用于检测核酸的装置、测定和方法制造方法及图纸

本申请提供了用于样品制备、任选的扩增和使用可编程核酸酶试剂检测靶核酸的简化横向流动测定的装置、试剂盒和方法。试剂盒和方法。试剂盒和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测核酸的装置、测定和方法
[0001]交叉引用
[0002]本申请要求2020年5月19日提交的美国临时申请号63/027,309、2020年11月13日提交的美国临时申请号63/113,799、2020年11月17日提交的美国临时申请号63/114,977和2021年4月28日提交的美国临时申请号63/181,131的权益，所述临时申请中的每一篇全文以引用方式并入本文。
[0003]关于联邦资助研究的声明
[0004]本专利技术是根据美国国防部美国国防高级研究计划局(DARPA)授予的合同号N66001
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4048在政府的支持下完成的。美国政府享有本专利技术的某些权利。

技术介绍

[0005]使用CRISPR/Cas系统快速、灵敏且特异性地检测核酸需要简化的装置。尤其需要可服务于即时需求(PON)市场的装置。在这些情况下，可使用横向流动测定，其中所述横向流动测定在一个测定条中组合各种试剂和处理步骤。这继而提供了一种灵敏且快速的检测方式。

技术实现思路

[0006]本文描述了用于检测靶核酸的方法、系统和装置。在第一方面，提供了一种装置。该装置包括：室，该室被构造成容纳包含一种或多种核酸的样品；可编程核酸酶检测试剂和报告物；锁定机构，该锁定机构联接到室并且具有锁定构型和解锁构型，其中锁定机构被构造成当处于锁定构型时在包括样品的样品收集器与室之间形成不透流体的密封；试剂释放机构，该试剂释放机构被构造成当锁定机构处于锁定构型时从其释放一种或多种试剂；以及检测试剂系统，该检测试剂系统被构造成当靶核酸存在于样品的一种或多种核酸中时检测靶核酸的存在，其中靶核酸的存在由靶核酸与可编程核酸酶检测试剂的可编程核酸酶反应并且随后切割和释放报告物的至少一部分时产生的信号指示，其中装置的至少一部分被构造成一旦锁定机构以锁定构型接合就被密封在外壳中。在一些实施方案中，与在装置的外壳外部运行检测反应相比，试剂释放机构被构造成防止扩增子污染至少2倍。在一些实施方案中，其中检测系统被构造成当装置的所述部分被密封在主体中时保持在该主体外部。在一些实施方案中，检测系统设置在横向流动测定条上或检测室内。
[0007]在另一方面，提供了一种用于检测靶核酸的装置，该装置包括：室，该室被构造成容纳通过样品收集设备提供的样品，其中样品收集设备包括在其远侧端部处的样品收集器和在其近侧端部处的互锁件；可编程核酸酶；以及检测系统，该检测系统被构造成当靶核酸存在于样品中时检测靶核酸的存在，其中靶核酸的存在由靶核酸与可编程核酸酶的反应并且随后切割和释放报告物的至少一部分时产生的信号指示，其中集成到外壳中的互锁件被构造成形成不透液体的密封，从而封闭样品收集器和试剂，该试剂包含可编程核酸酶和报告物，其中互锁件包括释放机构，该释放机构被构造成释放封闭在外壳内的试剂以便与外壳外部的检测相比，防止反应被扩增子污染至少2倍，并且其中装置的至少一部分被构造成
一旦互锁件被接合以形成不透流体的密封就被密封在外壳内。在一些实施方案中，“儿童安全锁”密封件在密封时形成在互锁件与外壳之间。在一些实施方案中，其中互锁件包括螺旋顶盖，该螺旋顶盖被构造成旋拧到装置的外表面上的对应螺纹上。在一些实施方案中，螺旋顶盖被构造成在第一位置处形成不透流体的密封，并且其中继续将螺旋顶盖旋拧到第二位置将刺穿设置在室内的一个或多个试剂泡罩包装，随即释放室内部的一种或多种试剂，其中室位于密封外壳内部。在一些实施方案中，封闭的试剂包含报告物。在一些实施方案中，报告物包含RNA序列。在一些实施方案中，报告物悬浮或固定在室内。在一些实施方案中，报告物被可编程核酸酶切割。在一些实施方案中，靶核酸是靶脱氧核糖核酸，并且其中靶脱氧核糖核酸在3'端缺少鸟嘌呤。在一些实施方案中，靶核酸是靶脱氧核糖核酸，并且其中靶脱氧核糖核酸的区段中的末端3'核苷酸是A、C或T。在一些实施方案中，靶核酸是靶脱氧核糖核酸，并且其中靶脱氧核糖核酸是单链脱氧核糖核酸。在一些实施方案中，靶核酸是靶脱氧核糖核酸，并且其中靶脱氧核糖核酸是单链脱氧核糖核酸寡核苷酸。在一些实施方案中，靶核酸是靶脱氧核糖核酸，并且其中靶脱氧核糖核酸是基因组单链脱氧核糖核酸。在一些实施方案中，靶核酸是靶脱氧核糖核酸，并且其中靶脱氧核糖核酸具有18至100个核苷酸的长度。在一些实施方案中，靶核酸是靶脱氧核糖核酸，并且其中靶脱氧核糖核酸具有18至30个核苷酸的长度。在一些实施方案中，靶核酸是靶脱氧核糖核酸，并且其中靶脱氧核糖核酸具有20个核苷酸的长度。在一些实施方案中，装置是电池供电的。在一些实施方案中，装置不是电池供电的。在一些实施方案中，装置包括化学加热元件。在一些实施方案中，装置包括样品垫区域、核酸扩增区域、缀合垫区域、检测区域、收集垫区域或它们的任何组合。在一些实施方案中，外壳封装一个或多个支持介质。在一些实施方案中，外壳由纸板、塑料、聚合物或为支持介质提供机械保护的材料制成。在一些实施方案中，支持介质被构造成以可检测的形式呈现信号。在一些实施方案中，支持介质是横向流动测定条。在一些实施方案中，可编程核酸酶选自由Cas13、Mad7、Mad2、Csm1、Cas9、C2c4、C2c8、C2c5、C2c10、C2c9和CasZ组成的组。在一些实施方案中，可编程核酸酶是V型CRISPR
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Cas系统、VI型CRISPR Cas系统或III型CRISPR Cas系统。在一些实施方案中，Cas13是Cas13a、Cas13b、Cas13c、Cas13d或Cas13e。在一些实施方案中，外壳包括过滤装置。在一些实施方案中，外壳包括被构造成在裂解步骤之后过滤样品的过滤装置。在一些实施方案中，外壳容纳扩增室。在一些实施方案中，扩增室包含扩增试剂。在一些实施方案中，扩增试剂被构造用于扩增靶核酸。在一些实施方案中，扩增包括等温扩增。在一些实施方案中，等温扩增包括LAMP扩增。在一些实施方案中，等温扩增在62℃下进行。在一些实施方案中，等温扩增进行不超过5分钟。在一些实施方案中，装置在一个室中包含扩增试剂和DETECTR
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试剂。在此类实施方案中，装置可被构造用于一锅DETECTR
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反应，其中a)样品制备、扩增和检测，b)样品制备和检测，或者c)扩增和检测在装置的单个室内进行。在一些实施方案中，装置被构造用于两锅反应，其中扩增和检测在装置的单独区域中进行。在一些实施方案中，装置被构造用于一锅反应，其中扩增、逆转录、扩增和逆转录、或者扩增和体外转录与检测同时进行。在一些实施方案中，装置被构造用于两锅反应，其中逆转录、扩增和体外转录的任何组合作为第一反应在第一室中进行，然后在第二室中进行DETECTR
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测定。在一些实施方案中，在第二室中进行反应产物的检测。在其他实施方案中，在第三室中进行反应产物的检测。在其他实施方案中，扩增包括PCR扩增。在其他实施方案中，用于扩增的试剂包含重组酶、寡核苷酸引物、单链DNA结合(SSB)蛋白、聚合酶
或它们的组合。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】1.一种用于检测靶核酸的系统，包括：a.试剂室；b.设置在所述试剂室内的可编程核酸酶，所述可编程核酸酶包含与所述靶核酸或其部分互补的指导核酸，其中所述可编程核酸酶被构造成通过所述指导核酸与所述靶核酸的结合而被激活；c.设置在所述反应室内的报告物，其中所述报告物包含可切割核酸和检测部分，其中所述可切割核酸被所述激活的可编程核酸酶切割从所述可切割核酸释放所述检测部分；以及d.检测区域，其中所述检测区域包含设置在其上并且被构造成捕获所述释放的检测部分的固定捕获探针，其中所述检测部分的释放在对应于所述固定捕获探针的位置处直接地或间接地产生可检测信号。2.如权利要求1所述的系统，其中所述指导核酸包含与所述靶核酸或其部分反向互补的至少10个核苷酸。3.如权利要求1所述的系统，还包括横向流动测定条，所述横向流动测定条包括所述检测区域。4.如权利要求1所述的系统，还包括扩增试剂。5.如权利要求4所述的系统，其中所述扩增试剂位于所述试剂室内。6.如权利要求4所述的系统，其中所述扩增试剂是LAMP试剂。7.如权利要求3所述的系统，其中所述横向流动测定条还包括样品垫。8.如权利要求7所述的系统，其中所述样品垫是所述试剂室。9.如权利要求3所述的系统，其中所述横向流动测定条包含流动捕获探针。10.如权利要求9所述的系统，其中所述流动捕获探针是抗生物素官能化金纳米颗粒。11.如权利要求7所述的系统，其中所述横向流动测定条还包括缀合垫，其中所述样品垫与所述缀合垫流体连通。12.如权利要求10所述的系统，其中所述样品垫位于所述缀合垫与所述检测区域之间。13.如权利要求10所述的系统，其中所述缀合垫包含流动捕获探针。14.如权利要求12所述的系统，其中所述流动捕获探针包含抗体。15.如权利要求10所述的系统，其中所述样品垫和/或所述缀合垫与所述检测区域流体连通。16.如权利要求15所述的系统，其中所述横向流动测定条还包括吸收垫。17.如权利要求16所述的系统，其中所述样品垫、所述缀合垫和/或所述检测区域与所述吸收垫流体连通。18.如权利要求17所述的系统，其中所述吸收垫被构造成通过毛细管作用抽吸样品穿过所述横向流动测定条，其中所述样品包含所述靶核酸。19.如权利要求17所述的系统，其中通过外部压力驱动样品通过所述横向流动测定条，其中所述样品包含所述靶核酸。20.如权利要求19所述的系统，其中所述外部压力由与所述横向流动测定条流体连通的泵施加。21.如权利要求20所述的系统，其中所述泵是手动驱动的注射器或自动注射泵。
22.如权利要求1所述的系统，其中所述固定捕获探针包含抗体。23.如权利要求22所述的系统，其中所述抗体选自由核酸捕获序列、抗FITC、抗DIG、抗TAMRA、抗Cy5和抗AF594组成的组。24.如权利要求1所述的系统，其中所述检测部分包含化学官能团。25.如权利要求24所述的系统，其中所述化学官能团是生物素。26.如权利要求1所述的系统，其中所述检测部分包含标记物。27.如权利要求26所述的系统，其中所述标记物选自由与所述核酸捕获序列互补的核酸序列、FITC、DIG、TAMRA、Cy5
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和AF594
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组成的组。28.如权利要求1所述的系统，其中所述可编程核酸酶探针还包含Cas酶。29.如权利要求28所述的系统，其中所述Cas酶选自由Cas 12、Cas 13、Cas 14和CasPhi组成的组。30.如权利要求1所述的系统，还包含多种可编程核酸酶和多种不同的指导核酸，其中所述多种可编程核酸酶中的每种可编程核酸酶包含所述多种不同的指导核酸中的指导核酸。31.如权利要求30所述的系统，其中每种指导核酸与对应的靶核酸互补。32.如权利要求1所述的系统，还包含多种报告物。33.如权利要求32所述的系统，还包含多种标记物，其中所述多种报告物中的每种报告物包含检测部分和所述多种标记物中的标记物。34.如权利要求33所述的系统，还包含多种不同的固定捕获探针，其中所述多种标记物中的每种标记物与所述多种不同的固定捕获探针中的对应固定捕获探针互补。35.如权利要求1所述的系统，其中外壳包括样品入口、所述试剂室和横向流动条。36.如权利要求35所述的系统，还包括位于所述试剂室与所述检测区域之间的扩增室。37.如权利要求1所述的系统，其中所述信号是视觉信号。38.如权利要求1所述的系统，其中所述检测区域包括一个或多个检测点。39.如权利要求38所述的系统，其中所述一个或多个检测点中的每个检测点包含多个固定捕获探针中的对应固定捕获探针。40.如权利要求39所述的系统，其中所述检测点选自由线、圆形、椭圆形、矩形、三角形和加号组成的形状组。41.如权利要求1所述的系统，其中所述试剂室包括表面。42.如权利要求41所述的系统，其中所述可编程核酸酶和/或所述报告物被固定到所述表面上。43.如权利要求42所述的系统，其中所述可编程核酸酶和/或所述报告物通过共价力、非共价力或静电力固定到所述表面上。44.如权利要求43所述的系统，其中所述可编程核酸酶探针和/或所述报告物通过接头固定到所述表面上。45.如权利要求28所述的系统，其中所述可编程核酸酶的所述Cas酶通过所述接头固定到所述试剂室的表面上。46.如权利要求44或45所述的系统，其中所述接头连接到所述可编程核酸酶的所述指导核酸。
47.如权利要求3所述的系统，还包括对照点。48.如权利要求47所述的系统，其中所述检测点位于所述试剂室与所述对照点之间。49.如权利要求47所述的系统，其中所述对照点位于所述试剂室与所述检测点之间。50.如权利要求1所述的系统，其中所述可检测信号是视觉可检测的信号。51.如权利要求1所述的系统，其中所述可编程核酸酶被构造成以顺式切割构型或反式切割构型切割所述可切割核酸。52.如权利要求1所述的系统，还包含多种可编程核酸酶探针，其中所述多种可编程核酸酶探...

【专利技术属性】
技术研发人员：玛丽亚内菲利，
申请(专利权)人：猛犸生物科学公司，
类型：发明
国别省市：