[發明專利]檢測特定核酸序列的完全集成的手持式設備

有效

• 申請號: 201780014598.1
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN109563462B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: J·馬奧尼;C·斯通;陳昊;M·科斯塔;B·林
• 申請（專利權）人: 先進診療公司
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34;C12M1/36;C12Q1/6806;C12Q1/686
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 陳文平;王月

提供了一種用于檢測靶核酸的完全集成的一次性即時檢測設備。該設備包括：適于接受生物樣品的提取室，其中所述提取室包括提取和裂解樣品以釋放核酸的裝置；與提取室連通的第一擴增室，其中所述擴增室包括觸發靶核酸序列的核酸擴增發生的裝置；和與擴增室連通的檢測室，其中所述檢測室包括可檢測地標記靶核酸的裝置和檢測與標記的靶核酸相關的信號的裝置，或用于擴增、檢測和鑒定多個核酸序列的單室。

技術領域

本發明涉及需求點(PON)或即時檢測(POC)診斷設備領域，例如，所述設備用于檢測感染性疾病，以及癌癥和其他慢性疾病的生物標志物。

背景技術

傳統的感染性疾病測試方法(例如培養和抗原檢測)已經向更靈敏的核酸擴增試驗(本文稱為NAAT)轉變。聚合酶鏈式反應(PCR)擴增為實驗室提供了檢測感染性疾病的靈敏且特異性的工具，并且已經被全世界的臨床實驗室所采用。

目前的分子診斷工具被大量的“芯片外”臨床樣品制備時間和對熟練技術人員的要求所限制。這限制了分子診斷在家里或資源匱乏的環境下的應用。典型的診斷試驗可以在3小時至5天的時間內完成。然而，在某些環境下，這不能提供有用的診斷信息。

在過去的十年中，使用微流體裝置將診斷分析小型化為“芯片上的實驗室”的形式已引起很多關注。微流體裝置通常較小且需要非常少的樣品體積，這有利于分子診斷。這種技術可用于構建例如用于床邊的POC診斷工具，并提供快速的診斷結果。然而，POC設備的成本是重要的，應當盡可能低，尤其是用于資源匱乏的環境。目前，復雜且昂貴的樣品制備和DNA檢測技術阻礙了廉價的、完全一次性的POC設備的構建。

已經開發了以“芯片上”全自動形式或不需要人工干預的從臨床樣品(血液、尿液、鼻咽拭子、糞便材料)分離感染性顆粒(病毒、細菌或真菌)的設備。例如，WO110019A1公開了可以將病原體或核酸結合至磁珠，隨后將其移動到二級室進行檢測的微流體平臺。此外，WO122564A2公開了從病原體釋放細胞內容物并隨后轉移一部分內容物用于檢測的設備。US2008/0299648A1公開了包括樣品收集元件和免疫層析測試條的獨立診斷試劑盒。US 8,574,923B2公開了一種樣品制備裝置，其使用整體吸收劑特異性結合核酸或使用樣品過濾器結合任何目標分析物并裂解細胞膜。WO2012/013733A1公開了用于診斷目的的從各種液體基質分離核酸用于制備通用樣品的裝置。最后，WO2013/158686A1公開了一種核酸樣品制備裝置，其需要最少的操作時間并且可以從各種細胞混合物中純化核酸。

在感染性疾病的檢測中，首先分離感染性顆粒，然后必須將其裂解以釋放細胞內容物，包括DNA、RNA和蛋白質。雖然已經表征了幾種從細胞釋放核酸和蛋白質的方法，但是將它們整合到診斷POC平臺中顯著增加了設備的復雜性。對于機械裂解，需要電動機元件，這會增加設備的成本和復雜性。對于化學裂解，難以施用正確量的裂解試劑并隨后在下游分析之前除去該試劑。NAAT技術對化學污染特別敏感，所有裂解化學品必須在下一步驟(包括酶促擴增和檢測)之前去除。

聚合酶鏈式反應(PCR)是使用熱穩定DNA聚合酶和熱循環的組合將致病性DNA序列擴增至高濃度的常用技術。然而，PCR通常需要在約50℃和95℃之間進行熱循環以進行擴增，并且將熱循環整合到POC診斷平臺中將增加開發POC分子診斷設備的復雜性和成本。

在POC診斷中使用一次性系統對于居家測試、資源貧乏的環境或無中心實驗室資源的社區醫院有吸引力，但是讀出所需的輔助系統通常是昂貴且專用的，這限制了它們的一次性使用。這也可能導致獨立單元或讀取器的昂貴的初始資本投資。

因此，需要開發便攜式的、一次性的即時檢測設備。

發明簡述

現在已經開發了一種獨立的即時檢測設備，其適于接受原始臨床樣品(例如血液、尿液、糞便材料、鼻咽拭子等)，釋放病原體細胞內容物，擴增和檢測特定的核酸序列并顯示結果，無需任何外部設備或裝置的干預。這種完全集成的獨立即時檢測設備也是單次使用的可棄置設備。