变应原检测的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供用于检测样品特别是食物样品中一种或多种变应原的存在和/或不存在的系统、装置、信号传导多核苷酸(SPN)、检测试剂和方法。检测系统包括单独的采样器，用于接收和处理测试样品的至少一个一次性检测容器和用于测量荧光信号的检测装置。来自结合变应原的适体的SPN作为检测试剂。SPN具有单一的开放结构，并用荧光团标记。测量变应原结合时检测试剂的荧光偏振变化以计算样品中的变应原含量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】变应原检测的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2016年3月15日提交的、专利技术名称为“便携式变应原检测系统”的美国临时申请序列号号62/308,376和2016年3月15日提交的、专利技术名称为“变应原检测试剂和方法”的美国临时申请序列号号62/308,377的优先权；所述申请的内容通过引用的方式全部并入本文。参考序列表本申请同时提交了电子格式的序列表。序列表以于2017年3月10日创建、名称为20661004PCTSEQLST.txt的文件形式提供，其大小为77,022字节。电子格式的序列表信息通过引用的方式全部并入本文。专利
本专利技术涉及用于检测测试样品中靶变应原例如食物样品中的食物变应原的存在和/或不存在的系统、装置、适体、信号传导多核苷酸(SPN)、检测试剂和方法。
技术介绍
过敏(例如，食物过敏)是影响全世界数百万人的常见医学病症。据估计，在美国，高达2％的成年人和高达8％的儿童，特别是3岁以下儿童，患有食物过敏(约1500万人)，而且患病率被认为不断增加。在过敏反应期间，免疫系统错误地将变应原视作威胁并攻击它。过敏反应可能影响皮肤、消化系统、胃肠道、呼吸系统、循环系统和心血管系统；在一些过敏反应中，多器官系统受到影响。过敏反应范围从轻微到严重或危及生命。严重的症状可能包括呼吸困难、低血压、胸痛、意识丧失和过敏反应。目前患有过敏症的人们通过避免任何可能含有特定变应原的食物来控制其过敏反应。这些限制对患者的生活质量有重大影响，并且仍然没有有效的方法来评估食物中真正变应原的含量。在美国，每三分钟就有人因食物过敏症状被送到急诊室。确定变应原存在的快速、灵敏和准确的方法将是非常有益的。使患者能够测试他们的食物并准确及时地确定变应原含量的便携式设备将有助于做出是否消费的明智决定。研究人员已经尝试开发出合适的装置和方法以满足这种需求。本领域公开了许多检测食物样品中变应原含量的装置和系统，包括McKay的美国专利号5,522,587，其教导了由吸收材料形成的餐垫和施加在所述垫子上隔离区域的小斑点化学试剂，以检测食物变应原；Jungle等的美国专利申请公开号2008/0182339和美国专利号8,617,903，其教导了用微流体芯片处理样品以检测变应原的方法，所述微流体芯片被配置用于分析一种或多种变应原指示剂，用一个或多个检测单元检测变应原指示剂，并用一个或多个显示单元显示结果；Scott等的美国专利申请公开号2010/0210033，其教导了一种用于检测食物变应原的便携式装置，包括壳体、样品入口、用于指示样品中潜在变应原存在的装置、以及使用标记抗体检测潜在变应原的变应原检测芯片；Royds的美国专利号7,527,765，其教导了一种用于识别食物样品中有害污染物(包括变应原)存在的食品检测装置，包括一次性样品容器、包括刀片组件的机械液化器、具有试剂的试剂供应室，所述试剂对有害污染物具有亲和力，能够检测液化食品中的有害污染物，并在识别出有害污染物时产生视觉提示；和Suni等人的美国专利号9,201,068，其教导了结合有抗体的用于食物过敏检测的生物电子舌。为了实现食物样品中灵敏且准确的变应原检测，能够快速识别变应原的特定检测器对于测试结果至关重要。目前，在食品工业中以及对于具有食物过敏的顾客，通常采用免疫测定进行食物变应原的检测。特定的变应原蛋白可以通过免疫测定法测量，例如ELISA、RIA(放射免疫测定)、乳胶凝集检测或蛋白质印迹。在这些测定中，需要对靶变应原具有特异性的抗体。现有技术中公开了许多检测特定食物变应原的免疫测定法，例如，美国专利号8,377,696公开了检测甲壳纲动物原肌球蛋白的免疫测定；8,361,460教导了使用针对大豆变应原的抗体的ELISA，从而为食物过敏患者提供安全；8,349,620，涉及用于检测多种变应原的免疫测定系统；以及6,441,142，其公开了花生变应原的免疫测定法。然而，大多数免疫测定耗时、需要训练有素的人员来读取测试结果、难以小型化、未完全标准化。此外，免疫测定受到干扰，其通常归因于基质效应和交叉反应性。因此，免疫测定方法经常导致假阳性结果。除了特异性结合变应原的抗体之外，在若干个专利和专利申请中公开了例如适体的核酸分子、以及利用它们的装置和方法，以用于检测样品(例如食物样品)中蛋白质，包括Rasooly等人的美国专利号8,614,466，其教导了采用被称为“电渗透”(通过随机电阻网络的电流)的物理原理的方法和系统，其中采用适体作为捕获分子在半导体中电检测生物分子结合；Lowery,Jr.等人的美国专利号8,563,298，其教导了用于收集和检测分析物的NMR系统和方法；Lieber等人的美国专利号8,232,584，其教导了用于检测分析物的基于荧光的纳米级线生物传感器装置和方法，其中适体可以相对于纳米级线间接固定；Hornbeck等人的美国专利号7,977,462，其教导了侧向流动装置，其采用适体对在癌和/或白血病中鉴定出的新的酪氨酸磷酸化位点进行检测和定量；Gordon等人的美国专利号7,855,057，其教导了检测样品中少量蛋白质异构体(例如，由于选择性剪接，或不同的疾病蛋白异构体或降解产物)的方法、试剂和装置，包括采用捕获剂的组合，其中捕获剂可以是适体；Brunner等人的美国专利号8,618,046，其教导了一种采用基于适体的抗CETP-抗体诱导抗原治疗动脉粥样硬化的方法；Yokota等人的美国专利号8,507,458，其教导了一种通过利用内源乳糜微粒来递送核酸以抑制靶基因表达的系统，其中核酸可以是适体；和Vukicevic等人的美国专利号7,850,964，其教导了骨形成蛋白(BMP)的核酸生物传感器，用于诊断和治疗骨和软组织缺陷和病症(上述每一个的内容通过引用的方式并入本文)。在蛋白质检测中使用适体的其他公开内容也包括在PCT专利公开号WO2009/019007、WO2009/040113、WO2010/108657和WO2013/104540中；它们通过引用的方式并入本文。在核酸试剂中，适体衍生的分子信标(MB)是研发最多的检测试剂，其为包含荧光团和猝灭剂基团的发夹形寡核苷酸，并且起到开关作用。当处于闭合状态时，荧光团和猝灭剂位在一起并通过共振能量转移淬灭(“关闭”)荧光。当构象变化打开发夹结构并且荧光团和猝灭剂被分离时，猝灭剂不再猝灭并且荧光恢复(“开启”)。MB在要求探针具有高灵敏度和优异的分子识别特异性的检测装置和诊断测定中特别有用；它们是高度靶特异性的，只忽略仅存在少至单个核苷酸差异的核酸靶序列。作为检测器的MB可以允许实时监测，并且用于“无需分离的检测”，其中不可能或不希望将探针-靶杂交物与过量的未杂交探针分离。MB环-茎结构提供的特异性已被证明适用于各种生物环境。示例性的分子信标在Leung等人，2011(NucleicAcidsResearch，2012,40(3)：941-955)中进行了综述，并在Litman等人的美国专利号8,188,255中进行了描述，其教导了与癌症相关的microRNA(miRNA)序列，以及使用适体和分子信标对它们进行检测；Meyers等人的美国专利号7,282,360，其整体上公开了使用适体或分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变应原检测系统，包括：(a)至少一个采样器，用于收集怀疑含有一种或多种所关注的变应原的测试样品；(b)至少一个检测容器，用于接收和处理测试样品，使检测试剂与测试样品中存在的所述一种或多种变应原接触；和(c)检测装置，用于通过测量检测试剂与测试样品中存在的一种或多种变应原之间的结合相互作用的信号并使之可视化，来检测测试样品中的变应原含量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.15 US 62/308,376;2016.03.15 US 62/308,3771.一种变应原检测系统，包括：(a)至少一个采样器，用于收集怀疑含有一种或多种所关注的变应原的测试样品；(b)至少一个检测容器，用于接收和处理测试样品，使检测试剂与测试样品中存在的所述一种或多种变应原接触；和(c)检测装置，用于通过测量检测试剂与测试样品中存在的一种或多种变应原之间的结合相互作用的信号并使之可视化，来检测测试样品中的变应原含量。2.根据权利要求1所述的检测系统，其中采样器是食物获取取芯器。3.根据权利要求2所述的检测系统，其中食物获取取芯器具有在远端设置有顶帽的远端部分，设置有样品收集管的近端部分，用于操作与样品收集管连接的取芯器的把手，位于样品收集管内的柱塞，该柱塞具有连接至顶帽的远端和位于近端的柱塞头，其中近端的柱塞头可以突出于样品收集管，用于获取测试样品。4.根据权利要求3所述的检测系统，其中食物获取取芯器还设置有用于称量被获取的测试样品的装置。5.根据权利要求3所述的检测系统，其中食物获取取芯器还包括位于近端的按扣。6.根据权利要求1所述的检测系统，其中检测容器是一次性的。7.根据权利要求6所述的检测系统，其中一次性检测容器是一次性测试杯或杯状容器，其中，一次性测试杯或杯状容器包括杯盖组件和杯体，杯体具有连接至杯盖组件的较宽远端和近端底座，并且其中杯盖组件包括位于杯盖组件顶帽上的三个端口：用于容纳食物获取器芯的端口(a)、通过其组装均质器的端口(b)，以及连接至流量控制装置的端口(c)，该流量控制装置用于在变应原检测测定期间驱动和控制经处理的样品溶液的流量；以及一种可选装置，在杯盖组件和杯体组装在一起形成测试杯或杯状容器时用于对准和稳定杯盖组件和杯体。8.根据权利要求7所述的检测系统，其中杯盖组件还包括位于杯盖组件顶帽上的两个或更多个反应室，用于检测测试样品中的所述一种或多种变应原；用于将经处理的样品溶液从杯体输送到所述两个或更多个反应室的流体通道，其中所述两个或更多个反应室由一个或多个变应原分析室组成，其中存在对一种或多种变应原具有特异性的检测试剂。9.根据权利要求8所述的检测系统，其中杯盖组件还包括，(a)流动管，经处理的样品溶液通过该流动管从杯体流到所述两个或更多个反应室；和(b)杯盖组件中的流动管帽和过滤器组件，用于进一步过滤经处理的样品溶液中的大颗粒，并防止所述两个或更多个反应室中的分子变潮湿。10.根据权利要求7所述的检测系统，其中杯体还包括两个或更多个反应室和过滤膜，其中所述两个或更多个反应室位于杯体的底部，并且过滤膜位于杯体底部的一个或多个反应室的上方，其用于在经处理的测试样品流到杯体底部的一个或多个反应室之前对经处理的测试样品进行过滤。11.根据权利要求7所述的检测系统，其中杯体被分成两个独立但连接的部分，第一部分被配置用于接收和处理测试样品，第二部分包括两个或更多个反应室，其中所述两个部分通过流体管和阀连接，经处理的样品溶液从杯体的第一部分流到杯体的第二部分内的两个或更多个反应室。12.根据权利要求11所述的检测系统，其中杯体的第二部分内的两个或更多个反应室被配置成并排定向、叠加定向或从前到后定向，或者以对角线定向。13.根据权利要求7所述的变应原检测系统，其中杯体被配置用于接收由取芯器收集的测试样品，并且用于使用通过杯盖组件顶部的端口(b)组装的均质器来处理所述测试样品，其中均质器转子和定子通过杯盖组件顶部的端口(b)插入杯体中，其中均质器转子和定子的远端帽连接到端口(b)，均质器转子和定子的近端部分延伸至杯体。14.根据权利要求13所述的变应原检测系统，其中杯体包含一定体积的提取缓冲液，所述提取缓冲液用于分解测试样品并提取变应原蛋白。15.根据权利要求1所述的变应原检测系统，其中所述检测装置包括，(a)外壳，其配置成为检测装置的部件提供支撑，由壳盖和壳底座组成；(b)第一部分，其可以打开以插入一次性测试杯或杯状容器和食物获取取芯器；(c)集成用于进行变应原检测测试的部件；和(d)电源；其中集成用于进行检测测试的部件(c)包括，(i)均质器，其被配置用于使测试样品均质化并从位于杯体内的提取缓冲液中的测试样品提取变应原蛋白；(ii)驱动和控制均质化的装置；(iii)在变应原检测测试期间驱动和控制经处理的样品溶液流动的装置；(iv)用于检测荧光信号的光学组件；(v)转换和数字化荧光信号的装置；和(vi)显示窗口，用于接收检测到的信号并指示测试样品中变应原的存在和/或不存在。16.根据权利要求15所述的检测系统，其中外壳(a)包括位于壳体的顶前部上的对准结构，用于在所述变应原检测测试期间对准一次性测试杯或杯状容器。17.根据权利要求15所述的检测系统，其中所述第一部分(b)是抽屉组件，其包括用于插入一次性测试杯或杯状容器的开口和抽屉框架，所述抽屉框架在抽屉框架的每一侧分别包括一个凸边。18.根据权利要求15所述的检测系统，其中均质器(i)包括均质器定子，位于定子内部的均质器转子，其通过杯盖组件顶帽上的端口(b)插入杯体，将均质器定子和转子耦合到齿轮头的耦合器，将均质器连接到齿轮系的齿轮头，均质器通过该齿轮系连接到用于驱动和控制均质化的装置(ii)。19.根据权利要求18所述的检测系统，其中均质器定子具有设置有帽的远端部分和近端，所述帽连接至权利要求7所述的杯盖组件顶部上的端口(b)，并且所述近端在定子轴线上设置一个或多个延伸至权利要求13的杯体的槽。20.根据权利要求15所述的检测系统，其中均质器(i)包...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·吉尔博格芬，R·B·布朗，S·斯蒂德哈姆，V·维拉里尔，A·J·扬，J·G·安东尼，P·墨菲，J·H·开普勒，A·雅格布斯，
申请(专利权)人：多茨技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US