiety. A typical donor fluorescent moiety is fluorescein and typical corresponding acceptor fluorescent moieties include LC-Red 640, LC-Red 705, Cy5 and Cy5.5. Detection typically involves excitation of the sample at a wavelength that is absorbed by the donor fluorescence moiety, and visualization and / or measurement of the wavelength that is emitted by the corresponding acceptor fluorescence moiety. In the methods of the invention, detection is preferably followed by quantification of FRET. Preferably, the detection is performed after each cycle step. Most preferably, the detection is done in real time. By using a commercially available real-time PCR device (eg, LightCycler TM or TaqMan®), PCR amplification and detection of amplification products are combined in a single closed cuvette with dramatically reduced cycle time. be able to. Since detection and amplification occur simultaneously, real-time PCR avoids the need for manipulation of amplification products and reduces the risk of cross-contamination between amplification products. Real-time PCR greatly reduces travel time and is an attractive alternative to traditional PCR techniques in clinical laboratories.

以下の特許出願には、LightCyclerTM技術において使用されるリアルタイムPCRが記載される:WO 97/46707、WO 97/46714およびWO 97/46712。LightCyclerTM装置は、高品質光学機器を使用した、微小容量蛍光測定器と組み合わされた迅速な熱サイクラーである。この迅速な熱サイクリング技術では、反応容器として薄いガラスキュベットが使用される。反応チャンバーの加熱および冷却は、加熱された空気と周囲空気を交換することにより制御される。低い質量の空気およびキュベットの容量に対する高い表面積の割合のために、熱チャンバー中で非常に早い温度交換速度が達成され得る。 The following patent applications describe real-time PCR used in LightCycler TM technology: WO 97/46707, WO 97/46714 and WO 97/46712. The LightCycler TM device is a rapid thermal cycler combined with a microcapacity fluorescence measuring instrument using high quality optics. This rapid thermal cycling technique uses a thin glass cuvette as the reaction vessel. The heating and cooling of the reaction chamber is controlled by exchanging the heated air with the ambient air. Due to the low mass of air and the high surface area ratio to the capacity of the cuvette, very fast temperature exchange rates can be achieved in the heat chamber.

TaqMan(登録商標)技術では、2つの蛍光部分で標識された一本鎖ハイブリダイゼーションプローブが用いられる。第1の蛍光部分が適切な波長の光で励起されると、吸収されたエネルギーは、FRETの原理に従って第2の蛍光部分に転移される。第2の蛍光部分は、一般的にクエンチ分子である。この形式に使用される典型的な蛍光色素は、例えば、とりわけFAM、HEX、CY5、JA270、CyanおよびCY5.5である。PCR反応のアニーリング工程の間に、標識されたハイブリダイゼーションプローブは、標的核酸(すなわち増幅産物)に結合し、その後の伸長期の間にTaqまたは好ましい変異Z05ポリメラーゼ等の当業者に公知の別の適切なポリメラーゼの5'-3'エキソヌクレアーゼ活性により分解される。結果として、励起した蛍光部分およびクエンチ部分は、互いに空間的に分離される。結果として、クエンチャーの非存在下での第1の蛍光部分の励起時に、第1の蛍光部分からの蛍光発光が検出され得る。 TaqMan® technology uses a single-stranded hybridization probe labeled with two fluorescent moieties. When the first fluorescent portion is excited by light of the appropriate wavelength, the absorbed energy is transferred to the second fluorescent portion according to the FRET principle. The second fluorescent moiety is generally a quench molecule. Typical fluorescent dyes used in this format are, for example, FAM, HEX, CY5, JA270, Cyan and CY5.5, among others. During the annealing step of the PCR reaction, the labeled hybridization probe binds to the target nucleic acid (ie, amplification product) and during the subsequent elongation phase another known to those skilled in the art, such as Taq or the preferred mutant Z05 polymerase. Degraded by the 5'-3'exonuclease activity of the appropriate polymerase. As a result, the excited fluorescent and quenching moieties are spatially separated from each other. As a result, when the first fluorescent portion is excited in the absence of the quencher, fluorescence emission from the first fluorescent portion can be detected.

上述の両方の検出形式において、発光シグナルの強度は、元の標的核酸分子の数と相関され得る。 In both of the above detection formats, the intensity of the luminescent signal can be correlated with the number of original target nucleic acid molecules.

FRETの代替として、増幅産物は、蛍光DNA結合色素(例えば、SYBRGREEN I(登録商標)またはSYBRGOLD(登録商標) (Molecular Probes))などの二本鎖DNA結合色素を使用して検出され得る。二本鎖核酸との相互作用の際に、かかる蛍光DNA結合色素は、適切な波長の光による励起後に蛍光シグナルを発する。核酸インターカレート色素などの二本鎖DNA結合色素も使用され得る。二本鎖DNA結合色素が使用される場合、増幅産物の存在の確認のために、通常融解曲線分析が実施される。 As an alternative to FRET, amplification products can be detected using double-stranded DNA-binding dyes such as fluorescent DNA-binding dyes (eg, SYBR GREEN I® or SYBR GOLD® (Molecular Probes)). Upon interaction with a double-stranded nucleic acid, such a fluorescent DNA-binding dye emits a fluorescent signal after being excited by light of an appropriate wavelength. Double-stranded DNA-binding dyes such as nucleic acid intercalate dyes can also be used. When double-stranded DNA-binding dyes are used, melting curve analysis is usually performed to confirm the presence of amplification products.

本発明のリアルタイムPCR法を使用した増幅産物の存在の検出のために、FRETと結合した分子ビーコンも使用され得る。分子ビーコン技術には、第1の蛍光部分および第2の蛍光部分で標識されたハイブリダイゼーションプローブが使用される。第2の蛍光部分は、一般的に、クエンチャーであり、蛍光標識は、典型的にプローブの各末端に配置される。分子ビーコン技術には、二次構造形成(例えばヘアピン)を可能にする配列を有するプローブオリゴヌクレオチドが使用される。プローブ内の二次構造の形成の結果として、プローブが溶液中にある場合、両方の蛍光部分は空間的に近位になる。増幅産物へのハイブリダイゼーション後、プローブの二次構造は壊され、蛍光部分は、適切な波長の光での励起後に第1の蛍光部分の発光が検出され得るように互いに分離される。 Molecular beacons bound to FRET can also be used to detect the presence of amplification products using the real-time PCR method of the present invention. Molecular beacon technology uses hybridization probes labeled with a first fluorescence moiety and a second fluorescence moiety. The second fluorescent moiety is generally a quencher and a fluorescent label is typically placed at each end of the probe. Molecular beacon technology uses probe oligonucleotides with sequences that allow secondary structure formation (eg, hairpins). When the probe is in solution, both fluorescent moieties are spatially proximal as a result of the formation of secondary structure within the probe. After hybridization to the amplification product, the secondary structure of the probe is disrupted and the fluorescent moieties are separated from each other so that emission of the first fluorescent moiety can be detected after excitation with light of the appropriate wavelength.

したがって、本発明の好ましい方法は、前記プローブが二次構造形成を可能にする核酸配列を含み、前記二次構造形成が、前記第1および第2の蛍光部分の間の空間的な近接をもたらす、FRETを使用した上述の方法である。 Therefore, the preferred method of the invention comprises a nucleic acid sequence in which the probe allows for secondary structure formation, which results in spatial proximity between the first and second fluorescent moieties. , The above method using FRET.

効率的なFRETは、蛍光部分が直接近位にある場合、およびドナー蛍光部分の発光スペクトルがアクセプター蛍光部分の吸光スペクトルと重なる場合にのみ起こり得る。 Efficient FRET can only occur if the fluorescence moiety is directly proximal and if the emission spectrum of the donor fluorescence moiety overlaps the absorption spectrum of the acceptor fluorescence moiety.

したがって、好ましい態様において、前記ドナーおよびアクセプター蛍光部分は、前記プローブ上で互いに5ヌクレオチド以内にある。 Thus, in a preferred embodiment, the donor and acceptor fluorescent moieties are within 5 nucleotides of each other on the probe.

さらに好ましい態様において、前記アクセプター蛍光部分はクエンチャーである。 In a more preferred embodiment, the acceptor fluorescent portion is a quencher.

上述のように、TaqMan形式において、PCR反応のアニーリング工程の間、標識されたハイブリダイゼーションプローブは、標的核酸(すなわち増幅産物)に結合し、その後の伸長期にTaqまたは好ましい変異Z05ポリメラーゼなどの当業者に公知の別の適切なポリメラーゼの5'-3'エキソヌクレアーゼ活性により分解される。 As mentioned above, in the TaqMan format, during the annealing step of the PCR reaction, the labeled hybridization probe binds to the target nucleic acid (ie, amplification product), and during the subsequent elongation phase, such as Taq or the preferred mutant Z05 polymerase. It is degraded by the 5'-3'exonuclease activity of another suitable polymerase known to the vendor.

したがって、好ましい態様において、上述の方法中、増幅は、5'-3'エキソヌクレアーゼ活性を有するポリメラーゼ酵素を使用する。 Therefore, in a preferred embodiment, in the methods described above, amplification uses a polymerase enzyme with 5'-3'exonuclease activity.

上述の方法の結果として生じるアンプリコンの長さを注意深く選択することがさらに有利である。一般的に、比較的短いアンプリコンは、増幅反応の効率を増加させる。したがって、本発明の好ましい局面は、増幅された断片が、450塩基まで、好ましくは300塩基まで、さらに好ましくは200塩基まで、さらに好ましくは150塩基までを含む上述の方法である。 It is even more advantageous to carefully select the length of the amplicon that results from the method described above. In general, relatively short amplicons increase the efficiency of the amplification reaction. Therefore, a preferred aspect of the present invention is the method described above, wherein the amplified fragment comprises up to 450 bases, preferably up to 300 bases, more preferably up to 200 bases, even more preferably up to 150 bases.

本発明に使用される内部対照核酸は、定量、すなわち標的核酸の量を決定するための参照となり得、かつ使用される「定量的標準核酸」として働き得る。この目的のために、1つ以上の定量的標準核酸は、標的核酸と共に、全ての起こり得る試料調製工程に供される。さらに、定量的標準核酸は、同じ反応混合物内で方法全体にわたって処理される。これは、直接または間接的に、標的核酸の存在下または非存在下の両方で検出可能なシグナルを生じなければならない。この目的のために、定量的標準核酸の濃度は、感度を損なわないためであるが、例えば非常に高い標的濃度でも検出可能なシグナルを生じるために、各試験において注意深く最適化される必要がある。それぞれのアッセイの検出限界(LOD、下記参照)について、「定量的標準核酸」の濃度範囲は、好ましくは20〜5000x LOD、より好ましくは20〜1000x LOD、最も好ましくは20〜5000x LODである。反応混合物中の定量的標準核酸の終濃度は、達成される定量的測定範囲に依存する。 The internal control nucleic acid used in the present invention can serve as a quantification, a reference for determining the amount of target nucleic acid, and as a "quantitative standard nucleic acid" used. To this end, one or more quantitative standard nucleic acids, along with the target nucleic acid, are subjected to all possible sample preparation steps. In addition, the quantitative standard nucleic acid is processed throughout the method within the same reaction mixture. This must generate a detectable signal, either directly or indirectly, in the presence or absence of the target nucleic acid. For this purpose, the concentration of the quantitative standard nucleic acid needs to be carefully optimized in each test, for example to produce a detectable signal even at very high target concentrations, although it does not compromise sensitivity. .. For the detection limit of each assay (LOD, see below), the concentration range of the "quantitative standard nucleic acid" is preferably 20-5000x LOD, more preferably 20-100x LOD, most preferably 20-5000x LOD. The final concentration of the quantitative standard nucleic acid in the reaction mixture depends on the quantitative measurement range achieved.

「検出限界」または「LOD」は、試料中の核酸の最低検出可能量または濃度を意味する。低い「LOD」は高感度に対応し、高い「LOD」は低感度に対応する。通常「LOD」は、「cp/ml」の単位、または特に核酸がウイルス核酸である場合はIU/mlのいずれかで表される。「cp/ml」は、「ミリリットル当たりのコピー」を意味し、「コピー」は、それぞれの核酸の数(copy)である。IU/mlは、「国際単位/ml」を表し、WHO標準のことをいう。 "Detection limit" or "LOD" means the minimum detectable amount or concentration of nucleic acid in a sample. A low "LOD" corresponds to high sensitivity, and a high "LOD" corresponds to low sensitivity. "LOD" is usually expressed in units of "cp / ml", or IU / ml, especially if the nucleic acid is a viral nucleic acid. “Cp / ml” means “copy per milliliter” and “copy” is the number of each nucleic acid (copy). IU / ml stands for "International Unit / ml" and refers to the WHO standard.

LODを計算するために広く使用される方法は、刺激(用量)と非連続的(全か無)応答の関係を分析する方法である「プロビット解析」である。典型的な非連続的応答実験において、動物の群に異なる用量の薬物が与えられる。それぞれの用量レベルでの死亡率が記録される。次いでこれらのデータは、プロビット解析を使用して解析され得る。プロビットモデルは、応答パーセントが累積標準分布(normal distribution)として対数用量に関連することを仮定する。すなわち、対数用量は、累積標準から死亡率を読むための変数として使用され得る。他の確率分布ではなく、標準分布を使用することは、起こり得る用量の高い末端および低い末端での推定応答率に影響するが、中央付近ではほとんど影響を有さない。 A widely used method for calculating LOD is "probit analysis," which is a method of analyzing the relationship between stimulus (dose) and discontinuous (all or no) responses. In a typical discontinuous response experiment, groups of animals are given different doses of the drug. Mortality at each dose level is recorded. These data can then be analyzed using probit analysis. The probit model assumes that the response percentage is associated with a log-dose as a cumulative normal distribution. That is, the logarithmic dose can be used as a variable for reading mortality from the cumulative standard. Using the standard distribution rather than the other probability distributions affects the estimated response rate at the high and low end of possible doses, but has little effect near the center.

プロビット解析は、別個の「ヒット率(hitrate)」で適用され得る。当該技術分野で公知のように、「ヒット率」は、一般的にパーセント[%]で表され、分析物の特定の濃度での陽性結果の百分率を示す。したがって、例えばLODは、95%ヒット率で決定され得ると、95%の確かな結果が陽性である設定についてLODが計算されることが意味される。 Probit analysis can be applied with a separate "hit rate". As is known in the art, the "hit rate" is generally expressed as a percentage [%] and indicates the percentage of positive results at a particular concentration of the analyte. Thus, for example, if the LOD can be determined with a 95% hit rate, it means that the LOD is calculated for a setting where a 95% sure result is positive.

好ましい態様において、上述の方法は、1〜100cp/mlまたは0.5〜50IU/ml、より好ましくは1〜75cp/mlまたは0.5〜30IU/ml、より好ましくは1〜25cp/mlまたは1〜20IU/mlのLODを提供する。 In a preferred embodiment, the method described above is 1-100 cp / ml or 0.5-50 IU / ml, more preferably 1-75 cp / ml or 0.5-30 IU / ml, more preferably 1-25 cp / ml or 1-20 IU / ml. LOD is provided.

特定のウイルスからのあり得る標的核酸のいくつかの例に関して、上述の方法は、好ましくは以下のLODを提供する:
・HIV:60cp/mlまで、より好ましくは50cp/mlまで、より好ましくは40cp/mlまで、より好ましくは30cp/mlまで、より好ましくは20cp/mlまで、より好ましくは15cp/mlまで
・HBV:10IU/mlまで、より好ましくは7.5IU/mlまで、より好ましくは5IU/mlまで
・HCV:10IU/mlまで、より好ましくは7.5IU/mlまで、より好ましくは5IU/mlまで
・WNVI:20cp/mlまで、より好ましくは15cp/mlまで、より好ましくは10cp/mlまで
・WNVII:20cp/mlまで、より好ましくは15cp/mlまで、より好ましくは10cp/mlまで、より好ましくは5cp/mlまで
・JEV:100cp/mlまで、より好ましくは75cp/mlまで、より好ましくは50cp/mlまで、より好ましくは30cp/mlまで
・SLEV:100cp/mlまで、より好ましくは75cp/mlまで、より好ましくは50cp/mlまで、より好ましくは25cp/mlまで、より好ましくは10cp/mlまで。
For some examples of possible target nucleic acids from a particular virus, the methods described above preferably provide the following LOD:
-HIV: up to 60 cp / ml, more preferably up to 50 cp / ml, more preferably up to 40 cp / ml, more preferably up to 30 cp / ml, more preferably up to 20 cp / ml, more preferably up to 15 cp / ml-HBV: Up to 10IU / ml, more preferably up to 7.5IU / ml, more preferably up to 5IU / ml-HCV: up to 10IU / ml, more preferably up to 7.5IU / ml, more preferably up to 5IU / ml-WNVI: 20cp / Up to ml, more preferably up to 15 cp / ml, more preferably up to 10 cp / ml-WNVII: up to 20 cp / ml, more preferably up to 15 cp / ml, more preferably up to 10 cp / ml, more preferably up to 5 cp / ml- JEV: up to 100cp / ml, more preferably up to 75cp / ml, more preferably up to 50cp / ml, more preferably up to 30cp / ml · SLEV: up to 100cp / ml, more preferably up to 75cp / ml, more preferably up to 50cp Up to / ml, more preferably up to 25 cp / ml, more preferably up to 10 cp / ml.

定量的標準核酸として働く内部対照核酸に基づくTaqMan形式において定量的結果の計算をどのように行なうかの例は以下に記載される:全PCRラン(run)からの装置補正蛍光値のインプットデータから力価を計算する。標的核酸および定量的標準核酸として機能する内部対照核酸を含む試料の組を、特定の温度プロフィールを使用した熱サイクラーでのPCRに供する。PCRプロフィール中の選択された温度および時間で、フィルターされた光で試料を照射して、フィルターされた蛍光データを、標的核酸および内部対照核酸について、それぞれの試料に関して収集する。PCRランの完了後、蛍光読み取り値を処理して、内部対照核酸についての一組の色素濃度データおよび標的核酸についての一組の色素濃度データを生じる。それぞれの組の色素濃度データを同じ方法で処理する。数回のもっともらしさチェックの後、内部対照核酸および標的核酸について、エルボー(elbow)値(CT)を計算する。標的核酸または内部対照核酸の蛍光が、所定の閾値(蛍光濃度)と交差する点をエルボー値として定義する。力価の決定は、標的核酸と内部対照核酸が同じ効率で増幅されることおよび計算されたエルボー値で、標的核酸および内部対照核酸の等量のアンプリコンコピーが増幅され、検出されることの仮定に基づく。そのため、(CTQS-CT標的)は、log(標的濃度/QS濃度)に対して線形である。この文脈において、QSは、定量的標準核酸として働く内部対照核酸を示す。次いで力価Tは、例えば以下の等式:
T'=10(a(CTQS-CT標的)2+b(CTQS-CT標的)+c)
のような多項較正式を使用して計算され得る。
An example of how to calculate quantitative results in the TaqMan format based on an internal control nucleic acid that acts as a quantitative standard nucleic acid is described below: from instrument-corrected fluorescence input data from all PCR runs. Calculate the titer. A set of samples containing a target nucleic acid and an internal control nucleic acid that acts as a quantitative standard nucleic acid is subjected to PCR in a thermal cycler using a specific temperature profile. Samples are irradiated with filtered light at selected temperatures and times in the PCR profile, and filtered fluorescence data is collected for each sample for target and internal control nucleic acids. After completion of the PCR run, fluorescence readings are processed to yield a set of dye concentration data for the internal control nucleic acid and a set of dye concentration data for the target nucleic acid. Each set of dye concentration data is processed in the same way. After several plausibility checks, elbow values (CT) are calculated for the internal control nucleic acid and the target nucleic acid. The point at which the fluorescence of the target nucleic acid or the internal control nucleic acid intersects a predetermined threshold (fluorescence concentration) is defined as an elbow value. The titer determination is that the target nucleic acid and the internal control nucleic acid are amplified with the same efficiency and that the calculated elbow value amplifies and detects equal amounts of amplicon copy of the target nucleic acid and the internal control nucleic acid. Based on assumptions. Therefore, (CTQS-CT target) is linear with respect to log (target concentration / QS concentration). In this context, QS refers to an internal control nucleic acid that acts as a quantitative standard nucleic acid. Then the titer T is, for example, the following equation:
T'= 10 (a (CTQS-CT target) 2 + b (CTQS-CT target) + c)
Can be calculated using a multinomial calibration formula such as.

該多項式の定数および定量的標準核酸の濃度は既知であるので、等式中の変数のみが相違点である(CTQS-CT標的)。 Since the constants of the polynomial and the concentration of the quantitative standard nucleic acid are known, only the variables in the equation differ (CTQS-CT target).

さらに、本発明の意味において、内部対照核酸は、「定性的内部対照核酸」として機能し得る。「定性的内部対照核酸」は、定性的検出アッセイの試験結果の妥当性を確認するために特に有用である。陰性の結果の場合であっても、定性的内部対照は検出されなければならず、そうでなければ試験自体が作用していないと見なされる。しかし、定性的設定において、陽性結果の場合は、定性内部対照は必ずしも検出される必要はない。結果として、その濃度は、比較的低くなければならない。定性内部対照は、それぞれのアッセイおよび感度に注意深く適合される必要がある。好ましくは、定性的内部核酸、すなわち第2の対照核酸の濃度範囲は、1反応あたり1コピー〜1反応あたり1000コピーの範囲を含む。それぞれのアッセイの検出限界(LOD)に関し、その濃度は、好ましくはアッセイのLODとLODの25倍の値の間、より好ましくはLODと10x LODの間である。より好ましくは、これは2x〜10x LODの間である。さらに好ましくは、これは5x〜10x LODである。最も好ましくは、これは5xまたは10x LODである。 Furthermore, in the sense of the present invention, the internal control nucleic acid can function as a "qualitative internal control nucleic acid". "Qualitative internal control nucleic acids" are particularly useful for validating the test results of qualitative detection assays. Even in the case of a negative result, a qualitative internal control must be detected, otherwise the test itself is considered inactive. However, in a qualitative setting, if the result is positive, the qualitative internal control does not necessarily have to be detected. As a result, its concentration should be relatively low. Definite internal controls need to be carefully adapted to their respective assays and sensitivities. Preferably, the concentration range of the qualitative internal nucleic acid, i.e. the second control nucleic acid, comprises the range of 1 copy per reaction to 1000 copies per reaction. For the detection limit (LOD) of each assay, its concentration is preferably between the LOD and 25 times the LOD of the assay, more preferably between the LOD and 10x LOD. More preferably, this is between 2x and 10x LOD. More preferably, this is a 5x to 10x LOD. Most preferably, this is a 5x or 10x LOD.

本発明に使用される場合、内部対照核酸は特定の配列に限定されない。液体試料に対して異なる内部対照核酸を添加することが有利であり得るが、例えば前記内部対照核酸の1つについてのプライマーのみを添加することにより、増幅についてそれらの1つのみを使用することが有利であり得る。かかる態様において、特定の実験において増幅される内部対照核酸は、当業者により選択され得るので、実施される分析の柔軟性が増加する。特に有利な態様において、単一の核酸構築物、例えばプラスミドまたは異なる適切な核酸分子により前記異なる内部対照核酸が含まれ得る。 As used in the present invention, the internal control nucleic acid is not limited to a particular sequence. It may be advantageous to add different internal control nucleic acids to the liquid sample, but it is possible to use only one of them for amplification, for example by adding only primers for one of the internal control nucleic acids. Can be advantageous. In such an embodiment, the internal control nucleic acid amplified in a particular experiment can be selected by one of ordinary skill in the art, thus increasing the flexibility of the analysis performed. In a particularly advantageous embodiment, the different internal control nucleic acids may be included by a single nucleic acid construct, eg, a plasmid or a different suitable nucleic acid molecule.

そのため、本発明の好ましい局面は、1つより多くの内部対照核酸が工程aにおいて添加されるが、前記内部対照核酸の1つのみが工程fで増幅される上述の方法である。 Therefore, a preferred aspect of the present invention is the method described above in which more than one internal control nucleic acid is added in step a, but only one of the internal control nucleic acids is amplified in step f.

上述の結果は質を落としたものであってもよく、例えば液体試料以外の供給源由来の核酸との交差汚染の場合においては偽陽性を含み得る。特に、先の実験の増幅物は、かかる望ましくない効果に寄与する。核酸増幅の交差汚染の影響を最小化するためのある特定の方法は、米国特許第5,035,996号に記載される。該方法は、増幅産物中へのdUTPなどの通常ないヌクレオチド塩基の導入、ならびに産物DNAがその後の増幅の鋳型として機能できないようにするために持ち越し(carryover)産物の酵素処理および/または物理化学的処理への曝露を含む。かかる処理のための酵素は当該技術分野で公知である。例えば、ウラシル-N-グリコシラーゼまたはUNGとしても公知のウラシル-DNAグリコシラーゼは、ウラシルを含むPCR産物からウラシル残基を除去する。酵素処理は、汚染持ち越しPCR産物の分解をもたらし、その増幅反応を「無効化(sterilize)」するために機能する。 The above results may be of poor quality and may include false positives, for example in the case of cross-contamination with nucleic acids from sources other than liquid samples. In particular, the amplifications of the previous experiments contribute to such undesired effects. Certain methods for minimizing the effects of cross-contamination of nucleic acid amplification are described in US Pat. No. 5,035,996. The method involves the introduction of unusual nucleotide bases such as dUTP into the amplification product, as well as enzymatic treatment and / or physicochemical treatment of the carryover product to prevent the product DNA from serving as a template for subsequent amplification. Includes exposure to treatment. Enzymes for such treatments are known in the art. For example, uracil-DNA glycosylase, also known as uracil-N-glycosylase or UNG, removes uracil residues from PCR products containing uracil. Enzymatic treatment results in the degradation of the carry-over contamination PCR product and functions to "sterilize" its amplification reaction.

したがって、本発明の好ましい局面は、工程dと工程eの間に、
・液体試料を、他の試料由来の交差汚染核酸の増幅由来の産物が酵素分解される条件下で、酵素により処理する工程;
・前記酵素を不活性化する工程
をさらに含む上述の方法である。
Therefore, a preferred aspect of the present invention is between step d and step e.
-The step of treating a liquid sample with an enzyme under the condition that the product derived from the amplification of cross-contaminated nucleic acid derived from another sample is enzymatically decomposed;
-The above method further comprising the step of inactivating the enzyme.

好ましくは、該酵素はウラシル-N-グリコシラーゼである。 Preferably, the enzyme is uracil-N-glycosylase.

本発明の方法において、全ての工程が自動化されることが好ましい。「自動化」は、方法の工程が、外的な制御もしくはヒトによる影響がほとんどまたは全くなく作動し得る装置または機械により実施されるのに適していることを意味する。該方法の調製工程のみは、人手で行う必要があり得、例えば保存容器は充填され、所定の場所に設置される必要があり、試料の選択はヒトによりなされる必要があり、当業者に公知のさらなる工程、例えば制御コンピューターの操作はヒトによりなされる必要がある。装置または機械は、例えば自動で液体を添加し得、試料を混合し得、または特定の温度でインキュベーション工程を実施し得る。典型的に、かかる機械または装置は、1つの工程群およびコマンド群が特定されるプログラムを実行するコンピューターによりロボット制御される。 In the method of the present invention, it is preferable that all steps are automated. "Automation" means that the steps of the method are suitable for being carried out by a device or machine that can operate with little or no external control or human influence. Only the preparation step of the method may need to be done manually, for example the storage container needs to be filled and placed in place, the sample selection needs to be done by humans and is known to those skilled in the art. Further steps, such as the operation of the control computer, need to be performed by humans. The device or machine may, for example, automatically add liquids, mix samples, or perform an incubation step at a particular temperature. Typically, such machines or devices are robotically controlled by a computer that executes a program that identifies one process group and command group.

本発明のさらなる局面は、液体試料中に存在し得る少なくとも2つの標的核酸を単離および同時に増幅するための分析システム(440)であり、前記分析システムは、以下のモジュール:
・固体支持体物質を含む分離ステーション(230)、前記分離ステーションは、液体試料中に含まれる標的核酸を分離および精製するように構築および配列される、
・少なくとも2つの反応容器を含む増幅ステーション(405)、前記反応容器は、増幅試薬、少なくとも第1の反応容器中の少なくとも第1の精製された標的核酸および少なくとも第2の反応容器中の少なくとも第2の精製された標的核酸、内部対照核酸、ならびに逆転写酵素活性を有するポリメラーゼを含み、該第2の標的核酸は、第1の反応容器中には非存在であり、前記ポリメラーゼは、それぞれの野生型ポリメラーゼと比較して核酸伸長速度の向上および/または逆転写酵素活性の向上を付与する変異をさらに含む、
を含む。
A further aspect of the invention is an analytical system (440) for isolating and simultaneously amplifying at least two target nucleic acids that may be present in a liquid sample, the analytical system comprising:
A separation station (230) containing a solid support material, said separation station is constructed and arranged to separate and purify the target nucleic acid contained in the liquid sample.
An amplification station (405) containing at least two reaction vessels, wherein the reaction vessel is an amplification reagent, at least the first purified target nucleic acid in at least the first reaction vessel, and at least the first in the second reaction vessel. The second target nucleic acid contains two purified target nucleic acids, an internal control nucleic acid, and a polymerase having reverse transcriptase activity, the second target nucleic acid is absent in the first reaction vessel, and the polymerases are each Further containing mutations that confer an increase in nucleic acid elongation rate and / or an increase in reverse transcriptase activity compared to wild-type polymerase.
including.

「分析システム」は、所定の試料を分析する最終的な目的で互いに相互作用する装置などの構成物の配列である。 An "analytical system" is an array of components, such as devices, that interact with each other for the ultimate purpose of analyzing a given sample.

前記分析システムの利点は、本発明の方法に関して上述されるものと同一である。 The advantages of the analytical system are the same as those described above for the methods of the invention.

本発明の分析システム(440、図11)は、分析物を単離および/または精製するためのモジュール(401)を含むシステム(440)である。さらに、該システム(440)は、前記分析物を分析して、検出可能なシグナルを得るためのモジュール(403)をさらに含む。検出可能なシグナルは、同一モジュール(401、402、403)中で検出され得るか、または代替的に別々のモジュール中で検出され得る。用語「モジュール」は、本明細書で使用する場合、分析器(400)中の任意の空間的に画定された位置に関する。2つのモジュール(401、403)は、壁で分離され得るかまたは開放された関係にあり得る。いずれか1つのモジュール(401、402、403)は、自律的に制御され得るか、またはモジュール(401、402、403)の制御は、他のモジュールと共有され得る。好ましくは、全てのモジュールは、中枢的に制御される。モジュール(401、402、403)間の移送は手動であり得るが、好ましくは自動化される。したがって、自動化分析器(400)の多くの異なる態様が本発明に包含される。 The analytical system of the present invention (440, FIG. 11) is a system (440) that includes a module (401) for isolating and / or purifying the analyte. In addition, the system (440) further includes a module (403) for analyzing the analyte to obtain a detectable signal. Detectable signals can be detected in the same module (401, 402, 403) or, in alternative, in separate modules. The term "module" as used herein refers to any spatially defined location within the analyzer (400). The two modules (401, 403) can be separated by a wall or in an open relationship. Any one module (401, 402, 403) may be controlled autonomously, or control of the module (401, 402, 403) may be shared with the other module. Preferably, all modules are centrally controlled. Transfers between modules (401, 402, 403) can be manual, but preferably automated. Therefore, many different aspects of the automated analyzer (400) are included in the present invention.

「分離ステーション」は上述される。 The "separation station" is described above.

「増幅ステーション」は、少なくとも2つの反応容器の内容物をインキュベートするための温度制御されたインキュベーターを含む。これはさらに、PCRなどの試料の分析のための反応が起こるチューブまたはプレートのような種々の反応容器を含む。かかる容器の外側境界または壁は、その中で起こる増幅反応と干渉しないように化学的に不活性である。取り扱いの簡易さのためおよび自動化を容易にするために、少なくとも2つの反応容器を一体化した配列中に組み合わせて、それらを一緒に操作し得ることが好ましい。 The "amplification station" includes a temperature controlled incubator for incubating the contents of at least two reaction vessels. It further includes various reaction vessels such as tubes or plates on which the reaction for analysis of the sample such as PCR takes place. The outer boundary or wall of such a container is chemically inert so as not to interfere with the amplification reaction occurring therein. For ease of handling and for ease of automation, it is preferred that at least two reaction vessels can be combined in an integrated array and operated together.

結果的に、本発明の好ましい局面は、少なくとも2つの反応容器が一体化した配列中で合わされた上述の分析システムである。 As a result, a preferred aspect of the present invention is the analytical system described above in which at least two reaction vessels are combined in an integrated sequence.

一体化した配列は、例えば、互いに可逆的もしくは不可逆的に取り付けられるかまたはラック中に配列されたバイアルまたはチューブであり得る。好ましくは、一体化した配列はマルチウェルプレートである。 The integrated arrangement can be, for example, vials or tubes that are reversibly or irreversibly attached to each other or arranged in a rack. Preferably, the integrated sequence is a multi-well plate.

好ましくは、前記マルチウェルプレートは、保持ステーション中に保持される。より好ましい態様において、1つの操縦器は、マルチウェル容器を、保持ステーションからエアロック(460)へと移し、第2の操縦器は、前記マルチウェルプレートを前記エアロックから前記増幅ステーションに移し、両方の操縦器は、形態固定相互作用により前記マルチウェルプレートと相互作用する。 Preferably, the multi-well plate is held in a holding station. In a more preferred embodiment, one maneuver transfers the multiwell vessel from the holding station to the airlock (460), and a second maneuver transfers the multiwell plate from the airlock to the amplification station. Both controls interact with the multiwell plate through morphologically fixed interactions.

好ましい態様において、分析システムは完全に自動化される。 In a preferred embodiment, the analytical system is fully automated.

一態様において、一体化した配列中で合わされた少なくとも2つの反応容器は、該システムのステーション間を移送される。 In one embodiment, at least two reaction vessels combined in an integrated sequence are transferred between stations in the system.

第2の態様において、精製された標的核酸は、前記分離ステーションから前記増幅ステーションへと移送される。好ましくは、ピペットチップが取り付けられたピペットを含むピペッターにより、精製された核酸を含む液体が移送される。 In the second aspect, the purified target nucleic acid is transferred from the separation station to the amplification station. Preferably, a pipette containing a pipette with a pipette tip is used to transfer the liquid containing the purified nucleic acid.

第3の態様において、精製された核酸は、前記分離ステーションから保持ステーション中に保持された一体化した配列中の反応容器へと移送される。好ましくは、一体化した配列中の前記反応容器は、次いで前記保持ステーションから前記増幅ステーションへと移送される。 In a third embodiment, the purified nucleic acid is transferred from the separation station to a reaction vessel in an integrated sequence held in a retention station. Preferably, the reaction vessel in the integrated sequence is then transferred from the retention station to the amplification station.

本発明の分析システムは、好ましくはさらに、ピペッティングユニットを含む。前記ピペッティングユニットは、少なくとも1つのピペット、好ましくは多数のピペットを含む。好ましい態様において、前記多数のピペットは、1つ以上の一体化した配列中で合わされ、その中で、ピペットは、好ましくは個々に操作され得る。本発明の文脈において使用されるピペットは、好ましくは上述のピペットチップを含むピペットである。別の好ましい態様において、ピペットは、ピペッティングニードルである。 The analytical system of the present invention preferably further comprises a pipetting unit. The pipetting unit includes at least one pipette, preferably a large number of pipettes. In a preferred embodiment, the multiple pipettes are combined in one or more integrated sequences, in which the pipettes can preferably be operated individually. The pipette used in the context of the present invention is preferably a pipette containing the pipette tip described above. In another preferred embodiment, the pipette is a pipetting needle.

代替的に、分離ステーション中で試料調製に使用され、精製された標的核酸を含む液体を含む反応容器または反応容器の配列は、分離ステーションから増幅ステーションに移送され得る。 Alternatively, the reaction vessel or sequence of reaction vessels containing the liquid containing the purified target nucleic acid used for sample preparation in the separation station can be transferred from the separation station to the amplification station.

この目的のために、本発明の分析システムは、好ましくは、移送ユニットをさらに含み、前記移送ユニットは、好ましくはロボットデバイスを含み、前記デバイスは、好ましくは操縦器を含む。 For this purpose, the analytical system of the present invention preferably further comprises a transfer unit, the transfer unit preferably comprising a robotic device, the device preferably including a maneuver.

本発明の方法の文脈中において上述の理由のために、以下は本発明のさらに好ましい局面である:
・少なくとも1つの反応容器がRNA標的核酸およびDNA標的核酸を含む上述の分析システム(440)。
・少なくとも1つの反応容器がRNA標的核酸を含み、少なくとも1つの他の反応容器がDNA標的核酸を含む上述の分析システム(440)。
For the reasons mentioned above in the context of the methods of the invention, the following are more preferred aspects of the invention:
-The above-mentioned analytical system (440) in which at least one reaction vessel contains RNA target nucleic acid and DNA target nucleic acid.
The above-mentioned analytical system (440), wherein at least one reaction vessel contains RNA target nucleic acid and at least one other reaction vessel contains DNA target nucleic acid.

好ましくは、上述の分析システム(440)は:
・分析物により誘起されたシグナルを検出するための検出モジュール(403)
・シーラー(410)
・試薬および/または使い捨て品のための保存モジュール(1008)
・システムの構成物を制御するための制御ユニット
からなる群より選択される1つ以上の要素をさらに含む。
Preferably, the analytical system (440) described above is:
-Detection module (403) for detecting signals induced by the analyte
・ Sealer (410)
Storage module for reagents and / or disposables (1008)
• Further includes one or more elements selected from the group consisting of control units for controlling the components of the system.

「検出モジュール」(403)は、例えば増幅手順の結果または効果を検出するための光学検出ユニットであり得る。光学検出ユニットは、光源、例えばキセノンランプ、ミラー、レンズ、光学フィルター、光を誘導し、フィルターするための光ファイバー、1つ以上の参照チャネル、またはCCDカメラもしくは異なるカメラなどの光学部品(optics)を含み得る。 The "detection module" (403) can be, for example, an optical detection unit for detecting the result or effect of an amplification procedure. Optical detection units include light sources such as xenon lamps, mirrors, lenses, optical filters, optical fibers for guiding and filtering light, one or more reference channels, or optics such as CCD cameras or different cameras. Can include.

「シーラー」(410)は、本発明の分析システムと関連して使用される任意の容器を密封するために構築および配列される。かかるシーラーは、例えばチューブを適切なキャップで密封し得るか、マルチウェルプレートをホイルもしくは他の適切な密封物質で密封し得る。 The "sealer" (410) is constructed and arranged to seal any container used in connection with the analytical system of the present invention. Such sealers can, for example, seal the tube with a suitable cap, or seal the multiwell plate with foil or other suitable sealing material.

「保存モジュール」(1008)は、液体試料の分析に重要な化学的または生物学的反応を引き起こすために必要な試薬を保存する。これは、本発明の方法に有用なさらなる構成物、例えばピペットチップなどの使い捨て品あるいは分離ステーションおよび/または増幅ステーション中で反応容器として使用される容器も含み得る。 The "Preservation Module" (1008) stores the reagents needed to trigger chemical or biological reactions that are important for the analysis of liquid samples. This may also include additional constructs useful for the methods of the invention, such as disposable items such as pipette tips or containers used as reaction vessels in separation and / or amplification stations.

好ましくは、本発明の分析システムはさらに、システム構成物を制御するための制御ユニットをさらに含む。 Preferably, the analytical system of the present invention further includes a control unit for controlling the system components.

かかる「制御ユニット」(1006)は、前記分析システムの異なる構成物が正確かつ正確なタイミングで作動し、相互作用すること、例えば協調した様式でピペットなどの構成物を移動および操作することを確実にするためのソフトウェアを含み得る。該制御ユニットは、リアルタイム適用が意図されたマルチタスクオペレーティングシステムである、リアルタイムオペレーティングシステム(RTOS)を作動させるプロセッサも含み得る。言い換えると、該システムプロセッサは、リアルタイムの制約、すなわちシステム負荷に関係なく事象からシステム応答への作動期限を管理し得る。これは、該システム中の異なるユニットが所定の指示に従って正確に作動および応答することをリアルタイムで制御する。 Such a "control unit" (1006) ensures that the different components of the analytical system operate and interact at precise and precise timings, eg, move and manipulate components such as pipettes in a coordinated manner. May include software for The control unit may also include a processor that operates a real-time operating system (RTOS), which is a multitasking operating system intended for real-time application. In other words, the system processor can manage real-time constraints, that is, event-to-system response deadlines regardless of system load. It controls in real time that different units in the system operate and respond accurately according to predetermined instructions.

好ましい態様において、本発明は、
a. 液体試料(1010)を含む直線配列の第1のレセプタクル(1001)、液体試料(1011)を保持するためのnxm配列のレセプタクル(103)を含む処理プレート(101)、直線配列中に少なくとも2つのピペッティングユニット(702)を含む第1のピペッティングデバイス(700)、およびax(nxm)配列中にピペットチップ(3、4)を含むチップラック(70)を含む第1の位置、前記ピペッティングユニット(702)は、ピペットチップ(3、4)に連結される;
b. 前記処理プレート(101)のためのホルダー(201、128)、マルチウェルプレートのためのホルダー(330)、前記チップラック(70)のためのホルダー(470)および第2のピペッティングデバイス(35)を含む第2の位置、前記第2のピペッティングデバイス(35)は、ピペットチップ(3、4)を連結するためのnxm配列中のピペッティングユニット(702)を含む
を含む、分析物を処理するための分析システム(440)に関する(図12)。本明細書で使用する場合、用語「ホルダー」は、ラックまたは処理プレートを受け得る任意の配列に関する。
In a preferred embodiment, the present invention
First receptacle (1001) in linear array containing liquid sample (1010), processing plate (101) containing nxm array receptacle (103) to hold liquid sample (1011), at least in linear array A first pipetting device (700) containing two pipetting units (702), and a first position containing a tip rack (70) containing pipette tips (3, 4) in an ax (nxm) array, said The pipetting unit (702) is connected to the pipette tips (3, 4);
b. Holders (201, 128) for the processing plate (101), holders (330) for the multi-well plate, holders (470) for the chip rack (70) and a second pipetting device ( A second location comprising 35), said second pipetting device (35), comprising a pipetting unit (702) in an nxm sequence for connecting pipette tips (3, 4). Regarding the analysis system (440) for processing (Fig. 12). As used herein, the term "holder" refers to any arrangement that can receive a rack or processing plate.

本発明の分析システム(440)の利点は、本発明の方法について上述されたとおりである。 The advantages of the analytical system (440) of the present invention are as described above for the method of the present invention.

好ましくは、第1のピペッティングデバイス(700)の前記ピペッティングユニット(702)の位置は可変的である。前記第1のピペッティングデバイス(700)の好ましい態様は、本明細書に後述される。 Preferably, the position of the pipetting unit (702) of the first pipetting device (700) is variable. A preferred embodiment of the first pipetting device (700) will be described later herein.

一態様において、チップラック(70)は、ax(nxm)配列中にピペットチップ(3、4)を含む。好ましくは、ピペットチップの第1の型(4)および第2の型(3)は、チップラック(70)に含まれる。この態様において、第1の型のピペットチップ(4)は、nxm配列中に配列され、第2の型のピペットチップ(3)は、nxm配列中に配列される。この文脈において、「n」は横列の数を示し、mは縦列の数を示し、ここで、nは、好ましくは6であり、mは、好ましくは8である。より好ましくは、第1の型のピペットチップ(4)は、第2の型のピペットチップ(3)とは異なる容積を有し、最も好ましくは、第1の型のピペットチップ(4)の容積は、500ulより大きく、第2の型のピペットチップ(3)の容積は、500ulより小さい。この態様においてはa=2である。しかしながら、2種類より多くの型のピペットチップ、従ってa>2の本発明の態様も本発明に含まれる。 In one aspect, the tip rack (70) comprises pipette tips (3, 4) in the ax (nxm) sequence. Preferably, the first mold (4) and the second mold (3) of the pipette tip are included in the tip rack (70). In this embodiment, the first type pipette tip (4) is arranged in the nxm sequence and the second type pipette tip (3) is arranged in the nxm sequence. In this context, "n" indicates the number of rows and m indicates the number of columns, where n is preferably 6 and m is preferably 8. More preferably, the first type pipette tip (4) has a different volume than the second type pipette tip (3), and most preferably the volume of the first type pipette tip (4). Is larger than 500ul and the volume of the second type pipette tip (3) is smaller than 500ul. In this embodiment, a = 2. However, more than two types of pipette tips, and thus a> 2 aspects of the invention, are also included in the invention.

一局面において、本発明の分析システム(440)は、前記処理プレート(101)の個々の位置に対して試料の種類および個々の試験を指定するための制御ユニット(1006)を含む。好ましくは、前記位置は別々のセル(401、402)である。 In one aspect, the analytical system (440) of the present invention includes a control unit (1006) for designating a sample type and individual test for each position of the processing plate (101). Preferably, the positions are separate cells (401, 402).

本発明の一局面において、該システムはさらに、前記処理プレート(101)および前記ラック(70)を、第1(402)および第2(401)の位置の間で移送するための移送システム(480)を含む。前記移送システム(480)の好ましい態様は、コンベアーのベルト、またはより好ましくは1つ以上の操縦器である。 In one aspect of the invention, the system further transfers the processing plate (101) and the rack (70) between positions 1 (402) and 2 (401), a transfer system (480). )including. A preferred embodiment of the transfer system (480) is a conveyor belt, or more preferably one or more controls.

さらに、好ましくは前記第2のピペッティングデバイス(35)の前記ピペットユニットは、第1の位置(402)で使用されたピペットチップ(3、4)に連結される。 Further, preferably, the pipette unit of the second pipetting device (35) is connected to the pipette tip (3, 4) used in the first position (402).

本発明のシステム(440)の好ましい態様は、さらに、前記分析物と、検出可能なシグナルを得るために必要な試薬をインキュベートするための温度制御されたインキュベーターを含む第3のステーション(403)をさらに含む。このシステムのさらに好ましい態様は、本明細書に後述される。 A preferred embodiment of the system (440) of the present invention further comprises a third station (403) comprising the analyte and a temperature controlled incubator for incubating the reagents required to obtain a detectable signal. Including further. A more preferred embodiment of this system will be described later herein.

試料および試験をnxm配列に割り当てるより適切な制御は、前記第1の位置(402)中に含まれる第1のプロセッサ(1004)および前記第2の位置(401)中に含まれる第2のプロセッサ(1005)により達成され、前記第1のプロセッサには、試料の種類および個々の試験を処理プレート(101)の容器(103)のnxm配列中の特定の位置に割り当てるための指示が前記制御ユニット(1006)により移送され、前記第2のプロセッサには、試料の種類および個々の試験を処理プレートの容器(103)のnxm配列中の特定の位置に割り当てるための指示が前記制御ユニット(1006)により移送される。 More appropriate controls for assigning samples and tests to nxm sequences are the first processor (1004) contained in the first position (402) and the second processor contained in the second position (401). Achieved by (1005), the first processor is instructed by the control unit to assign sample types and individual tests to specific positions in the nxm array of containers (103) of processing plates (101). Transferred by (1006), the second processor is instructed by the control unit (1006) to assign sample types and individual tests to specific positions in the nxm sequence of the processing plate container (103). Transported by.

好ましくは、前記システムはさらに、前記第1の位置に配置される第1のプロセッサおよび前記第2の位置に配置される第2のプロセッサを含む。 Preferably, the system further includes a first processor located in the first position and a second processor located in the second position.

より好ましくは、前記第1のプロセッサ(1004)は前記第1のピペッティングデバイス(700)を制御し、前記第2のプロセッサ(1005)は前記第2のピペッティングデバイス(35)を制御する。 More preferably, the first processor (1004) controls the first pipetting device (700), and the second processor (1005) controls the second pipetting device (35).

本発明の分析システムの態様の全ての他の好ましい態様および特定の説明は、本発明の方法について述べられたものである。 All other preferred embodiments and specific description of aspects of the analytical system of the present invention describe the methods of the present invention.

実施例
以下の実施例には、本発明が作用され得る態様を記載する。これらの実施例は限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱することなく改変され得ることが当業者には明らかである。
Examples The following examples describe aspects in which the present invention can be applied. It will be apparent to those skilled in the art that these examples are not limited and can be modified without departing from the spirit of the present invention.

実施例1:
この実施例には、単一の一般的な内部対照核酸を使用した、少なくとも第1および第2の標的核酸を単離および同時増幅するための方法が記載される。
Example 1:
This example describes a method for isolating and co-amplifying at least the first and second target nucleic acids using a single common internal control nucleic acid.

簡潔に、示される態様において、リアルタイムPCRは、細菌(クラミジアトラコマチス、CT)、ならびにDNAウイルス(HBV)およびRNAウイルス(HIV)を含む数種の異なる標的のパネルに対して同時にかつ同一の条件下で行われる。全ての試料は、同じ実験、すなわち同一のディープウェルプレート(試料調製について)またはマルチウェルプレート(増幅および検出について)のそれぞれにおいて処理され、分析された。 Briefly, in the embodiments shown, real-time PCR is performed simultaneously and under the same conditions against a panel of bacteria (Chlamydia trachomatis, CT) and several different targets including DNA virus (HBV) and RNA virus (HIV). It is done in. All samples were processed and analyzed in the same experiment, respectively, in the same deep well plate (for sample preparation) or multi-well plate (for amplification and detection).

以下の試料を調製して、続いて分析した: The following samples were prepared and subsequently analyzed:

Figure 0006754874
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適切な標準または他の種類の標的が当業者には利用可能である。 Suitable standards or other types of targets are available to those of skill in the art.

以下の表に列挙する装置は、それぞれの製造業者の指示書に従って使用した: The devices listed in the table below were used according to their respective manufacturer's instructions:

Figure 0006754874
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試料調製のために、希釈液として以下の試薬を使用した: The following reagents were used as diluents for sample preparation:

Figure 0006754874
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以下の希釈物は、予め調製して一晩保存した(血漿希釈物は-60〜-90℃、PreservCyt希釈物は2〜8℃): The following dilutions were prepared in advance and stored overnight (-60-90 ° C for plasma dilutions, 2-8 ° C for PreservCyt dilutions):

Figure 0006754874
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各それぞれの試料(500ul)および各それぞれの検体希釈物(350ul)を、手動でディープウェルプレートにピペットで移し、それぞれの試料は、三重の分析のために3つの異なるウェルに添加した。HIVまたはHBV試料を含むそれぞれのウェルに、50ulの内部対照核酸を手動で添加した。定性的HIVアッセイのために、定性対照として働くRNAを添加した(100外装粒子/試料)。定量的HIVアッセイのために、定量標準として働くRNAを添加した(500外装粒子/試料)。定量的HBVアッセイのために、定量標準として働くDNAを添加した(1E4コピー/試料)。前記対照核酸の配列は、全ての場合で同一であり、配列番号:45〜48の群から選択した。 Each respective sample (500 ul) and each respective sample dilution (350 ul) were manually pipetted into a deep well plate and each sample was added to 3 different wells for triple analysis. 50 ul of internal control nucleic acid was manually added to each well containing the HIV or HBV sample. RNA acting as a qualitative control was added for the qualitative HIV assay (100 outer particles / sample). RNA acting as a quantitative standard was added for the quantitative HIV assay (500 exterior particles / sample). DNA acting as a quantitative standard was added for the quantitative HBV assay (1E4 copy / sample). The control nucleic acid sequence was identical in all cases and was selected from the group SEQ ID NO: 45-48.

それぞれの対照核酸は以下のバッファ中に保存した: Each control nucleic acid was stored in the following buffer:

Figure 0006754874
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試料調製は、図1に示す模式図によるワークフローに従い、以下の試薬を使用して、Hamilton Star(Hamilton, Bonaduz, CH)上で行なった: Sample preparation was performed on Hamilton Star (Hamilton, Bonaduz, CH) using the following reagents according to the schematic workflow shown in Figure 1.

Figure 0006754874
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Figure 0006754874
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最終工程後、Hamilton Star装置のプロセスヘッドにより増幅試薬を含むそれぞれのマスターミックス(Mmx)を、それぞれのウェルに添加し、単離された核酸を含む液体とMmxを混合し、それぞれの得られた混合物を、増幅を実施したマイクロウェルプレートの対応するウェルに移した。 After the final step, each master mix (Mmx) containing the amplification reagent was added to each well by the process head of the Hamilton Star apparatus, and the liquid containing the isolated nucleic acid and Mmx were mixed to obtain each. The mixture was transferred to the corresponding well of the amplified microwell plate.

以下のマスターミックス(それぞれ2種類の試薬R1およびR2からなる)を使用した: The following master mix (consisting of two reagents R1 and R2 respectively) was used:

Figure 0006754874
Figure 0006754874

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Figure 0006754874
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増幅および検出のために、マイクロウェルプレートを自動プレートシーラー(上記参照)で密封して、プレートをLightCycler 480(上記参照)に移した。 For amplification and detection, the microwell plate was sealed with an automatic plate sealer (see above) and the plate was transferred to a LightCycler 480 (see above).

以下のPCRプロフィールを使用した: The following PCR profile was used:

Figure 0006754874
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Figure 0006754874
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プレPCRプログラムは、RNA鋳型の逆転写のための55、60および65℃での最初の変性およびインキュベーションを含む。3種類の温度でインキュベートすることは、より低い温度で、わずかにミスマッチした標的配列(生物の遺伝的バリアントなど)も転写され、一方、より高い温度で、RNA二次構造の形成が抑制され、より効果的な転写がもたらされるという有利な効果を合わせる。 The pre-PCR program includes initial denaturation and incubation at 55, 60 and 65 ° C. for reverse transcription of the RNA template. Incubating at three different temperatures also transcribes slightly mismatched target sequences (such as genetic variants of the organism) at lower temperatures, while at higher temperatures the formation of RNA secondary structure is suppressed. Combine the beneficial effects of resulting in more effective transcription.

PCRサイクルを2つの測定に分け、両方の測定は、ワンステップ設定が適用される(アニーリングと伸長が合わされる)。55℃での最初の5サイクルにより、わずかにミスマッチした標的配列を予め増幅することにより包括性(inclusivity)の増加が可能になり、第2の測定の45サイクルで、58℃のアニーリング/伸長温度を使用することにより特異性の増加がもたらされる。 The PCR cycle is divided into two measurements, both of which apply a one-step setting (annealing and elongation combined). The first 5 cycles at 55 ° C allow for increased inclusivity by pre-amplifying the slightly mismatched target sequence, and the 45 cycles of the second measurement allow for an annealing / elongation temperature of 58 ° C. The use of is an increase in specificity.

上述のマイクロウェルプレートに含まれる全ての試料に対してこのプロフィールを使用して、図2に示されるように全ての試料で増幅および検出を達成した。これは、増幅前の試料調製も成功裡に行われたことを示す。 Using this profile for all samples contained in the microwell plate described above, amplification and detection was achieved in all samples as shown in FIG. This indicates that the sample preparation before amplification was also successfully performed.

定性的および定量的HIV内部対照および定量的HBV内部対照についての結果は、明確さの目的で図2において別々に示される。対照も全ての場合で成功裡に増幅されたことが見られ得る。定量的設定におけるHIV標的およびHBVの量は、定量標準として働く内部対照核酸との比較により計算した。 Results for qualitative and quantitative HIV internal controls and quantitative HBV internal controls are shown separately in FIG. 2 for clarity. It can be seen that the controls were also successfully amplified in all cases. The amount of HIV target and HBV in the quantitative setting was calculated by comparison with the internal control nucleic acid acting as a quantitative standard.

実施例2:
上述の一般的な増幅プロセスは、同一条件下であるが、別々の実験において種々の異なる標的核酸に対して行われた。それぞれの核酸の単離は、実施例1に記載されるように行なった。
Example 2:
The general amplification process described above was performed on a variety of different target nucleic acids under the same conditions but in different experiments. Isolation of each nucleic acid was performed as described in Example 1.

それぞれの一般的な内部対照核酸は、配列番号:45〜49から選択され、RNA標的について外装RNAであり、DNA標的についてλパッケージ化DNAであった。定性的RNAアッセイのために1試料あたり300粒子を添加し、定量的RNAアッセイのために3000および全DNAアッセイについて500を添加した。 Each common internal control nucleic acid was selected from SEQ ID NOs: 45-49 and was outer RNA for RNA targets and λ-packaged DNA for DNA targets. 300 particles per sample were added for the qualitative RNA assay, 3000 for the quantitative RNA assay and 500 for the total DNA assay.

全ての標的に対して以下のPCRプロフィールを使用した: The following PCR profiles were used for all targets:

Figure 0006754874
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Figure 0006754874
Figure 0006754874

詳細に、以下の実験を行った:
1. HBV、HCVおよびHIVの定性的多重分析
a. マスターミックス
In detail, the following experiments were performed:
1. Qualitative multiplex analysis of HBV, HCV and HIV
a. Master mix

Figure 0006754874
Figure 0006754874

Figure 0006754874
Figure 0006754874

分析感度/LOD
それぞれの検出されたウイルスについて(HIV-1グループM、HIV-1グループO、HIV-2、HBVおよびHCV)、EDTA血漿について予想されるLODおよびその周囲で、いくつかの濃度/レベル。1つのウイルスおよび1つの濃度あたり1つのパネルを、1つの濃度あたり少なくとも20回の妥当な反復実験で試験した。プロビット解析によりLODを決定した(表1〜5参照)。
Analytical sensitivity / LOD
For each detected virus (HIV-1 Group M, HIV-1 Group O, HIV-2, HBV and HCV), several concentrations / levels around the expected LOD for EDTA plasma. One virus and one panel per concentration were tested in at least 20 reasonable repeat experiments per concentration. LOD was determined by probit analysis (see Tables 1-5).

HIV

Figure 0006754874
HIV
Figure 0006754874

HIV-1グループMについてのWHO標準の力価をIU/mLに変換した。

Figure 0006754874
The WHO standard titers for HIV-1 group M were converted to IU / mL.
Figure 0006754874

従って、IU/mLのHIV-1グループM LODは、
プロビット解析によるLOD(95%ヒット率): 6.77IU/mL
プロビット解析によるLODについての95%信頼区間: 4.75〜15.4IU/mL
Therefore, the HIV-1 group M LOD of IU / mL is
LOD (95% hit rate) by probit analysis: 6.77 IU / mL
95% confidence interval for LOD by probit analysis: 4.75 to 15.4 IU / mL

Figure 0006754874
Figure 0006754874

HIV-1グループOについての一次標準の力価を、CBER HIV-1グループOパネルに対して再整列した;計算因子は0.586である。 The primary standard titers for HIV-1 group O have been rearranged relative to the CBER HIV-1 group O panel; the computational factor is 0.586.

従って、HIV-1グループO LODは、
プロビット解析によるLOD(95%ヒット率): 8.8cp/mL
プロビット解析によるLODについての95%信頼区間: 6.4〜18.5cp/mL
Therefore, the HIV-1 group O LOD
LOD (95% hit rate) by probit analysis: 8.8cp / mL
95% confidence interval for LOD by probit analysis: 6.4 to 18.5 cp / mL

Figure 0006754874
Figure 0006754874

HIV-2についての一次標準の力価をCBER HIV-2パネルに対して再整列した;計算因子は26.7である。 The primary standard titers for HIV-2 have been rearranged relative to the CBER HIV-2 panel; the computational factor is 26.7.

そのため、HIV-2 LODは、
プロビット解析によるLOD(95%ヒット率): 34.44cp/mL
プロビット解析によるLODについての95%信頼区間: 21.89〜83.04cp/mL
Therefore, HIV-2 LOD is
LOD (95% hit rate) by probit analysis: 34.44cp / mL
95% confidence interval for LOD by probit analysis: 21.89 to 83.04 cp / mL

HBV

Figure 0006754874
HBV
Figure 0006754874

HCV

Figure 0006754874
HCV
Figure 0006754874

2. WNVの定性的分析
マスターミックス
2. WNV Qualitative Analysis Master Mix

Figure 0006754874
Figure 0006754874

Figure 0006754874
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分析感度/LOD
ウイルス(WNV、SLEVおよびJEV)について、予想されるLODおよびその周辺でいくつかの濃度/レベルを含むそれぞれの標準の連続希釈として独立パネルを調製した。1つのウイルスおよび1つの濃度あたり1つのパネルを、1つの濃度あたり少なくとも20回の妥当な反復実験により試験した。プロビット解析によりLODを決定した。
Analytical sensitivity / LOD
For viruses (WNV, SLEV and JEV), independent panels were prepared as serial dilutions of each standard containing several concentrations / levels in and around the expected LOD. One virus and one panel per concentration were tested by at least 20 reasonable repeat experiments per concentration. The LOD was determined by probit analysis.

Figure 0006754874
Figure 0006754874

Figure 0006754874
Figure 0006754874

Figure 0006754874
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3. HBVの定量的分析
マスターミックス
3. Quantitative analysis of HBV Master mix

Figure 0006754874
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Figure 0006754874
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分析感度/LOD
HBV二次標準(遺伝子型Aを示す)を有する4つの希釈パネル、すなわち2つは200μLおよび500μLの試料インプット容積についてHBV陰性血清中のもの、ならびに2つは200μLおよび500μLの試料インプット容積についてHBV陰性EDTA血漿中のものを調製した。それぞれのパネルは、予想されるLODおよびその周辺で7個の濃度レベルを含んだ。1マトリックス当たりの1つのパネルは、1つの濃度レベルあたり≧21回の反復実験で試験した。少なくとも20回の反復実験が妥当である必要があった。95%ヒット率でのプロビット解析および≧95%ヒット率分析によりLODを決定した。
Analytical sensitivity / LOD
Four dilution panels with HBV secondary standards (showing genotype A), two for HBV-negative serum for 200 μL and 500 μL sample input volumes, and two for HBV for 200 μL and 500 μL sample input volumes. Negative EDTA was prepared in plasma. Each panel contained 7 concentration levels in and around the expected LOD. One panel per matrix was tested in ≥21 repeat experiments per concentration level. At least 20 repetitive experiments needed to be valid. The LOD was determined by a probit analysis with a 95% hit rate and a ≥95% hit rate analysis.

Figure 0006754874
Figure 0006754874

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LOD概要:
EDTA血漿:95%ヒット率でのプロビット解析により、EDTA血漿に関して200μL試料インプット容積について8.2IU/mLのLODおよび500μL試料インプット容積について2.3IU/mLのLODが生じた。
LOD overview:
Probit analysis with EDTA plasma: 95% hit rate yielded an LOD of 8.2 IU / mL for a 200 μL sample input volume and a LOD of 2.3 IU / mL for a 500 μL sample input volume for EDTA plasma.

これらの濃度についての95%信頼区間範囲は、200μL試料インプット容積について4.8〜26.0IU/mLおよび500μL試料インプット容積について1.6〜4.2IU/mLであった。 The 95% confidence interval range for these concentrations ranged from 4.8 to 26.0 IU / mL for a 200 μL sample input volume and 1.6 to 4.2 IU / mL for a 500 μL sample input volume.

血清:95%ヒット率でのプロビット解析により、血清に関して、200μL試料インプット容積について9.02IU/mLおよび500μL試料インプット容積について4.1IU/mLのLODが生じた。 Serum: Probit analysis at 95% hit rate yielded LOD of 9.02 IU / mL for 200 μL sample input volume and 4.1 IU / mL for 500 μL sample input volume for serum.

これらの濃度についての95%信頼区間範囲は、200μL試料インプット容積について6.2〜19.0IU/mLおよび500μL試料インプット容積について2.4〜10.0IU/mLであった。 The 95% confidence interval range for these concentrations ranged from 6.2 to 19.0 IU / mL for a 200 μL sample input volume and 2.4 to 10.0 IU / mL for a 500 μL sample input volume.

直線性
1つのEDTA血漿パネルおよび1つの血清パネルをHBV遺伝子型A(RMD Research Pleasantonにより提供、線状化プラスミド、pHBV-PC_ADW2)を使用して調製した。アッセイの予想されるダイナミックレンジ(4 - 2E+09IU/mL)の決定のために、12個の濃度レベルでそれぞれのパネルを分析した。全ての濃度レベル/パネルメンバー(PM)を21回の反復実験で試験した。
Straightness
One EDTA plasma panel and one serum panel were prepared using HBV genotype A (provided by RMD Research Pleasanton, linearized plasmid, pHBV-PC_ADW2). Each panel was analyzed at 12 concentration levels to determine the expected dynamic range of the assay (4-2E + 09IU / mL). All concentration levels / panel members (PM) were tested in 21 repeat experiments.

この試験は、500μLの試料インプット容積で行なった。濃度レベルは以下のように選択した:予想される定量の下限(LLOQ)未満で1つのレベル、予想されるLLOQで1つ、予想されるLLOQより上で1つ、中間レベルでいくつかの濃度、予想される定量の上限(ULOQ)でいくつかの濃度、および予想されるULOQより上で1つ。
PM12 - 2.0E+09IU/mL - 予想されるULOQより上
PM11 - 1.0E+09IU/mL - 予想されるULOQ
PM10 - 1.0E+08IU/mL - 予想されるULOQ未満
PM9 - 1.0E+07IU/mL - 中間濃度レベル
PM8 - 1.0E+06IU/mL - 中間濃度レベル
PM7 - 1.0E+05IU/mL - 中間濃度レベル
PM6 - 1.0E+04IU/mL - 中間濃度レベル
PM5 - 1.0E+03IU/mL - 中間濃度レベル
PM6a - 2.0E+02IU/mL - 中間濃度レベル(PM6を2.0E+02IU/mLまで希釈、血清パネルの力価指定に使用)
PM4 - 1.0E+02IU/mL - 中間濃度レベル(これも血漿パネルの力価指定に使用)
PM3 - 5.0E+01IU/mL - 予想されるLLOQより上
PM2 - 1.0E+01IU/mL - 予想されるLLOQ
PM1 - 4.0E+00IU/mL 予想されるLLOQ未満
This test was performed with a sample input volume of 500 μL. Concentration levels were selected as follows: one level below the expected lower limit of quantification (LLOQ), one at the expected LLOQ, one above the expected LLOQ, and several concentrations at the intermediate level. , Some concentrations at the upper limit of expected quantification (ULOQ), and one above the expected ULOQ.
PM12 --2.0E + 09IU / mL --above the expected ULOQ
PM11 --1.0E + 09IU / mL --Expected ULOQ
PM10 --1.0E + 08IU / mL --less than expected ULOQ
PM9 --1.0E + 07IU / mL --Intermediate concentration level
PM8 --1.0E + 06IU / mL --Intermediate concentration level
PM7 --1.0E + 05IU / mL --Intermediate concentration level
PM6-1.0E + 04IU / mL-Intermediate concentration level
PM5-1.0E + 03IU / mL-Intermediate concentration level
PM6a --2.0E + 02IU / mL --Intermediate concentration level (PM6 diluted to 2.0E + 02IU / mL, used to titer serum panels)
PM4-1.0E + 02IU / mL-Intermediate concentration level (also used to titer plasma panels)
PM3 --5.0E + 01IU / mL --above the expected LLOQ
PM2-1.0E + 01IU / mL-Expected LLOQ
PM1-4.0E + 00IU / mL Less than expected LLOQ

直線性パネルの全ての妥当な試料について、観測されたHBV DNA力価をlog10力価に変換し、濃度レベル当たりの平均log10力価を計算した。 For all reasonable samples in the linearity panel, the observed HBV DNA titers were converted to log10 titers and the average log10 titer per concentration level was calculated.

Figure 0006754874
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この結果のグラフ表示を図13に示す。 The graph display of this result is shown in FIG.

Figure 0006754874
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この結果のグラフ表示を図14に示す。 The graph display of this result is shown in FIG.

直線性概要:
平均log10観測力価のlog10偏差がlog10名目力価の±0.3内にある濃度範囲として画定される直線範囲はEDTA血漿について3.5E+00IU/mL〜1.7E+09IU/mLおよび血清について3.3E+00IU/mL〜1.7E+09IU/mLと決定された。定量の下限はEDTA血漿および血清について4.0E+00IU/mLであることが見出された。
Outline of linearity:
The log10 deviation of the mean log10 observed titer is defined as the concentration range within ± 0.3 of the log10 nominal titer. The linear range is 3.5E + 00IU / mL to 1.7E + 09IU / mL for EDTA plasma and 3.3E + for serum. It was determined to be 00IU / mL to 1.7E + 09IU / mL. The lower limit of quantification was found to be 4.0E + 00IU / mL for EDTA plasma and serum.

4. HCVの定量的分析
マスターミックス
4. Quantitative analysis of HCV Master mix

Figure 0006754874
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Figure 0006754874
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分析感度/LOD
200μLおよび500μLの試料インプット容積を使用して、HCV陰性EDTA血漿および血清中にRoche HCV二次標準を有する希釈パネルを調製した。それぞれの濃度レベルは21回の反復実験で試験した。少なくとも≧20回の反復実験がだとうである必要がある。95%ヒット率でのプロビット解析および≧95%ヒット率解析によりLODを決定した。
Analytical sensitivity / LOD
Dilution panels with Roche HCV secondary standards in HCV-negative EDTA plasma and serum were prepared using 200 μL and 500 μL sample input volumes. Each concentration level was tested in 21 repeat experiments. At least ≥20 repetitive experiments need to be done. LOD was determined by probit analysis with 95% hit rate and ≧ 95% hit rate analysis.

Figure 0006754874
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LOD概要:
1. 95%ヒット率でのプロビット解析により、EDTA血漿に関して、200μLの試料処理インプット容積について17.4IU/mLおよび500μL試料処理インプット容積について9.0IU/mLのLODが生じた。これらの濃度についての95%信頼区間は、200μL試料処理インプット容積について12.1〜34.3IU/mLおよび500μL試料処理インプット容積について5.5〜25.4IU/mLである。
LOD overview:
1. Probit analysis at 95% hit rate yielded an LOD of 17.4 IU / mL for a 200 μL sample processing input volume and 9.0 IU / mL for a 500 μL sample processing input volume for EDTA plasma. The 95% confidence intervals for these concentrations are 12.1 to 34.3 IU / mL for a 200 μL sample processing input volume and 5.5 to 25.4 IU / mL for a 500 μL sample processing input volume.

2. 95%ヒット率でのプロビット解析の値は、血清に対して、200μL試料処理インプット容積について20.2IU/mLおよび500μL試料処理インプット容積について8.2IU/mLである。これらの濃度についての95%信頼区間は、200μL試料処理インプット容積について14.0〜39.3IU/mLおよび500μL試料処理インプット容積について5.8〜15.0IU/mLである。 2. Probit analysis values at 95% hit rate are 20.2 IU / mL for a 200 μL sample processing input volume and 8.2 IU / mL for a 500 μL sample processing input volume for serum. The 95% confidence intervals for these concentrations are 14.0 to 39.3 IU / mL for a 200 μL sample processing input volume and 5.8 to 15.0 IU / mL for a 500 μL sample processing input volume.

直線性
HCV WHO標準に対して追跡可能(traceable)なHCV aRNAのEDTA血漿パネルの1つの調製物および血清パネルの1つの調製物を分析した。連続希釈により直線性パネルを調製し、10個の異なる濃度で分析した。500μL試料処理インプット容積で試験を行った。濃度は以下のように選択した:予想される定量の下限(LLoQ)未満で1つのレベル、LLoQで1つ、LLOQより上で1つ、中間レベルでいくつかの濃度、予想される定量の上限(ULoQ)でいくつかの濃度およびULoQまたはそれより上で1つ。全ての濃度について、21回の反復実験を試験した。
Straightness
One preparation of an EDTA plasma panel of HCV aRNA and one preparation of a serum panel that were traceable to the HCV WHO standard were analyzed. Linear panels were prepared by serial dilution and analyzed at 10 different concentrations. The test was performed with a 500 μL sample processing input volume. Concentrations were selected as follows: 1 level below the lower limit of expected quantification (LLoQ), 1 at LLoQ, 1 above LLOQ, some concentrations at intermediate levels, upper limit of expected quantification (ULoQ) at several concentrations and one at ULoQ or above. Twenty-one repetitive experiments were tested for all concentrations.

PM1 - 2.0E+08IU/mL - 予想されるULoQより上
PM2 - 1.0E+08IU/mL - 予想されるULoQ
PM3 - 1.0E+07IU/mL - 予想されるULoQ未満
PM4 - 1.0E+06IU/mL - 中間濃度レベル
PM5 1.0E+05IU/mL - 中間濃度レベル
PM6 - 1.0E+04IU/mL - 力価指定のための中間濃度レベル
PM7 - 1.0E+03IU/mL - 中間濃度レベル
PM8 - 1.0E+02IU/mL - 予想されるLLoQより上
PM9 - 1.0E+01IU/mL - 予想されるLLoQ
PM10 - 8.0E+00IU/mL - 予想されるLLoQ未満
PM1 --2.0E + 08IU / mL --above the expected ULoQ
PM2-1.0E + 08IU / mL-Expected ULoQ
PM3-1.0E + 07IU / mL-less than expected ULoQ
PM4-1.0E + 06IU / mL-Intermediate concentration level
PM5 1.0E + 05IU / mL-Intermediate concentration level
PM6-1.0E + 04IU / mL-Intermediate concentration level for titer specification
PM7 --1.0E + 03IU / mL --Intermediate concentration level
PM8 --1.0E + 02IU / mL --above the expected LLoQ
PM9 --1.0E + 01IU / mL --Expected LLoQ
PM10 --8.0E + 00IU / mL --less than expected LLoQ

Figure 0006754874
Figure 0006754874

この結果のグラフ表示を図15に示す。 The graph display of this result is shown in FIG.

Figure 0006754874
Figure 0006754874

この結果のグラフ表示を図16に示す。 The graph display of this result is shown in FIG.

直線性概要:
平均log10観測力価のlog10偏差がlog10名目力価の±0.3以内である濃度範囲として画定した直線範囲はEDTA血漿について4.87E+00IU/mL〜1.22E+08IU/mLおよび血清について3.90E+00IU/mL〜9.92E+07IU/mLと決定された。
Outline of linearity:
The linear range defined as the concentration range in which the log10 deviation of the mean log10 observed titer is within ± 0.3 of the log10 nominal titer is 4.87E + 00IU / mL to 1.22E + 08IU / mL for EDTA plasma and 3.90E + 00IU for serum. It was determined to be / mL ~ 9.92E + 07IU / mL.

5. HIVの定量的分析
マスターミックス
5. HIV Quantitative Analysis Master Mix

Figure 0006754874
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Figure 0006754874
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分析感度/LOD
200μLおよび500μLの試料インプット容積について、HIV-1陰性EDTA血漿中にHIV-1M二次標準を有する希釈パネルを調製した。それぞれの濃度レベルは21回の反復実験で試験した。少なくとも≧20回の反復実験が妥当である必要がある。95%ヒット率でプロビット解析および≧95%ヒット率解析によりLODを決定した。
Analytical sensitivity / LOD
Dilution panels with HIV-1M secondary standards in HIV-1 negative EDTA plasma were prepared for sample input volumes of 200 μL and 500 μL. Each concentration level was tested in 21 repeat experiments. At least ≥20 repetitive experiments need to be valid. LOD was determined by probit analysis with 95% hit rate and ≧ 95% hit rate analysis.

Figure 0006754874
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Figure 0006754874
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LOD概要
1. 95%ヒット率でのプロビット解析により、200μLインプット容積について41.8cp/mLおよび500μLインプット容積について18.9cp/mLのLODが生じた。
LOD overview
1. Probit analysis at 95% hit rate yielded 41.8 cp / mL for a 200 μL input volume and 18.9 cp / mL for a 500 μL input volume.

2. これらの濃度についての95%信頼区間範囲は、200μLインプット容積について30.9〜74.9cp/mLおよび500μLインプット容積について14.9〜29.4cp/mLであった。 2. The 95% confidence interval range for these concentrations ranged from 30.9 to 74.9 cp / mL for a 200 μL input volume and 14.9 to 29.4 cp / mL for a 500 μL input volume.

直線性
直線性/ダイナミックレンジ/正確性試験に使用された試料は、HIV-1細胞培養上清物質、HIV-1グループMサブタイプBの希釈パネルからなった。
Linearity The sample used for the linearity / dynamic range / accuracy test consisted of an HIV-1 cell culture supernatant material, a dilution panel of HIV-1 group M subtype B.

連続希釈により直線性パネルを調製した。このパネルを10個の濃度レベルで分析した。 Linear panels were prepared by serial dilution. This panel was analyzed at 10 concentration levels.

濃度は以下のように選択した:予想される定量の下限(LLoQ)未満で1つのレベル、LLoQで1つ、LLoQより上で1つ、中間レベルでいくつかの濃度、予想される定量の上限(ULoQ)でいくつかの濃度およびULoQより上で1つ。全ての濃度について、21回の反復実験を試験した。この直線性試験は、500μLインプット容積で行った: Concentrations were selected as follows: 1 level below the lower limit of expected quantification (LLoQ), 1 at LLoQ, 1 above LLoQ, some concentrations at intermediate levels, upper limit of expected quantification (ULoQ) at several concentrations and one above ULoQ. Twenty-one repetitive experiments were tested for all concentrations. This linearity test was performed at a 500 μL input volume:

PM1 - 2.0E+07cp/mL - 予想されるULoQより上
PM2 - 1.0E+07cp/mL - 予想されるULoQ
PM3 - 1.0E+06cp/mL - 予想されるULoQ未満
PM4 - 1.0E+05cp/mL - 中間濃度レベル
PM5 3.0E+04cp/mL - 力価指定のための中間濃度レベル
PM6 - 1.0E+04cp/mL - 中間濃度レベル
PM7 - 1.0E+03cp/mL - 中間濃度レベル
PM8 - 1.0E+02cp/mL - 中間濃度レベル
PM9 - 5.0E+01cp/mL - 予想されるLLoQより上
PM10 - 2.0E+01cp/mL - 予想されるLLoQ
PM11 - 1.5E+01cp/mL - 予想されるLLoQ未満
PM1 --2.0E + 07cp / mL --above the expected ULoQ
PM2-1.0E + 07cp / mL-Expected ULoQ
PM3 --1.0E + 06cp / mL --less than expected ULoQ
PM4 --1.0E + 05cp / mL --Intermediate concentration level
PM5 3.0E + 04cp / mL-Intermediate concentration level for titer specification
PM6-1.0E + 04cp / mL-Intermediate concentration level
PM7 --1.0E + 03cp / mL --Intermediate concentration level
PM8 --1.0E + 02cp / mL --Intermediate concentration level
PM9 --5.0E + 01cp / mL --above the expected LLoQ
PM10 --2.0E + 01cp / mL --Expected LLoQ
PM11 --1.5E + 01cp / mL --less than expected LLoQ

Figure 0006754874
Figure 0006754874

この結果のグラフ表示を図17に示す。 The graph display of this result is shown in FIG.

直線性概要
平均log10観測力価のlog10偏差がlog10名目力価の±0.3以内にある濃度範囲として画定した直線範囲は、1.5E+01cp/mL〜2.0E+07cp/mLと決定された。
Outline of linearity The linear range defined as the concentration range in which the log10 deviation of the average log10 observed titer is within ± 0.3 of the log10 nominal titer was determined to be 1.5E + 01cp / mL to 2.0E + 07cp / mL.

本発明の態様として、以下のものが挙げられる。
[1]1つ以上の液体試料中に存在し得る少なくとも第1および第2の標的核酸を単離および同時増幅するための方法であって、前記方法は、
a. 前記液体試料のそれぞれに内部対照核酸を添加する工程
b. 固体支持体物質と、前記1つ以上の液体試料を、標的核酸を含む核酸および内部対照核酸が固体支持体物質に固定化されるのに充分な時間および条件下で、1つ以上の容器中で一緒に合わせる工程
c. 分離ステーションにおいて、液体試料中に存在する他の物質から固体支持体物質を単離する工程
d. 前記分離ステーションにおいて核酸を精製し、固体支持体物質を洗浄バッファで1回以上洗浄する工程
e. 精製された標的核酸および精製された内部対照核酸と、前記標的核酸のそれぞれおよび前記内部対照核酸についての少なくとも1つの異なる組のプライマーを含む1つ以上の増幅試薬を、少なくとも2つの反応容器中で接触させる工程、ここで少なくとも第1の反応容器は少なくとも前記第1の標的核酸を含み、少なくとも第2の反応容器は少なくとも前記第2の標的核酸を含み、第2の標的核酸は第1の反応容器には存在しない
f. 前記反応容器中で、前記精製された標的核酸および前記精製された内部対照核酸と、前記1つ以上の増幅試薬を、前記標的核酸の存在または非存在を示す増幅反応が起こるのに充分な時間および条件下で、インキュベートする工程
g. 前記標的核酸の増幅産物により生成され、前記標的核酸の濃度に比例するシグナルを検出および測定する工程、ならびに前記内部対照核酸により生成されるシグナルを検出および測定する工程
の自動化工程を含み、工程d〜gにおける増幅および検出のための条件が、前記少なくとも第1および第2の精製された標的核酸ならびに内部対照核酸について同じであり、前記内部対照核酸の配列が、前記少なくとも第1および第2の精製された標的核酸について同じである、方法。
[2]前記内部対照核酸の増幅産物の存在が、前記標的核酸の1つ以上についての増幅産物の非存在下であっても、反応混合物中で増幅が起こることを示す、[1]記載の方法。
[3]以下:
h. 前記標的核酸の1つ以上の量を決定する工程
をさらに含む、前記いずれか記載の方法。
[4]前記増幅試薬が、逆転写酵素活性を有するポリメラーゼを含み、前記方法が、工程eおよびfの間に、前記反応容器中で、前記精製された核酸と、前記1つ以上の増幅試薬を、前記逆転写酵素活性を有するポリメラーゼによるRNAの転写が起こるのに適した時間および条件下でインキュベートする工程をさらに含む、前記いずれか記載の方法。
[5]前記内部対照核酸がDNAである、前記いずれか記載の方法。
[6]前記内部対照核酸がRNAである、前記いずれか記載の方法。
[7]前記内部対照核酸が外装された核酸である、前記いずれか記載の方法。
[8]内部対照核酸の配列が、液体試料中に存在する他の核酸の配列とは異なる、前記いずれか記載の方法。
[9]前記内部対照核酸の配列が天然に存在するゲノム由来である、前記いずれか記載の方法。
[10]前記内部対照核酸の配列が混ぜ合わさっている、前記いずれか記載の方法。
[11]前記内部対照核酸の融解温度が50℃〜90℃である、前記いずれか記載の方法。
[12]内部対照核酸が500塩基までの長さを有する、前記いずれか記載の方法。
[13]内部対照核酸の配列が30%〜70%のGC含量を有する、前記いずれか記載の方法。
[14]前記内部対照核酸がLOD〜20xLODの濃度を有する、前記いずれか記載の方法。
[15]前記内部対照核酸が20xLOD〜5000xLODの濃度を有する、前記いずれか記載の方法。
[16]工程aにおいて1つより多くの内部対照核酸が添加されるが、前記内部対照核酸の1つだけが工程fにおいて増幅される、前記いずれか記載の方法。
The following aspects of the present invention can be mentioned.
[1] A method for isolating and co-amplifying at least first and second target nucleic acids that may be present in one or more liquid samples.
a. Step of adding internal control nucleic acid to each of the liquid samples
b. Solid support material and one or more of the above liquid samples, with sufficient time and conditions for the nucleic acid containing the target nucleic acid and the internal control nucleic acid to be immobilized on the solid support material. The process of matching together in a container
c. The step of isolating the solid support material from other materials present in the liquid sample at the separation station.
d. The step of purifying the nucleic acid at the separation station and washing the solid support material with the wash buffer at least once.
e. At least two reaction vessels containing a purified target nucleic acid and a purified internal control nucleic acid and one or more amplification reagents containing at least one different set of primers for each of the target nucleic acids and the internal control nucleic acid. The step of contacting in, where at least the first reaction vessel comprises at least the first target nucleic acid, at least the second reaction vessel comprises at least the second target nucleic acid, and the second target nucleic acid is the first. Does not exist in the reaction vessel of
f. In the reaction vessel, the purified target nucleic acid, the purified internal control nucleic acid, and the one or more amplification reagents are sufficient for an amplification reaction indicating the presence or absence of the target nucleic acid to occur. Incubation step under various time and conditions
g. Includes an automated step of detecting and measuring a signal produced by the amplification product of the target nucleic acid and proportional to the concentration of the target nucleic acid, and a step of detecting and measuring the signal produced by the internal control nucleic acid. The conditions for amplification and detection in steps d-g are the same for the at least the first and second purified target nucleic acids and the internal control nucleic acid, and the sequences of the internal control nucleic acids are at least the first and first. The same method for 2 purified target nucleic acids.
[2] The description of [1], wherein the presence of an amplification product of the internal control nucleic acid indicates that amplification occurs in the reaction mixture even in the absence of amplification products for one or more of the target nucleic acids. Method.
[3] Below:
h. The method according to any of the above, further comprising determining the amount of one or more of the target nucleic acids.
[4] The amplification reagent comprises a polymerase having reverse transcriptase activity, and the method comprises the purified nucleic acid and the one or more amplification reagents in the reaction vessel during steps e and f. The method according to any of the above, further comprising the step of incubating the nucleic acid with a time and conditions suitable for transcription of RNA by the polymerase having reverse transcriptase activity.
[5] The method according to any one of the above, wherein the internal control nucleic acid is DNA.
[6] The method according to any one of the above, wherein the internal control nucleic acid is RNA.
[7] The method according to any one of the above, wherein the internal control nucleic acid is an outerized nucleic acid.
[8] The method according to any one of the above, wherein the sequence of the internal control nucleic acid is different from the sequence of other nucleic acids present in the liquid sample.
[9] The method according to any of the above, wherein the sequence of the internal control nucleic acid is derived from a naturally occurring genome.
[10] The method according to any one of the above, wherein the sequences of the internal control nucleic acids are mixed.
[11] The method according to any one of the above, wherein the melting temperature of the internal control nucleic acid is 50 ° C to 90 ° C.
[12] The method according to any of the above, wherein the internal control nucleic acid has a length of up to 500 bases.
[13] The method according to any of the above, wherein the sequence of the internal control nucleic acid has a GC content of 30% to 70%.
[14] The method according to any of the above, wherein the internal control nucleic acid has a concentration of LOD to 20xLOD.
[15] The method according to any of the above, wherein the internal control nucleic acid has a concentration of 20xLOD to 5000xLOD.
[16] The method according to any of the above, wherein more than one internal control nucleic acid is added in step a, but only one of the internal control nucleic acids is amplified in step f.

Claims (6)

1つ以上の液体試料中に存在し得る第1および第2の標的核酸を単離および同時増幅するための方法であって、前記方法は、
a. 前記液体試料のそれぞれに定量的標準核酸を添加する工程、ここで、定量的標準核酸の配列は、液体試料の起源とは異なる供給源に由来し、液体試料中の他の核酸配列とは異なり、植物ゲノム由来であり、混ぜ合わされて(scrambling)
b. 固体支持体物質と、前記1つ以上の液体試料を、標的核酸を含む核酸および定量的標準核酸が固体支持体物質に固定化されるのに充分な時間および条件下で、1つ以上の容器中で一緒に合わせる工程
c. 分離ステーションにおいて、液体試料中に存在する他の物質から固体支持体物質を単離する工程
d. 前記分離ステーションにおいて核酸を精製する工程
e. 精製された標的核酸および精製された定量的標準核酸と、前記標的核酸のそれぞれおよび前記定量的標準核酸についての少なくとも1つの異なる組のプライマーを含む増幅試薬を、少なくとも2つの反応容器中で接触させる工程
f. 前記反応容器中で、前記精製された標的核酸および前記精製された定量的標準核酸と、前記増幅試薬を、前記標的核酸の存在または非存在を示す増幅反応が起こるのに充分な時間および条件下でインキュベートし、第1の反応容器中で第2の標的核酸ではなく第1の標的核酸を増幅し、第2の反応容器中で第1の標的核酸ではなく第2の標的核酸を増幅する工程
g. 前記標的核酸の増幅産物により生成され、前記標的核酸の濃度に比例するシグナルを検出および測定する工程、ならびに前記定量的標準核酸により生成されるシグナルを検出および測定する工程、ならびに
h. 前記標的核酸の1つ以上の量を、定量的標準核酸を参照として使用することにより決定する工程
の自動化工程を含み、工程e.〜g.における増幅および検出のための条件が、前記第1および第2の精製された標的核酸ならびに前記定量的標準核酸について同じである、方法。
A method for isolating and co-amplifying first and second target nucleic acids that may be present in one or more liquid samples, said method.
The step of adding a quantitative standard nucleic acid to each of the liquid samples, where the sequence of the quantitative standard nucleic acid is derived from a source different from the origin of the liquid sample and is different from other nucleic acid sequences in the liquid sample. is different, is derived from a plant genome, that have been mixed (scrambling),
b. One or more of the solid support material and the one or more liquid samples, with sufficient time and conditions for the nucleic acid containing the target nucleic acid and the quantitative standard nucleic acid to be immobilized on the solid support material. Process of putting together in a container
c. The step of isolating the solid support material from other materials present in the liquid sample at the separation station.
d. The that pollock fine nucleic acid in the separation station step
e. purified and quantitative standard nucleic acid the target nucleic acid and is purified, the amplification reagent comprising at least one different set of primers for each, and the quantitative standard nucleic acid of the target nucleic acid, two reaction vessels even without least Process of contacting inside
f. In the reaction vessel, the purified target nucleic acid, the purified quantitative standard nucleic acid, and the amplification reagent are used for a sufficient time for an amplification reaction indicating the presence or absence of the target nucleic acid to occur. Incubate under conditions to amplify the first target nucleic acid instead of the second target nucleic acid in the first reaction vessel and the second target nucleic acid instead of the first target nucleic acid in the second reaction vessel. Process to do
g. A step of detecting and measuring a signal produced by the amplification product of the target nucleic acid and proportional to the concentration of the target nucleic acid, and a step of detecting and measuring a signal produced by the quantitative standard nucleic acid.
h. The conditions for amplification and detection in steps e. To g. Include the step of automating the step of determining the amount of one or more of the target nucleic acids by using a quantitative standard nucleic acid as a reference. The same method for the first and second purified target nucleic acids and the quantitative standard nucleic acids.
前記定量的標準核酸の増幅産物の存在が、前記標的核酸の1つ以上についての増幅産物の非存在下であっても、反応混合物中で増幅が起こることを示す、請求項1記載の方法。 The method of claim 1, wherein the presence of an amplification product of the quantitative standard nucleic acid indicates that amplification occurs in the reaction mixture even in the absence of amplification products for one or more of the target nucleic acids. 前記定量的標準核酸が外装された核酸である、請求項1または2記載の方法。 The method according to claim 1 or 2, wherein the quantitative standard nucleic acid is an outerized nucleic acid. 前記定量的標準核酸の融解温度が50℃〜90℃である、請求項1〜3いずれか記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the melting temperature of the quantitative standard nucleic acid is 50 ° C to 90 ° C. 定量的標準核酸が500塩基までの長さを有する、請求項1〜4いずれか記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the quantitative standard nucleic acid has a length of up to 500 bases. 定量的標準核酸の配列が30%〜70%のGC含量を有する、請求項1〜5いずれか記載の方法。
The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the sequence of the quantitative standard nucleic acid has a GC content of 30% to 70%.
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