[發明專利]分層硅石納米膜的制造和其用于核酸的固相提取的用途

在審

• 申請號: 201480048600.3
• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN105518120A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 澤-輝·王;張翼
• 申請（專利權）人: 約翰霍普金斯大學
• 主分類號: C12M1/12
• 分類號: C12M1/12;C12M1/14
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 高瑜;鄭霞

本發明基于硅石沉積法和由熱收縮誘導的自起皺提供在薄的聚合物膜上制造硅石納米結構的新穎的方法。這些微米尺度結構和納米尺度結構已經極大地擴大硅石的比表面積，因此硅石納米膜可以用于核酸的固相提取。本發明硅石納米膜適于核酸純化和分離并且在DNA回收收率和DNA回收完整性方面展示比商購的顆粒更好的性能。此外，硅石納米膜由于明顯擴大的硅石的比表面積，而具有極其高的核酸容量。還提供包括硅石納米膜的使用方法和裝置。

相關申請的引用

本申請要求于2013年8月5日提交的美國臨時專利申請第61/862,319號的權益，其為了所有目的猶如充分地陳述的一樣通過引用特此并入本文。

政府利益聲明

本發明根據由美國國立衛生研究院(National Institute of Health)授予的資助號CA155305和CA151838在政府支持下進行。政府在本發明中擁有某些權利。

技術領域

本申請涉及但不限于分層硅石納米膜的制造和其用于核酸的固相提取的用途。

發明背景

在核酸分析中，基本問題是樣品制備。被研究的樣品通常包括帶有可能干擾隨后的分離和分析的干擾、部分不溶性成分(稱為碎片)的細胞或組織。此類不溶性成分特別是在從糞便(stool)/排泄物(feces)、血液、疣、鈣化的結構(骨)、或其他重度壞死組織樣品中分離核酸的情況下出現。然而，碎片以最寬泛的含義還包括可溶性組分，例如從紅細胞中釋放的血紅蛋白，其以大大過量存在并且在核酸的分離期間將被除去。

從樣品，例如細胞、組織、植物、細菌、病毒顆粒、血液、血清、或血漿中分離核酸是用于下游遺傳分析的重要步驟。常規地，液相提取技術，例如苯酚/氯仿沉淀法被廣泛地使用。雖然這些方法產生高質量的核酸，但它們是費力的、耗時的以及高度操作者依賴性的。固相提取技術是受歡迎的可選物。當處理大量樣品時，它們常常是選擇的方法。常用的固相基底包括提供用于核酸結合的大的表面積的硅石旋轉柱和硅石磁性顆粒。然而，這些多孔基質和微米/納米顆粒誘導作為流動和顆粒混合的結果的DNA剪切，導致降低的DNA完整性。

福爾馬林固定石蠟包埋(FFPE)樣品的分子分析代表需要樣品制備的進展的另一個方面。盡管對于分子生物標記物的增長的需要和證明的可能的優點，然而已經證明難以在患者的診斷和管理中常規地使用它們。此失敗的一個原因是獲得、快速處理、儲存、以及在臨床環境中運輸迅速冷凍的組織樣品的后勤方面的挑戰。標準醫院組織處理包括在甲醛中固定，隨后是在石蠟塊中包埋，然后是這些塊的隨后的切片和染色產生FFPE樣品。

如果這些FFPE樣品可以被用于分子分析，則存在使當前醫學實踐發生革命的可能性。在醫院病理部門中獲得的FFPE塊然后可以使用除了標準形態學和組織學分析之外的較新的分子方法常規地被測定。此外，因為FFPE樣品通常被醫院病理部門儲存許多年，所以還可以進行可追溯的分子評價，允許研究者大規模地用已知的臨床結果進行分子流行病學研究。需要新的技術，使得分子病理測定可以被設想或被調整以對這些FFPE樣品起作用。

然而，因為FFPE保存最初被設計以使形態學和組織學特征穩定，而不是保存分子信息，所以由于FFPE保存過程、由于氧化、以及由于差的儲存條件(即，在室溫下長期存檔)，被包含在其中的DNA/RNA常常是成碎片的。此外，FFPE組織包含污染的福爾馬林和石蠟以及可能抑制下游測定的重度交聯的DNA/RNA。

如此，對開發允許從臨床樣品(包括FFPE樣品)中更容易地分離和純化核酸的新的分離材料和方法存在未滿足的需要。

發明概述