多重扩增循环检测制造技术

技术编号:11729442 阅读:106 留言:0更新日期:2015-07-15 02:10
提供了用于将多个样品孔同时扩增预定量的扩增、检测第一组孔中是否发生扩增、扩增额外量的扩增和检测第二组孔中是否发生扩增的方法和装置。还提供了用于使用多个扩增循环中所产生的熔解曲线分析靶核酸序列的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】政府利益本专利技术在国立卫生研究院授予的批准号1U01 AI082184下由政府支持完成。政府对本专利技术具有一定的权利。相关申请的交叉引用本申请要求2012年9月10日提交的标题为“多重扩增循环检测”的美国临时专利申请号61/699,103的权益和优先权,其整体通过引用结合到本文中。专利技术背景在美国、加拿大和西欧,传染病占人类死亡率的约7%,而在发展中地区,传染病占人类死亡率的超过40%。传染病导致多种临床表现。常见的明显表现为发烧、肺炎、脑膜炎、腹泻和含血腹泻。尽管身体表现提示一些病原体为病原并排除其它,仍剩余多种可能的病原体,清楚的诊断常常需要进行多个测定。用于诊断病原体的传统微生物学技术可耗费数日或数周,常常延误适当的疗程。近年来,聚合酶链反应(PCR)已经成为快速诊断传染原的方法选择。PCR可为诊断传染病的快速、灵敏和特异工具。使用PCR作为主要诊断方法的挑战为可能致病微生物的多样性和一些病理标本中所存在的生物的水平低。运行大量PCR测定板(针对每种可能的致病微生物为一个,其中多数预期为阴性)常常是不实际的。当病原体核酸处于低浓度以及需要大量样品以收集足够的反应模板时该问题恶化。在一些情况下,样品不足以测定所有可能的病原。一种解决方案为运行“多重PCR”,其中样品在单个反应中同时测定多个靶标。尽管已经证明多重PCR在一些系统中有价值,但关于高水平多重反应的健壮性和难以清楚分析多个产物存在缺陷。为了解决这些问题,可随后将测定分为多个二级PCR。将二级反应嵌套在初级产物内常常增加健壮性。然而,此进一步的操作可能很昂贵并且可导致污染或其它问题。FilmArray? (BioFire Diagnostics, Inc., Salt Lake City, UT)是为诊断市场开发的用户友好的、高度多重PCR系统。该单个样品仪器接受整合样品制备和嵌套多重PCR的诊断“袋”。整合的样品制备提供易用性,而高度多重PCR提供PCR灵敏性和同时检验多达30种不同生物的能力。该系统非常适合其中数种不同的病原体均表现出相似临床症状的病原体鉴定。当前可得的诊断板包括用于上呼吸道感染的呼吸板和用于血流感染的血液培养板。其它板处于开发中。FilmArray板,以及与其它仪器一起使用的板中所靶向的许多生物通常在环境中存在。尽管这样的环境污染倾向于以显著低于临床相关样品的浓度存在,但可能难以区分环境污染和临床感染。同样,某些个体具有通过染色体整合的潜伏病毒感染,其中染色体整合的病毒DNA可能引起或可能不引起临床症状。具有用于测定阳性结果由临床相关感染还是由另一种核酸源引起的方法将是合乎需要的。专利技术摘要本公开内容涉及用于同时扩增若干靶标的方法,同时区分临床相关扩增和从其它源例如从背景污染、扩增反应的交叉反应性或染色体整合的扩增。在本专利技术的一个方面,公开了用于鉴定样品中存在多个靶核酸中的哪些的方法和装置。所公开的方法包括提供多个样品孔(每个样品孔拥有用于扩增来自多个靶核酸序列中的不同序列的基因座的引物)、向多个样品孔中的每一个内提供部分样品、同时使多个样品孔经受扩增条件经历若干扩增循环、检测第一组多个样品孔的每个中是否发生扩增、使多个样品孔同时经受扩增条件经历若干额外扩增循环、检测第二组多个样品孔的每个中是否发生扩增和通过鉴定其中发生扩增的相应孔鉴定样品中存在的靶核酸。在另一个说明性的实施方案中,提供了方法区分样品中染色体整合和临床-相关感染,说明性地包括提供具有样品和用于从样品扩增靶核酸序列的引物的样品孔、使样品孔经受扩增条件经历若干扩增循环、检测样品孔中是否发生扩增、使样品孔经受扩增条件经历若干额外扩增循环和检测样品孔中是否发生扩增。在某些说明性实例中,第一个检测步骤中的阳性判定可指示染色体整合,第一个检测步骤中的阴性判定与第二个检测步骤中的阳性判定可指示临床-相关感染。在又一个说明性实施方案中,提供了用于分析样品中靶核酸的方法,包括(a) 提供其中包含样品和用于扩增靶核酸的引物的样品孔,(b) 使样品孔经受扩增条件经历至少一个扩增循环,(c) 产生所扩增靶核酸的熔解曲线,和(d) 重复步骤(b)和(c)。这些方法可进一步包括测定熔解曲线的值,和通过鉴定熔解曲线的值超过预定值的扩增循环测定Cp。在说明性的实例中,该值可通过熔解曲线负导数的峰高或峰面积测定。在又一个实例中,提供了用于分析样品中靶核酸的方法,包括(a) 提供包含样品、用于扩增靶核酸的引物、对照核酸、用于扩增对照核酸的引物和dsDNA结合染料的样品孔,(b) 使样品孔经受扩增条件经历多个扩增循环,(c) 产生所扩增靶核酸和所扩增对照核酸的熔解曲线,(d) 测定所扩增靶核酸的值,和(e) 重复步骤(b)、(c)和(d)。这样的说明性方法还可包括使用步骤(d)中测定的值产生靶核酸的校准扩增曲线和绘制校准扩增曲线或测定两种核酸之间的相对浓度的步骤。本文中还提供反应容器和装置。本专利技术其它特征将会在考虑下列例示目前所认为的实施本专利技术的最佳模式的优选实施方案的详述后对本领域技术人员显而易见。附图简述图1显示本公开内容的一个实施方案中所使用的说明性的袋。图2A-B显示三个不同循环后鲍曼不动杆菌(A. baumannii)的扩增和熔解曲线。图2A显示假阳性数据,图2B显示真阳性数据。图3A-B显示三个不同循环后热带念珠菌(C. tropicalis)的扩增和熔解曲线。图3A显示阴性样品数据,图3B显示阳性样品数据。图4A-B显示三个不同循环后金黄色葡萄球菌(S. aureus)的扩增和熔解曲线。图4A显示阴性样品数据,图4B显示阳性样品数据。图5显示用于检测低负载样品的说明性循环方案。图6显示说明性的扩增曲线和截止荧光阈值。图7显示典型的两步PCR方案期间可收集的说明性的温度数据。变性/退火段期间,温度从基线值上升至最大值,随后温度降回基线。延伸段期间,温度保持恒定。图8显示图7的两步PCR方案期间可收集的荧光数据的说明性的连续监测。图9显示两个典型两步PCR方案循环后可收集的荧光数据的说明性的连续监测。变性段期间,由于饱和dsDNA-结合染料从dsDNA释放,荧光数据降低,与典型的熔解曲线相似。延伸段期间,由于引物ssDNA片段引发并延伸为dsDNA片段,荧光数据上升。图10显示若干个PCR循环变性段期间可收集的说明性的荧光数据的叠加。图11显示若干个PCR循环变性段期间所收集的说明性的荧光数据的负一阶导数的叠加。图12显示包含对照核酸和未知浓度靶核酸的多重PCR反应的典型扩增曲线。图13显示包含对照核酸和靶核酸的多重PCR反应的几个循环的变性段期间可收集的荧光数据的说明性的负一阶导数的叠加。图14显示说明性的调整后的图13对照和样品核酸的实时PCR曲线。对通过在对照窗口连续监测PCR反应所产生熔解曲线的负一阶导数进行积分,产生调整的对照核酸扩增曲本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于鉴定样品中含有多种生物中的哪些的方法,包括提供多个样品孔,每个样品孔含有部分样品和用于扩增来自多种生物中的不同生物的靶核酸序列的引物,同时使多个样品孔经受扩增条件,经历若干扩增循环,检测第一组多个样品孔的每个中是否发生扩增,同时使多个样品孔经受扩增条件,经历若干额外的扩增循环,检测第二组多个样品孔的每个中是否发生扩增,通过鉴定至少一个发生扩增的对应样品孔鉴定样品中存在的至少一种生物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.09.10 US 61/6991031.用于鉴定样品中含有多种生物中的哪些的方法,包括
提供多个样品孔,每个样品孔含有部分样品和用于扩增来自多种生物中的不同生物的靶核酸序列的引物,
同时使多个样品孔经受扩增条件,经历若干扩增循环,
检测第一组多个样品孔的每个中是否发生扩增,
同时使多个样品孔经受扩增条件,经历若干额外的扩增循环,
检测第二组多个样品孔的每个中是否发生扩增,
通过鉴定至少一个发生扩增的对应样品孔鉴定样品中存在的至少一种生物。
2.权利要求1的方法,其中第一个检测步骤不涉及检测第二组多个样品孔中是否发生扩增,第二个检测步骤不涉及检测第一组多个样品孔中是否发生扩增。
3.权利要求2的方法,其中第一组第一个样品孔的阳性或阴性判定决定第二个样品孔是在第一组还是在第二组中。
4.权利要求1的方法,进一步包括
同时使多个样品孔经受扩增条件,经历另一个若干额外扩增循环,
检测第三组多个样品孔的每个中是否发生扩增。
5.权利要求4的方法,其中扩增循环的数目为20个PCR循环,额外扩增循环的数目为6个额外的PCR循环,另一个额外扩增循环的数目为6个额外的PCR循环。
6.权利要求4的方法,进一步包括至少一个额外的同时使多个样品孔经受扩增条件经历又一个若干额外扩增循环的步骤和至少一个额外的检测步骤。
7.权利要求4的方法,其中第一组多个样品孔配置为扩增来自以最高滴度存在的生物的靶核酸序列并具有最高的不期望阳性的风险,第二组多个样品孔配置为扩增来自以高滴度存在的生物的靶核酸序列并具有中等的不期望阳性的风险,第三组多个样品孔配置为扩增来自以低滴度存在的生物的靶核酸序列并具有低的不期望阳性的风险。
8.权利要求1的方法,其中所述检测步骤包括使多个样品孔经受熔解条件和检测靶核酸序列是否发生熔解。
9.权利要求8的方法,其中检测是否发生熔解包括检测多个样品孔的每个在预定温度范围内的熔解峰。
10.权利要求1的方法,其中检测步骤包括分析每个样品孔的扩增曲线。
11.权利要求10的方法,其中分析扩增曲线包括测定交叉点。
12.权利要求1的方法,进一步包括在提供步骤前使样品经受多重扩增。
13.权利要求12的方法,其中所有步骤在单独的封闭系统中进行。
14.权利要求1的方法,其中所有检测步骤包括检测多个样品孔的任一中是否发生扩增。
15.权利要求1的方法,其中第一个检测步骤中的阳性判定指示染色体整合,第一个检测步骤中的阴性判定并且第二个检测步骤中的阳性判定指示临床-相关感染。
16.权利要求1的方法,其中每个样品孔进一步包含荧光染料,第一个检测步骤采用第一个水平的照明,第二个检测步骤采用第二个水平的照明。
17.权利要求16的方法,其中第二个水平比第一个水平高,并且进一步包括步骤:
同时使多个样品孔经受扩增条件,经历额外若干个额外扩增循环,
通过采用第三个水平的照明检测第二组多个样品孔的每个中是否发生扩增,第三个水平比第二个水平高。
18.用于鉴定样品中含有多个靶核酸中的哪些的方法,包括
提供多个样品孔,每个样品孔具有用于扩增来自多个靶核酸序列中不同序列的基因座的引物,
将一部分样品移至多个样品孔的每个中,
同时使多个样品孔经受扩增条件经历若干扩增循环,
检测第一组多个样品孔的每个中是否发生扩增,
同时使多个样品孔经受扩增条件,经历若干额外的扩增循环,
检测第二组多个样品孔的每个中是否发生扩增,
通过鉴定发生扩增的对应样品孔鉴定样品中存在的靶核酸。
19.权利要求18的方法,进一步包括
在单个多重扩增反应中同时扩增所有基因座,然...

【专利技术属性】
技术研发人员:RP拉斯穆森RJ克里斯普AC赫默特EDB坎贝尔TC罗宾斯DJ艾尔
申请(专利权)人:拜奥法尔诊断有限责任公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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