用于尿液样品分析的装置和方法制造方法及图纸

本公开一般涉及用于实施加速电泳，以从尿液样品或包含高盐浓度例如钠盐或钾盐的其他样品中分离/纯化分析物的装置和方法。加速电泳可以用来诸如通过对靶分析物诸如例如DNA、RNA和/或其他生物学分子的选择性分离、检测、提取和/或预浓缩来实施样品分析。所述靶分析物可以在加速电泳之后被收集并且用于期望的下游应用和进一步分析。下游应用和进一步分析。下游应用和进一步分析。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于尿液样品分析的装置和方法


[0001]本公开一般涉及用于样品分析的电泳领域，并且更具体地涉及通过用于加速电泳(epitachophoresis)的装置和方法选择性分离、检测、提取、分离、纯化和/或(预)浓缩样品(诸如，例如，包含核酸的尿液样品)进行的尿液样品分析或其他包含高盐的生物学样品的分析。

技术介绍

[0002]近年来，“液体活检”的概念受到了广泛关注。液体活检不是从实体组织中采集样品，而是捕获生物标志物，诸如细胞、细胞外小泡(诸如外泌体)和/或无细胞分子(诸如DNA、RNA或蛋白质)。这些生物标志物可以收集在诸如血液(或血浆或血清)、尿液、痰液等生物流体中。这些生物标志物的存在可以与例如癌症、肿瘤、自身免疫疾病、心血管事件、病毒、细菌或病原体感染相关，或与药物应答相关。这些分子通常与诸如外泌体等细胞外体相关，或者在液体中可能是“无细胞”的。
[0003]液体活检可以使用几种生物流体中的任何一种进行，并且可以是微创的(例如，通过放血采集血液)或无创的(尿液采集)。因此，液体活检具有吸引力，因为它易于采集、易于重复采集用于患者监测、患者默许的可能性更高、对患者来说样品采集的熟悉感以及无需太专业的采集地点。
[0004]液体活检的一个缺点是生物标志物(例如核酸)的浓度可能相对较低，因此需要大体积才能获得的足够的材料用于下游分析。在核酸的情况下，使用核酸捕获试剂盒和装置的常规技术一般设计用于小样品体积，其通常在0.2
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1mL范围内。尽管就其本身而言，是一种富含生物标志物的资源，但迄今为止已证明从尿液中有效分离和纯化生物标志物具有挑战性。此外，用于从尿液中提取、分离和/或纯化生物标志物的常规技术通常耗时，产出低质量产品，并且不太适合自动化。因此，需要进一步开发用于分析尿液样品，诸如用于检测一种或多种生物标志物的装置和方法。

技术实现思路

[0005]一种系统可以对尿液样品进行浓缩以形成浓缩的尿液样品。浓缩的尿液样品可以具有的一种或多种靶分析物的浓度是尿液样品中一种或多种靶分析物的初始浓度的至少10倍。该系统可以将浓缩的尿液样品添加到第一电解质中以形成第一混合物。该系统可以在第一电极和第二电极之间施加电压差。第一电极设置在第一混合物中。第二电极设置在第二电解质中。第一电解质可以与第二电解质不同。该系统可以利用电压差将一个或多个聚焦区中的一种或多种靶分析物流到第二电极。该系统可以通过收集包含一个或多个聚焦区的第二混合物来收集一种或多种靶分析物。第二混合物中一种或多种靶分析物中的任何一种的浓度高于浓缩的尿液样品中相应靶分析物的浓度。在进一步分析之前，可能不需要靶分析物的进一步提取。
[0006]在实施例中，系统可以包括加速电泳(“ETP”)装置。该装置可以包括圆形第一电
极，其设置在圆形通道的外边缘处。该装置还可以包括样品收集池，其位于圆形通道中心。该系统可以进一步包括第二电极。相比于圆形第一电极与样品收集池电连通，第二电极被配置成与样品收集池更紧密地电连通。此外，该装置可以包括电源，其被配置成在圆形第一电极和第二电极之间提供电压差。该系统还可以包括样品浓缩装置，该装置被配置成将样品中一种或多种靶分析物的浓度提高到至少10倍。
[0007]本公开一般涉及一种从尿液或其他包含高盐诸如钠盐或钾盐的生物学样品中分离和/或纯化一种或多种靶分析物的方法，其样品潜在地包含一种或多种靶分析物，其中所述方法包括：a.提供用于实施加速电泳的装置；b.提供包含所述一种或多种靶分析物的样品；c.通过使用所述装置实施ETP来进行一次或多次加速电泳运行以将所述一种或多种靶分析物聚焦到一个或多个聚焦区；d.通过收集包含所述一种或多种靶分析物的所述一个或多个聚焦区来收集所述一种或多种靶分析物；从而获得一种或多种分离和/或纯化的靶分析物，任选地其中所述靶分析物包括一种或多种核酸。在一些实施例中，在步骤c.之前，可以通过对所述尿液或其他包含高盐的生物学样品实施一个或多个样品预处理步骤来制备样品溶液。在一些实施例中，样品可以包括尿液样品。在一些实施例中，样品预处理可以包括真空过滤、脱盐、缓冲液更换、细胞外小泡富集、外泌体富集、细胞裂解、蛋白质降解、基于离心的细胞去除和/或浓缩步骤中的一者或多者。在一些实施例中，所述脱盐、缓冲液更换、细胞外小泡富集、外泌体富集步骤和/或浓缩步骤可以是基于离心的。
[0008]在一些实施例中，一种或多种靶分析物可以包括以下中的任何一种或多种：一种或多种核酸；一种或多种蛋白质；一个或多个细胞；一个或多个细胞外小泡；一种或多种一种或多种外泌体、微泡和/或凋亡小体，任选地一种或多种尿外泌体；和/或一种或多种生物标志物。在一些实施例中，一种或多种靶分析物可以包括DNA和/或RNA。在一些实施例中，一种或多种靶分析物可以包括一种或多种循环核酸。在一些实施例中，分离和/或纯化的靶分析物可以包括DNA和/或RNA。在一些实施例中，如通过基于荧光计的方法测量的，与使用基于柱或基于珠的方案获得的核酸的量相比，经分离和/或纯化的核酸的量可能更大。在一些实施例中，如通过基于qPCR的质量控制方法测量的，与使用基于柱或基于珠的方案获得的核酸的质量相比，经分离和/或纯化的核酸的质量可能更高。在一些实施例中，与使用基于柱或基于珠的方案获得的核酸的量相比，可收集1.25倍或更多、1.5倍或更多、1.75倍或更多、2.0倍或更多、2.25倍或更多、2.5倍或更多、2.75倍或更多、3倍或更多、4倍或更多、5倍或更多、10倍或更多、100倍或更多或1000倍或更多的核酸。在一些实施例中，所述方法可使得包含在原始样品中的一种或多种核酸中的1％或更少、1％或更多、5％或更多、10％或更多、15％或更多、20％或更多、25％或更多、30％或更多、35％或更多、40％或更多、45％或更多、50％或更多、55％或更多、60％或更多、65％或更多、70％或更多、85％或更多、90％或更多、95％或更多或者99％或更多被分离和/或纯化并收集。在一些实施例中，所述方法可产生1％或更低、1％或更高、5％或更高、10％或更高、15％或更高、20％或更高、25％或更高、30％或更高、35％或更高、40％或更高、45％或更高、50％或更高、55％或更高、60％或更高、65％或更高、70％或更高、85％或更高、90％或更高、95％或更高或者99％或更高分离和/或纯度的所述一种或多种核酸，诸如通过分析技术所测量，以确定包含一种或多种核酸的分离/纯化的样品的组成。在一些实施例中，所述分离和/或纯化的核酸的质量可通过质量控制qPCR来确定。在一些实施例中，分离和/或纯化的核酸可以为任何期望中的大小。在一些
实施例中，分离和/或纯化的核酸的大小可以是5nt或更小、10nt或更小、20nt或更小、30nt或更小、50nt或更小、100nt或更小、1000nt或更小、10，000nt或更小、100,000nt或更小、1,000,000nt或更小或者1,000,000nt或更大。在一些实施例中，加载到ETP装置中，用于基于ETP的分离/纯化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种从尿液样品中分离和/或纯化一种或多种靶分析物的方法，所述方法包括：浓缩所述尿液样品以形成浓缩的尿液样品，所述浓缩的尿液样品具有的所述一种或多种靶分析物的浓度是所述尿液样品中的所述一种或多种靶分析物的初始浓度的至少10倍；将所述浓缩的尿液样品添加到第一电解质中以形成第一混合物；在第一电极和第二电极之间施加电压差，其中：所述第一电极设置在所述第一混合物中，所述第二电极设置在第二电解质中，以及所述第一电解质与所述第二电解质不同；利用所述电压差将所述第二电解质内一个或多个聚焦区中的所述一种或多种靶分析物流到所述第二电极；以及通过收集包含所述一个或多个聚焦区的第二混合物来收集所述一种或多种靶分析物，其中所述第二混合物中所述一种或多种靶分析物中的任何一种的浓度高于所述浓缩的尿液样品中相应靶分析物的浓度。2.根据权利要求1所述的方法，其中浓缩所述尿液样品包括真空过滤、脱盐、缓冲液更换、细胞外小泡富集、外泌体富集、细胞裂解、蛋白质降解或基于离心的细胞去除中的一者或多者。3.根据权利要求2所述的方法，其中：浓缩所述尿液样品包括缓冲液更换，并且所述浓缩的尿液样品的pH在6.0至8.5的范围内。4.根据权利要求1所述的方法，其中浓缩所述尿液样品包括离心所述尿液样品。5.根据权利要求4所述的方法，其中离心所述尿液样品包括以在1000
×
g至3600
×
g范围内的力离心。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种靶分析物包括DNA、RNA或其组合。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种靶分析物包括无细胞核酸、循环肿瘤核酸、生物标志物、蛋白质、细胞外小泡或其组合。8.根据权利要求1所述的方法，其中浓缩所述尿液样品包括按分子量过滤所述尿液样品。9.根据权利要求1所述的方法，其中按分子量过滤所述尿液样品包括除去所述尿液样品中分子量高于或低于3000至10000范围内的截止值的组分。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述浓缩的尿液样品中所述一种或多种靶分析物的所述浓度是所述初始浓度的至少40倍。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二混合物中所述一种或多种靶分析物中的任何一种的所述浓度是所述浓缩的尿液样品中所述相应靶分析物的所述浓度的至少两倍。12.根据权利要求1所述的方法，其中所述尿液样品的体积是从10ml至50ml。13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中所述浓缩的尿液样品的体积是0.5ml至2.5ml。14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述第二混合物包含2个或更多个聚焦区。15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，进一步包括脱盐所述尿液样品，其中所
述浓缩的尿液样品是脱盐的。16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，进一步包括对所述第二混合物中所述一种或多种靶分析物中的一种靶分析物进行测序。17.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：豪夫迈，
类型：发明
国别省市：