用于生物标志物分析的设备、系统和方法技术方案

本文提供了用于使用少量母体生物样品中的无细胞胎儿核酸预测或确定胎儿性别的设备、系统、试剂盒和方法。设备可以在妊娠早期在需求点处使用，并且与通信设备兼容。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生物标志物分析的设备、系统和方法相关申请本申请要求于2017年9月26日提交的美国临时专利申请号62/563,314和于2017年12月21日提交的美国临时专利申请号62/609,086的优先权。根据35U.S.C.§119要求优先权。以上提到的专利申请通过引用而并入，如同在本文完整阐述。
技术介绍
基因测试是获得关于受试者的DNA和/或该DNA的表达的信息的手段。为获得关于受试者的生物信息，基因测试正在不断发展。该生物信息有许多用途，包括确定个体的健康状态、诊断个体患有感染或疾病、确定适合于个体的治疗方法、解决犯罪问题以及确定亲子关系。目前，基因测试主要由经训练的人员使用昂贵且庞大的设备在诊所和实验室进行，这些设备需要技术训练和专业知识才能使用。从获得来自患者的生物样品的时间开始，通常需要几天至几周来为患者提供基因测试的结果。例如，许多意识到妊娠的人渴望尽快知道孩子的性别(在整个本申请中称为性别)。有一些测试允许从母体血液中的DNA获得性别信息。从母亲获得的血液必须由训练有素的技术人员使用精密的设备进行分析。如果血液在远离进行DNA分析的实验室的位置获得，样品必须及时储存、装运和分析，否则会有样品降解的风险。
技术实现思路
本文公开了用于分析生物样品的组分(例如，核酸、蛋白质)的设备、系统、试剂盒和方法，该生物样品包括来自动物(人类或非人类)、环境(例如，水、土壤)、植物、细菌和食物的样品。通常，本文公开的设备、系统、试剂盒和方法能够通过利用无细胞DNA片段化，从极低体积的样品提供遗传信息。无细胞DNA片段化产生来自重复区域(例如，具有共同序列的区域)和/或沿靶区域的多个检测区域的统计上独立的标志物。举非限制性实例而言，来自重复区域(例如，含有相同或相似序列的多个拷贝的基因组区域)的无细胞DNA片段相对于具有不以多个拷贝存在的序列的DNA片段在样品中以更高的有效浓度存在。有利地，来自重复区域的片段可以用单一引物对扩增或用单个探针检测。然而，多个检测区域不必共享相似的序列。此类片段还可以在小体积中检测，例如，用通用引物对它们进行标记和扩增或者用多个引物对(例如，以多重化形式)扩增。无细胞循环核酸的分析面临许多技术挑战。例如，血液中循环核酸的扩增可以被全血中的一些组分(例如，血红蛋白和相关的铁)抑制。本文公开的所述设备、系统、试剂盒和方法旨在克服许多这些技术挑战。此外，所述设备、系统、试剂盒和方法提供以下优势：(1)微创，(2)适用于很少或没有技术训练的家庭(例如，不需要复杂的设备)；以及(3)在病况的早期阶段提供信息(例如，妊娠、感染)。此外，避免为了抽血和集中测试的目的反复进行医生/医院就诊可以改善患者依从性，并允许更频繁的监测，最终以较低的医疗保健系统成本导致改善的健康结果。在一些方面，本文公开了设备，包含用于从生物流体样品去除细胞以产生细胞去除样品的样品纯化器；以及检测试剂和信号检测器中的至少一种，以检测所述细胞去除样品中的多种生物标志物。在一些情况下，多种生物标志物包含多个无细胞DNA片段。在一些情况下，所述多个无细胞片段中的每一个包含由第一序列或与所述第一序列至少90％同源的第二序列表示的区域。在一些情况下，所述第一序列与所述第二序列在物理上足够远，使得所述第一序列存在于所述受试者的第一无细胞核酸上，并且所述第二序列存在于所述受试者的第二无细胞核酸上。在一些情况下，所述设备包含至少一种核酸扩增试剂和单对能够扩增所述第一序列和所述第二序列的引物。在一些情况下，所述第一序列和所述第二序列中的至少一种在所述受试者的所述基因组中重复至少两次。在一些情况下，所述第一序列和所述第二序列中的至少一种在所述受试者的所述基因组中重复至少三次。在一些情况下，所述第一序列和所述第二序列中的至少一种在所述受试者的所述基因组中重复至少四次。在一些情况下，所述第一序列和所述第二序列中的至少一种在所述受试者的所述基因组中重复至少五次。在一些情况下，所述第一序列和所述第二序列的长度各自为至少10个核苷酸。在一些情况下，所述第一序列在第一染色体上，并且所述第二序列在第二染色体上。在一些情况下，所述第一序列和所述第二序列在同一染色体上，但被至少1个核苷酸隔开。在一些情况下，所述第一序列和所述第二序列功能连接。在一些情况下，所述第一序列与所述第二序列至少80％相同。在一些情况下，所述样品纯化器包括过滤器。在一些情况下，所述样品纯化器包含芯吸材料或毛细管装置，用于推动所述生物流体通过所述过滤器。在一些情况下，所述过滤器具有约0.05微米至约2微米的孔径。在一些情况下，所述样品纯化器包含结合部分，所述结合部分与所述流体样品中的核酸、蛋白质、细胞表面标志物或微泡表面标志物结合。在一些情况下，所述结合部分包括抗体、抗原结合抗体片段、配体、受体、肽、小分子或其组合。在一些情况下，所述结合部分能够与细胞外囊泡结合，其中所述细胞外囊泡从所述女性受试者的胎儿细胞或胎盘细胞释放。在一些情况下，所述至少一种核酸扩增试剂包括至少一种等温扩增试剂。在一些情况下，所述至少一种等温扩增试剂包含重组酶聚合酶、单链DNA结合蛋白、链置换聚合酶或其组合。在一些情况下，所述信号检测器包含固体支持物。在一些情况下，所述固体支持物是柱。在一些情况下，所述固体支持物包含与所述扩增产物结合的结合部分。在一些情况下，所述结合部分是寡核苷酸。在一些情况下，所述信号检测器是侧流条。在一些情况下，设备包含检测试剂，其中所述检测试剂包含金颗粒或荧光颗粒。在一些情况下，所述样品纯化器从血液去除细胞，并且所述细胞去除样品为血浆。在一些情况下，所述设备包含在单个壳体中。在一些情况下，所述设备在室温下运行。在一些情况下，所述设备能够在接收所述生物流体的约五分钟至约二十分钟内检测所述细胞去除样品中的多种生物标志物。在一些情况下，设备包含运输或储存隔室。在一些情况下，所述运输或储存隔室包含吸收垫或流体容器。在一些情况下，设备包含通信连接。在一些情况下，所述通信连接是无线通信系统、线缆或线缆端口。在一些情况下，设备包含经皮穿刺装置。在一些方面，本文进一步公开了方法，包括从受试者获得流体样品，其中生物样品的体积不大于约300μL；使所述流体样品中的至少一种无细胞核酸与扩增试剂和寡核苷酸引物接触，所述寡核苷酸引物退火至与感兴趣序列相对应的序列；以及检测扩增产物的存在或不存在，其中所述存在或不存在指示所述受试者的健康状态。在一些情况下，所述流体样品是血液样品。在一些情况下，所述血液样品的体积不大于120μl。在一些情况下，所述流体样品是来自血液的血浆样品。在一些情况下，所述血浆样品的体积不大于50μl。在一些情况下，所述血浆样品的体积为约5μl至约40μl。在一些情况下，所述血浆样品的体积为约10μl至约40μl。在一些情况下，获得包括执行手指针刺。在一些情况下，方法包括挤取刺破的手指以增加来自手指针刺的血液。在一些情况下，获得所述血液样品不包括执行静脉切开术。在一些情况下，所述流体样品是尿液样品。在一些情况下，所述流体样品包括泪腺分泌物(泪液)。在一些情况下，所述流体样品包括组织液。在一些情况下，所述流体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，包含：/na)用于从生物流体样品去除细胞以产生细胞去除样品的样品纯化器；以及/nb)检测试剂和信号检测器中的至少一种，以检测所述细胞去除样品中的多个无细胞DNA片段。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170926 US 62/563,314;20171221 US 62/609,0861.一种设备，包含：
a)用于从生物流体样品去除细胞以产生细胞去除样品的样品纯化器；以及
b)检测试剂和信号检测器中的至少一种，以检测所述细胞去除样品中的多个无细胞DNA片段。


2.根据权利要求1所述的设备，其中第一序列存在于所述多个无细胞DNA片段中的第一无细胞DNA片段上，并且第二序列存在于所述多个无细胞DNA片段中的第二无细胞DNA片段上，并且其中所述第一序列与所述第二序列至少80％相同。


3.根据权利要求2所述的设备，其中所述设备包含至少一种核酸扩增试剂和单对能够扩增所述第一序列和所述第二序列的引物。


4.根据权利要求2所述的设备，其中所述第一序列和所述第二序列中的至少一种在受试者的基因组中重复至少两次。


5.根据权利要求2所述的设备，其中所述第一序列和所述第二序列的长度各自为至少10个核苷酸。


6.根据权利要求2所述的设备，其中所述第一序列在第一染色体上，并且所述第二序列在第二染色体上。


7.根据权利要求2所述的设备，其中所述第一序列和所述第二序列在同一染色体上，但被至少1个核苷酸隔开。


8.根据权利要求2所述的设备，其中所述第一序列和所述第二序列功能连接。


9.根据权利要求1所述的设备，其中所述样品纯化器包括过滤器，并且其中所述过滤器具有约0.05微米至约2微米的孔径。


10.根据权利要求9所述的设备，其中所述过滤器是垂直过滤器。


11.根据权利要求1所述的设备，其中所述样品纯化器包含结合部分，其选自抗体、抗原结合抗体片段、配体、受体、肽、小分子及其组合。


12.根据权利要求11所述的设备，其中所述结合部分能够与细胞外囊泡结合。


13.根据权利要求2所述的设备，其中所述至少一种核酸扩增试剂包括等温扩增试剂。


14.根据权利要求1所述的设备，其中所述信号检测器是侧流条。


15.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备包含在单个壳体中。


16.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备在室温下运行。


17.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备能够在接收所述生物流体的约五分钟至约二十分钟内检测所述细胞去除样品中的多种生物标志物。


18.根据权利要求1所述的设备，包含通信连接。


19.根据权利要求1所述的设备，包含经皮穿刺装置。


20.一种方法，包括：
a)从受试者获得流体样品，其中生物样品的体积不大于约120微升；
b)使所述流体样品中的至少一种无细胞核酸与扩增试剂和寡核苷酸引物接触，所述寡核苷酸引物退火至与感兴趣序列相对应的序列，以产生扩增产物；以及
c)检测所述扩增产物的存在或不存在，其中所述存在或不存在指示所述受试者的健康状态。


21.根据权利要求20所述的方法，其中所述流体样品是血液样品。


22.根据权利要求20所述的方法，其中所述流体样品是来自血液的血浆样品。


23.根据权利要求22所述的方法，其中所述血浆样品的体积不大于50μl。


24.根据权利要求22所述的方法，其中所述血浆样品的体积为约10μl至约40μl。

【专利技术属性】
技术研发人员：迪尔克·万登博姆，马蒂亚斯·埃里克，保罗·厄特，吉姆·肖瓦普恩，
申请(专利权)人：朱诺诊断学公司，
类型：发明
国别省市：美国;US