TR201905558A2 - Nükleik asit tetkikinde kullanılmak için bir cihaz. - Google Patents

Abstract

Bu buluş, nükleik asit varlığının tespit edilmesi istenen alanlarda kullanılmak üzere ilmiğe dayalı izotermal amplifikasyon (LAMP) teknolojisi ile nükleik asitlerin amplifikasyonu ve tayin edilmesi için, bir gövde (4) içinde en az bir amplifikasyon tüpü (17) yerleşecek şekilde bir numune seti (2) ve bir ısıtıcı (9) ihtiva eden bir DNA tetkik cihazını (20) konu alır.

Description

TARIFNAME NÜKLEIK ASIT TETKIKINDE KULLANILMAK IÇIN BIR CIHAZ Teknik Alan Bu bulus, nükleik asit varliginin tespit edilmesi istenen alanlarda (örnegin saglik, tarim, kozmetik, endüstri, kriminal vb.) kullanilmak üzere ilmige dayali izotermal amplifikasyon (LAMP) teknolojisi ile nükleik asitlerin amplifikasyonunu ve tayin edilmesini saglayan düsük maliyetli ve pratik bir nükleik asit tetkik cihazina iliskindir.

Nükleik asit amplifikasyonu, bulasici hastaliklarin ve genetik bozukluklarin incelendigi klinik tip alani da dahil olmak üzere tüm yasam bilimlerinde kullanilan en degerli araçlardan biridir. Polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) yüksek duyarlilik ve seçiciligi nedeniyle günümüzde nükleik asit amplifikasyonu ve tayin edilmesi için en yaygin olarak kullanilan yöntemdir. PCR sistemlerinin çalismasi ve sonuçlarin islenerek analiz edilebilmesi için özel olarak egitim almis profesyoneller tarafindan çalistirilmasi gerekmektedir. Ayrica PCR sistemlerinin yanlis pozitif sonuçlar üretme ihtimali oldugundan oldukça temiz numuneler kullanilmasi gerekmektedir. Bunun yaninda, söz konusu sistemlerde isi sikluslarina ihtiyaç duyuldugundan Thermocycler gibi daha pahali ekipman kullanimini da gerektirmektedir. Bu nedenle PCR sistemleri pahalidir ve kullanimi tam donanimli Laboratuvarlar ile sinirlanmistir.

CN106995841A belgesinde genetik yapisi degistirilmis soya fasulyelerinin tespit edilmesi için bir yöntem ve bir çoklu PCR teçhizati açiklanmaktadir. Söz konusu yöntemin avantaji yüksek duyarliliga sahip olmasi, ekonomik ve hizli olmasi ve degistirilmis organizmalar ve ürünlerin tespiti ve miktarlarinin ölçülmesi için bir PCR kullanilarak genetik yapisi degistirilmis organizmalarin tetkiki için bir yöntem ve teçhizat açiklanmaktadir. USB287772B1 belgesinde gerçek zamanli PCR kullanilarak genetik yapisi degistirilmis soya fasulyelerinin belirlenmesi için bir analiz yöntemi açiklanmaktadir. Ancak söz konusu buluslar PCR sistemi ile çalistigindan masraflidir ve özel laboratuvar ekipmanlarinin kullanilmasini ve testlerin konuda uzmanlasmis profesyoneller tarafindan gerçeklestirilmesini gerektirmektedir. nükleotid sekanslarinin optik ince-film biyosensör yongalar kullanilarak belirlenmesi için bir analiz yöntemi açiklanmaktadir. Söz konusu analiz yöntemi, incelenecek bir numune, numunedeki renk degisiminin belirlenmesi ve numunenin en az bir DNA sekansi içerdiginin belirlenmesi adimlarini içermektedir. Bu yöntemin dezavantaji, biyosensörün üretiminin oldukça pahali olmasidir.

Yukarida açiklanan önceki teknikte bulunan nükleik asitlerin amplifikasyonunu ve tayin edilmesini saglayan cihazlar ve yöntemlerin dezavantajlarinin üstesinden gelecek yani bir nükleik asit tetkik cihazina ihtiyaç duyulmaktadir. Mevcut bulus, nükleik asit amplifikasyonu için izotermal amplifikasyon yöntemlerinden faydalanan bir cihaz ve yöntem açiklamaktadir. Izotermal amplifikasyon yöntemleriyle, PCR için gerekli olan isi sikluslarina ihtiyaç duyulmadan sabit isida etkili ve hizli bir sekilde nükleik asit amlifikasyonu yapilabilmektedir.

Bulusun Amaçlari Önceki tekniklere atifla bu bulus, nükleik asit varliginin tespit edilmesi istenen alanlarda kullanilmak üzere nükleik asitlerin amplifikasyonunu ve tayin edilmesini saglayan nükleik asit tetkik cihazi önermektedir.

Bulusun baska bir amaci da nükleik asit amplifikasyonu için izotermal amplifikasyon yöntemlerinden faydalanan bir cihaz sunmaktir. Tercihen söz konusu cihaz ilmige dayali izotermal amplifikasyon (LAMP) yönteminden faydalanmaktadir. LAMP sabit isida hizli ve etkili nükleik asit amplifikasyonu saglamaktadir. LAMP yönteminin ise reaksiyon süresinin ortalama 30 dakika oldugu, tek bir isi blogu ile 60-65°C isida ve sonuçlarin çiplak gözle görülebilmektedir.

Bulusun baska bir amaci da kullanim kolayligi saglayan ve tetkik sonuçlarini hizli olarak üretebilen bir nükleik asit tetkik cihazi sunmaktir.

Bulusun baska bir amaci da özel olarak egitim almis bir profesyonelden ziyade daha genis bir kullanici grubu tarafindan çalistirilmasi mümkün olan bir nükleik asit tetkik cihazi sunmaktir.

Bulusun Kisa Açiklamasi Bu bulusun amaçlarina ulasmak için gerçeklestirilen, ilk istem ve bu isteme bagli diger istemlerde tanimlanan bulus, özel bir teknoloji ve laboratuvar ekipmani ve uzmanlik gerektirmeden pratik ve güvenilir olarak nükleik asit tetkiki yapmak için bir cihazdir. Bulus konusu cihaz, güvenli, ucuz ve kullanici dostudur.

Bulus konusu DNA tetkik cihazi LAMP yöntemine dayali olarak DNA tetkiki gerçeklestirmektedir ve söz konusu cihazin tetkik sonuçlarini bir kontrol penceresi üzerinden renk degisimi ile sunmaktadir. Bulusun avantajlari harici güç kaynagina sahip olmaksizin çalistirilabilme, tasinabilirlik, gerçek zamanli reaksiyon gözlene bilirligi ve PID sicaklik kontrol çevrimi özelliklerine sahip olmasidir.

Bulusun yapisal ve karakteristik özellikleri ve tüm avantajlari asagida açiklamalari verilen sekiller ve bu sekillere atitlar yapilmak suretiyle yazilan detayli tarifname kismi sayesinde daha net olarak anlasilacaktir ve bu nedenle istemlerin degerlendirmesinin de bu sekiller ve detayli taritname göz önüne alinarak yapilmasi gerekmektedir. Ekli resimlerde verilen parçalarin bireysel ve komsu parçalara göre bagil boyutlari örnek olarak sunulmus olup boyutlar mevcut bulusun yapisal ve islevsel özellikleri bakimindan sinirlandirici biçimde yorumlanmamalidir.

Sekillerin Kisa Açiklamasi Bu bulusun amacina ulasmak için gerçeklestirilen biyo gösterge tespit cihazi ve buna ek olarak bu cihaz tarafindan kullanilan biyo algilayici ve mikro akiskan tabanli kartus ile uygulamasi ekli sekillerde gösterilmis olup bu sekiller; Sekil 1: Mevcut bulusa göre sunulan DNA tetkik cihazinin üst perspektif görünümüdür.

Sekil 2: Mevcut bulusa göre sunulan DNA tetkik cihazinin patlatilmis ön perspektif görünümüdür.

Bulusun Ayrintili Açiklamasi Sekillerdeki parçalar tek tek numaralandirilmis olup, bu numaralarin karsiligi asagida verilmistir. Üst kapak Numune seti Tüp yuvasi Görüntüleme penceresi Alt kapak PCB yuvasi PCB kapagi PCB 11 Mikroislemci oowovui-iimm-i 12 Sicaklik sensörü dönüstürücüsu 13 Güç yükselteci 14 Sicaklik sensörü Dahili güç kaynagi 16 Vida 17 Amplitikasyon tüpü DNA tetkik cihazi Mevcut bulus, nükleik asitlerin amplitikasyonunu ve tayin edilmesini saglayan ve yerinde (Point-cf-Care) tahlil yapan bir DNA tetkik cihazi (20) olarak tarif edilmistir.

DNA tetkik cihazi (20), nükleik asitlerin ampliiikasyonunun gerektirdigi ekipmanlarin karmasikligini ve miktarini azaltmak için tercihen bir izotermal amplifikasyon yöntemi kullanmakta, daha tercihen ilmige dayali izotermal amplifikasyon (LAMP) yöntemi kullanmaktadir.

LAMP tepkimesinde hedef bölgeye özgü DNA'daki alti ayirt edici bölgeyi taniyabilen 4 ile 6 primer kullanilmaktadir. Tepkime süresi ortalama 30 dakika olup sadece bir isi blogu veya termos benzeri bir isitici yardimiyla (SO-65°C isida gerçeklestirilebilmektedir. LAMP tepkimesi ile numunede hedef nükleik asidin olup olmadigi boya maddeleri kullanilarak renk degisikligi ve tlüoresans, veya turbidite gözlemlenerek belirlenebilmektedir. Bu tür renk degisikligi, flüoresans veya turbidite ölçümleri bir kullanici tarafindan çiplak göz ile veya spektrofotometrik veya tlüoresans görüntüleme gibi bir görüntüleme teknigi ile gerçeklestirilebilmektedir. LAMP tepkimesi süresince renk degisiminin takip edilebilmesi için kullanilabilecek boya maddelerinden bazilari sunlardir: Hydroxy Naphthol Blue (HNB), SYBR Green, Calcein, , Propidium lodide veya Crystal Violet.

Mevcut bulusa konu DNA tetkik cihazinin (20) yapisi Sekil 1 ve 2'de gösterilmektedir. DNA tetkik cihazi (20), bir numune seti (2) ihtiva eden bir gövde (4) ve numune setinin (2) yalitimini ve sizdirmazligini saglayan bir üst kapak (1) ihtiva etmektedir. Numune seti (2) içine birer adet amplifikasyon tüpü (17) yerlesecek sekilde 4 adet tüp yuvasi (3) içermektedir. Ancak teknikte uzman kisinin takdir edecegi üzere DNA tetkik cihazi (20) daha fazla veya daha az amplifikasyon tüpü (17) tasiyacak sekilde uyarlanabilmektedir. Gövde (4) üzerinde bulunan görüntüleme penceresi (5) LAMP tepkimesinin gerçek zamanli olarak gözlemlenebilmesine imkan tanimaktadir. Görüntüleme penceresi (5) camdan yapilmistir ve bu sekilde kullanicinin çiplak göz ile tepkimeyi gerçek zamanli olarak takip etmesinin saglamanin yaninda isi kaçagini da engellemektedir. LAMP tepkimesinin gerçek zamanli olarak görüntüleme penceresinden (5) amplifikasyon tüplerindeki (17) renk degisimi ile gözlemlenebilmesi, tepkimenin sonuçlarinin 30 dakikadan daha kisa bir süre içerisinde öngörülmesine imkan tanimaktadir.

Gövde (4), numunelerin yerlestirildigi amplifikasyon tüplerinin (17) yaninda isiticiyi (9) ve PCB (10) üzerince bulunan sicaklik kontrol elemanlarini da içermektedir. PCB (10) gövdede (4) bulunan bir PCB yuvasi (7) üzerine yerlestirilmekte ve bir PCB kapagi (8) ile örtülmektedir. PCB (10) üzerinde bulunan elemanlar bir mikroislemci (11), bir sicaklik sensörü (14), bir sicaklik sensörü dönüstürücüsü (12) bir dahili güç kaynagi (15) ve bir güç yükseltecidir (13).

Amplifikasyon tüpleri (17) numune setinin (2) içine ilk olarak yerlestirildiginde gövde (4) içindeki sicaklik ortam sicakligi ile aynidir. Gövde (4) içindeki sicaklik bir sicaklik sensörü (14) ile ölçülmektedir. Sicaklik sensörü dönüstürücüsü (12), sicaklik sensöründen (14) gelen analog sicaklik verisini dijital veriye dönüstürerek mikroislemciye (11) iletmektedir. Mikroislemci (11) PID kontrol algoritmasi ile alinan sicaklik verisini, istenen sicaklik verisi ile karsilastirmaktadir.

LAMP tepkimesi için istenen sicaklik degeri 65°C'dir. Gövde (4) içindeki sicaklik 65°C'den düsük oldugunda güç yükselteci (13) isiticiya (9) akim göndererek dahili güç kaynagi (15) araciligiyla gövde (4) içindeki sicakligin yükseltilmesini saglamaktadir. Gövde (4) içindeki sicaklik 65°C'den yüksek oldugunda güç yükselteci (13) isiticiya (9) akim göndererek dahili güç kaynagi (15) araciligiyla gövde (4) içindeki sicakligin düsürülmesini saglamaktadir. Gövde (4) içindeki sicaklik 65°C oldugunda güç yükselteci (13) isiticiya (9) akim göndererek dahili güç kaynagi (15) araciligiyla gövde (4) içindeki sicakligin sabit tutulmasini saglamaktadir. Bu süreç LAMP tepkimesinin gerçeklesmesi için 30 dakika boyunca devam etmektedir.

Bu sayede DNA tetkik cihazinin (20) isi kontrolü sürecinde herhangi bir sogutma sistemine gerek duyulmamaktadir. LAMP tepkimesi sabit sicaklikta (65°C) gerçeklesmektedir, yani PCR tepkimesi gibi isi sikluslarina ihtiyaç duyulmadigindan, vantilatörler, kanatlar veya sogutma sivisi sogutma sistemlerine de ihtiyaç duyulmamaktadir. Bundan dolayi DNA tetkik cihazi (20), önceki teknikte bulunan benzer cihazlara göre daha küçük bir hacime sahiptir. Bu sayede DNA tetkik cihazinin (20) isitilmasi için harcanan enerji daha az olacaktir.

DNA tetkik cihazi (20) harici güç kaynagina gerek duyulmadan, bir batarya yardimi ile çalistirilabilmektedir. Böylece DNA tetkik cihazi (20) hafiftir ve tasinmasi kolaydir.

Mevcut bulusun tercih edilen bir uygulamasinda nükleik asit varliginin tespit edilmesi istenen alanlarda kullanilmak üzere ilmige dayali izotermal amplifikasyon (LAMP) teknolojisi ile nükleik asitlerin amplifikasyonu ve tayin edilmesi için, bir gövde (4) içinde en az bir amplifikasyon tüpü (17) yerlesecek sekilde bir numune seti (2) ve bir isitici (9) ihtiva eden bir DNA tetkik cihazi (20) sunulmaktadir.

Mevcut bulusun tercih edilen bir unsuru uyarinca özelligi, söz konusu gövdenin (4), numune seti (2) ile ayni hizada ve amplifikasyon tüpleri (17) gövde (4) disindan çiplak göz ile görünebilecek sekilde konumlanmis bir görüntüleme penceresi (5) ihtiva etmesi, Mevcut bulusun tercih edilen bir unsuru uyarinca özelligi, söz konusu DNA tetkik cihazinin (20) bir PCB (10) üzerinde PID kontrol algoritmasi ile gövde (4) içindeki sicakligi ayarlayan bir mikroislemci (11) ve bir dahili güç kaynagi (15) ihtiva etmesidir.

Mevcut bulusun tercih edilen bir unsuru uyarinca özelligi, söz konusu görüntüleme penceresinin (5) cam malzemeden yapilmis olmasidir.

Mevcut bulusun tercih edilen bir unsuru uyarinca özelligi, söz konusu PCB (10) üzerinde gövde (4) içindeki sicakligi ölçmek için bir sicaklik sensörü (14), bir sicaklik sensörü dönüstürücüsü (12) ve bir güç yükselteci (13) ihtiva etmesidir.

Mevcut bulusun tercih edilen bir unsuru uyarinca özelligi, söz konusu mikroislemcinin (11) gövde (4) içindeki sicaklik verisine dayanarak güç yükseltecinin (18) isiticiya (9) akim göndermesini saglayarak dahili güç kaynagi (15) araciligiyla gövde (4) içindeki sicakligin degistirilmesini veya sabit tutulmasini saglayacak sekilde yapilanmis olmasidir.

Mevcut bulusun tercih edilen bir unsuru uyarinca özelligi, söz konusu amplifikasyon tüpü (17) içerisinde gerçeklesen LAMP tepkimesi süresince renk degisiminin takip edilebilmesi için boya maddesi olarak Hydroxy Naphthol Blue (HNB) bulunmasidir.

Mevcut bulusun tercih edilen bir unsuru uyarinca özelligi, söz konusu numune setinin (2) içine birer adet amplitikasyon tüpü (17) yerlesecek sekilde 4 adet tüp yuvasi (3) ihtiva etmesidir.

Claims (6)

ISTEMLER

1- Nükleik asit varliginin tespit edilmesi istenen alanlarda kullanilmak üzere ilmige dayali izotermal amplifikasyon (LAMP) teknolojisi ile nükleik asitlerin amplifikasyonu ve tayin edilmesi için, bir gövde (4) içinde en az bir amplifikasyon tüpü (17) yerlesecek sekilde bir numune seti (2) ve bir isitici (9) ihtiva eden bir DNA tetkik cihazi (20) olup ayirt edici özelligi; söz konusu gövdenin (4), numune seti (2) ile ayni hizada ve amplifikasyon tüpleri (17) gövde (4) disindan çiplak göz ile görünebilecek sekilde konumlanmis bir görüntüleme penceresi (5) ihtiva etmesi, ve söz konusu DNA tetkik cihazinin (20) bir PCB (10) üzerinde PID kontrol algoritmasi ile gövde (4) içindeki sicakligi ayarlayan bir mikroislemci (11) ve bir dahili güç kaynagi (15) ihtiva etmesidir.

2- istem 1'e bagli bir DNA tetkik cihazi (20) olup özelligi; söz konusu görüntüleme penceresinin (5) cam malzemeden yapilmis olmasidir.

3- istem 1 veya 2'ye bagli bir DNA tetkik cihazi (20) olup özelligi; söz konusu PCB (10) üzerinde gövde (4) içindeki sicakligi ölçmek için bir sicaklik sensörü (14), bir sicaklik sensörü dönüstürücüsü (12) ve bir güç yükselteci (13) ihtiva etmesidir.

4- istem 3*e bagli bir DNA tetkik cihazi (20) olup özelligi; söz konusu mikroislemcinin (11) gövde (4) içindeki sicaklik verisine dayanarak güç yükseltecinin (13) isiticiya (9) akim göndermesini saglayarak dahili güç kaynagi (15) araciligiyla gövde (4) içindeki sicakligin degistirilmesini veya sabit tutulmasini saglayacak sekilde yapilanmis olmasidir.

5- Yukaridaki istemlerden herhangi birine bagli bir DNA tetkik cihazi (20) olup özelligi; söz konusu amplifikasyon tüpü (17) içerisinde gerçeklesen LAMP tepkimesi süresince renk degisiminin takip edilebilmesi için boya maddesi olarak Hydroxy Naphthol Blue (HNB) bulunmasidir.

6- Yukaridaki istemlerden herhangi birine bagli bir DNA tetkik cihazi (20) olup özelligi; söz konusu numune setinin (2) içine birer adet ampliiikasyon tüpü (17) yerlesecek sekilde 4 adet tüp yuvasi (3) ihtiva etmesidir.