TW201703754A - 用於樣品收集的裝置和方法 - Google Patents

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Abstract

本公開內容提供了一種用於收集和/或處理受試者的體液樣品的系統,一種用於收集和/或處理受試者的體液樣品的方法,以及一種用於收集和/或處理受試者的體液樣品的套件。

Description

用於樣品收集的裝置和方法 交叉引用
本申請要求於2015年5月25日提交的PCT申請序號PCT/CN2015/079706、於2015年7月13日提交的PCT申請序號PCT/CN2015/083894以及於2015年7月27日提交的PCT申請序號PCT/CN2015/085201的優先權,這些申請通過引用以其全文併入本文以用於所有目的。
基於聚合酶鏈反應(PCR)技術的分子診斷已經廣泛用於例如微生物和病毒的檢測。通常通過靜脈穿刺或通過非靜脈穿刺來獲得用於實驗室測試的樣品(例如,血液樣品),然後,一般將樣品轉移至實驗室以便由服務提供者例如實驗室技術員或護士進一步處理和測試。通常將樣品分級分離(例如,通過離心)、純化並處理,以提取其中的某些組分或分子,然後可以檢查這些組分或分子以揭示適用於診斷的資訊。該測試通常包括例如通過PCR(例如,qPCR)對存在於樣品中的核酸分子進行擴增和測序。
儘管存在目前可用於從受試者收集體液或組織樣品的方法和系統,但在此認識到與這樣的方法和系統相關聯的各種限制。例如,通常,可能需要相對大量的樣品來獲得可靠的測試結果,運輸過 程可能很長,樣品可能在該過程中受到污染或變質,可能需要數日或甚至數周來獲得測試結果,並且通常需要專業知識和專業經驗來進行測試和/或解釋測試結果。另外,在樣品的獲得、運輸和測試過程中,分析者(例如,護士)可能處於被樣品中所包含的病原體或病毒感染的風險下。對於待測受試者和進行該測試的分析者,這些可能是有問題的。在此認識到對能夠進行快速、安全且可靠的分子測試的裝置和方法的需求。
本公開內容提供了用於以快速且簡單的方式從受試者收集樣品的裝置和方法,該方式使得快速且容易地進行現場分子診斷成為可能,同時產生可靠的結果。
本公開內容的一方面提供了一種用於收集和/或處理受試者的體液樣品的系統。該系統包含收集構件,該收集構件包含(i)與在該收集構件的第一末端處的第一開口流體連通的至少一個收集通道,以及(ii)在該收集構件的第二末端處的第一法蘭,其中該第一開口允許體液樣品從體液樣品的來源流向收集通道。該系統還可包含收集器皿,該收集器皿包含(i)具有核酸擴增所需的試劑的容器,其中該容器在所述容器末端處具有允許收集構件安設(deposit)在該容器中的第二開口,以及(ii)環繞該第二開口的第二法蘭,當收集構件被安設在容器中時,該第二法蘭與第一法蘭相接合以形成密封。
在一些實施方案中,當收集構件通過第二開口安設在容器中時,體液樣品從收集通道通過第一開口流向容器,以形成包含該體液樣品和所述試劑的反應混合物。
在一些實施方案中,第一開口和/或收集通道的尺寸被設置為允許體液樣品通過毛細作用流動。
在一些實施方案中,所述收集構件進一步包含與收集通道流體連通的容器,其中該容器具有比收集通道更大的橫截面積。
在一些實施方案中,所述收集構件進一步包含尖端。該尖端可以包括手指尖刺(finger prick)。在一些實施方案中,該尖端是相對於收集構件的縱軸非對稱的徑向延伸尖端。
在一些實施方案中,所述收集構件包含第三開口,該第三開口的尺寸被設置為在抵靠外部物體施加第一法蘭時密封收集通道。在一些實施方案中,該第一法蘭環繞該第三開口。該外部物體可以是手指或塞子(例如,橡膠塞)。
在一些實施方案中,所述收集構件可移除地儲存在第一外殼中,並且收集器皿可移除地儲存在第二外殼中。該第二外殼可附接至該第一外殼上。第一外殼與第二外殼之間的附接可以是可移除的。
在一些實施方案中,所述收集器皿包含鄰近第二法蘭的聚合物膜,該聚合物膜可被收集構件穿透。該聚合物膜可以是可密封的或可重複密封的。在一些實施方案中,該聚合物膜由石蠟膜(parafilm)製成。
在一些實施方案中,所述體液樣品是血液樣品。該血液樣品可以是全血樣品。
在一些實施方案中,所述收集通道和/或容器基本上不含抗凝劑。
在一些實施方案中,核酸擴增所需的試劑包括一種或多種引物和聚合酶。該一種或多種引物可以具有被選擇用於測定受試者是否存在疾病的序列。該疾病可以是感染性疾病或癌症。在一些實施方案中,該試劑包括Mg或Mn離子。
在一些實施方案中,所述收集器皿適用於將混合物穩定儲存至少約5分鐘的時間段。
在一些實施方案中,所述體液樣品具有少於約1mL的體 積。
在一些實施方案中,所述體液樣品的來源是儲存器皿中的體液樣品池(pool)。在一些實施方案中,所述來源是可通過在組織中穿刺而獲得的受試者的組織。
在一些實施方案中,所述系統進一步包含受試者的識別資訊。該識別資訊可以在收集器皿、收集構件上,或在收集器皿或收集構件的外殼上。該識別資訊可以是匿名的。在一些實施方案中,該識別資訊在條碼上。在一些實施方案中,該識別資訊在射頻識別(RFID)標籤中。
在一些實施方案中,所述系統進一步包含鄰近於收集器皿的加熱構件,其中該加熱構件在核酸擴增期間加熱反應混合物。在一些實施方案中,該加熱構件是使反應混合物在核酸擴增期間經歷一個或多個加熱和冷卻迴圈的熱迴圈儀。
在一些實施方案中,所述加熱構件包含接受器(receptacle),該接受器的尺寸被設置為容納所述收集器皿。
在一些實施方案中,所述收集構件包含多個收集通道。
在另一個方面,本公開內容提供了一種用於收集和/或處理受試者的體液樣品的方法。該方法包括:提供收集構件,其包含(i)與在該收集構件的第一末端處的第一開口流體連通的至少一個收集通道,以及(ii)在該收集構件的第二末端處的第一法蘭;將該收集構件的第一開口定位成鄰近體液樣品的來源,使得該體液樣品從該來源通過第一開口流向收集通道;將該收集構件安設在收集器皿中,該收集器皿包含(i)具有核酸擴增所需的試劑的容器,以及(ii)環繞該第二開口的第二法蘭,其中當將該收集構件安設在收集器皿中時,該第二法蘭與第一法蘭相接合以形成密封;以及使體液樣品從收集通道通過第一開口流向所述容器,以形成包含該體液樣品和所述試劑的反應混合 物。
在一些實施方案中,所述收集器皿包含鄰近第二法蘭的聚合物膜,該聚合物膜可被收集構件穿透。
在一些實施方案中,所述安設包括用收集構件穿透該聚合物膜。
在一些實施方案中,所述體液樣品是血液樣品。
在一些實施方案中,所述收集通道和/或容器基本上不含抗凝劑。
在一些實施方案中,核酸擴增所需的試劑包括一種或多種引物和聚合酶。該一種或多種引物可以具有被選擇用於測定受試者是否存在感染性疾病的序列。
在一些實施方案中,所述體液樣品具有少於約1mL的體積。
在一些實施方案中,所述方法進一步包括提供受試者的識別資訊。
在一些實施方案中,所述方法進一步包括將收集器皿安置為鄰近加熱構件。
在一些實施方案中,所述方法進一步包括用該加熱構件加熱反應混合物。在一些實施方案中,所述加熱包括使反應混合物經歷一個或多個加熱和冷卻迴圈。
在一些實施方案中,當將收集構件安設在收集器皿中時,第一開口浸沒在所述試劑中。
在一些實施方案中,所述方法進一步包括使用收集器皿中的反應混合物進行核酸擴增。
在一些實施方案中,所述方法的(b)-(d)在少於約10分鐘的時間段內進行。在一些實施方案中,該時間段少於約1分鐘。在一些 實施方案中,該時間段少於約30秒。
在一些實施方案中,所述體液樣品具有少於約1mL的體積。
在一些實施方案中,(d)中的流動包括使體液樣品經受正壓。
在另一個方面,本公開內容提供了一種用於收集和/或處理受試者的體液樣品的套件(kit)。該套件可以包含:收集構件,其包含(i)與在該收集構件的第一末端處的第一開口流體連通的至少一個收集通道,以及(ii)在該收集構件的第二末端處的第一法蘭,其中該第一開口允許體液樣品從體液樣品的來源流向收集通道;以及收集器皿,其包含(i)具有核酸擴增所需的試劑的容器,其中該容器在所述容器的末端處具有允許收集構件安設在該容器中的第二開口,以及(ii)環繞該第二開口的第二法蘭,當收集構件被安設在該容器中時,該第二法蘭與第一法蘭相接合以形成密封。當收集構件通過第二開口安設在該容器中時,體液樣品可以從收集通道通過第一開口流向該容器,以形成包含該體液樣品和所述試劑的反應混合物。該套件還可以包含說明書,該說明書允許使用者使用該收集構件來(i)從所述來源收集體液樣品,以及(ii)將體液樣品安設在收集器皿中以提供反應混合物。
所述套件可以進一步包含第一外殼以及附接至該第一外殼上的第二外殼,其中收集構件可移除地儲存在該第一外殼中,並且收集器皿可移除地儲存在第二外殼中。第一外殼與第二外殼之間的附接可以是可移除的。
在一些實施方案中,所述體液樣品是血液樣品。
在一些實施方案中,所述收集通道和/或容器基本上不含抗凝劑。
在一些實施方案中,核酸擴增所需的試劑包括一種或多 種引物和聚合酶。在一些實施方案中,該一種或多種引物具有被選擇用於測定受試者是否存在疾病的序列。該疾病可以是感染性疾病或癌症。
在一些實施方案中,所述套件進一步包含受試者的識別資訊。在一些實施方案中,該識別資訊在收集器皿、收集構件上,或在收集器皿或收集構件的外殼上。該識別資訊可以是匿名的。在一些實施方案中,該識別資訊在條碼上。在一些實施方案中,該識別資訊在射頻識別(RFID)標籤中。
通過以下詳述,本公開內容的其他方面和優勢將對本領域技術人員而言變得顯而易見,在以下詳述中僅示出並描述了本公開內容的說明性實施方案。應當認識到,本公開內容能夠具有其他不同的實施方案,並且其若干細節能夠在各個明顯的方面進行修改,所有這些都不偏離本公開內容。因此,附圖和說明書在本質上將被視為是說明性的而非限制性的。
援引併入
本說明書中提及的所有出版物、專利和專利申請均通過引用併入本文,其程度如同具體地且單獨地指明每個單獨的出版物、專利或專利申請均通過引用而併入。
100‧‧‧收集構件
101‧‧‧第一法蘭
102‧‧‧收集通道
103‧‧‧開口
104‧‧‧蓋
105‧‧‧手指
106‧‧‧收集器皿
107‧‧‧手指尖刺
200‧‧‧收集器皿
201‧‧‧器皿蓋
202‧‧‧器皿主體
203‧‧‧聚合物膜
300‧‧‧系統
301‧‧‧蓋
302‧‧‧器皿主體
303‧‧‧膜
304‧‧‧收集構件
305‧‧‧收集通道
306‧‧‧設備
307‧‧‧第二法蘭
308‧‧‧第一法蘭
400‧‧‧系統
401‧‧‧第一外殼
402‧‧‧第二外殼
403‧‧‧收集器皿
404‧‧‧收集構件
503‧‧‧收集器皿
504‧‧‧收集構件
603‧‧‧收集器皿
604‧‧‧收集構件
700‧‧‧系統
703‧‧‧收集器皿
704‧‧‧收集構件
4011‧‧‧外殼蓋
4012‧‧‧外殼主體
4021‧‧‧外殼蓋
4022‧‧‧外殼主體
5031‧‧‧第二法蘭
5032‧‧‧第二開口
5041‧‧‧第一開口
5042‧‧‧第一法蘭
5043‧‧‧第三開口
6031‧‧‧第二法蘭
6032‧‧‧膜
6042‧‧‧第一法蘭
7041‧‧‧開口
7033‧‧‧試劑
本發明的新穎特徵在所附權利要求書中具體闡述。通過參考以下對其中利用到本發明原理的說明性實施方案加以闡述的詳述和附圖(本文中也稱為“圖”),將會獲得對本發明的特徵和優點的更好的理解,在附圖中:圖1A-1D示出了採用本公開內容的樣品收集構件進行樣品收集的工作流程;圖2示出了本公開內容的收集器皿; 圖3示出了本公開內容的系統;圖4示出了本公開內容的另一種系統;圖4B示出了外殼的帽被移除的該系統,而圖4C顯示了外殼的帽被移除的該系統的立體視圖;圖5示出了本公開內容的系統;圖6顯示了本公開內容的系統的部件的放大視圖;並且圖7顯示了組裝後的該系統的剖視圖和立體視圖。
雖然本文已經示出和描述了本發明的各個實施方案,但對於本領域技術人員顯而易見的是,這樣的實施方案只是通過示例的方式提供的。本領域技術人員可以想到眾多變更、改變和替換,而不會偏離本發明。應當理解,可以採用本文所述的本發明實施方案的各種替代方案。
本文所用的術語“基本的”通常是指超過最少量或微不足道的量;而“基本上地”通常是指超過最少地或微不足道地。如本文中關於物質的量、數量或濃度所用的術語“基本上不含”通常是指在混合物或裝置中,或在該裝置的元件中,存在少於約10%(v/v)、少於約5%(v/v)、少於約4%(v/v)、少於約3%(v/v)、少於約2%(v/v)、少於約1%(v/v)、少於約0.1%(v/v)、少於約0.01%(v/v)、少於約0.001%(v/v)或少於約0.0001%(v/v)的該物質。
本文所用的術語“樣品”通常是指組織或體液樣品。例如,樣品可以是但不限於血液樣品,或其一部分。樣品可含有或被懷疑含有核酸分子。樣品可包括細胞物質。樣品可包括核酸物質,諸如去氧核糖核酸(DNA)或核糖核酸(RNA)。例如,受試者樣品可以是含有一種或多種核酸分子的生物樣品。該生物樣品可從受試者的身體樣品獲得或是可獲得的(例如,提取或分離的),該身體樣品可選自血液 (例如,全血)、血漿、血清、尿液、唾液、粘膜分泌物、痰、糞便和淚液。身體樣品可以是受試者的體液或組織樣品(例如,皮膚樣品)。在一些示例中,樣品獲自受試者的無細胞體液,例如,全血。在此情況下,樣品可包含無細胞DNA和/或無細胞RNA。在一些其他示例中,該樣品是環境樣品(例如,土壤、廢物、環境空氣等)、工業樣品(例如,來自任何工業過程的樣品)和食物樣品(例如,乳製品、植物產品和肉製品)。
樣品可以具有任何合適的大小或體積。在一些示例中,小體積包括不超過約5mL;不超過約4mL;不超過約3mL;不超過約2mL;不超過約1mL;不超過約500μL;不超過約250μL;不超過約100μL;不超過約75μL;不超過約50μL;不超過約35μL;不超過約25μL;不超過約20μL;不超過約15μL;不超過約10μL;不超過約8μL;不超過約6μL;不超過約5μL;不超過約4μL;不超過約3μL;不超過約2μL;不超過約1μL;不超過約0.8μL;不超過約0.5μL;不超過約0.3μL;不超過約0.2μL;不超過約0.1μL;不超過約0.05μL;或不超過約0.01μL。
本文所用的術語“照護點”通常是指受試者可以受到照護(例如,通過測試、監控、治療、診斷、引導、樣品收集、身份(ID)驗證、醫療服務、非醫療服務等)的地點,並且可包括但不限於受試者的家,受試者的公司,醫療保健提供者(例如,醫生)的地點,醫院,急診室,手術室,診所,醫療保健專業人員的辦公室,實驗室,零售商一例如,藥房(例如,零售藥房、臨床藥房、醫院藥房)、藥店、超市、雜貨店等,交通工具(例如,小汽車、船、卡車、巴士、飛機、摩托車、救護車、移動單位(mobile unit)、消防車/消防卡車、急救車、執法車、警車或配置用於將受試者從一個地點運送到另一個地點的其他載具等),移動醫療保健單位(traveling medical care unit),多個 移動單位,學校,日托中心,安檢地點,作戰地點,健康輔助生活住所,政府機構,辦公樓,帳篷,樣品採集地點(例如,采血中心),或本申請其他地方描述的任何其他照護點位置。
本文所用的術語“體液”通常是指可從受試者獲得的任何液體。體液可包括但不限於,例如血液、尿液、唾液、淚液、汗液、身體分泌物、身體排泄物或源自於受試者或可從受試者獲得的任何其他液體。具體地,體液包括但不限於血液、血清、血漿、骨髓、唾液、尿液、胃液、脊髓液、淚液、糞便、粘液、汗液、耳垢、油、腺體分泌物、腦脊液、精液、陰道液、來源於腫瘤組織的間質液、眼內液、胎盤液、羊水、臍帶血、淋巴液、腔液、痰、膿、胎糞、乳汁和/或其他分泌物或排泄物。
如本文所用的,“收集構件”可以是一次性的,例如,其可以被使用一次並丟棄。收集構件還可以包含一個或多個一次性元件,其中所述元件中的每一個均可以被使用一次並丟棄。備選地或另外地,收集構件可以重複使用,或可以包含一個或多個可重複使用的元件,例如該元件可以被重複使用任意次數。
本文所用的“收集通道”可以能夠接收一種或多種類型的樣品。例如,收集通道可以能夠接收兩種不同類型的體液樣品(例如,血液、眼淚)。
如本文所用的,術語“針”通常是指能夠穿透受試者的組織或組織表面,由此向所述組織中引入物質或從所述組織中取出物質的任何物品。在一些實施方案中,針可以是尖銳細長的器件。
本文所用的術語“按鈕”通常是指可以被壓縮或按壓至不同位置和/或水準的機械元件。按鈕可以是可按壓且可擴展的。按鈕可以具有適合於被壓縮或按壓至不同位置和/或水準的任何形式或形狀,例如,圓柱形、立方體、條形、杆形等。本公開內容的按鈕可被 配置用於驅動收集通道和/或收集構件的移動。按鈕還可被配置用於啟動或驅動樣品進入或離開收集通道的移動。
本文所用的術語“套件”通常是指兩種或更多種元件的組合,其中所述兩種或更多種元件可以包含在單個包裝或容器中。或者,所述兩個或更多個元件可以分別包含在兩個或更多個獨立的包裝或容器中。
本文所用的術語“膜”通常是指使至少兩個體積隔開,或使體積與外部環境隔開的結構。膜可以是合成膜,例如,由固態材料(例如,半導體、金屬、半金屬或非金屬)或聚合材料(例如,聚合物膜)形成的膜。例如,膜可以由密封收集器皿並使其與外部環境隔開的不透明、透明或半透明的材料形成。在一些實施方案中,該膜可以是由石蠟膜製成的聚合物膜。
本文所用的術語“核酸”通常是指包含一個或多個核酸亞單位的分子。核酸可包含一個或多個選自腺苷(A)、胞嘧啶(C)、鳥嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和尿嘧啶(U)或其變體的亞單位。核苷酸可包含A、C、G、T或U,或其變體,包括但不限於肽核酸(PNA)。核苷酸可包含能夠摻入到生長中的核酸鏈內的任何亞單位。這樣的亞單位可以是A、C、G、T或U,或對於一個或多個互補A、C、G、T或U是特異的或與嘌呤(即,A或G,或其變體)或嘧啶(即,C、T或U,或其變體)互補的任何其他亞單位。亞單位可以使單個核酸堿基或成組堿基(例如,AA、TA、AT、GC、CG、CT、TC、GT、TG、AC、CA或其尿嘧啶對應物)能夠得到解析。在一些示例中,核酸是去氧核糖核酸(DNA)或核糖核酸(RNA),或其衍生物。核酸可以是單鏈或雙鏈的。核酸可包含一種或多種修飾的核苷酸,例如,甲基化核苷酸和核苷酸類似物。
本文所用的術語“聚合酶”通常是指能夠催化聚合反應的 任何酶。聚合酶的示例包括但不限於核酸聚合酶、轉錄酶或連接酶。聚合酶可以是聚合反應酶或聚合酶。
本文所用的術語“受試者”通常是指動物或其他生物體,例如,哺乳動物物種(例如,人)、禽類(例如,鳥)物種或植物。哺乳動物包括但不限於鼠類、猿類、人類、農場動物、運動動物和寵物。受試者可以是患有或被懷疑患有某種疾病或有患該疾病的傾向的個體,或者需要治療或疑似需要治療的個體。受試者可以是患者。
如本文所用的,術語“抗凝劑”是能夠使樣品(例如,血液樣品)保持為液體形式的試劑。抗凝劑可以是抗凝結劑,例如,肝素(例如,肝素鋰或肝素鈉)或乙二胺四乙酸(EDTA),在一些情況下,其與週邊設備集成以供綜合測試或服務。
本公開內容提供了用於獲得、處理和分析樣品的裝置、方法和系統。本文所述的裝置、系統和方法的各個方面均可應用於下文所闡述的任何具體的裝置、系統和方法。本文提供的裝置、系統和方法可以作為獨立的裝置、系統或方法來應用,或在例如與照護點服務有關的系統中作為集成系統的一部分來應用。
用於收集和/或處理受試者的體液樣品的系統
本公開內容的一個方面提供了一種用於收集和/或處理受試者的樣品(例如,體液樣品,如血液樣品)的系統。該系統可以包含收集構件和收集器皿。該收集構件可以包含(i)與在該收集構件的第一末端處的第一開口流體連通的至少一個收集通道,以及(ii)在該收集構件的第二末端處的第一法蘭。該第一開口可以允許樣品(例如,體液樣品,如血液樣品)從該樣品的來源流向收集通道。該收集器皿可以包含(i)具有核酸擴增所需的試劑的容器,該容器可以在所述容器末端處具有允許收集構件安設在該容器中的第二開口。該收集器皿可以進一步包含(ii)環繞該第二開口的第二法蘭。當收集構件被安設在容 器中時,該第二法蘭可以與第一法蘭相接合以形成密封。在一些實施方案中,該收集構件包含多個收集通道。
所述收集構件可以包含至少一個或多個收集通道。每個收集通道均可以與開口流體連通,以收集體液樣品。在一些情況下,多個通道與開口流通連通。
當收集構件通過第二開口安設在容器中時,體液樣品可以從收集通道通過第一開口流向容器,以形成包含該體液樣品和所述試劑的反應混合物。該開口(例如,第一開口)和/或收集通道的尺寸可以被設置為允許體液樣品通過毛細作用流動。例如,該開口(例如,第一開口)和/或收集通道可以具有約0.1mm或更小、0.2mm或更小、0.3mm或更小、0.4mm或更小、0.5mm或更小、0.6mm或更小、0.7mm或更小、0.8mm或更小、0.9mm或更小、1.0mm或更小、1.1mm或更小、1.2mm或更小、1.3mm或更小、1.4mm或更小、1.5mm或更小、1.6mm或更小、1.7mm或更小、1.8mm或更小、1.9mm或更小、2.0mm或更小、2.5mm或更小、3.0mm或更小、3.5mm或更小的直徑。在一些情況下,該收集通道可以具有約0.3mm或更小、0.4mm或更小、0.5mm或更小、0.6mm或更小、0.7mm或更小、0.8mm或更小、0.9mm或更小、1.0mm或更小、1.1mm或更小、1.2mm或更小、1.3mm或更小、1.4mm或更小、1.5mm或更小、1.6mm或更小、1.7mm或更小、1.8mm或更小、1.9mm或更小、2.0mm或更小、2.5mm或更小、3.0mm或更小、3.5mm或更小、3.5mm或更小、4.0mm或更小、4.5mm或更小、5.0mm或更小、5.5mm或更小、6.0mm或更小、6.5mm或更小、7.0mm或更小、7.5mm或更小、8.0mm或更小、8.5mm或更小、9.0mm或更小、9.5mm或更小、10.0mm或更小、10.5mm或更小、11.0mm或更小、11.5mm或更小、12.0mm或更小、12.5mm或更小、13.0mm或更小、13.5mm 或更小、14.0mm或更小、15.0mm或更小、16.0mm或更小、17.0mm或更小、18.0mm或更小、19.0mm或更小、或20.0mm或更小的長度。
所述收集構件可進一步包含與收集通道流體連通的容器。可以使用該容器從收集通道收集體液樣品。該容器可以具有比收集通道更大的橫截面積。
在一些實施方案中,所述收集構件還可包含尖端。該尖端可以包括手指尖刺。在一些實施方案中,該尖端是相對於收集構件的縱軸非對稱的徑向延伸尖端,並由此可以形成尖頭。在一些情況下,該收集構件可以包含第三開口,該第三開口的尺寸可以被設置為在抵靠外部物體施加第一法蘭時密封收集通道。第一法蘭可以環繞第三開口。該外部物體可以是使用者的手指或塞子,如橡膠塞,或由其他合適的材料(例如,紙、聚合材料等)製成的塞子。在一些情況下,使用者將手指放在第三開口上,以使體液樣品保留在收集構件中(例如,通過負壓)。
在一些實施方案中,所述收集構件可以進一步包含被定位成鄰近收集構件的第一末端的蓋,其中該蓋被配置用於防止開口和/或尖端(例如,手指尖刺,當存在時)暴露於環境並使它們保持乾淨。該蓋可以由不透明、透明或者半透明的材料形成。該蓋還可以由可用收集構件穿透的材料形成。
所述收集構件可以可移除地儲存在第一外殼中,並且所述收集器皿可以可移除地儲存在第二外殼中。該第二外殼可以附接至該第一外殼上。第一外殼與第二外殼之間的附接可以是可移除的。例如,可以用橡膠帶、夾子、鉤或能夠將系統的兩個或更多個元件暫時和/或永久保持在一起的任何其他裝置來將第一外殼與第二外殼彼此附接。
在一些實施方案中,所述收集器皿可以包含鄰近該收集器皿的第二法蘭的膜(例如,聚合物膜,如石蠟膜)。該膜可以密封收集器皿內的內容物以使其與周圍環境隔開。該膜可以是可穿透的(例如,被收集構件)。例如,收集構件可以刺穿該膜。作為替代方案,該膜可以包含至少一個狹縫(例如,單個狹縫或交叉狹縫),該狹縫可以使得該膜能夠被收集構件穿透並在移除該收集構件時得到密封。
所述膜可以是可密封的或可重複密封的。在一些實施方案中,該膜由石蠟膜製成。該膜可以是合成膜,例如,由固態材料(例如,半導體、金屬、半金屬或非金屬)或聚合材料形成的膜。例如,膜可以由密封收集器皿並使其與外部環境隔開的不透明、透明或半透明的材料形成。
所述樣品可以是組織或體液樣品,或其部分。在一些情況下,該樣品是“體液”樣品,其可以包括但不限於血液、尿液、唾液、淚液、汗液、身體分泌物、身體排泄物或源自於受試者或可從受試者獲得的任何其他液體。具體地,該樣品可以包括但不限於血液、血清、血漿、骨髓、唾液、尿液、胃液、脊髓液、淚液、糞便、粘液、汗液、耳垢、油、腺體分泌物、腦脊液、精液、陰道液、來源於腫瘤組織的間質液、眼內液、胎盤液、羊水、臍帶血、淋巴液、腔液、痰、膿、胎糞、乳汁和/或其他分泌物或排泄物。例如,樣品可以是血液樣品或其一部分,其可以包括但不限於全血樣品、包含紅細胞的樣品、血漿樣品、血清樣品、血沉棕黃層樣品、包含白細胞的樣品等。該血液樣品可以直接從受試者獲得,例如,該樣品可以在沒有進一步處理(例如,通過離心、純化等)的情況下進行分析或測試(例如,通過擴增或測序)。
所述收集通道和/或容器可以基本上不含抗凝劑。
核酸擴增所需的試劑可以包括一種或多種引物和聚合 酶。該試劑可以進一步包括以下一種或多種:引物、探針、核苷酸(例如,含有去氧核糖的核苷三磷酸,或dNTP)、聚合酶、逆轉錄酶和/或擴增緩衝液。該試劑可以包括引物、探針、核苷酸、聚合酶、逆轉錄酶和擴增緩衝液中的任意一種、兩種、三種、四種、五種或全部。在一些實施方案中,該試劑包括Mg或Mn離子。
所述一種或多種引物可以具有被選擇用於測定受試者是否存在疾病的序列。該疾病可以是感染性疾病或癌症。在一些實施方案中,該疾病可能與病毒例如RNA病毒或DNA病毒相關。例如,該病毒可以選自人免疫缺陷病毒I(HIV I)、人免疫缺陷病毒II(HIV II)、正粘病毒、埃博拉病毒、登革病毒、流感病毒、肝炎病毒科病毒(hepevirus)、甲型肝炎病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、丁型肝炎病毒、戊型肝炎病毒、庚型肝炎病毒、EB(Epstein-Barr)病毒、單核細胞增多症病毒、巨細胞病毒、SARS病毒、西尼祿熱病毒、脊髓灰質炎病毒、麻疹病毒、單純皰疹病毒、天花病毒、腺病毒和水痘病毒。在一些實施方案中,該流感病毒可以選自H1N1病毒、H3N2病毒、H7N9病毒和H5N1病毒。在一些實施方案中,該腺病毒可以是55型腺病毒(ADV55)或7型腺病毒(ADV7)。在一些實施方案中,該丙型肝炎病毒可以是具甲RNA-丙型肝炎病毒(RNA-HCV)。在一些實施方案中,該疾病可能與致病細菌(例如,結核分枝桿菌(Mycobacterium tuberculosis))或致病原生動物(例如,瘧原蟲(Plasmodium))相關。
所述收集器皿可以適用於將混合物穩定儲存至少約5分鐘的時間段。在一些實施方案中,該收集器皿可以適用於將混合物穩定儲存至少約1小時、2小時、3小時、4小時、5小時、6小時、12小時、1天、2天、3天、4天、5天、6天、1周、2周、3周或1個月的時間段。
所述樣品可以是體積不超過約5mL;不超過約4mL;不超過約3mL;不超過約2mL;不超過約1mL;不超過約500μL;不 超過約250μL;不超過約100μL;不超過約75μL;不超過約50μL;不超過約35μL;不超過約25μL;不超過約20μL;不超過約15μL;不超過約10μL;不超過約8μL;不超過約6μL;不超過約5μL;不超過約4μL;不超過約3μL;不超過約2μL;不超過約1μL;不超過約0.8μL;不超過約0.5μL;不超過約0.3μL;不超過約0.2μL;不超過約0.1μL;不超過約0.05μL;或不超過約0.01μL的體液樣品。例如,所述樣品可以具有約0.01μL至約5mL、約0.01μL至約4mL、約0.01μL至約3mL、約0.01μL至約2mL、約0.01μL至約1mL、約0.01μL至約0.5μL、約0.01μL至約0.4μL、約0.01μL至約0.3μL、約0.01μL至約0.2μL、約0.01μL至約0.1μL、約0.01μL至約0.05μL的體積。
在一些實施方案中,所述體液樣品的來源是儲存器皿中的體液樣品池。在一些實施方案中,該來源是可通過在組織中穿刺而獲得的受試者組織。
在一些實施方案中,所述系統可進一步包含受試者的識別資訊。該識別資訊可以在收集器皿、收集構件上,或在收集器皿或收集構件的外殼上。該識別資訊可以是匿名的。在一些實施方案中,該識別資訊在條碼上。在一些實施方案中,該識別資訊在射頻識別(RFID)標籤中。
本公開內容的系統可以進一步包含鄰近收集器皿的加熱構件,其中該加熱構件在核酸擴增期間加熱反應混合物。在一些實施方案中,該加熱構件是使反應混合物在核酸擴增期間經歷一個或多個加熱和冷卻迴圈的熱迴圈儀。該加熱構件可以包含接受器,該接受器的尺寸被設置為容納該收集器皿。
參考圖1A-1D,示出了收集構件100。收集構件100可以包含第一法蘭101、在其末端處具有第一開口103的至少一個收集通道102。該收集構件還可以在具有開口103的末端處或該末端附近包含手 指尖刺107。在某些情況下,該收集通道可以基本上不含任何抗凝劑。
在一些情況下,可以提供蓋104。蓋104可以被定位在包含開口103的收集通道的末端處,其中該蓋被配置用於防止開口103和手指尖刺107暴露於環境並使它們保持乾淨。例如,當樣品是血液樣品時,可以將該蓋配置成處於能夠保護開口和手指尖刺、使它們保持乾淨並在採樣後蓋住手指尖刺的帶血尖端的適當形狀和位置。在一個非限制性示例中,可以將蓋104安裝在收集通道102的一部分上或安裝在手指尖刺107上。蓋104可以是可與收集通道102分離的。在一些情況下,蓋104可以是可與收集通道102完全分開的,或可以保持一部分與收集通道102連接,例如但不限於鉸接至或以其他方式連接至該收集通道。蓋104可以蓋住在其末端處含有開口的收集通道102的一部分。蓋104在適當的位置時可以防止物質例如空氣、流體或顆粒進入該通道。可採用本領域中已知或後續開發的任何技術將蓋104附接至收集通道102。例如,該蓋可以被扣合,擰上,摩擦配合,夾合,具有磁性部分,捆束(tie in),利用彈性部分,和/或可以可移除地連接至收集通道。該蓋還可以通過例如定位在收集通道與該蓋之間的中間材料直接或間接地連接至收集通道。該蓋可以與收集通道形成流體緊密密封。該蓋可以由不透明、透明或者半透明的材料形成。該蓋可以由可用收集通道和/或手指尖刺穿透的材料形成。
所述收集通道可以是能夠運送並儲存(至少短暫地)樣品如體液樣品(例如,血液)的任何形式的通路。該收集通道可以具有任何形狀或大小,一些實施方案被配置為使得該通道在與樣品流體接觸時表現出毛細作用。在一些情況下,該通道可以具有小於或等於約10mm2、7mm2、5mm2、4mm2、3mm2、2.5mm2、2mm2、1.5mm2、1mm2、0.8mm2、0.5mm2、0.3mm2或0.1mm2的橫截面積。該橫截 面大小可以保持相同或可以沿長度變化。一些通道在構型上是直的。一些實施方案可以具有單獨的或與筆直部分組合的彎曲或其他形狀的路徑形狀。一些通道可以具有不同的相對于第一法蘭101的朝向。例如,當收集構件100保持基本水準時,由於其攜帶流體遠離收集構件上的初始收集點,一個或多個通道可以向下傾斜、向上傾斜或者根本不傾斜。
可以致動手指尖刺107從收集通道向外伸出,以從樣品來源收集樣品。手指尖刺107還可以被配置成在從樣品來源收集樣品時縮回至收集通道中。
應當理解,儘管第一法蘭101、收集通道102、手指尖刺107和蓋104作為單獨的部件列出,但是這些部件中的一個或多個可以集成地成型以簡化製造,並且本文中不排除這樣的集成。
圖1A顯示,受試者將其手指105與蓋104對準。如圖1A所示,可以致動手指尖刺107從收集通道102向外伸出以用於收集樣品。圖1B顯示,手指向手指尖刺移動,由此也將所述蓋壓向手指尖刺。結果,手指尖刺(例如,包含針)可以穿透蓋子並可以暴露。然後,該暴露的手指尖刺可以與手指接觸並刺破手指,由此使樣品(例如,血液)流出手指。圖1C顯示,該手指尖刺隨後可以縮回至收集通道中,這可以通過例如由手指按壓手指尖刺時所產生的壓力來實現,由此樣品可以通過在該收集通道的末端處的第一開口103進入收集通道(例如,毛細管)中。圖1D顯示,當收集通道中已收集到足夠的樣品時,可以向收集構件施加正壓,這轉而可以致動收集通道被蓋蓋住的部分伸出該蓋。如需要,可以向收集構件施加進一步的正壓,由此使所收集的樣品從收集通道流向開口103。
樣品可以流入收集器皿106中,該收集器皿可以能夠與收集通道流體連通。該收集器皿可以包含核酸擴增所需的試劑。因此, 來自收集通道的樣品和包含在收集器皿中的試劑可以形成反應混合物。在一些情況下,該收集器皿可以基本上不含任何抗凝劑。核酸擴增所需的試劑可以包括一種或多種引物(例如,對於擴增某些靶核酸特異性的引物),其還可以包括聚合酶。該試劑可進一步包括Mg或Mn離子。該試劑還可以包括以下一種或多種:引物、探針、核苷酸(例如,含有去氧核糖的核苷三磷酸,或dNTP)、聚合酶、逆轉錄酶和/或擴增緩衝液。該試劑可以包括引物、探針、核苷酸、聚合酶、逆轉錄酶和擴增緩衝液中的任意一種、兩種、三種、四種、五種或全部。該引物可以具有被選擇用於測定受試者是否存在感染性疾病的序列。例如,該引物可以具有被選擇用於測定一種或多種病原體的存在和/或量的序列,該病原體包括但不限於H1N1病毒、H3N2病毒、H7N9病毒和H5N1病毒、55型腺病毒(ADV55)或7型腺病毒(ADV7)、具甲RNA-丙型肝炎病毒(RNA-HCV)、致病細菌(例如,結核分枝桿菌)或致病原生動物(例如,瘧原蟲)。
所述反應混合物可以包含完成核酸擴增(例如,DNA擴增、RNA擴增)所需的試劑,這類試劑的非限制性示例包括對靶RNA或靶DNA具有特異性的引物組、由RNA的逆轉錄產生的DNA、DNA聚合酶、逆轉錄酶(例如,用於RNA的逆轉錄)、合適的緩衝液(包括兩性離子緩衝液)、輔因數(例如,二價和單價陽離子)、dNTP以及其他酶(例如,尿嘧啶-DNA糖基化酶(UNG)等)。在一些情況下,反應混合物還可包含一種或多種報導劑(reporter agent)。該反應混合物還可以包含適合於促進核酸擴增的酶,例如,聚合酶(polymerizing enzyme)(本文中也稱為“聚合酶(polymerase)”)。該聚合酶可以是用於擴增DNA的DNA聚合酶。可以使用任何合適的DNA聚合酶,包括可商購的DNA聚合酶。DNA聚合酶可以能夠以範本結合的方式將核苷酸摻入到DNA鏈中。DNA聚合酶的非限制性示例包括Taq聚合酶、Tth 聚合酶、Tli聚合酶、Pfu聚合酶、VENT聚合酶、DEEPVENT聚合酶、EX-Taq聚合酶、LA-Taq聚合酶、Expand聚合酶、Sso聚合酶、Poc聚合酶、Pab聚合酶、Mth聚合酶、Pho聚合酶、ES4聚合酶、Tru聚合酶、Tac聚合酶、Tne聚合酶、Tma聚合酶、Tih聚合酶、Tfi聚合酶、Platinum Taq聚合酶、Hi-Fi聚合酶、Tbr聚合酶、Tfl聚合酶、Pfutubo聚合酶、Pyrobest聚合酶、Pwo聚合酶、KOD聚合酶、Bst聚合酶、Sac聚合酶、Klenow片段,以及它們的變體、修飾的產物和衍生物。對於某種暖開機聚合酶,可能需要在94℃-95℃下2分鐘至10分鐘的變性步驟,這取決於不同的聚合酶可能會改變熱曲線。
在一些情況下,DNA樣品可以由RNA樣品生成。這可以採用逆轉錄酶實現,該逆轉錄酶可以包括在與RNA範本結合時能夠將核苷酸摻入到DNA鏈中的酶。可以使用任何合適的逆轉錄酶。逆轉錄酶的非限制性示例包括HIV-1逆轉錄酶、M-MLV逆轉錄酶、AMV逆轉錄酶、端粒酶逆轉錄酶,以及它們的變體、修飾的產物和衍生物。
核酸擴增反應可以包括一個或多個用於生成擴增產物的引物延伸反應。在PCR中,例如,引物延伸反應可以包括以下的迴圈:將反應混合物在變性溫度下溫育一段變性持續時間,以及將反應混合物在延伸溫度下溫育一段延伸持續時間。變性溫度可根據例如所分析的具體生物樣品、生物樣品中靶核酸的具體來源(例如,病毒顆粒、細菌)、所使用的試劑和/或所需的反應條件而變化。例如,變性溫度可為約80℃至約110℃。在一些示例中,變性溫度可為約90℃至約100℃。在一些示例中,變性溫度可為約90℃至約97℃。在一些示例中,變性溫度可以為約92℃至約95℃。在另外其他的示例中,變性溫度可為至少約80℃、81℃、82℃、83℃、84℃、85℃、86℃、87℃、88℃、89℃、90℃、91℃、92℃、93℃、94℃、95℃、96℃、97℃、98℃、99℃或100℃。
作為替代方案,在等溫擴增中,溫度可以是固定的(即,保持恒定且不迴圈),並且可以採用引物組以及除了複製活性之外還具有較高鏈置換活性的聚合酶來產生擴增產物。可能適合用於等溫擴增的聚合酶的示例為Bst聚合酶。可以將溫度固定在約50℃至80℃,或60℃至65℃。在環介導的等溫擴增(LAMP)中,例如,可以採用聚合酶以及具有至少2、3、4或5個引物的引物組來擴增範本核酸分子。
範本核酸分子的擴增和靶核酸分子的檢測可以在同一系統例如器皿中進行。在一些情況下,該系統是配置用於核酸擴增的管,例如eppendorf PCR管。
收集器皿106可以包含受試者的識別資訊。該識別資訊可以是匿名的,其還可以在條碼上或在射頻識別(RFID)標籤中。該條碼可以包括一串字元,例如,字母和/或數位。
在一些實施方案中,收集器皿106可以在與收集通道流體連通之前用膜(例如,聚合物膜)密封。該膜可以是合成膜,例如,由固態材料(例如,半導體、金屬、半金屬或非金屬)或聚合材料形成的膜。例如,膜可以由密封收集器皿並使其與外部環境隔開的不透明、透明或半透明的材料(例如,石蠟膜)形成。因此,當收集通道中已收集到足夠的樣品時,可以向收集構件施加正壓,這轉而可以致動收集通道被蓋蓋住的部分伸出該蓋,同時,可以同時致動手指尖刺107從收集通道向外伸出並暴露。然後,在向收集構件施加進一步的正壓時,可以致動手指尖刺穿透密封收集器皿的膜,使其與收集通道流體連通,由此使收集的樣品從收集通道流向收集器皿。
圖2A提供了收集器皿200的非限制性示例,該收集器皿包括器皿蓋201和器皿主體202。圖2B示出了沒有蓋的器皿主體202。圖2C示出了收集器皿200的透視圖,其中器皿主體202包含用於將其中的內容物(例如,核酸擴增所需的試劑)與外部環境隔開的聚合 物膜203。圖2D示出了沒有蓋的器皿主體202的透視圖。
圖3示出了根據本公開內容的一個非限制性示例的系統300用於核酸擴增的應用。系統300包含收集構件304和收集器皿,其中該收集器皿包含蓋301和含有核酸擴增所需的試劑的器皿主體302。器皿主體302進一步包含將內容物(例如,核酸擴增所需的試劑)相對於環境密封的膜303。在分析前,該收集器皿處於密封狀態。在臨使用前,將蓋301從器皿主體302上移除並分離。然後,採用收集構件304從樣品來源獲得樣品(例如,體液樣品,例如,血液樣品),並將樣品保留在收集構件304的收集通道305中。在採樣後不久或立即,穿透或移除器皿主體302的密封膜303,然後將收集構件304安裝到器皿主體302上以形成密封且組裝的樣品收集系統300,其中收集通道305與器皿主體302中所包含的試劑流體連通,並將所收集的樣品從收集通道釋放到器皿主體,從而形成包含樣品和核酸擴增所需試劑的反應混合物。當收集構件304安裝到器皿主體302上時,收集構件304所包含的第一法蘭308與環繞器皿主體302的開口的第二法蘭307相接合以形成密封。在某些情況下,收集構件304可以螺紋安裝到器皿主體302上,例如,當它們中的每一個均具有匹配的螺紋時。然後,將組裝的系統300直接放置在合適的設備306(例如,PCR儀)中以供擴增和進一步分析。整個過程可能耗費少於約1小時。本公開內容的照護點擴增系統可以提供快速和即時的核酸擴增和病原體檢測。在一些實施方案中,設備306可以是加熱構件並且可以是本公開內容的系統的一部分。
圖4A-4C提供了本公開內容的系統400的示例。在圖4A中,系統400包含與第二外殼402連接的第一外殼401。第一外殼401可以包含外殼蓋4011和外殼主體4012,其中蓋4011可從外殼主體4012上移除以暴露外殼主體4012中所含的內容物。第二外殼402可以 包含外殼蓋4021和外殼主體4022,其中蓋4021可從外殼主體4022上移除以暴露外殼主體4022中所含的內容物。圖4B示出了外殼401和402的蓋4011和4021分別被移除的系統400。在圖4B中,第一外殼401可以用於儲存本公開內容的收集器皿403,而第二外殼402可以用於儲存本公開內容的收集構件404。圖4C示出了外殼401和402的蓋4011和4021分別被移除的系統400的側視圖。
圖5提供了本公開內容的系統的另一個示例。該系統包含收集器皿503和收集構件504。收集構件504可以包含在收集構件504的第一末端處的第一開口5041以及在收集構件504的第二末端處的第一法蘭5042。第一開口5041可以包含徑向延伸的尖端,該尖端相對於收集構件504的縱軸是非對稱的。收集器皿503可以包含第二開口5032以及環繞第二開口5032的第二法蘭5031。收集構件504可以進一步包含被第一法蘭5042環繞的第三開口5043。第一法蘭5042和/或第二法蘭5031可以是或可以包括螺脊、刻痕和/或軸環。第一法蘭5042和/或第二法蘭5031可以是或可以包括墊圈。
圖6示出了本公開內容的系統的部件的放大視圖。該系統包含收集器皿603和收集構件604。收集構件604可以包含第一法蘭6042。收集器皿603可以包含第二法蘭6031。當收集構件604被安設在收集器皿603中時,第一法蘭6042與第二法蘭6031相接合以形成密封的系統。收集器皿603還可以包含密封收集器皿內的內容物並使其與周圍環境隔開的膜6032。膜6032可以具有借助於最小量的正壓而可被收集構件604容易地穿透的厚度和/或強度。例如,膜6032可以由石蠟膜製成,並且其可以具有0.5mm或更小,如0.4mm或更小、0.3mm或更小、0.2mm或更小、0.15mm或更小、0.1mm或更小、或0.05mm或更小的厚度。
圖7A和7B示出了組裝後的系統700的剖視圖(圖7A)和 立體視圖(圖7B)。在圖7A中,收集構件704被安設在收集器皿703中。在收集構件704的末端處所包含的開口7041與包含在收集器皿703中的試劑7033流體連通。樣品(例如,體液樣品,如血液樣品)可以從收集構件704流入(例如,通過毛細作用)並與核酸擴增所需的試劑7033混合。組裝的系統700形成密封的系統,並且可以被定位在加熱構件(例如,熱迴圈儀)中以供核酸擴增。
用於收集和/或處理受試者的樣品的方法
在另一個方面,本公開內容提供了一種用於收集和/或處理受試者的體液樣品的方法。首先,可以提供本公開內容的收集構件。該收集構件可以包含(i)與在該收集構件的第一末端處的第一開口流體連通的至少一個收集通道,以及(ii)在該收集構件的第二末端處的第一法蘭。然後,可以將該收集構件的第一開口定位成鄰近體液樣品的來源,使得該體液樣品可以從該來源通過第一開口流向收集通道。接下來,可以將收集構件安設在收集器皿中。該收集器皿可以包含(i)具有核酸擴增所需的試劑的容器,以及(ii)環繞第二開口的第二法蘭,其中在將該收集構件安設在收集器皿中時,該第二法蘭與第一法蘭相接合以形成密封。然後,可以使所收集的體液樣品從收集通道通過第一開口流向收集器皿的容器(例如,借助於混合物的表面張力)以形成包含該體液樣品和所述試劑的反應混合物。在一些實施方案中,當將收集構件安設在收集器皿中時,第一開口浸沒在試劑中。在一些實施方案中,所收集的體液樣品可以在正壓下從收集通道通過第一開口流向容器。
在一些實施方案中,所述收集器皿可以包含鄰近第二法蘭的膜(例如,聚合物膜),該膜可被收集構件穿透。該膜可以密封在收集器皿內的試劑並使其與周圍環境隔開。該膜可以是合成膜,例如,由固態材料(例如,半導體、金屬、半金屬或非金屬)或聚合材料 形成的膜。例如,膜可以由密封收集器皿並使其與外部環境隔開的不透明、透明或半透明的材料形成。因此,在某些實施方案中,當將收集構件安設在收集器皿中時,該膜可以用收集構件穿透,使該收集器皿與收集構件流體連通,由此使所收集的樣品從收集通道流向收集器皿。可以用該系統的收集構件(例如,包含待分析的樣品)來實現該穿透。或者,還可以用能夠穿透該膜的不同裝置或元件來實現該穿透。
所述樣品可以是組織或體液樣品,或其部分。在一些情況下,該樣品是“體液”樣品,其可以包括但不限於血液、尿液、唾液、淚液、汗液、身體分泌物、身體排泄物或源自於受試者或可從受試者獲得的任何其他液體。具體地,該樣品可以包括但不限於血液、血清、血漿、骨髓、唾液、尿液、胃液、脊髓液、淚液、糞便、粘液、汗液、耳垢、油、腺體分泌物、腦脊液、精液、陰道液、來源於腫瘤組織的間質液、眼內液、胎盤液、羊水、臍帶血、淋巴液、腔液、痰、膿、胎糞、乳汁和/或其他分泌物或排泄物。例如,樣品可以是血液樣品或其一部分,其可以包括但不限於全血樣品、包含紅細胞的樣品、血漿樣品、血清樣品、血沉棕黃層樣品、包含白細胞的樣品等。該血液樣品可以直接從受試者獲得,例如,該樣品可以在沒有進一步處理(例如,通過離心、純化等)的情況下進行分析或測試(例如,通過擴增或測序)。
可以採用安設在收集器皿中的樣品(例如,血液樣品)來進行核酸擴增。例如,可以使安設在收集器皿中的血液樣品經受核酸擴增條件(例如,PCR)而不對血液樣品進行任何其他的處理(例如,純化、離心等)。
所述收集器皿可以基本上不含抗凝劑。包含在收集器皿中的試劑可以包括但不限於一種或多種引物以及一種或多種聚合酶。在某些情況下,該試劑可以包括Mg或Mn離子。該試劑可以進一 步包括以下一種或多種:引物、探針、核苷酸(例如,含有去氧核糖的核苷三磷酸,或dNTP)、聚合酶、逆轉錄酶和/或擴增緩衝液。該試劑可以包括引物、探針、核苷酸、聚合酶、逆轉錄酶和擴增緩衝液中的任意一種、兩種、三種、四種、五種或全部。
所述一種或多種引物可以具有被選擇用於測定受試者是否存在感染性疾病的序列。在一些實施方案中,該疾病可能與病毒例如RNA病毒或DNA病毒相關。例如,該病毒可以選自人免疫缺陷病毒I(HIV I)、人免疫缺陷病毒II(HIV II)、正粘病毒、埃博拉病毒、登革病毒、流感病毒、肝炎病毒科病毒、甲型肝炎病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、丁型肝炎病毒、戊型肝炎病毒、庚型肝炎病毒、EB病毒、單核細胞增多症病毒、巨細胞病毒、SARS病毒、西尼祿熱病毒、脊髓灰質炎病毒、麻疹病毒、單純皰疹病毒、天花病毒、腺病毒和水痘病毒。在一些實施方案中,該流感病毒可以選自H1N1病毒、H3N2病毒、H7N9病毒和H5N1病毒。在一些實施方案中,該腺病毒可以是55型腺病毒(ADV55)或7型腺病毒(ADV7)。在一些實施方案中,該丙型肝炎病毒可以是具甲RNA-丙型肝炎病毒(RNA-HCV)。在一些實施方案中,該疾病可能與致病細菌(例如,結核分枝桿菌)或致病原生動物(例如,瘧原蟲)相關。
所述收集器皿可以適用於將包含樣品和試劑的混合物穩定儲存至少約10秒、30秒、1分鐘、5分鐘、10分鐘、20分鐘、30分鐘、40分鐘、50分鐘或60分鐘的時間段。在一些實施方案中,該收集器皿可以適用於將該混合物穩定儲存至少約1小時、2小時、3小時、4小時、5小時、6小時、12小時、1天、2天、3天、4天、5天、6天、1周、2周、3周或1個月的時間段。
所述樣品可以是體積不超過約5mL;不超過約4mL;不超過約3mL;不超過約2mL;不超過約1mL;不超過約500 μL;不超過約250μL;不超過約100μL;不超過約75μL;不超過約50μL;不超過約35μL;不超過約25μL;不超過約20μL;不超過約15μL;不超過約10μL;不超過約8μL;不超過約6μL;不超過約5μL;不超過約4μL;不超過約3μL;不超過約2μL;不超過約1μL;不超過約0.8μL;不超過約0.5μL;不超過約0.3μL;不超過約0.2μL;不超過約0.1μL;不超過約0.05μL;或不超過約0.01μL的體液樣品。例如,所述樣品可以具有約0.01μL至約5mL、約0.01μL至約4mL、約0.01μL至約3mL、約0.01μL至約2mL、約0.01μL至約1mL、約0.01μL至約0.5μL、約0.01μL至約0.4μL、約0.01μL至約0.3μL、約0.01μL至約0.2μL、約0.01μL至約0.1μL、約0.01μL至約0.05μL的體積。
所述方法可進一步包括將收集器皿安置為鄰近加熱構件的步驟。該加熱構件可以是用於進行PCR反應的熱迴圈儀,例如,PCR儀。在一些實施方案中,該方法進一步包括用該加熱構件加熱反應混合物。在一些實施方案中,該加熱包括使反應混合物經歷一個或多個加熱和冷卻迴圈。在一些情況下,該方法可進一步包括使用收集器皿中的反應混合物進行核酸擴增。
所述加熱構件可以是本公開內容的系統的一部分。例如,該加熱構件可以與收集構件和/或收集器皿聚集或封裝在一起,或例如以可逆的方式與收集器皿集成在一起。在一些示例中,收集器皿與加熱構件集成在一起,並且可從加熱構件上移除。
如上所述的方法或其重複單元(例如,迴圈)可以在少於約1-10分鐘的時間段內進行。在一些實施方案中,該時間段可以少於約5分鐘、少於約3分鐘、少於約1分鐘或少於約30秒。
樣品的來源可以是儲存器皿中的樣品池。該來源還可以是可通過在組織中穿刺而獲得的受試者組織。
在一些實施方案中,收集構件可以儲存在第一外殼中,並且收集器皿可以儲存在第二外殼中,該第一外殼和第二外殼可以連接在一起。第一外殼與第二外殼之間的連接(例如,通過物理附接或通過磁力)可以可逆地斷開。所述第一和第二外殼中的每一個均可以包含可從外殼的主體上移除的蓋。該外殼可用於收集構件和/或收集器皿的安全儲存和/或運輸。在進行任何分析之前,該收集器皿可以處於密封狀態,其中包含的核酸擴增所需的試劑被膜(例如,石蠟膜)密封,該膜可以與收集器皿集成在一起。
可以將收集構件密封在包裝中,該包裝可以在臨使用前打開。然後,可以採用收集構件從樣品來源獲得樣品(例如,體液樣品,例如,血液樣品),並且可以將樣品保留在收集構件的至少一個收集通道中。在採樣後不久或立即,可以用收集構件穿透或移除收集器皿主體的密封膜。然後,可以將收集構件安裝到收集器皿的開口上以形成密封且組裝的樣品收集系統,其中該收集通道可以與收集器皿的容器中所包含的試劑流體連通,並且可以將所收集的樣品從收集通道釋放到容器中,從而形成包含該樣品和核酸擴增所需的試劑的反應混合物。當將該收集構件安裝到收集器皿上時,收集構件所包含的第一法蘭可以與環繞收集器皿的開口的第二法蘭相接合以形成密封。然後可以將組裝的系統直接放置在熱迴圈儀(例如,PCR儀)中以供擴增和進一步分析。整個過程可能耗費少於約1小時。本公開內容的照護點擴增系統可以提供快速的即時核酸擴增和病原體檢測。
用於收集和/或處理受試者的體液樣品的套件
本公開內容的另一個方面提供了用於收集和/或處理受試者的體液樣品的套件。該套件可以包含收集構件和收集器皿。該收集構件可以包含(i)與在該收集構件的第一末端處的第一開口流體連通的至少一個收集通道,以及(ii)在該收集構件的第二末端處的第一 法蘭,其中該第一開口允許體液樣品從該體液樣品的來源流向收集通道。該收集器皿可以包含(i)具有核酸擴增所需的試劑的容器,其中該容器在所述容器末端處具有允許收集構件安設在該容器中的第二開口,以及(ii)環繞該第二開口的第二法蘭,當收集構件被安設在該容器中時,該第二法蘭與第一法蘭相接合以形成密封。當收集構件通過第二開口安設在容器中時,體液樣品可以從收集通道通過第一開口流向該容器,以形成包含該體液樣品和所述試劑的反應混合物。
所述套件還可以包含說明書,該說明書允許使用者使用收集構件來(i)從所述來源收集體液樣品,(ii)將體液樣品安設在收集器皿中以提供反應混合物,和/或(iii)進行進一步的分析(例如,採用所獲得的反應混合物進行核酸擴增)。在一些實施方案中,該說明書可以規定,該過程在少於約1小時,例如,少於約50分鐘、少於約40分鐘、少於約30分鐘、少於約20分鐘、少於約15分鐘、少於約10分鐘、少於約5分鐘、少於約4分鐘、少於約3分鐘、少於約2分鐘、少於約1分鐘、少於約50秒、少於約40秒、少於約30秒、少於約20秒或少於約10秒的時間段內完成。例如,該時間段可以為約10-30秒,在約1-5分鐘內、在約1-10分鐘內、在約1-15分鐘內、在約1-20分鐘內、在約1-30分鐘內、在約1-40分鐘內、在約1-50分鐘內或在約1-60分鐘內。
所述套件可以進一步包含第一外殼以及附接至第一外殼上的第二外殼,其中收集構件可移除地儲存在第一外殼中,並且收集器皿可移除地儲存在第二外殼中。第一外殼與第二外殼之間的附接可以是可移除的。
所述樣品可以是組織或體液樣品,或其部分。在一些情況下,該樣品是“體液”樣品,其可以包括但不限於血液、尿液、唾液、淚液、汗液、身體分泌物、身體排泄物或源自於受試者或可從受 試者獲得的任何其他液體。具體地,該樣品可以包括但不限於血液、血清、血漿、骨髓、唾液、尿液、胃液、脊髓液、淚液、糞便、粘液、汗液、耳垢、油、腺體分泌物、腦脊液、精液、陰道液、來源於腫瘤組織的間質液、眼內液、胎盤液、羊水、臍帶血、淋巴液、腔液、痰、膿、胎糞、乳汁和/或其他分泌物或排泄物。例如,樣品可以是血液樣品或其一部分,其可以包括但不限於全血樣品、包含紅細胞的樣品、血漿樣品、血清樣品、血沉棕黃層樣品、包含白細胞的樣品等。該血液樣品可以直接從受試者獲得,例如,該樣品可以在沒有進一步處理(例如,通過離心、純化等)的情況下進行分析或測試(例如,通過擴增或測序)。
在所述套件中,核酸擴增所需的試劑可以包括一種或多種引物和聚合酶。該試劑可以進一步包括以下一種或多種:引物、探針、核苷酸(例如,含有去氧核糖的核苷三磷酸,或dNTP)、聚合酶、逆轉錄酶和/或擴增緩衝液。該試劑可以包括引物、探針、核苷酸、聚合酶、逆轉錄酶和擴增緩衝液中的任意一種、兩種、三種、四種、五種或全部。在一些實施方案中,該試劑包括Mg或Mn離子。
所述一種或多種引物可以具有被選擇用於測定受試者是否存在疾病的序列。該疾病可以是感染性疾病或癌症。在一些實施方案中,該疾病可能與病毒例如RNA病毒或DNA病毒相關。例如,該病毒可以選自人免疫缺陷病毒I(HIV I)、人免疫缺陷病毒II(HIV II)、正粘病毒、埃博拉病毒、登革病毒、流感病毒、肝炎病毒科病毒、甲型肝炎病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、丁型肝炎病毒、戊型肝炎病毒、庚型肝炎病毒、EB病毒、單核細胞增多症病毒、巨細胞病毒、SARS病毒、西尼祿熱病毒、脊髓灰質炎病毒、麻疹病毒、單純皰疹病毒、天花病毒、腺病毒和水痘病毒。在一些實施方案中,該流感病毒可以選自H1N1病毒、H3N2病毒、H7N9病毒和H5N1病毒。在 一些實施方案中,該腺病毒可以是55型腺病毒(ADV55)或7型腺病毒(ADV7)。在一些實施方案中,該丙型肝炎病毒可以是具甲RNA-丙型肝炎病毒(RNA-HCV)。在一些實施方案中,該疾病可能與致病細菌(例如,結核分枝桿菌)或致病原生動物(例如,瘧原蟲)相關。
在所述套件中,所述收集器皿可以適用於將混合物穩定儲存至少約5分鐘的時間段。在一些實施方案中,該收集器皿可以適用於將混合物穩定儲存至少約1小時、2小時、3小時、4小時、5小時、6小時、12小時、1天、2天、3天、4天、5天、6天、1周、2周、3周或1個月的時間段。在一些實施方案中,所述收集通道和/或容器基本上不含抗凝劑。
在一些實施方案中,所述套件可進一步包含受試者的識別資訊。該識別資訊可以在收集器皿、收集構件上,或在收集器皿或收集構件的外殼上。該識別資訊可以是匿名的。在一些實施方案中,該識別資訊在條碼上。在一些實施方案中,該識別資訊在射頻識別(RFID)標籤中。
儘管本文中已經示出並描述了本發明的優選實施方案,但對於本領域技術人員而言明顯的是,這些實施方案僅以示例的方式提供。並非旨在通過說明書中提供的具體實例來限制本發明。儘管已經參考前述說明書描述了本發明,但對本文實施方案的描述和說明不應以限制性的意義來解釋。本領域技術人員在不脫離本發明的情況下現將想到多種變化、改變和替換。此外,應當理解,本發明的所有方面並不限於本文闡述的具體描繪、配置或相對比例,其取決於多個條件和變數。應當理解,本文中所述的本發明實施方案的各種替代方案可用于實施本發明。因此可以設想,本發明還應當覆蓋任何這樣的替代、修改、變化或等同項。目的在於以下述權利要求限定本發明的範圍,並由此涵蓋這些權利要求範圍內的方法和結構及其等同項。
700‧‧‧系統
703‧‧‧收集器皿
704‧‧‧收集構件
7041‧‧‧開口
7033‧‧‧試劑

Claims (64)

  1. 一種用於收集和/或處理受試者的體液樣品的系統,其包含:收集構件,其包含(i)與在所述收集構件的第一末端處的第一開口流體連通的至少一個收集通道,以及(ii)在所述收集構件的第二末端處的第一法蘭,其中所述第一開口允許所述體液樣品從所述體液樣品的來源流向所述收集通道;以及收集器皿,其包含(i)具有核酸擴增所需的試劑的容器,其中所述容器在所述容器的末端處具有允許所述收集構件安設在所述容器中的第二開口,以及(ii)環繞所述第二開口的第二法蘭,當所述收集構件被安設在所述容器中時,該第二法蘭與所述第一法蘭相接合以形成密封,其中當所述收集構件通過所述第二開口安設在所述容器中時,所述體液樣品從所述收集通道通過所述第一開口流向所述容器,以形成包含所述體液樣品和所述試劑的反應混合物。
  2. 如請求項1之系統,其中所述第一開口和/或所述收集通道的尺寸被設置為允許所述體液樣品通過毛細作用流動。
  3. 如請求項1之系統,其中所述收集構件進一步包含與所述收集通道流體連通的容器,其中所述容器具有比所述收集通道更大的橫截面積。
  4. 如請求項1之系統,其中所述收集構件進一步包含尖端。
  5. 如請求項4之系統,其中所述尖端包括手指尖刺。
  6. 如請求項4之系統,其中所述尖端是相對於所述收集構件的縱軸非對稱的徑向延伸尖端。
  7. 如請求項1之系統,其中所述收集構件包含第三開口,該第三開口的尺寸被設置為在抵靠外部物體施加所述第一法蘭時密封所 述收集通道。
  8. 如請求項7之系統,其中所述第一法蘭環繞所述第三開口。
  9. 如請求項7之系統,其中所述外部物體為手指和/或塞子。
  10. 如請求項1之系統,其中所述收集構件可移除地儲存在第一外殼中,並且所述收集器皿可移除地儲存在附接至所述第一外殼上的第二外殼中。
  11. 如請求項1之系統,其中所述收集器皿包含鄰近所述第二法蘭的聚合物膜,該聚合物膜能被所述收集構件穿透。
  12. 如請求項11之系統,其中所述聚合物膜是可密封的或可重複密封的。
  13. 如請求項11之系統,其中所述聚合物膜為石蠟膜。
  14. 如請求項1之系統,其中所述體液樣品為血液樣品。
  15. 如請求項14之系統,其中所述血液樣品為全血樣品。
  16. 如請求項1之系統,其中所述收集通道和/或所述容器基本上不含抗凝劑。
  17. 如請求項1之系統,其中所述試劑包括一種或多種引物和聚合酶。
  18. 如請求項17之系統,其中所述一種或多種引物具有被選擇用於測定所述受試者是否存在疾病的序列。
  19. 如請求項18之系統,其中所述疾病是感染性疾病或癌症。
  20. 如請求項1之系統,其中所述試劑包括Mg或Mn離子。
  21. 如請求項1之系統,其中所述收集器皿適用於將所述混合物穩定儲存至少約5分鐘的時間段。
  22. 如請求項1之系統,其中所述體液樣品具有少於約1mL的體積。
  23. 如請求項1之系統,其中所述來源是儲存器皿中的所述體液樣品的池。
  24. 如請求項1之系統,其中所述來源是能通過在組織中穿刺而獲得的所述受試者的組織。
  25. 如請求項1之系統,其進一步包含所述受試者的識別資訊。
  26. 如請求項25之系統,其中所述識別資訊在所述收集器皿、所述收集構件上,或在所述收集器皿或所述收集構件的外殼上。
  27. 如請求項25之系統,其中所述識別資訊是匿名的。
  28. 如請求項25之系統,其中所述識別資訊在條碼上。
  29. 如請求項25之系統,其中所述識別資訊在射頻識別(RFID)標籤中。
  30. 如請求項1之系統,其進一步包含鄰近於所述收集器皿的加熱構件,其中所述加熱構件在核酸擴增期間加熱所述反應混合物。
  31. 如請求項30之系統,其中所述加熱構件為使所述反應混合物在所述核酸擴增期間經歷一個或多個加熱和冷卻迴圈的熱迴圈儀。
  32. 如請求項30之系統,其中所述加熱構件包含接受器,該接受器的尺寸被設置為容納所述收集器皿。
  33. 如請求項1之系統,其中所述收集構件包含多個收集通道。
  34. 一種用於收集和/或處理受試者的體液樣品的方法,其包括:(a)提供收集構件,其包含(i)與在所述收集構件的第一末端處的第一開口流體連通的至少一個收集通道,以及(ii)在所述收集構件的第二末端處的第一法蘭;(b)將所述收集構件的所述第一開口定位成鄰近所述體液樣品的來源,使得所述體液樣品從所述來源通過所述第一開口流向所述收集通道;(c)將所述收集構件安設在收集器皿中,該收集器皿包含(i)具有核酸擴增所需的試劑的容器,以及(ii)環繞所述第二開口的第 二法蘭,其中當將所述收集構件安設在所述收集器皿中時,所述第二法蘭與所述第一法蘭相接合以形成密封;以及(d)使所述體液樣品從所述收集通道通過所述第一開口流向所述容器,以形成包含所述體液樣品和所述試劑的反應混合物。
  35. 如請求項34之方法,其中所述收集器皿包含鄰近所述第二法蘭的聚合物膜,該聚合物膜能被所述收集構件穿透。
  36. 如請求項35之方法,其中所述安設包括用所述收集構件穿透所述聚合物膜。
  37. 如請求項34之方法,其中所述體液樣品為血液樣品。
  38. 如請求項34之方法,其中所述收集通道和/或所述容器基本上不含抗凝劑。
  39. 如請求項34之方法,其中所述試劑包括一種或多種引物和聚合酶。
  40. 如請求項39之方法,其中所述一種或多種引物具有被選擇用於測定所述受試者是否存在感染性疾病的序列。
  41. 如請求項34之方法,其中所述體液樣品具有少於約1mL的體積。
  42. 如請求項34之方法,其進一步包括提供所述受試者的識別資訊。
  43. 如請求項34之方法,其進一步包括將所述收集器皿安置為鄰近加熱構件。
  44. 如請求項43之方法,其進一步包括用所述加熱構件加熱所述反應混合物。
  45. 如請求項44之方法,其中所述加熱包括使所述反應混合物經歷一個或多個加熱和冷卻迴圈。
  46. 如請求項34之方法,其中當將所述收集構件安設在所述收集器 皿中時,所述第一開口浸沒在所述試劑中。
  47. 如請求項34之方法,其進一步包括使用所述收集器皿中的反應混合物進行核酸擴增。
  48. 如請求項34之方法,其中(b)-(d)在少於約10分鐘的時間段內進行。
  49. 如請求項48之方法,其中所述時間段少於約1分鐘。
  50. 如請求項49之方法,其中所述時間段少於約30秒。
  51. 如請求項34之方法,其中所述體液樣品具有少於約1mL的體積。
  52. 如請求項34之方法,其中(d)中的所述流動包括使所述體液樣品經受正壓。
  53. 一種用於收集和/或處理受試者的體液樣品的套件,其包含:收集構件,其包含(i)與在所述收集構件的第一末端處的第一開口流體連通的至少一個收集通道,以及(ii)在所述收集構件的第二末端處的第一法蘭,其中所述第一開口允許所述體液樣品從所述體液樣品的來源流向所述收集通道;收集器皿,其包含(i)具有核酸擴增所需的試劑的容器,其中所述容器在所述容器的末端處具有允許所述收集構件安設在所述容器中的第二開口,以及(ii)環繞所述第二開口的第二法蘭,當所述收集構件被安設在所述容器中時,該第二法蘭與所述第一法蘭相接合以形成密封,其中當所述收集構件通過所述第二開口安設在所述容器中時,所述體液樣品從所述收集通道通過所述第一開口流向所述容器,以形成包含所述體液樣品和所述試劑的反應混合物;以及說明書,其允許使用者使用所述收集構件來(i)從所述來源收集所述體液樣品,以及(ii)將所述體液樣品安設在所述收集器皿 中以提供所述反應混合物。
  54. 如請求項53之套件,其進一步包含第一外殼以及附接至所述第一外殼上的第二外殼,其中所述收集構件可移除地儲存在所述第一外殼中,並且所述收集器皿可移除地儲存在所述第二外殼中。
  55. 如請求項53之套件,其中所述體液樣品為血液樣品。
  56. 如請求項53之套件,其中所述收集通道和/或所述容器基本上不含抗凝劑。
  57. 如請求項53之套件,其中所述試劑包括一種或多種引物和聚合酶。
  58. 如請求項57之套件,其中所述一種或多種引物具有被選擇用於測定所述受試者是否存在疾病的序列。
  59. 如請求項58之套件,其中所述疾病是感染性疾病或癌症。
  60. 如請求項53之套件,其進一步包含所述受試者的識別資訊。
  61. 如請求項60之套件,其中所述識別資訊在所述收集器皿、所述收集構件上,或在所述收集器皿或所述收集構件的外殼上。
  62. 如請求項60之套件,其中所述識別資訊是匿名的。
  63. 如請求項60之套件,其中所述識別資訊在條碼上。
  64. 如請求項60之套件,其中所述識別資訊在射頻識別(RFID)標籤中。
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