本发明专利技术提供了集成的“芯片实验室”微流体装置，其用于对含有测试样品的细胞和/或颗粒进行核酸制备和诊断性分析。该装置适合于制备和/或分析来自通用测试样品的DNA或RNA靶，或二者。在不同的实施方案中，在装置上含有核酸样品制备和分析所必需的干燥的和/或液体的试剂，以使该装置仅仅需要加入测试样品。使用粘土矿物和碱性缓冲试剂来克服核酸制备过程中的核酸降解和污染问题。该装置可以进一步包括复合膜，以在测试样品是血液制品时，将血浆或血清与其它血液成分分离开。该微流体装置使用多个微流体通道、进口、阀、膜、泵、和其它部件，它们以不同的配置布置，以操纵液体流动，特别是，为了制备核酸并进行进一步的诊断性分析。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 政府权益声明 本文所述的工作由美国陆军医学研究购置活动化S.ArmyMedicalResearch AcquisitionActivity)拨款提供部分资金，合同号为W81XWH-10-2-0158。美国政府对本 专利技术享有一定的权利。[000引背景
本专利技术一般地设及用于处理样品的微流体装置和方法，所述样品用于分子诊断应 用，例如祀核酸序列的检测。 相关技术描述 分子诊断在当今全球医疗环境中具有重要的作用。在发展中国家，95%的死亡 是由于缺乏对传染病，即急性呼吸道感染（ARIs)、追疾、HIV、和肺结核（TB)的正确诊断 W及相关的后续治疗（Yager，Petal，AnnuRevBiomedEng10:107-144,2008)。最 近的大流行病如2009H1N1甲型流感流行增加了对于有效检测和控制传染病的工具的需 要。在控制新型传染病的挑战中加入了如"快速病原体突变速度、非人病原体向人病原 体的转变、和非人病原体与人病原体的重组"的因素化iechle，FLetal.，ClinL油Med 29 (3) : 555-560, 2009)。日益增加的全球流动性帮助传染病从发源地区传播到世界的其它 地方，正如在2009化N1的大流行中所看到的。运种流动性彰显了将快速、便携式诊断（护 理点)装置作为预防传染病全球传播的初步手段的一部分的需要。目前的实验室病 原体培养方法需要一天或更长时间来提供结果。 对于特定的其他类型的传染病，在发达国家和发展中国家中，需要定期地重复进 行诊断性测试，W测量对治疗的反应，并监测疾病状况。一个运样的例子是对于传染病如 HIV(人免疫缺陷病毒）和丙型肝炎，监测病毒载量（每毫升血液中病毒颗粒的数量）。南 撒哈拉非洲是AIDS流行严重感染地区。在运些地区，缺乏标准实验室设施和受过训练的实 验室技术人员是严重的障碍。在美国的医疗条件差的地区存在类似的问题。能够在人群中 分发使其易于获得，甚至是可W在家中获得的快速、低成本的诊断工具将会允许更快速地 诊断和监测疾病和感染，从而提供实质性的益处。 核酸生物标志物是目标分析物，它用于几种对全球卫生有高度重要性的传染性疾 病，包括HIV、HCV、皿V、流行性感冒、和登革热。在开发简单诊断装置W测试多种病毒剂上 的主要挑战是：一些病毒的基因组由DNA组成，而其他病毒的基因组由RNA组成。基于RNA 的分析物的进一步的挑战是样品处理，所述样品处理要保护运些不稳定分子的完整性。有 几种市售产品对后者的问题提出了解决方案。运些产品大部分是昂贵的、技术难度大的、和 /或需要某种形式的冷藏。运些要求不容易被小型化的微流体装置满足，所述微流体装置具 有盒上试剂库（on-cartridgereagentreservoirs),所述盒上试剂库被设计用于快速、原 地的诊断性分析。而且，运些要求在资源匿乏或远程的情况下难W满足，正如大多数发展中 国家的情况。因此，需要有低成本的、无测量的（non-instrumented)、和操作简单的诊断装 置，可用于制备核酸的稳定样品，并在护理点（POC)分析DM和RNA两种生物标志物。 血液是人体组织，常规用于核酸表达研究和基于血液的生物标志物分析，因为它 可W容易地收集。但是，全血通常含有许多成分，例如血红素和肝素，它们干扰和/或抑制 许多下游的分析步骤。而且，血浆的核酸酶（RNase)活性非常高，将运种活性减至最小对 于任何RNA分离程序来说都是重要的。虽然可在严格的条件下从临床样品制备DNA，并且， 例如，简单地将DNA点样在滤纸上并在室溫干燥来使其稳定，RNA的制备通常需要使用稳定 剂和冷藏和/或冷冻。稳定临床样品的RNA的步骤是繁琐的，不适用于微流体、"采样反馈 (sampletoanswer)"诊断装置。 两种方法的变形形式曾被用于制备来自生物样品的RNA:化学提取和固定在玻璃 上，通常被称为"固相提取"。化学提取通常使用高度浓缩的离液盐和酸性酪或酪-氯仿溶 液来使RNases失活，并从其它生物分子中纯化RNA。运些方法提供了RNA的非常纯的制备 物；但是，通常必须用醇沉淀步骤对RNA进行脱盐和浓缩。固相提取方法，在Boometal的 美国专利No. 5, 234, 809中描述，依赖于离液试剂硫氯酸脈的裂解和核酸酶失活特性，W及 运种试剂存在时的固态二氧化娃颗粒或娃藻类的核酸结合性质。用含有乙醇的高盐缓冲液 洗涂与二氧化娃结合的RNA之后，在低离子强度的缓冲液中洗脱RNA。 容易理解，需要使用有机溶剂或离液试剂进行水相提取的样品制备方法是冗长 的、危险的、劳动强度大的、和速度慢的。而且，如果在进行运些程序的时候没有特别小屯、， 可能发生核酸酶的残余污染，样本核酸会被降解或消失。用运种样品进行的诊断测试可能 由于运种降解而给出假阴性结果。假阴性结果还可W由于化学干扰造成，例如来自于残留 的阴离子去垢剂、离液盐、或样品中残余的并且会抑制祀序列扩增程序的乙醇。如果已经使 用了阴离子去垢剂和蛋白酶，残余的蛋白水解活性也可能降解祀序列扩增和/或杂交检测 反应中使用的酶，并产生假阴性结果。在'809专利中公开的基于"爆轰裂解度oomlysis)" 方案的样品制备方法通常被认为是充分应对了运些问题。但是，本专利技术人出人意料地发现， 运些提取方法，即使用离液盐结合固相提取，在制备用于皿V基因组的WPCR为基础的检测 的血液或血浆样品时，并不总是有效的。因此，上述的方案均不适于从复杂生物起始材料， 例如全血或血清中制备用于同时检测DNA和RNA祀序列的通用样品。运对于在临床实验室 条件下和在资源缺乏地区的传染病诊断来说的是千真万确的，在临床实验室条件下对时间 的要求非常高，在资源缺乏地区，成本效益、减少有毒废物流和简易性也很重要。 虽然在该领域取得了进展，在护理点诊断装置领域仍然存在需要，例如微流体装 置，其能够从测试样品分离和分析核酸。本专利技术满足了运些需要并进一步提供了相关的益 处。[001引专利技术简述 本专利技术的实施方案针对上述的全球健康需要，提供微流体装置，所述微流体装置 用于对来自测试样品，例如血液产品的核酸进行制备、稳定、和分子分析。本专利技术人令人惊 讶地发现一种简单的样品制备方案产生含有DNA和/或RNA的样品，所述样品适合作为扩 增反应中的即用试剂，所述简单的样品制备方案的基础是用粘±矿物和碱性缓冲液进行处 理。不受理论的束缚，相信粘±矿物的作用是保护核酸不被酶降解（由于核酸酶活性）并 且不被水解降解（由于碱性提取试剂）。本专利技术装置制备的核酸样品基本不含核酸酶活性， 并且在用于修饰酶的时候是优选的底物。本专利技术的微流体装置的实施方案在同时检测人血 液的微量样品或其它测试样品的RNA和DM祀序列时特别具有益处。 在相关的实施方案中，本专利技术提供改进的集成微流体装置，用于将核酸样品制备 与下游的分子分析集成化。该装置的实施方案尤其适用于同时分析通用测试样品中的DNA 和RNA。在特定的实施方案中，本专利技术装置的特征在于用于制备核酸的试剂被预先装载到该 装置中，所述核酸适合于立即扩增。运些试剂包括，但不限于，粘±矿物和碱性缓冲液。 因此，本专利技术的实施方案提供用于制备和分析测试样品中的核酸的微流体装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
微流体装置，其包括：微流体通道，其具有第一端部和第二端部；样品进口，其与微流体通道的第一端部流体连接，并且被配置以用于接收测试样品；粘土处理室，其与所述微流体通道流体连接，其中所述粘土处理室含有粘土矿物试剂；样品裂解室，其与所述粘土处理室流体连接，其中所述样品裂解室含有碱性溶液；一个或多个样品核酸扩增或检测池，或其组合，它们与所述样品裂解室流体连接；以及一个或多个样品出口。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·K·洛夫奎斯特，C·F·巴特尔，H·K·博扎克，
申请(专利权)人：精密公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。