用于收集核酸样本的系统和方法技术方案

一种用于收集生物分子的系统，其包括提取器组件，所述提取器组件包括顶盖、提取器芯、提取器芯适配器、具有内部容积的提取器主体、以及底盖环。所述顶盖包括样品连接端口，并且被构造成通过所述底盖环固定到所述提取器主体上。所述提取器芯适于可移除地附接在所述顶盖的连接接口，并且包含用于收集生物分子的基底。所述提取器芯适配器具有上游开口端和下游突起，所述上游开口端用于与所述提取器芯的下游端配合，所述下游突起构造成突出穿过所述提取器主体中的开口。还公开了使用该系统收集样品用于运输和进一步处理以检测疾病的方法。

【技术实现步骤摘要】
用于收集核酸样本的系统和方法本申请是申请号为201580073867.2、申请日为2015年11月20日、专利技术名称为“用于收集核酸样本的系统和方法”的中国专利技术专利申请的分案申请，原申请为国际申请号为PCT/US2015/061917的国际申请的中国国家阶段申请，该国际申请要求申请日为2014年11月21日的美国临时申请号62/082,830的优先权。相关申请的交叉引用本申请要求在2014年11月21日提交的申请号为62/082,830，名称为“BIOMOLECULEEXTRACTIONSYSTEM”的美国临时申请的优先权，在此通过引用将其全部内容并入本文。
技术介绍
从用于测试的生物样本中收集、提取和检测核酸的现有系统和方法通常比较复杂，需要经过专业培训的人员实施多个步骤，并且没有针对处理大体积样本而进行优化，也没有针对防止样本处理和稳定运输中的交叉污染而进行优化。各种体液，例如血液、血浆、血清、脑脊液(CSF)、胸腔积液、腹水、尿液等都含有短链核酸(NA)片段，即，无细胞核酸(cfNA)或循环核酸(cNA)。内源性地源自于肿瘤或者“外源性地”源自于胎儿或者体内病原性感染的改变的核酸可以以非常低的浓度作为外周血液中的cfNA存在，并且是可检测的，并且可以与正常的宿主cfNA区分开。从血浆或血清中提取足量的这些cfNA用于测试需要处理相对较大体积的流体，这在临床诊断环境中提出了不可避免的技术挑战。因此，在该领域需要新的方法来应对这些挑战。用于检测例如结核病的示例性的这类方法在PCT公开申请WO2012135815(也由本申请的专利技术人专利技术)中进行了描述，并且通过引用并入本文。然而，这样的测试可能在世界上缺乏分析样本中所使用的昂贵处理设备的地区是最有用的。因此，在本领域中需要一种收集系统和方法，其将允许从大体积的生物样本中捕获足量的核酸，以进行后续分析、以防止来自环境和操作员的污染、以及保存和运送核酸，使得可以使用相对便宜的设备在定点照护设施处收集核酸，然后以稳定的形式运送到中心地点进行进一步的处理和测定。适用于从大体积生物流体中分离循环DNA或RNA的各种提取方法是已知的，例如在“CirculatingNucleicAcidHandbook”(第2版，2011年02月，Qiagen)中描述的那些方法，以及基于第5,234,809(Boom技术)号美国专利的技术原理改进而成的第8,685,742号美国专利中描述的旋转柱提取方法。第5,346,994号美国专利描述了一种使用苯酚-氯仿的有机液体提取方法的技术。这些方法都可用于从例如血浆或血清样本的大体积提取，但有机试剂是有毒的，这限制了其用途。不管洗脱还是沉淀，上述技术都需要高速离心机(>10000G)，以获得提取的NA给下游应用。另外，第7,897,378和8,158,349号美国专利描述了用于从较大样本体积中纯化或分离核酸的装置和方法，包括系统，所述系统包含一对协作的中空体，样本穿过所述中空体进入收集容器，使核酸结合到所述中空体之一内的结合材料。将含有保留样本的中空体转移到第一接收容器中进行洗涤，然后将纯化或分离的核酸洗脱并收集在第二接收容器中用于进一步分析。也需要用高速离心机从固相基质中洗脱结合的核酸。例如，通过引用并入本文的第5,234,809号美国专利(Boom)公开了一种分离核酸的方法，其适用于多种不同用途。它描述了通过将含核酸的起始材料、离液缓冲液、以及结合DNA的固相一起孵育来从所述起始材料中分离核酸的方法。如果需要，所述离液缓冲液影响所述起始材料的裂解和所述核酸与固相的结合。本申请人的序列号为61/827,244的美国临时专利申请和序列号为US14/39,320的PCT申请(“原始申请”)首次描述了新的生物分子提取系统，上述两篇专利申请的全部内容通过引用并入本文。所述原始申请公开了涉及用于处理生物样本的方法和系统的专利技术，即裂解、结合、洗涤、稳定和洗脱生物样本的生物分子。一种实施方式包括用于收集核酸样本的系统，所述系统包括限定内部容积的容器、用于所述容器的可移除盖、与所述盖中的样本连接端口流体连通的连接接口、适于可移除地附接到所述容器盖的连接接口的过滤柱、样本收集容器、以及运输容器。公开了该系统的各种其它部件。所述原始申请还公开了收集核酸样本的方法，该方法包括以下步骤：(a)提供本文所述的收集系统；(b)在所述样本收集容器中收集一定体积的含样本的流体；(c)通过所述样本连接端口将所述样本收集容器连接到所述容器；(d)使所述样本收集容器中的一定体积的含样本的流体穿过所述过滤柱，从而在所述基底上收集所述样本，并在所述容器中收集剩余物；(e)将所述运输容器的开口端套在所述过滤柱上，将所述过滤柱与所述运输容器接合，并且将所述过滤柱从所述容器盖上拆下，以及(f)用所述可拆卸盖临时密封所述运输容器。所公开的方法对于在最低配置的医疗设施(例如小型诊所、远程诊所和/或周边诊所)处理所收集的核酸特别有用，并将收集的样本运送到设备更好的中央实验室，以进一步分析所收集的样本来检测疾病，例如检测潜伏性结核病。随着分子技术的迅速发展，血浆、血清和其他体液中的循环无细胞核酸(NA)的生物标志物检测作为较小侵入性的方法而变得新兴起来，所述循环无细胞核酸分别包括无细胞DNA和无细胞RNA(cfDNA和cfRNA)，或者一起的(cfNA或cNA)，所述的方法用于产前遗传异常、癌症、实体器官移植排斥反应和感染性疾病(如结核病)的早期发现的诊断和预后。然而，由于体液极不充裕，因此将cfNA作为临床分析物仍然面临着各种技术问题，这些技术问题影响着cfNA样本的质量、数量以及随之产生的最终诊断结果。所述技术问题包括：1)样本收集/运输，2)样本处理，和3)使用cfRNA进行疾病状态监测的潜在机会。样本收集/运输问题cfNA的大多数可获得的来源是外周血液中的血浆或血清(合称为PS)。正常个体中cfNA的血浆浓度非常低，在1.8-44ng/ml或约500-10000个基因组当量/ml(ge/ml)的范围内。如果存在的话，PS中痕量的肿瘤衍生的cfNA或循环肿瘤NA(ctNA)可能仅为每ml一至几百个拷贝，或总cfNA(4)的约0.005-0.01％。为了收集足够的目标ctNA，通常需要大量的PS，即1-5ml。此外，即使从血液中释放小百分比的细胞DNA或RNA也会导致目标cfNA的下游分析困难。为了防止血细胞中的cfNA降解和基因组NA(gNA)释放，根据不同的方案，通常应在静脉注射后2小时、2-4小时或7小时内分离PS与血细胞。分离通常需要1步或2步，在1000-2000g离心10分钟，并且可选地5000-16000g。在血液凝固后通过简单离心分离血清可能更容易，但是可能由于凝血引起可预测程度的细胞裂解，这可能不会显著影响最终分析。虽然血浆和血清中目标ctDNA的浓度大致相同，但注意到血清含有更多的大的gDNA片段，可能是在凝血过程中从血细胞释放出来的。样本收集的另一个问题是温度。从血细胞分离后的PS通常需要在-20℃(短时间)或-80℃(长时间)下储本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于收集生物分子的系统，所述系统包括：/n提取器组件，其包括顶盖、提取器芯、提取器芯适配器、具有内部容积的提取器主体、以及底盖环；/n所述顶盖适于用所述底盖环可拆卸地固定到所述提取器主体上，所述顶盖具有内侧和外侧，所述内侧面向所述提取器主体的内部容积，所述外侧背对所述提取器主体，所述顶盖包括在所述内侧和外侧之间连通的样本连接端口，所述盖在所述内侧和外侧之间不含其他的连通孔，所述样本连接端口包括用于将其可释放地锁定到协作的第二互锁部件的第一互锁部件，所述盖的内侧包括与所述样本连接端口流体连通的连接接口；/n所述提取器芯适于可移除地附接到所述顶盖的所述连接接口，所述提取器芯具有敞开的上游端、敞开的下游端以及位于其间的内部通道，所述内部通道容纳用于收集所述生物分子的基底；/n所述提取器主体具有第一开口端和第二端，所述第一开口端构造成与所述顶盖配合，所述第二端包括构造成接纳所述提取器芯适配器的开口；并且/n所述提取器芯适配器具有上游开口端、下游突起、下游开口端以及在所述上游开口端和所述下游开口端之间的内部通道，所述上游开口端用于与所述提取器芯的下游端配合，所述下游突起构造成突出穿过所述提取器主体中的开口。/n...

【技术特征摘要】
20141121 US 62/082,8301.一种用于收集生物分子的系统，所述系统包括：
提取器组件，其包括顶盖、提取器芯、提取器芯适配器、具有内部容积的提取器主体、以及底盖环；
所述顶盖适于用所述底盖环可拆卸地固定到所述提取器主体上，所述顶盖具有内侧和外侧，所述内侧面向所述提取器主体的内部容积，所述外侧背对所述提取器主体，所述顶盖包括在所述内侧和外侧之间连通的样本连接端口，所述盖在所述内侧和外侧之间不含其他的连通孔，所述样本连接端口包括用于将其可释放地锁定到协作的第二互锁部件的第一互锁部件，所述盖的内侧包括与所述样本连接端口流体连通的连接接口；
所述提取器芯适于可移除地附接到所述顶盖的所述连接接口，所述提取器芯具有敞开的上游端、敞开的下游端以及位于其间的内部通道，所述内部通道容纳用于收集所述生物分子的基底；
所述提取器主体具有第一开口端和第二端，所述第一开口端构造成与所述顶盖配合，所述第二端包括构造成接纳所述提取器芯适配器的开口；并且
所述提取器芯适配器具有上游开口端、下游突起、下游开口端以及在所述上游开口端和所述下游开口端之间的内部通道，所述上游开口端用于与所述提取器芯的下游端配合，所述下游突起构造成突出穿过所述提取器主体中的开口。


2.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括注射器，所述注射器包括第二互锁部件，所述第二互锁部件适于连接到所述顶盖中的样本连接端口的第一互锁部件。


3.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括限定适于容纳所述提取器芯的体积的运输容器，所述运输容器适于可释放地接合所述提取器芯以使其从所述顶盖的连接接口分离，所述运输容器还包括用于将提取器芯暂时密封在该运输容器内的可拆卸盖。


4.一种用于收集生物分子样本的方法，所述方...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱明伟，
申请(专利权)人：澳康姆生物实验室公司，
类型：发明
国别省市：美国;US