用于收集核酸的样品的系统和方法
【专利说明】用于收集核酸的样品的系统和方法
[0001] 相关申请的交叉参考 本申请要求2013年5月24日提交的题为《SYSTEM AND METHOD FOR COLLECTING A SAM化E OF NUCLEIC ACID(用于收集核酸的样品的系统和方法）》的美国临时申请序列号 61/827，244的优先权，该申请由此通过引用全部并入本文。
【背景技术】
[0002] 用于来自用于测试的生物样品的核酸的收集、提取和检测的当前系统和方法通常 是复杂的、要求与技术上受过训练的工作人员的多个步骤、并且并未针对处理具有大容积 的样品或者针对防止在用于运输的样品处理和稳定的交叉污染而进行优化。
[0003] 诸如血液、血浆、血清、脑脊髓液(CSF)、脑膜积液、腹水、尿等各种体液包括短链核 酸（NA)片段，即无细胞核酸（cell-free nucleic acid, Cf NA)或循环核酸（circulating nucleic acid,cNA)。内源性地起源于肿瘤或"外源性地"起源于体内胎儿或病原体感染的 变更核酸可W表现为在非常低的浓度下在外周血中的CfNA,并且可W是可检测的，并且此 夕h能够与正常宿主CfNA区分。来自用于测试的血浆或血清的那些CfNA的充足量的提取要 求处理相对大体积的流体，运在临床诊断设置中强加不可避免的技术挑战。因此，需要用于 新方法的领域来满足此类挑战。
[0004] 示例性的运种用于检测例如结核病的方法在未决的PCT公开申请W02012135815中 描述，该PCT公开申请由本申请的发明人发明，并且通过引用并入本文。然而，此类测试在不 大能获得样品分析中使用的昂贵处理设备的世界区域中最有用。因此，在本领域需要一种 收集系统和方法，其将允许W充足量从大体积生物样品捕获核酸，W运行稍后的分析，W防 止受环境和操作员污染，并且储存和运输核酸，使得核酸可W使用相对廉价的设备在护理 设施的点处收集且然后W稳定的形式运输到中屯、位置用于进一步处理和检验。
[000引适合于将循环DNA或RNA与大体积的生物流体分离的各种提取方法是已知的，如例 如在《QIAamp ?循环核酸手册》(Qiagen，2011年2月，第二版本)中描述的那些W及在美国专 利编号5,234,809(臂架技术）中描述的改进的旋转柱提取方法。美国专利编号5,346,994描 述一种使用苯酪-氯仿的有机液体提取方法。运些方法均可W用于如来自血浆或血清样品 的大体积提取，但有机试剂是有毒的，运就限制了它的使用。
[0006] 美国专利编号7,897,378和8,158,349描述用于净化核酸或者将核酸与较大样品 体积分离的器件和方法，包括含有其中样品穿过其传送到收集器皿中的一对配合的中空体 的系统，其中核酸结合到中空体中的一者中的结合材料。含有保留样品的中空体被转移到 第一接收器皿用于冲洗，然后净化或分离的核酸被洗脱并收集在第二接收器皿中用于进一 步分析。
[0007] 例如通过引用并入本文的美国专利编号5,234,809(臂架)公开适合于多个不同用 途的用于分离核酸的方法。该专利描述用于通过用离液缓冲剂和DNA结合的固相培养所述 起始材料将核酸与含有核酸的起始材料分离的方法。如果必要，离液缓冲剂实现起始材料 的裂解和核酸到固相的结合。
【发明内容】
[0008] 本发明的一方面设及用于处理生物样品的方法和系统。如本文所述的处理包括裂 解、结合、冲洗、稳定和洗脱生物样品的生物分子。
[0009] -个实施例包括用于收集核酸的样品的系统，系统包括限定内部体积的容器、用 于容器并具有与帽体中的样品连接端口流体连通的连接接口的可移除帽体、适于可移除地 附接到容器帽体的连接接口的过滤器柱、样品收集容纳器和运输容纳器。用于容器的可移 除帽体具有面向容器的内部体积的内侧和背向内部体积的外侧。帽体具有在内侧和外侧之 间连通的通气器端口和在内侧和外侧之间连通的样品连接端口。样品连接端口具有用于可 释放地将样品连接端口锁定到配合的第二互锁部件的第一互锁部件。与样品连接端口流体 连通的连接接口位于帽体的内侧上。过滤器柱具有开放的第一端、开放的第二端和包括用 于收集核酸的基片的在其之间的内部通道。样品收集容纳器包括第二互锁部件，其适于连 接到容器帽体中的样品收集端口的第一互锁部件。运输容纳器具有开放的端并限定适于容 纳过滤器柱的体积。运输容纳器适于可释放地接合过滤器柱，用于将其从容器帽体的连接 接口拆卸。运输容纳器还包括可移除盖，其用于暂时地将过滤器柱密封在运输容纳器内。在 一些实施例中，运输容纳器包括干燥剂。
[0010] 过滤器柱基片可W包括过滤器、在过滤器下游的载体烙块和在过滤器上游的保持 环。样品连接端口互锁部件可W包括鲁尔锁配件。在一些实施例中，系统还可包括真空室， 真空室具有适于连接到真空源的内部部分和具有一个或多个井状物的外部部分，每个井状 物适于接收容器中的一个，其中一个或多个真空连接端口与室的内部部分连通并且适于经 由柔性导管连接到容器的通气器端口。
[0011] 在一些实施例中，过滤器柱和容器帽体在功能上由螺纹接口连接。过滤器柱可W 具有设置在其外表面上的诸如第一凸出部的第一构件，第一构件适于可释放地由设置在运 输容纳器的内表面上的诸如第二凸出部的配合的第二构件接合，使得当扭转力在用于从与 容器帽体的螺纹连接梓开过滤器柱的方向上施加到过滤器柱时第二构件将力传送到第一 构件。
[0012] 系统还可包括=通端口，=通端口具有适于设置到容器帽体样品连接端口的第一 端口、适于连接到收集容纳器的第二端口和适于连接到含有用于在其已被收集之后处理样 品的流体的流体源的第=端口。流体(例如冲洗流体，例如乙醇）的一个或多个容纳器可被 连接到第=端口。
[0013] 收集容纳器可W包括注射器并且=通端口包括止回阀，其中当样品收集容纳器和 容器之间存在正相对压力时止回阀适于专口地允许从收集容纳器流入容器中，并且当样品 收集容纳器和流体源之间存在负相对压力时止回阀适于专口地允许从流体源流入收集容 纳器中。
[0014] 本发明的另一方面包括用于容器的无菌的可移除帽体，帽体具有用于面向容器的 内部体积的内侧和与内侧相对的外侧，帽体包括在内侧和外侧之间连通的通气器端口和在 内侧和外侧之间连通的样品连接端口，样品连接端口包括用于可释放地将样品连接端口锁 定到配合的第二互锁部件的第一互锁部件，帽体的内侧包括与样品连接端口流体连通的连 接接口。无菌的过滤器柱可W可移除地附接到容器帽体的连接接口，过滤器柱具有开放的 第一端、开放的第二端和包括用于收集核酸的基片的在其之间的内部通道。
[0015] 本发明的另一方面包括用于收集核酸的样品的方法，方法包括W下步骤：（a)提供 本文的收集系统；（b)收集样品收集容纳器中的包括样品的流体的体积；（C)经由样品收集 端口将样品收集容纳器连接到容器；（d)穿过过滤器柱从样品收集容纳器传送包括样品的 流体的体积，从而在基片上收集样品且收集在容器中的剩余物；（e)将运输容纳器开放的端 放置在过滤器柱之上，将过滤器柱与运输容纳器接合，并且将过滤器柱从容器帽体拆卸；W 及(f)用可移除盖暂时地密封运输容纳器。包括样品的流体可W包括例如裂解产物，裂解产 物包括从患者收集的体液的提取物。其中样品收集容纳器包括注射器，穿过过滤器柱传送 体积的步骤可W包括在一个实施例中手动地将压力施加到注射器的柱塞，或者将容器帽体 的通气器端口附接到真空源，并且然后在另一实施例中使用真空源穿过过滤器柱施加负压 力。
[0016] 在某些实施例中，在基片上收集的样品可W在步骤(d)之后通过在执行步骤(e)之 前使一个或多个体积的流体(如诸如乙醇的脱水冲洗流体)传送穿过过滤器柱而被进一步 处理。另外地，运输容纳器中可W提供干燥剂。用干燥剂脱水和保持干燥的样品可W在周围 的不受气候控制的条件下运输，并且在完成步骤(f)之后可W在进一步处理之前长达4周内 稳定。此类方法可W特别地用于在最少装备的医疗设置，如小的远程和/或外周诊所处处理 所收集的核酸，并且将所收集的样品运输到装备较好的中央实验室，用于进一步分析用于 诸如潜伏性结核病的检测等疾病的检测的收集样品。
【附图说明】
[0017] 图IA示出根据本发明的一个方面的示例性容器帽体实施例的平面图。
[0018] 图IB示出图IA的示例性容器帽体的侧透视图。
[0019] 图IC示出图IA的示例性容器帽体的截面图。
[0020] 图2A示出用于附接到图1的示例性容器帽体的示例性过滤器柱。
[0021] 图2B示出图2A的示例性过滤器柱的截面。
[0022] 图3是图2A的过滤器柱和图1的容器帽体的分解图，示出了它们是如何与彼此连接 的。
[0023] 图4示出附接到示例性容器的图IA的容器帽体。
[0024] 图5示出用于保持图4的多个示例性容器的示例性真空室设计。
[002引图6A示出示例性运输容纳器底部分。
[0026] 图6B示出图6A的示例性运输容纳器如何安装在示例性过滤器柱之上用于将其从 图IA的示例性容器帽体梓开。
[0027] 图6C是示例性运输容纳器顶部分的截面图。
[0028] 图6D是由图6C的示例性运输容纳器顶部分密封的图6A的示例性运输容纳器底部 分的截面图。
[0029] 图6E是图抓的所密封的运输容纳器的透视图。
[0030] 图7A示出含有W水形式的裂解溶液的裂解容纳器。
[0031] 图7B示出含有W干燥形式的裂解溶液的图7A的裂解容纳器。
[0032] 图8A示出用于分别来自于HC和LTBI的供体的人血浆的提取物的由引物对皿2M11、 HPPIAll和IS6110进行的用于人类基因B2M、PPIA和TB基因IS6110的片段的RT-qPCR和qPCR 扩增曲线。
[0033] 图8B示出用于分别来自于HC和LTBI的供体的人血浆的提取物的由引物对皿2M11、 HPPIAll和IS61