用于病原体检测的转运系统和病原体检测方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201310307267.0

申请日:

20130719

公开号:

CN103436429A

公开日:

20131211

当前法律状态:

有效性:

失效

法律详情:

IPC分类号:

C12M1/00,C12Q1/68

主分类号:

C12M1/00,C12Q1/68

申请人:

孙亚洲,张烨婷

发明人:

孙亚洲,张烨婷

地址:

518057 广东省深圳市南山区建南路5号13栋405

优先权:

13/651,624

专利代理机构:

广州华进联合专利商标代理有限公司

代理人:

何平

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内容摘要

本发明涉及一种用于病原体检测的转运系统,其包括多孔基板、子容器及运输容器;该多孔基板上有样品采集区及标签区且该样品采集区含有可裂解病原体的材料;当将含有病原体的样品涂在样品采集区后,病原体被裂解,无致病性,从而该转运系统可以较为快速、安全地将含有病原体的样品送至检测点。该子容器可容置该多孔基板,该运输容器可容置该子容器,该子容器及该运输容器上均设有用于直接目视查看该标签区以及多孔基板等运输容器及子容器内其他内容物的透明窗口。本发明还涉及一种用于病原体检测的方法,即通过上述转运系统将样品转运至检测点,再通过高通量并行测序和数据分析的方法判断出样品中核酸分子的来源,提供样品中可能存在的病原体信息。

权利要求书

1.一种用于病原体检测的转运系统,其特征在于,包括多孔基板、子容器及运输容器;所述多孔基板上设有样品采集区及标签区且所述样品采集区含有可裂解病原体并保存所述病原体的核酸分子的材料;所述子容器可容置所述多孔基板,所述运输容器可容置所述子容器,所述子容器及所述运输容器上均设有用于直接目视查看所述标签区以及所述运输容器和所述子容器内的内容物的透明窗口。 2.如权利要求1所述的用于病原体检测的转运系统,其特征在于,所述多孔基板的材料为纤维素类材料、玻璃纤维、微纤维、纳米纤维及布料中的至少一种。 3.如权利要求1或2所述的用于病原体检测转运系统,其特征在于,所述多孔基板为FTA卡。 4.如权利要求1所述的用于病原体检测的转运系统,其特征在于,所述子容器为信封、套或夹。 5.如权利要求1或4所述的用于病原体检测的转运系统,其特征在于,还包括可容置在所述子容器的内包装容器,所述内包装容器为信封、套或夹。 6.如权利要求5所述的用于病原体检测的转运系统,其特征在于,所述子容器、所述运输容器及所述内包装容器可透气。 7.如权利要求6所述的用于病原体检测转运系统,其特征在于,所述内包装容器、所述子容器及所述运输容器上设有开口,且所述内包装容器上的开口、所述子容器上的开口及所述运输容器上的开口错开设置。 8.如权利要求1所述的用于病原体检测的转运系统,其特征在于,还包括用于封装所述运输容器的安全封条。 9.如权利要求1所述的用于病原体检测的转运系统,其特征在于,还包括设在所述运输容器内的干燥剂。 10.一种病原体检测方法,其特征在于,该检测方法使用如权利要求1-9中任一项所述的转运系统,所述检测方法包括如下步骤:将含有样品的多孔基板放置入运输容器的子容器内,所述多孔基板在降解所述样品的同时保存有所述样品内的核酸分子;将所述运输容器投递至检测点,从所述运输容器中取出所述多孔基板,并从所述多孔基板中提取出所述样品;以提取的所述样品为基础扩增核酸分子;分析扩增的所述核酸分子,得到所述样品含有的病原体的检测信息。 11.如权利要求10所述的病原体检测方法,其特征在于,所述分析扩增的所述核酸分子包括如下步骤:在检测点使用高通量并行测序的方法分析所扩增的核酸分子,所述高通量并行测序的方法同时测得样品内所有核酸分子的序列,该序列数据以数字信息的方式进行存储;通过序列比对和使用参考数据库,识别出高通量并行测序所产生的序列,判断出样品中核酸分子的来源。

说明书

技术领域

本发明涉及运输病原体的方法以及运输病原体等样品的容器,尤其是涉及 一种针对能够使用已降解的样品但还保存有样品核酸分子的用于病原体检测的 转运系统和病原体检测方法。

背景技术

全球化的不断发展使得跨国和跨洲交流更加频繁,由此而来的日益增加的 人流与物流交换以及更加动态化的人际与社会关系,大大加速了病原体的扩散 与传播。这直接导致了日益增多的食源性疾病的大暴发和严重影响社会生产与 生活正常进行的流行病甚至大流行病的出现,例如艾滋病的出现与扩增、亚洲 地区的非典疫情、众多恶性大肠杆菌、李氏杆菌和沙门氏菌引起的食物中毒事 件、全球性的H1N1流感大暴发、津巴布韦和海地的霍乱疫情以及人为的炭疽 杆菌生物恐怖袭击事件等。因此监控细菌性和病毒性的病原体对于公共卫生、 医疗甚至社会与国家安全都有重要意义。

为了有效地预防与控制流行病与大流行病的出现,必须要有有效的传染病 监视、检测和治疗的方法。传统的尽管人们对于很多传染病有比较有效的预防 与治疗手段,但是在快速和方便地检测病原体等方面上有明显的欠缺。这些欠 缺具体地体现在:例如当前病原体检测手段对于病原体活性的依赖性、运输活 体病原体所带来的危险性、当前病原体检测所缺乏的全面性以及对于从业人员 的技术熟练程度及其操作的可靠性或可重复性的依赖性等。

当前的病原体检测手段主要有两大类:基于蛋白的检测方法和基于核酸的 检测方法。基于蛋白的检测方法利用对某一种病原体有特异识别性的抗体来识 别该病原体。该类方法通常也被称为基于免疫反应的方法。此类方法使用的抗 体往往被特殊分子标记,例如被荧光染料分子基团标记等,从而使得在抗体与 病原体抗原结合后该免疫反应能够产生可识别的信号。

基于核酸的检测方法大多是基于DNA的。此类方法通常利用针对某一种病 原体特异的DNA或RNA序列来设计引物,通过PCR(聚合酶链式反应)来特 异性地进行核酸分子片段扩增。此类方法也被称为基于PCR的检测方法。反应 成功后扩增出的核酸分子片段可以通过电泳的方法来检测片段分子的大小或者 可以通过直接测序的方法来更精确地鉴定扩增片段的核酸序列组成。

不管是使用上述两类方法的任何一种,都需要事先知道检测哪种病原体。 因为只有确定了使用何种病原体才能够确定使用哪种特异性的抗体(基于蛋白 的方法)或引物(基于核酸的方法)。这就要求检测者在对其样品进行化验之前 就对样品内可能存在的病原体有一定的预测,也即上述方法以及使用这些方法 的测试是预测依赖性的。以门诊医生化验病人的样品为例来说,医生可以通过 观察和询问病人的症状,结合医生自己的医学知识,例如何种病原体会导致此 类症状,来预测在病人的样品中可能有哪些病原体,然后将样品送交化验室来 检测医生预测的可能存在在样品里的病原体,也即在实际操作中,在还没有对 样品进行任何检验之前,就要凭经验或知识对样品内含有的病原体进行预测。 但是这种预测在某些条件下是不现实甚至是不可能的,例如当医生缺乏相应的 经验或专业知识时或当出现非典型性或并发性的症状时等。此外,如果在同一 个样品内要检测多种病原体,使用现有的方法就需要进行多次测试,即针对预 测存在的每一种病原体进行一次针对该病原体的测试。因此这些多次测试累加 起来的复杂度和花费都是很大的。同时,如果使用现有方法进行广谱检测,即 同时检测多种不同的病原体,将会消耗及大量的样品。而有时在实际操作过程 中很难或者不可能获得足够量的样品,从而无法进行多项测试。基于免疫的方 法和基于PCR的方法都有上述种种缺陷。因此,这类方法只适用于一次检测少 数几种病原体,并且要求用户在检测前对可能存在于样品内的病原体进行预测。

因此,人们需要一种新型的、能够快速方便地进行广谱病原体检测的产品 或方法。近期病原体检测科技的发展,特别是相关的纳米科技和微流体技术的 发展,大大增加了病原体检测的速度和吞吐量,同时也降低了测试所需样品和 试剂的量。例如微流体生物传感器技术能够在消耗仅仅一小部分试剂的条件下 达到很高的检测灵敏度。核酸微阵列技术能够同时检测出多种病原体。

但是上述这类技术仍然有不足,所以至今尚未被大规模地广泛采用。所有 基于蛋白的生物传感器在测试前都需要样品内病原体仍然有活性,或者其病原 体蛋白完好未降解,也即需要在采样和样品运输过程中使用复杂昂贵的设备或 材料,并且涉及复杂的操作手续,例如为了维持样品内病原体的活性或者防止 病原体蛋白降解,运输过程中使用冰或干冰对样品进行冷却是最基本的要求。 此外,因为在采样、运输和投递过程中,病原体仍然保存有传染性,操作或接 触人员需要保持高度戒备并且严格遵守复杂的操作程序,只有这样才能够即防 止样品内的病原体污染外界环境,也防止外界环境内的微生物污染样品。另外, 尽管生物传感器对于其设计所针对的某一特定病原体能够提供直接的结果,但 是使用生物传感器进行广谱病原体检测仍然需要多项测试,每一项针对某一病 原体的测试都需要一种对该病原体特异的生物传感器。

核酸微阵列使用的是另外一种反应原理,即利用其覆着的探针与病原体体 内的核酸分子进行杂交而进行反应。在杂交反应过程中分子片段并没有扩增步 骤,因此为了产生可识别的信号,核酸微阵列的方法需要大量的核酸片段存在 于反应体系中,而且现阶段通常还要求在采样、运输和投递过程中保持样品内 病原体的活性。

为了降低运送活体病原体样品所带来的危险,一种解决方案是消除所有运 送环节。为了能够消除运送这个环节,就需要在样品采集现场建立能够进行病 原体检测的实验室者使用能移动实验室,即将实验所需的所有设备临时全部转 移到采样地点。但这种做法不仅仅需要昂贵的特殊设备,还需要经过特殊训练 的从业人员才能够在采样现场进行检测操作。

除此以外,上述依赖于病原体活性的检测方法不仅仅涉及繁杂昂贵的采样 和运输过程来保证样品的活性以及避免污染,而且还有生物安全方面的隐患, 例如生物恐怖袭击和生物破坏活动的危险。恐怖分子可以在投递给分析实验室 的普通样品内搀入具有严重破坏性的病原体,而不在样品包装上做出任何标记。 因为在当前为了保持样品内待测病原体的活性,样品往往被保存在密闭、低温 等特殊条件下,这些条件同时也会保持恐怖分子搀入的破坏性病原体的活性。 当实验室工作人员把这个恐怖分子的包裹作为普通样品打开后,特别是在生物 安全防范措施不到位的情况下,恐怖分子搀入的病原体就可以感染实验室工作 人员。而实验室工作人员会进一步把这些病原体传播给社会上的其它人员。此 外,因为当前方法对样品活性的依赖性,人们会采取的种种保护措施在运输过 程中保持样品中病原体活性,这使得不法分子有机会轻易地破坏扰乱正常的样 品分析,例如通过在样品里人为地加入其它外源病原体,从而改变样品内的组 成或者通过破获运输过程的维持活性的条件,从而使实验室无法正常分析出样 品中的病原体。

发明内容

基于此,有必要提供一种能够快速、安全的可同时检测多种病原体的用于 病原体检测的转运系统和病原体检测方法。

一种用于病原体检测的转运系统,包括多孔基板、子容器及运输容器;所 述多孔基板上设有样品采集区及标签区且所述样品采集区含有可裂解病原体并 保存所述病原体的核酸分子的材料;所述子容器可容置所述多孔基板,所述运 输容器可容置所述子容器,所述子容器及所述运输容器上均设有用于直接目视 查看所述标签区以及所述运输容器和所述子容器内的内容物的透明窗口。

在其中一个实施例中,所述多孔基板的材料为纤维素类材料、玻璃纤维、 微纤维、纳米纤维及布料中的至少一种。

在其中一个实施例中,所述多孔基板为FTA卡。

在其中一个实施例中,所述子容器为信封、套或夹。

在其中一个实施例中,所述转运系统还包括可容置在所述子容器的内包装 容器,所述内包装容器为信封、套或夹。

在其中一个实施例中,所述子容器、所述运输容器及所述内包装容器可透 气。

在其中一个实施例中,所述内包装容器、所述子容器及所述运输容器上设 有开口,且所述内包装容器上的开口、所述子容器上的开口及所述运输容器上 的开口错开设置。

在其中一个实施例中,所述转运系统还包括用于封装所述运输容器的安全 封条。

在其中一个实施例中,所述转运系统还包括设在所述运输容器内的干燥剂。

一种病原体检测方法,该检测方法使用上述任一实施例所述的转运系统, 所述检测方法包括如下步骤:

将含有样品的多孔基板放置入运输容器的子容器内,所述多孔基板在降解 所述样品的同时保存有所述样品内的核酸分子;

将所述运输容器投递至检测点,从所述运输容器中取出所述多孔基板,并 从所述多孔基板中提取出所述样品;

以提取的所述样品为基础扩增核酸分子;

分析扩增的所述核酸分子,得到所述样品含有的病原体的检测信息。

在其中一个实施例中,所述分析扩增的所述核酸分子包括如下步骤:

在检测点使用高通量并行测序的方法分析所扩增的核酸分子,所述高通量 并行测序的方法同时测得样品内所有核酸分子的序列,该序列数据以数字信息 的方式进行存储;

通过序列比对和使用参考数据库,识别出高通量并行测序所产生的序列, 判断出样品中核酸分子的来源。

在其中一个实施例中,所述检测方法还包括使用棉签或药签将所述样品涂 抹至所述样品采集区表面的步骤。

在其中一个实施例中,所述检测方法还包括在所述样品采集区表面涂抹所 述样品后向所述采集区表面添加乙醇或异丙醇以保存核酸的步骤。

在其中一个实施例中,所述样品来自于能够通过空气传播的病原体、唾液、 痰液、尿液、血液、血渍、皮肤、粪便、水、食品、植物、工业原料、土壤、 垃圾、物体表面样品、病毒、细菌或以上各项的组合。

在其中一个实施例中,所述核酸分子为DNA、tRNA、mRNA、rRNA、ncRNA、 npcRNA、nmRNA、fRNA、sRNA、snoRNA、miRNA、siRNA、piRNA及long  ncRNA中的至少一种。

在其中一个实施例中,所述将所述运输容器投递至检测点是通过邮政或快 递服务投递所述运输容器至所述检测点。

在其中一个实施例中,所述扩增过程使用的引物为16S核糖体RNA的引物、 抗生素耐药性基因的引物、致病岛基因的引物及可定向扩增多种广谱病原体的 引物中的至少一种。

在其中一个实施例中,所述扩增所述核酸分子的过程还包括使用 Smith-Waterman算法进行序列比对、使用序列相似性搜索工具或使用K-mer索 引寻找病原体保守区序列的步骤。

在其中一个实施例中,所述分析扩增的所述核酸分子是使用多重PCR测序 仪及高通量并行测序仪中至少一种测序仪对扩增的核酸分子进行测序,并对测 序得到的序列与参考数据库中的标准序列进行比对。

在其中一个实施例中,还包括对测序得到的每一个核酸分子的化学分子序 列转换为数字化序列,并将所述数字化序列转换成以字符为代表的核酸序列的 步骤。

在其中一个实施例中,所述对测序得到的序列与参考数据库中的标准序列 进行比对包括如下步骤:首先将所述数字序列与参考数据库中的已知核酸序列 相比较,如果参考数据库中不存在任何已知序列与该数字序列相一致,则该数 字序列为来自于未知来源;如果参考数据库中存在与该数字序列相一致的已知 序列,则根据该已知序列在信息源中的剩余信息确定该数字序列来源的信息。

上述用于病原体检测的转运系统由于多孔基板的样品采集区含有可裂解病 原体并保存其核酸分子的材料,当将含有病原体的样品涂在样品采集区后,病 原体被裂解,无致病性,从而该转运系统可以较为快速、安全的将含有病原体 的样品送至检测点。同时,通过上述检测方法,可以较为方便的同时检测出多 种病原体,安全性及结果可靠性较高,且该方法不需要在检测前预测样品内是 否含有病原体以及可能含有哪种病原体,可以广泛推广应用在病原体的检测领 域。

附图说明

图1为一实施方式的用于病原体检测的转运系统的分解示意图;

图2为图1中用于病原体检测的转运系统的组装示意图;

图3为图2组装后的透视图;

图4为一实施方式的病原体检测方法的流程示意图;

图5为一实施方式的病原体检测方法中判断方法示意图;

图6为对比例1显示的生物分析仪的结果示例图,表示的是检测到的通过 直接扩增发酵产物中的细菌16S核糖体RNA的V3区(338位至514位)而得 到的DNA;

图7为实施例1生物分析仪的结果示例图,表示的是检测到的通过扩增采 集到FTA卡上的发酵产物中的细菌16S核糖体RNA的V3区(338位至514位) 而得到的DNA;

图8为对比例2显示的生物分析仪的结果示例图,表示的是检测到的通过 直接扩增发酵产物中的细菌16S核糖体RNA的V6区(781位至1082位,也包 括V5和V7区)而得到的DNA;

图9是实施例2生物分析仪的结果示例图,表示的是检测到的通过扩增采 集到FTA卡上的发酵产物中的细菌16S核糖体RNA的V6区(781位至1082 位,也包括V5和V7区)而得到的DNA;

图10为对比例3显示的生物分析仪的结果示例图,表示的是检测到的通过 直接扩增人类唾液样品中的细菌16S核糖体RNA的V3区(338位至514位) 而得到的DNA;

图11为实施例3生物分析仪的结果示例图,表示的是检测到的通过扩增采 集到FTA卡上的人类唾液样品中的细菌16S核糖体RNA的V3区(338位至514 位)而得到的DNA;

图12为对比例4显示的生物分析仪的结果示例图,表示的是检测到的通过 直接扩增人类唾液样品中的细菌16S核糖体RNA的V6区(781位至1082位, 也包括V5和V7区)而得到的DNA;

图13为实施例4生物分析仪的结果示例图,表示的是检测到的通过扩增采 集到FTA卡上的人类唾液样品中的细菌16S核糖体RNA的V6区(781位至1082 位,也包括V5和V7区)而得到的DNA。

具体实施方式

下面主要结合附图及具体实施例对用于病原体检测的转运系统和病原体的 检测方法作进一步详细的说明。

请参图1-3,一实施方式的用于病原体检测的转运系统100包括多孔基板 110、内包装容器120、子容器130及运输容器140。其中,多孔基板110可收 容于内包装容器120中,内包装容器120可收容于子容器130中,子容器130 可收容于运输容器140中。

本实施方式的多孔基板110包括样品采集区112及标签区114。样品采集区 112呈圆形,标签区114置于样品采集区112的下方。其中样品采集区112上含 有可裂解病原体的材料,用于裂解病原体。多孔基板110可以采用任何适合于 采集样品的材质制作。在一个实施方式中,多孔基板110可以来自于如下几大 类材料:纤维素材料:例如纸、卡纸或滤纸;纤维:例如微纤维或纳米纤维; 玻璃纤维;布料或上述各项的组合。在另一个实施方式中,多孔基板110是FTA 卡。样品采集区112上的可裂解病原体的材料能够裂解样品,降解蛋白并保存 核酸分子。其中,裂解样品的作用包括:裂解细胞膜、裂解细胞壁、裂解蛋白、 裂解细胞的或细胞器膜、裂解脂类、降解病毒衣壳或以上各项的组合。

内包装容器120可以为信封、套或夹。可以理解,在其它实施方式中,该 转运系统100可以不包括内包装容器120,多孔基板110直接容置在子容器130 中。内包装容器120可以采用透明材料制作或者开设有用于观察标签区114以 及内包装容器120、子容器130和运输容器140内的内容物的透明窗口。

子容器130可以为信封、套或夹。子容器130可以采用透明材料制作或者 开设有用于观察标签区114的透明窗口。

运输容器140可以采用透明材料制作或者开设有用于观察标签区114的透 明窗口,且运输容器140上的透明窗口与子容器130上的透明窗口重合设置, 便于观察标签区114。

其中标签区114上有一个样品识别码,该识别码可以是由数字或字母组成 的一个字符串。每一个多孔基板110上都有一个唯一的识别码,而任意两个多 孔基板的识别码均不同。因此用户可以通过这个识别码来标记每一个多孔基板, 从而进一步唯一地标记每一个多孔基板上的样品。

运输容器140、子容器130和/或内包装容器120具有适用于安全保险和/或 识别鉴定等作用的设计特点:在不打开运输容器140、子容器130和/或内包装 容器120的前提下能够快速方便地目视察看相关的信息标签上的信息;在不打 开运输容器140、子容器130和/或内包装容器120的前提下能够快速方便地目 视察看在运输容器140内的多孔基板110上的样品;在不打开运输容器140、子 容器130和/或内包装容器120的前提下能够快速方便地目视察看在运输容器140 内的样品的相关识别信息;在不打开运输容器140、子容器130和/或内包装容 器120的前提下能够快速方便地目视察看运输容器140内是否含有外源的或可 疑的物体或以上各项设计的组合。在其它实施方式中,上述适用于安全保险和/ 或识别鉴定等作用的设计特点可以由如下方式实现的:运输容器140上有相当 大的一部分是透明的部分;运输容器140内部没有内部分隔结构;运输容器140 内部的结构能够使得运输容器内的所有成分都能从外部清楚地看到或其它适合 的设计特点。此外,在本实施方式中,运输容器140上还可以使用能够显示出 或指示出运输容器140、子容器130和/或内包装容器120是否曾经被打开过的 安全封条142。

进一步,在本实施方式中,运输容器140、子容器130和/或内包装容器120 的设计允许水分和空气在容器内外进行交流,也即运输容器140、子容器130、 和/或内包装容器120为透气性材料制作。此外,了降低转运系统内病原体或其 它有害生物成分的存活性,从而达到防止生物恐怖分子或其它破坏分子进行破 坏活动的目的,运输容器140、子容器130和/或内包装容器120内还可以设置 干燥剂。此外,运输容器140在达到不完全密闭,也就是允许空气和水分(湿 气)在容器内外进行交流的条件下,同时能也够防止外界与多孔基板110和/或 样品的直接物理接触,具体在本实施方式中,运输容器140的外层透明窗口上 设有一套开口(未在图中显示),在内层的子容器130和/或内包装容器120的透 明窗口上设计有另一套开口(未在图中显示),而两套或三套开口的位置和排布 方式能够使得在正常情况下,无论内外容器以何种方式放置,开口都不会重合。

如图4所示,一实施方式的病原体检测方法,可以用于非诊断目的的环境 病原体微生物检测,如大气、水源、土壤或食物中病原体微生物等,也可以为 诊断提供其他样品内可能含有的病原体的信息。该检测方法使用上述转运系统 100,包括如下步骤:

步骤一:将含有样品203的多孔基板110放置入运输容器140的内包装容 器120内,多孔基板110在降解样品203的同时保存有样品203内的核酸分子。

样品203可以是任何含有核酸分子209的物质,例如:细胞、病原体、非 病原体、病毒、细菌、微生物、人类细胞、非人类细胞或以上各项的组合。在 一个实施方式中,样品203可以是来自于能够通过空气传播的病原体;来自于 躯体的物质,如唾液、痰液、尿液、血液、血渍、皮肤、粪便或以上各项的组 合;或者为其它物质,例如:水、食品、植物、工业原料、土壤、垃圾、物体 表面样品203、病毒、细菌或以上各项的组合。核酸分子209包括:脱氧核糖核 酸(DNA)、转运RNA(tRNA)、信使RNA(mRNA)、核糖体RNA(rRNA)、 非编码RNA(ncRNA)、非蛋白编码RNA(npcRNA)、非信使RNA(nmRNA)、 功能RNA(fRNA)、小RNA(sRNA)、小核仁RNA(snoRNA)、微RNA(microRNA 或miRNA)、小干扰RNA(siRNA)、Piwi相互作用RNA(piRNA)、长非编码 RNA(long ncRNA)或以上各项的组合。

在进行步骤一之前,还包括将样品203转移到多孔基板上或转移至多孔基 板110之内的转移样品步骤202,此步骤202可以在采集地直接采集来自某一物 体表面233的样品203,例如可以在事件现场235(例如:在坠机/撞车事故现场、 在传染性疾病突发地点、在隔离区内、在偏远的医疗设施、在偏僻村庄或以上 各项的组合),来自于一个移动实验室(例如:一个仅有少数设备或几乎没有设 备的实验室),来自于一个人口稠密或人流密集地段(例如:机场、火车站、汽 车站、大学或其它教育机构、办公室、城市、政府办公楼、旅游景点或以上各 项的组合)或以上各项的组合。在一个实施方式中,转移样品203的步骤202 可以由没有或几乎没有受过培训或专业教育的人员,根据一套指令,将样品203 固定在多孔基板之上或之内,具体在本实施方式中,可以通过如下操作步骤完 成:用棉签或药签211将样品203涂抹至多孔基板110上,或将样品203滴在 多孔基板110上。将样品203转移到多孔基板110之上(或之内)以后,样品 203内的生物(包括其中的病原体)被杀死、灭活、降解或使其失去活性,而样 品203内的核酸分子209则被保存下来。样品203内的生物(包括其中的病原 体)被杀死、灭活、降解、或使其失去活性这个过程是由多孔基板内的可裂解 病原体的材料完成。进一步,还可以通过向样品203采集区112的表面添加乙 醇或异丙醇来保存核酸分子209。

此外,在其它实施方式中,若转运系统100不包含内包装容器120,可以直 接将含有样品203的多孔基板110放置在子容器130中。

在将多孔基板110放置入运输容器140的子容器130或内包装容器120的 步骤204中,可采取任何适合于保存样品203并且保证安全的措施。例如在一 个实施方式中,多孔基板110是被保存在在一个非密闭的条件下(即透水透气 的条件下);有关样品203的信息的放置方式使得在不打开运输容器140的条件 下能够察该信息;样品203的放置方式使得在不打开运输容器140的条件下能 够察看样品203的情况或以上各项的组合。

步骤二:将运输容器140投递至检测点,从运输容器140中取出多孔基板 110,并从多孔基板110中提取出样品203。

在本实施方式中,将运输容器140投递至检测点具体是通过邮政或快递服 务231投递运输容器140至检测点。将运输容器140通过邮政或快递等方式进 行投递的步骤206包括:指导此类运输的行为、进行此类运输的行为、监督此 类运输的行为或以上各项的组合。在一个实施方式中,此类运输行为可以是: 在两个地点之间(例如,超过一英里的距离);在两个城市之间(例如,超过二 十英里的距离);在两个国家之间(例如,超过一百英里、五百英里、一千英里、 或上述范围内的任意距离跨度);跨洋(例如,超过三千英里);或者任何在一 定时间范围内的合适距离(例如,在一小时内、一天内、三天内、一周内、一 月内或上述范围内的任意时间跨度)。

将多孔基板110从运输容器140的子容器130中取出的步骤208是在运输 容器140到达某一预定地点后才进行的,例如抵达一实验室后。取出步骤208 是在合适的条件下按适当的操作步骤进行的,例如:在一个预先指定的和安全 的区域内进行操作;根据在不打开运输容器140的条件下可以看到的信息进行 操作;根据运输容器140抵达的时间进行操作;在操作过程中可以使用任何合 适的邮件包裹自动分类处理装置或手段或以上各项的组合。

将样品203从多孔基板110上采集下来的步骤210包括将核酸分子209从 多孔基板110上提取到样品溶液213中。任何合适的提取装置或手段都可以达 到该目的,例如可以使用FTA提取试剂和附件(可以从位于美国威斯康辛州 Waukesha的通用电气医疗公司获得);也可以使用QIAamp牌的DNA小量提取 试剂盒和附件(可以从位于荷兰Venlo的凯杰公司获得);也可以使用Agencourt 牌小珠、试剂和附件(可以从位于美国马萨诸塞州Danvers的贝克曼库尔特公司 获得);也可以使用Omega Bio-Tek的基因组DNA分离试剂盒和附件(可以从 位于美国佐治亚州Norcross的Omega Bio-Tek公司获得)或以上各项的组合。

步骤三:以提取的样品203为基础扩增核酸分子209。

扩增来自于样品203中的核酸分子209的步骤212中,可以达到在不对样 品203中的病原体进行培养的前提下增加其中核酸分子209的量的目的。核酸 分子209的量1-100纳克。如果要在样品203的分析步骤214使用多种不同的分 析技术,必须保证足够量的核酸分子209存在于反应体系中。在一个实施方式 中,扩增步骤212是通过使用特殊引物进行定向扩增来实现的。特殊引物可以 是:16S核糖体RNA的引物(如序列表中的SEQ ID NO.4-SEQ ID NO.7);已 知的抗生素耐受性基因的引物;致病岛基因的引物;能够定向扩增多种广谱病 原体的引物;其它合适的引物或以上各项的组合。设计与挑选合适的引物应当 结合所要解决的实际问题,例如为了能够分辨不同物种或同一物种的不同菌株, 引物应该在高变区之间的保守区进行挑选;而为了能够在不同物种间检测同一 致病岛标记或抗生素耐受性标记,引物应该在上述标记的保守区进行寻找。上 述寻找合适引物的方法依赖于对有关区域的序列进行序列保守性调研。适用于 序列保守性调研的方法包括但不仅限于:使用Smith-Waterman算法进行序列比 对;使用序列相似性搜索工具例如BLAST(从位于马里兰州Bethesda的美国国 家生物技术信息中心可以获得);使用K-mer索引(例如用于下一代测序序列技 术的短序列mapping的算法或软件)或以各项的组合。上述引物是在特定条件 下被用于序列扩增的,例如:在特定温度区间内;在特定的缓冲液组成和离子 浓度区间内;根据引物设计的条件和过程、根据引物寡核苷酸的化学特性、根 据反应体系的组成等确定的条件或以上各项的组合。

步骤四:分析扩增的核酸分子209,得到样品203含有的病原体的检测信息。

分析样品203中的核酸分子209的步骤214包括使用测序仪215进行测序 的步骤。该测序仪215需要能够进行多重PCR和/或高通量并行测序。此类测序 仪215能够使得样品203中来自于不同来源的核酸分子209被识别出来。此外, 此类测序仪215还能够把样品203中来自于不同来源的核酸分子209一一分别 测序出来。因不需要进行病原体培养,分析步骤214能够在较短的时间内完成, 例如:在8小时内、在两小时内、在一小时内、或在以上范围内的任意时间段 内。

在一个实施方式中,测序过程使用的测序仪215是一类高通量DNA测序仪, 例如来自于加利福尼亚州San Diego的Illumina公司的MiSeq系统或来自于康涅 狄格州Guilford的Life Technologies公司的Ion Torrent系统等。该类测序仪能够 通过并行测序的方法产生出数百万条来自于样品203的核酸分子209测序序列, 从而使得在同一个测试过程中检测出所有已知的病原体成为可能。

在一个实施方式中,分析样品203中的核酸分子209步骤214包括将每一 个核酸分子209的化学分子序列217转化为数字化序列219,最后转化为以字符 为代表的核酸序列221。核酸序列221能够以数字化序列的形式来储存。每一个 核酸分子209序列也可以被称为一个序列。所得的所有序列统称为序列数据223。 在一个实施方式中,测序仪产生出的序列数据223可包括一百万个以上的来自 于样品203的序列。

在一个实施方式中,将序列数据223与参考数据库225进行比对的步骤218 中,参考数据库225包含有所有已知核酸分子209序列的序列信息,以及每个 序列所对应的物种、致病性、其它有用信息或以上各项的组合。如果序列数据 223中的某一条序列与数据库225中的某一参照序列经比对后发现达到一定的序 列一致性的阈值,则该数据序列223则可以被归类为来自于某一已知来源。如 果序列数据223中有N条序列被归类为来源于某一已知来源,则该来源在该样 品203中的相对浓度即为N/T,其中T为来自于样品203的序列数据223所包 含的所有序列的总数。数据库225可以通过自动的方式或定期的方式(例如每 日、每周、每月、每季度、或每年)进行更新。在一个实施方式中,参照数据 库225每次更新以后,序列数据223就会自动被重新分析一次,直到来自于样 品203的数据不再有被重新分析的意义为止。这个重新分析数据的过程不依赖 于样品203的存在或完好与否。来自于样品203的数据有意义的期限可以是一 个星期、一个月、三个月、一年、或其它适合的时间段。

如果序列数据223中的某一条序列与参考数据库225中的任何一条参考序 列都不一致,那么该序列即被归类为一来自于不明来源的序列。样品203中的 来自于不明来源的序列仍然有鉴定和/或调查的意义,例如如果在多名有相同症 状的病人中同时发现有同一不明来源的序列而在其它病人或健康人员中没有该 不明来源的序列,那么这个不明来源的序列极有可能是来自于一个新的以前未 知的病原体,而该病原体即为导致这些症状的原因。这些不明来源的序列信息 可能对分析有相似性状的不同样品203的之间的相关性有帮助作用。此外,当 参考数据库更新后,一些在更新前不存在的参考数据信息可能在更新后出现, 从而可以对这些不明来的源数据进行重新分析,从而获得这些不明来源序列的 真正来源及其相关信息。

进一步,请参阅图5,在一个实施方式中,分析步骤214按照判断方法300 来鉴定核酸分子209序列是否是来源于某一病原体的,具体该判断方法300包 括如下步骤:

步骤302:产生一数字序列;

步骤304:将该数字序列与数据库225中的已知核酸序列相比较;

步骤306:比较之后确定在数据库225中是否存在某一已知序列与该数字序 列有显著的和唯一的一致性;

步骤308:如果数据库225中不存在任何已知序列与该数字序列相一致,那 么该数字序列则被定义为来自于未知来源;

步骤310:如果存在与该数字序列相一致的已知序列,且他们的一致性显著, 那么根据该已知序列在信息源301中的其它信息来确定该数字序列来源的信息, 例如物种信息、致病性信息、其它有用信息或以上各项的组合;

步骤312:系统进一步确定该数字序列是否是来源于某一已知病原体的;

步骤314:如果信息源提供的信息证明该数字序列是来源于非病原体的,那 么该数字序列则被归类为非病原体来源;

步骤316:如果信息源提供的信息证明该数字序列是来源于病原体的,那么 系统将进一步提取出关于该病原体的详细信息,例如致病机理、临床症状、治 疗药物、治疗方案、其它有用信息或以上各项的组合;

步骤318:将该数字序列归类为病原体。

请进一步参阅图1-3,在一个实施方式中,分析结果可以通过任何合适的方 式显示给用户的步骤220中,例如可以通过一台计算机、手持电脑、移动电话、 任何能够进行通讯的设备229(例如能够通过互联网、蜂窝移动通讯网络、卫星 等进行通讯的设备)或以上各项的组合的方式显示。在进一步的实施方式中, 进一步包括显示设备设备在任何地点发送和接受信息的步骤222,例如通过访问 某一网页或网络应用程序。结果227能够通过任何合适的介质进行显示。结果 227包括如下相关信息,例如样品203分析结果的描述、样品203的卫生健康危 害性、处理样品203的手段步骤、样品203中各个成分的浓度、其它有关信息、 或以上各项的组合。

用户在获得一个多孔基板110后,可以通过网上系统(未在图中显示)将多 孔基板的识别码与某一个特定的分析服务相链接,从而实际上达到将某一个采 集的样品(采集在这个多孔基板上)与该分析服务相链接的目的。在检测点, 工作人员可以通过收到的多孔基板上的识别码,在网上系统中查找到与其相链 接的分析服务,从而进行分析。在分析完毕后,检测点的工作人员可以将数字 化的分析结果与该识别码相链接,而用户可以立刻在网上系统中察看到与该识 别码相链接的分析结果。在整个过程中,用户不需要提供关于样品的任何细节, 例如样品来源和采样地点等等。这样可以很好地达到保护用户隐私的目的,并 且使得样品与分析过程和样品与结果一一对应,减少人为失误,并且加快用户 获得结果的速度。

上述用于病原体检测的转运系统和检测方法可以广谱快速地检测病原体、 可以在事先没有预测出某一特定病原体的情况下进行病原体检测、可以在一次 测试中检测出所有具有已知核酸分子209序列的病原体、可以使用未受到专业 培训或教育的人员进行样品203采集、降低可能来自于样品203的危险性(例 如,将样品203灭活)、降低污染样品203的可能性、比在现场当场分析的方法 或依赖于活体样品203分析的方法有更低的成本、更有效地应对传染病暴发。

另外,检测出的病原体可以来源于水源、土壤、食物或空气等环境,获得 的检测结果可以作为这些环境中含有的病原体微生物的判断标准,其结果并不 是直接获得与疾病有关系的诊断结果,因为疾病的发病机制与众多因素有关, 需要综合考虑人体及环境等各方面条件,但这些结果可以作为这些环境中人体 患病诊断的中间结果应用,此方法可以广泛推广应用。

通过上述检测方法,可以较为方便地同时检测出多种病原体,并且不需要 用户提前预测样品内可能存在的病原体。同时使用该方法不需要对样品进行实 验室内培养,从而缩短了检测时间。在检测完毕后,检测结果可以通过网络或 其他通讯方式进行直接传送,进一步缩短了用户等待结果的时间。本实施方式 的整个病原体检测过程以及转运系统可以在较短时间内,更加安全地检测出样 品内的所有病原菌,并且具有预测非依赖性和活体病原体非依赖性。

以下为对比例和实施例部分:

对比例1

如图6所示,对比例1显示的是检测到的通过直接扩增发酵产物中的细菌 16S核糖体RNA的V3区(338位至514位)而得到的DNA,此类DNA的一 个代表为大肠杆菌K12菌株DH10B亚株的16S核糖体RNA基因(如序列表中 的SEQ ID NO.1),其V3区的序列如序列表中的SEQ ID NO.2。图6中分析结 果显示有三个主峰和多个小峰,其中从左向右数第二个主峰为扩增获得的混合 DNA峰。

实施例1

如图7所示,实施例1显示的是检测到的通过扩增采集到FTA卡上的发酵 产物中的细菌16S核糖体RNA的V3区(338位至514位)而得到的DNA,此 类DNA的一个代表为大肠杆菌K12菌株DH10B亚株的16S核糖体RNA基因 (如序列表中的SEQ ID NO.1),其V3区的序列如序列表中的SEQ ID NO.2。 图7中分析结果显示有三个主峰和多个小峰,其中从左向右数第二个主峰为扩 增获得的混合DNA峰,结果中的峰值与对比例1中的结果类似,强度稍有不同, 说明可以使用FTA类似的手段进行采样。

对比例2

如图8所示,对比例2显示的是检测到的通过直接扩增发酵产物中的细菌 16S核糖体RNA的V6区(781位至1082位,也包括V5和V7区)而得到的 DNA,此类DNA的一个代表为大肠杆菌K12菌株DH10B亚株的16S核糖体 RNA基因(如序列表中的SEQ ID NO.1),其V6区的序列如序列表中的SEQ ID  NO.3。图8中分析结果显示有三个主峰和多个小峰,其中从左向右数第二个主 峰为扩增获得的混合DNA峰。

实施例2

如图9所示,实施例2显示的是检测到的通过扩增采集到FTA卡上的发酵 产物中的细菌16S核糖体RNA的V6区(781位至1082位,也包括V5和V7 区)而得到的DNA,此类DNA的一个代表为大肠杆菌K12菌株DH10B亚株的 16S核糖体RNA基因(如序列表中的SEQ ID NO.1),其V6区的序列如序列表 中的SEQ ID NO.3。图9中分析结果显示有三个主峰和多个小峰,其中从左向右 数第二个主峰为扩增获得的混合DNA峰,结果中的峰值与对比例2中的结果类 似,强度稍有不同,说明可以使用FTA类似的手段进行采样。

对比例3

如图10所示,对比例3显示的是检测到的通过直接扩增人类唾液样品203 中的细菌16S核糖体RNA的V3区(338位至514位)而得到的DNA,此类 DNA的一个代表为大肠杆菌K12菌株DH10B亚株的16S核糖体RNA基因(如 序列表中的SEQ ID NO.1),其V3区的序列如序列表中的SEQ ID NO.2。图10 中分析结果显示有三个主峰和多个小峰,其中从左向右数第二个主峰为扩增获 得的混合DNA峰。

实施例3

如图11所示,实施例3显示的是检测到的通过扩增采集到FTA卡上的人类 唾液样品203中的细菌16S核糖体RNA的V3区(338位至514位)而得到的 DNA,此类DNA的一个代表为大肠杆菌K12菌株DH10B亚株的16S核糖体 RNA基因(如序列表中的SEQ ID NO.1),其V3区的序列如序列表中的SEQ ID  NO.2。图11中分析结果显示有三个主峰和多个小峰,其中从左向右数第二个主 峰为扩增获得的混合DNA峰,结果中的峰值与对比例3中的结果类似,强度稍 有不同,说明可以使用FTA类似的手段进行采样。

对比例4

如图12所示,对比例4显示的是检测到的通过直接扩增人类唾液样品203 中的细菌16S核糖体RNA的V6区(781位至1082位,也包括V5和V7区) 而得到的DNA,此类DNA的一个代表为大肠杆菌K12菌株DH10B亚株的16S 核糖体RNA基因(如序列表中的SEQ ID NO.1),其V6区的序列如序列表中的 SEQ ID NO.3。图12中分析结果显示有三个主峰和多个小峰,其中从左向右数 第二个主峰为扩增获得的混合DNA峰。

实施例4

如图13所示,实施例4显示的是检测到的通过扩增采集到FTA卡上的人类 唾液样品203中的细菌16S核糖体RNA的V6区(781位至1082位,也包括 V5和V7区)而得到的DNA,此类DNA的一个代表为大肠杆菌K12菌株DH10B 亚株的16S核糖体RNA基因(如序列表中的SEQ ID NO.1),其V6区的序列如 序列表中的SEQ ID NO.3。图13中分析结果显示有三个主峰和多个小峰,其中 从左向右数第二个主峰为扩增获得的混合DNA峰,结果中的峰值与对比例4中 的结果类似,强度稍有不同,说明可以使用FTA类似的手段进行采样。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细, 但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域 的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和 改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附 权利要求为准。

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1、(10)申请公布号 CN 103436429 A (43)申请公布日 2013.12.11 CN 103436429 A *CN103436429A* (21)申请号 201310307267.0 (22)申请日 2013.07.19 13/651, 624 2012.10.15 US C12M 1/00(2006.01) C12Q 1/68(2006.01) (71)申请人 孙亚洲 地址 518057 广东省深圳市南山区建南路 5 号 13 栋 405 申请人 张烨婷 (72)发明人 孙亚洲 张烨婷 (74)专利代理机构 广州华进联合专利商标代理 有限公司 44224 代理人 何平 (54)。

2、 发明名称 用于病原体检测的转运系统和病原体检测方 法 (57) 摘要 本发明涉及一种用于病原体检测的转运系 统, 其包括多孔基板、 子容器及运输容器 ; 该多孔 基板上有样品采集区及标签区且该样品采集区含 有可裂解病原体的材料 ; 当将含有病原体的样品 涂在样品采集区后, 病原体被裂解, 无致病性, 从 而该转运系统可以较为快速、 安全地将含有病原 体的样品送至检测点。该子容器可容置该多孔基 板, 该运输容器可容置该子容器, 该子容器及该运 输容器上均设有用于直接目视查看该标签区以及 多孔基板等运输容器及子容器内其他内容物的透 明窗口。本发明还涉及一种用于病原体检测的方 法, 即通过上述转运。

3、系统将样品转运至检测点, 再 通过高通量并行测序和数据分析的方法判断出样 品中核酸分子的来源, 提供样品中可能存在的病 原体信息。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 12 页 序列表 4 页 附图 6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书12页 序列表4页 附图6页 (10)申请公布号 CN 103436429 A CN 103436429 A *CN103436429A* 1/1 页 2 1. 一种用于病原体检测的转运系统, 其特征在于, 包括多孔基板、 子容器及运输容器 ; 所述多孔基板上设有样品采集区。

4、及标签区且所述样品采集区含有可裂解病原体并保存所 述病原体的核酸分子的材料 ; 所述子容器可容置所述多孔基板, 所述运输容器可容置所述 子容器, 所述子容器及所述运输容器上均设有用于直接目视查看所述标签区以及所述运输 容器和所述子容器内的内容物的透明窗口。 2. 如权利要求 1 所述的用于病原体检测的转运系统, 其特征在于, 所述多孔基板的材 料为纤维素类材料、 玻璃纤维、 微纤维、 纳米纤维及布料中的至少一种。 3. 如权利要求 1 或 2 所述的用于病原体检测转运系统, 其特征在于, 所述多孔基板为 FTA 卡。 4. 如权利要求 1 所述的用于病原体检测的转运系统, 其特征在于, 所述子。

5、容器为信封、 套或夹。 5.如权利要求1或4所述的用于病原体检测的转运系统, 其特征在于, 还包括可容置在 所述子容器的内包装容器, 所述内包装容器为信封、 套或夹。 6. 如权利要求 5 所述的用于病原体检测的转运系统, 其特征在于, 所述子容器、 所述运 输容器及所述内包装容器可透气。 7. 如权利要求 6 所述的用于病原体检测转运系统, 其特征在于, 所述内包装容器、 所述 子容器及所述运输容器上设有开口, 且所述内包装容器上的开口、 所述子容器上的开口及 所述运输容器上的开口错开设置。 8. 如权利要求 1 所述的用于病原体检测的转运系统, 其特征在于, 还包括用于封装所 述运输容器的。

6、安全封条。 9. 如权利要求 1 所述的用于病原体检测的转运系统, 其特征在于, 还包括设在所述运 输容器内的干燥剂。 10. 一种病原体检测方法, 其特征在于, 该检测方法使用如权利要求 1-9 中任一项所述 的转运系统, 所述检测方法包括如下步骤 : 将含有样品的多孔基板放置入运输容器的子容器内, 所述多孔基板在降解所述样品的 同时保存有所述样品内的核酸分子 ; 将所述运输容器投递至检测点, 从所述运输容器中取出所述多孔基板, 并从所述多孔 基板中提取出所述样品 ; 以提取的所述样品为基础扩增核酸分子 ; 分析扩增的所述核酸分子, 得到所述样品含有的病原体的检测信息。 11. 如权利要求 。

7、10 所述的病原体检测方法, 其特征在于, 所述分析扩增的所述核酸分 子包括如下步骤 : 在检测点使用高通量并行测序的方法分析所扩增的核酸分子, 所述高通量并行测序的 方法同时测得样品内所有核酸分子的序列, 该序列数据以数字信息的方式进行存储 ; 通过序列比对和使用参考数据库, 识别出高通量并行测序所产生的序列, 判断出样品 中核酸分子的来源。 权 利 要 求 书 CN 103436429 A 2 1/12 页 3 用于病原体检测的转运系统和病原体检测方法 技术领域 0001 本发明涉及运输病原体的方法以及运输病原体等样品的容器, 尤其是涉及一种针 对能够使用已降解的样品但还保存有样品核酸分子。

8、的用于病原体检测的转运系统和病原 体检测方法。 背景技术 0002 全球化的不断发展使得跨国和跨洲交流更加频繁, 由此而来的日益增加的人流与 物流交换以及更加动态化的人际与社会关系, 大大加速了病原体的扩散与传播。这直接导 致了日益增多的食源性疾病的大暴发和严重影响社会生产与生活正常进行的流行病甚至 大流行病的出现, 例如艾滋病的出现与扩增、 亚洲地区的非典疫情、 众多恶性大肠杆菌、 李 氏杆菌和沙门氏菌引起的食物中毒事件、 全球性的 H1N1 流感大暴发、 津巴布韦和海地的霍 乱疫情以及人为的炭疽杆菌生物恐怖袭击事件等。 因此监控细菌性和病毒性的病原体对于 公共卫生、 医疗甚至社会与国家安全。

9、都有重要意义。 0003 为了有效地预防与控制流行病与大流行病的出现, 必须要有有效的传染病监视、 检测和治疗的方法。传统的尽管人们对于很多传染病有比较有效的预防与治疗手段, 但是 在快速和方便地检测病原体等方面上有明显的欠缺。这些欠缺具体地体现在 : 例如当前病 原体检测手段对于病原体活性的依赖性、 运输活体病原体所带来的危险性、 当前病原体检 测所缺乏的全面性以及对于从业人员的技术熟练程度及其操作的可靠性或可重复性的依 赖性等。 0004 当前的病原体检测手段主要有两大类 : 基于蛋白的检测方法和基于核酸的检测方 法。基于蛋白的检测方法利用对某一种病原体有特异识别性的抗体来识别该病原体。该。

10、类 方法通常也被称为基于免疫反应的方法。此类方法使用的抗体往往被特殊分子标记, 例如 被荧光染料分子基团标记等, 从而使得在抗体与病原体抗原结合后该免疫反应能够产生可 识别的信号。 0005 基于核酸的检测方法大多是基于 DNA 的。此类方法通常利用针对某一种病原体特 异的 DNA 或 RNA 序列来设计引物, 通过 PCR(聚合酶链式反应) 来特异性地进行核酸分子片 段扩增。此类方法也被称为基于 PCR 的检测方法。反应成功后扩增出的核酸分子片段可以 通过电泳的方法来检测片段分子的大小或者可以通过直接测序的方法来更精确地鉴定扩 增片段的核酸序列组成。 0006 不管是使用上述两类方法的任何一。

11、种, 都需要事先知道检测哪种病原体。因为只 有确定了使用何种病原体才能够确定使用哪种特异性的抗体 (基于蛋白的方法) 或引物 (基 于核酸的方法) 。这就要求检测者在对其样品进行化验之前就对样品内可能存在的病原体 有一定的预测, 也即上述方法以及使用这些方法的测试是预测依赖性的。以门诊医生化验 病人的样品为例来说, 医生可以通过观察和询问病人的症状, 结合医生自己的医学知识, 例 如何种病原体会导致此类症状, 来预测在病人的样品中可能有哪些病原体, 然后将样品送 交化验室来检测医生预测的可能存在在样品里的病原体, 也即在实际操作中, 在还没有对 说 明 书 CN 103436429 A 3 2。

12、/12 页 4 样品进行任何检验之前, 就要凭经验或知识对样品内含有的病原体进行预测。但是这种预 测在某些条件下是不现实甚至是不可能的, 例如当医生缺乏相应的经验或专业知识时或当 出现非典型性或并发性的症状时等。 此外, 如果在同一个样品内要检测多种病原体, 使用现 有的方法就需要进行多次测试, 即针对预测存在的每一种病原体进行一次针对该病原体的 测试。因此这些多次测试累加起来的复杂度和花费都是很大的。同时, 如果使用现有方法 进行广谱检测, 即同时检测多种不同的病原体, 将会消耗及大量的样品。 而有时在实际操作 过程中很难或者不可能获得足够量的样品, 从而无法进行多项测试。基于免疫的方法和基。

13、 于 PCR 的方法都有上述种种缺陷。因此, 这类方法只适用于一次检测少数几种病原体, 并且 要求用户在检测前对可能存在于样品内的病原体进行预测。 0007 因此, 人们需要一种新型的、 能够快速方便地进行广谱病原体检测的产品或方法。 近期病原体检测科技的发展, 特别是相关的纳米科技和微流体技术的发展, 大大增加了病 原体检测的速度和吞吐量, 同时也降低了测试所需样品和试剂的量。例如微流体生物传感 器技术能够在消耗仅仅一小部分试剂的条件下达到很高的检测灵敏度。 核酸微阵列技术能 够同时检测出多种病原体。 0008 但是上述这类技术仍然有不足, 所以至今尚未被大规模地广泛采用。所有基于蛋 白的生。

14、物传感器在测试前都需要样品内病原体仍然有活性, 或者其病原体蛋白完好未降 解, 也即需要在采样和样品运输过程中使用复杂昂贵的设备或材料, 并且涉及复杂的操作 手续, 例如为了维持样品内病原体的活性或者防止病原体蛋白降解, 运输过程中使用冰或 干冰对样品进行冷却是最基本的要求。此外, 因为在采样、 运输和投递过程中, 病原体仍然 保存有传染性, 操作或接触人员需要保持高度戒备并且严格遵守复杂的操作程序, 只有这 样才能够即防止样品内的病原体污染外界环境, 也防止外界环境内的微生物污染样品。另 外, 尽管生物传感器对于其设计所针对的某一特定病原体能够提供直接的结果, 但是使用 生物传感器进行广谱病。

15、原体检测仍然需要多项测试, 每一项针对某一病原体的测试都需要 一种对该病原体特异的生物传感器。 0009 核酸微阵列使用的是另外一种反应原理, 即利用其覆着的探针与病原体体内的核 酸分子进行杂交而进行反应。在杂交反应过程中分子片段并没有扩增步骤, 因此为了产生 可识别的信号, 核酸微阵列的方法需要大量的核酸片段存在于反应体系中, 而且现阶段通 常还要求在采样、 运输和投递过程中保持样品内病原体的活性。 0010 为了降低运送活体病原体样品所带来的危险, 一种解决方案是消除所有运送环 节。为了能够消除运送这个环节, 就需要在样品采集现场建立能够进行病原体检测的实验 室者使用能移动实验室, 即将实。

16、验所需的所有设备临时全部转移到采样地点。但这种做法 不仅仅需要昂贵的特殊设备, 还需要经过特殊训练的从业人员才能够在采样现场进行检测 操作。 0011 除此以外, 上述依赖于病原体活性的检测方法不仅仅涉及繁杂昂贵的采样和运输 过程来保证样品的活性以及避免污染, 而且还有生物安全方面的隐患, 例如生物恐怖袭击 和生物破坏活动的危险。 恐怖分子可以在投递给分析实验室的普通样品内搀入具有严重破 坏性的病原体, 而不在样品包装上做出任何标记。因为在当前为了保持样品内待测病原体 的活性, 样品往往被保存在密闭、 低温等特殊条件下, 这些条件同时也会保持恐怖分子搀入 的破坏性病原体的活性。当实验室工作人员。

17、把这个恐怖分子的包裹作为普通样品打开后, 说 明 书 CN 103436429 A 4 3/12 页 5 特别是在生物安全防范措施不到位的情况下, 恐怖分子搀入的病原体就可以感染实验室工 作人员。 而实验室工作人员会进一步把这些病原体传播给社会上的其它人员。 此外, 因为当 前方法对样品活性的依赖性, 人们会采取的种种保护措施在运输过程中保持样品中病原体 活性, 这使得不法分子有机会轻易地破坏扰乱正常的样品分析, 例如通过在样品里人为地 加入其它外源病原体, 从而改变样品内的组成或者通过破获运输过程的维持活性的条件, 从而使实验室无法正常分析出样品中的病原体。 发明内容 0012 基于此, 有。

18、必要提供一种能够快速、 安全的可同时检测多种病原体的用于病原体 检测的转运系统和病原体检测方法。 0013 一种用于病原体检测的转运系统, 包括多孔基板、 子容器及运输容器 ; 所述多孔基 板上设有样品采集区及标签区且所述样品采集区含有可裂解病原体并保存所述病原体的 核酸分子的材料 ; 所述子容器可容置所述多孔基板, 所述运输容器可容置所述子容器, 所述 子容器及所述运输容器上均设有用于直接目视查看所述标签区以及所述运输容器和所述 子容器内的内容物的透明窗口。 0014 在其中一个实施例中, 所述多孔基板的材料为纤维素类材料、 玻璃纤维、 微纤维、 纳米纤维及布料中的至少一种。 0015 在其。

19、中一个实施例中, 所述多孔基板为 FTA 卡。 0016 在其中一个实施例中, 所述子容器为信封、 套或夹。 0017 在其中一个实施例中, 所述转运系统还包括可容置在所述子容器的内包装容器, 所述内包装容器为信封、 套或夹。 0018 在其中一个实施例中, 所述子容器、 所述运输容器及所述内包装容器可透气。 0019 在其中一个实施例中, 所述内包装容器、 所述子容器及所述运输容器上设有开口, 且所述内包装容器上的开口、 所述子容器上的开口及所述运输容器上的开口错开设置。 0020 在其中一个实施例中, 所述转运系统还包括用于封装所述运输容器的安全封条。 0021 在其中一个实施例中, 所述。

20、转运系统还包括设在所述运输容器内的干燥剂。 0022 一种病原体检测方法, 该检测方法使用上述任一实施例所述的转运系统, 所述检 测方法包括如下步骤 : 0023 将含有样品的多孔基板放置入运输容器的子容器内, 所述多孔基板在降解所述样 品的同时保存有所述样品内的核酸分子 ; 0024 将所述运输容器投递至检测点, 从所述运输容器中取出所述多孔基板, 并从所述 多孔基板中提取出所述样品 ; 0025 以提取的所述样品为基础扩增核酸分子 ; 0026 分析扩增的所述核酸分子, 得到所述样品含有的病原体的检测信息。 0027 在其中一个实施例中, 所述分析扩增的所述核酸分子包括如下步骤 : 002。

21、8 在检测点使用高通量并行测序的方法分析所扩增的核酸分子, 所述高通量并行测 序的方法同时测得样品内所有核酸分子的序列, 该序列数据以数字信息的方式进行存储 ; 0029 通过序列比对和使用参考数据库, 识别出高通量并行测序所产生的序列, 判断出 样品中核酸分子的来源。 说 明 书 CN 103436429 A 5 4/12 页 6 0030 在其中一个实施例中, 所述检测方法还包括使用棉签或药签将所述样品涂抹至所 述样品采集区表面的步骤。 0031 在其中一个实施例中, 所述检测方法还包括在所述样品采集区表面涂抹所述样品 后向所述采集区表面添加乙醇或异丙醇以保存核酸的步骤。 0032 在其中。

22、一个实施例中, 所述样品来自于能够通过空气传播的病原体、 唾液、 痰液、 尿液、 血液、 血渍、 皮肤、 粪便、 水、 食品、 植物、 工业原料、 土壤、 垃圾、 物体表面样品、 病毒、 细 菌或以上各项的组合。 0033 在其中一个实施例中, 所述核酸分子为 DNA、 tRNA、 mRNA、 rRNA、 ncRNA、 npcRNA、 nmRNA、 fRNA、 sRNA、 snoRNA、 miRNA、 siRNA、 piRNA 及 long ncRNA 中的至少一种。 0034 在其中一个实施例中, 所述将所述运输容器投递至检测点是通过邮政或快递服务 投递所述运输容器至所述检测点。 0035 。

23、在其中一个实施例中, 所述扩增过程使用的引物为 16S 核糖体 RNA 的引物、 抗生 素耐药性基因的引物、 致病岛基因的引物及可定向扩增多种广谱病原体的引物中的至少一 种。 0036 在其中一个实施例中, 所述扩增所述核酸分子的过程还包括使用 Smith-Waterman 算法进行序列比对、 使用序列相似性搜索工具或使用 K-mer 索引寻找病原体保守区序列的 步骤。 0037 在其中一个实施例中, 所述分析扩增的所述核酸分子是使用多重 PCR 测序仪及高 通量并行测序仪中至少一种测序仪对扩增的核酸分子进行测序, 并对测序得到的序列与参 考数据库中的标准序列进行比对。 0038 在其中一个实。

24、施例中, 还包括对测序得到的每一个核酸分子的化学分子序列转换 为数字化序列, 并将所述数字化序列转换成以字符为代表的核酸序列的步骤。 0039 在其中一个实施例中, 所述对测序得到的序列与参考数据库中的标准序列进行比 对包括如下步骤 : 首先将所述数字序列与参考数据库中的已知核酸序列相比较, 如果参考 数据库中不存在任何已知序列与该数字序列相一致, 则该数字序列为来自于未知来源 ; 如 果参考数据库中存在与该数字序列相一致的已知序列, 则根据该已知序列在信息源中的剩 余信息确定该数字序列来源的信息。 0040 上述用于病原体检测的转运系统由于多孔基板的样品采集区含有可裂解病原体 并保存其核酸分。

25、子的材料, 当将含有病原体的样品涂在样品采集区后, 病原体被裂解, 无致 病性, 从而该转运系统可以较为快速、 安全的将含有病原体的样品送至检测点。同时, 通过 上述检测方法, 可以较为方便的同时检测出多种病原体, 安全性及结果可靠性较高, 且该方 法不需要在检测前预测样品内是否含有病原体以及可能含有哪种病原体, 可以广泛推广应 用在病原体的检测领域。 附图说明 0041 图 1 为一实施方式的用于病原体检测的转运系统的分解示意图 ; 0042 图 2 为图 1 中用于病原体检测的转运系统的组装示意图 ; 0043 图 3 为图 2 组装后的透视图 ; 0044 图 4 为一实施方式的病原体检。

26、测方法的流程示意图 ; 说 明 书 CN 103436429 A 6 5/12 页 7 0045 图 5 为一实施方式的病原体检测方法中判断方法示意图 ; 0046 图 6 为对比例 1 显示的生物分析仪的结果示例图, 表示的是检测到的通过直接扩 增发酵产物中的细菌 16S 核糖体 RNA 的 V3 区 (338 位至 514 位) 而得到的 DNA ; 0047 图7为实施例1生物分析仪的结果示例图, 表示的是检测到的通过扩增采集到FTA 卡上的发酵产物中的细菌 16S 核糖体 RNA 的 V3 区 (338 位至 514 位) 而得到的 DNA ; 0048 图 8 为对比例 2 显示的生。

27、物分析仪的结果示例图, 表示的是检测到的通过直接扩 增发酵产物中的细菌 16S 核糖体 RNA 的 V6 区 (781 位至 1082 位, 也包括 V5 和 V7 区) 而得 到的 DNA ; 0049 图9是实施例2生物分析仪的结果示例图, 表示的是检测到的通过扩增采集到FTA 卡上的发酵产物中的细菌 16S 核糖体 RNA 的 V6 区 (781 位至 1082 位, 也包括 V5 和 V7 区) 而得到的 DNA ; 0050 图10为对比例3显示的生物分析仪的结果示例图, 表示的是检测到的通过直接扩 增人类唾液样品中的细菌 16S 核糖体 RNA 的 V3 区 (338 位至 514。

28、 位) 而得到的 DNA ; 0051 图 11 为实施例 3 生物分析仪的结果示例图, 表示的是检测到的通过扩增采集到 FTA 卡上的人类唾液样品中的细菌16S核糖体RNA的V3区 (338位至514位) 而得到的DNA ; 0052 图12为对比例4显示的生物分析仪的结果示例图, 表示的是检测到的通过直接扩 增人类唾液样品中的细菌 16S 核糖体 RNA 的 V6 区 (781 位至 1082 位, 也包括 V5 和 V7 区) 而得到的 DNA ; 0053 图 13 为实施例 4 生物分析仪的结果示例图, 表示的是检测到的通过扩增采集到 FTA 卡上的人类唾液样品中的细菌 16S 核糖。

29、体 RNA 的 V6 区 (781 位至 1082 位, 也包括 V5 和 V7 区) 而得到的 DNA。 具体实施方式 0054 下面主要结合附图及具体实施例对用于病原体检测的转运系统和病原体的检测 方法作进一步详细的说明。 0055 请参图 1-3, 一实施方式的用于病原体检测的转运系统 100 包括多孔基板 110、 内 包装容器 120、 子容器 130 及运输容器 140。其中, 多孔基板 110 可收容于内包装容器 120 中, 内包装容器 120 可收容于子容器 130 中, 子容器 130 可收容于运输容器 140 中。 0056 本实施方式的多孔基板 110 包括样品采集区 。

30、112 及标签区 114。样品采集区 112 呈圆形, 标签区 114 置于样品采集区 112 的下方。其中样品采集区 112 上含有可裂解病原 体的材料, 用于裂解病原体。多孔基板 110 可以采用任何适合于采集样品的材质制作。在 一个实施方式中, 多孔基板 110 可以来自于如下几大类材料 : 纤维素材料 : 例如纸、 卡纸或 滤纸 ; 纤维 : 例如微纤维或纳米纤维 ; 玻璃纤维 ; 布料或上述各项的组合。在另一个实施方 式中, 多孔基板 110 是 FTA 卡。样品采集区 112 上的可裂解病原体的材料能够裂解样品, 降 解蛋白并保存核酸分子。其中, 裂解样品的作用包括 : 裂解细胞膜。

31、、 裂解细胞壁、 裂解蛋白、 裂解细胞的或细胞器膜、 裂解脂类、 降解病毒衣壳或以上各项的组合。 0057 内包装容器 120 可以为信封、 套或夹。可以理解, 在其它实施方式中, 该转运系统 100 可以不包括内包装容器 120, 多孔基板 110 直接容置在子容器 130 中。内包装容器 120 可以采用透明材料制作或者开设有用于观察标签区114以及内包装容器120、 子容器130和 说 明 书 CN 103436429 A 7 6/12 页 8 运输容器 140 内的内容物的透明窗口。 0058 子容器 130 可以为信封、 套或夹。子容器 130 可以采用透明材料制作或者开设有 用于观。

32、察标签区 114 的透明窗口。 0059 运输容器 140 可以采用透明材料制作或者开设有用于观察标签区 114 的透明窗 口, 且运输容器 140 上的透明窗口与子容器 130 上的透明窗口重合设置, 便于观察标签区 114。 0060 其中标签区 114 上有一个样品识别码, 该识别码可以是由数字或字母组成的一个 字符串。每一个多孔基板 110 上都有一个唯一的识别码, 而任意两个多孔基板的识别码均 不同。因此用户可以通过这个识别码来标记每一个多孔基板, 从而进一步唯一地标记每一 个多孔基板上的样品。 0061 运输容器140、 子容器130和/或内包装容器120具有适用于安全保险和/或识。

33、别 鉴定等作用的设计特点 : 在不打开运输容器 140、 子容器 130 和 / 或内包装容器 120 的前提 下能够快速方便地目视察看相关的信息标签上的信息 ; 在不打开运输容器 140、 子容器 130 和 / 或内包装容器 120 的前提下能够快速方便地目视察看在运输容器 140 内的多孔基板 110 上的样品 ; 在不打开运输容器 140、 子容器 130 和 / 或内包装容器 120 的前提下能够快 速方便地目视察看在运输容器 140 内的样品的相关识别信息 ; 在不打开运输容器 140、 子容 器 130 和 / 或内包装容器 120 的前提下能够快速方便地目视察看运输容器 140。

34、 内是否含有 外源的或可疑的物体或以上各项设计的组合。在其它实施方式中, 上述适用于安全保险和 / 或识别鉴定等作用的设计特点可以由如下方式实现的 : 运输容器 140 上有相当大的一部 分是透明的部分 ; 运输容器 140 内部没有内部分隔结构 ; 运输容器 140 内部的结构能够使 得运输容器内的所有成分都能从外部清楚地看到或其它适合的设计特点。此外, 在本实施 方式中, 运输容器 140 上还可以使用能够显示出或指示出运输容器 140、 子容器 130 和 / 或 内包装容器 120 是否曾经被打开过的安全封条 142。 0062 进一步, 在本实施方式中, 运输容器 140、 子容器 。

35、130 和 / 或内包装容器 120 的设 计允许水分和空气在容器内外进行交流, 也即运输容器140、 子容器130、 和/或内包装容器 120 为透气性材料制作。此外, 了降低转运系统内病原体或其它有害生物成分的存活性, 从 而达到防止生物恐怖分子或其它破坏分子进行破坏活动的目的, 运输容器 140、 子容器 130 和 / 或内包装容器 120 内还可以设置干燥剂。此外, 运输容器 140 在达到不完全密闭, 也就 是允许空气和水分 (湿气) 在容器内外进行交流的条件下, 同时能也够防止外界与多孔基板 110 和 / 或样品的直接物理接触, 具体在本实施方式中, 运输容器 140 的外层透。

36、明窗口上设 有一套开口 (未在图中显示) , 在内层的子容器 130 和 / 或内包装容器 120 的透明窗口上设 计有另一套开口 (未在图中显示) , 而两套或三套开口的位置和排布方式能够使得在正常情 况下, 无论内外容器以何种方式放置, 开口都不会重合。 0063 如图 4 所示, 一实施方式的病原体检测方法, 可以用于非诊断目的的环境病原体 微生物检测, 如大气、 水源、 土壤或食物中病原体微生物等, 也可以为诊断提供其他样品内 可能含有的病原体的信息。该检测方法使用上述转运系统 100, 包括如下步骤 : 0064 步骤一 : 将含有样品 203 的多孔基板 110 放置入运输容器 1。

37、40 的内包装容器 120 内, 多孔基板 110 在降解样品 203 的同时保存有样品 203 内的核酸分子。 0065 样品 203 可以是任何含有核酸分子 209 的物质, 例如 : 细胞、 病原体、 非病原体、 病 说 明 书 CN 103436429 A 8 7/12 页 9 毒、 细菌、 微生物、 人类细胞、 非人类细胞或以上各项的组合。在一个实施方式中, 样品 203 可以是来自于能够通过空气传播的病原体 ; 来自于躯体的物质, 如唾液、 痰液、 尿液、 血液、 血渍、 皮肤、 粪便或以上各项的组合 ; 或者为其它物质, 例如 : 水、 食品、 植物、 工业原料、 土 壤、 垃圾。

38、、 物体表面样品203、 病毒、 细菌或以上各项的组合。 核酸分子209包括 : 脱氧核糖核 酸 (DNA)、 转运 RNA(tRNA) 、 信使 RNA(mRNA) 、 核糖体 RNA(rRNA) 、 非编码 RNA(ncRNA) 、 非 蛋白编码 RNA(npcRNA) 、 非信使 RNA(nmRNA) 、 功能 RNA(fRNA) 、 小 RNA(sRNA) 、 小核仁 RNA (snoRNA) 、 微 RNA(microRNA 或 miRNA) 、 小干扰 RNA(siRNA) 、 Piwi 相互作用 RNA(piRNA) 、 长非编码 RNA(long ncRNA) 或以上各项的组合。

39、。 0066 在进行步骤一之前, 还包括将样品 203 转移到多孔基板上或转移至多孔基板 110 之内的转移样品步骤 202, 此步骤 202 可以在采集地直接采集来自某一物体表面 233 的样 品 203, 例如可以在事件现场 235(例如 : 在坠机 / 撞车事故现场、 在传染性疾病突发地点、 在隔离区内、 在偏远的医疗设施、 在偏僻村庄或以上各项的组合) , 来自于一个移动实验室 (例如 : 一个仅有少数设备或几乎没有设备的实验室) , 来自于一个人口稠密或人流密集地 段 (例如 : 机场、 火车站、 汽车站、 大学或其它教育机构、 办公室、 城市、 政府办公楼、 旅游景点 或以上各项的。

40、组合) 或以上各项的组合。在一个实施方式中, 转移样品 203 的步骤 202 可以 由没有或几乎没有受过培训或专业教育的人员, 根据一套指令, 将样品 203 固定在多孔基 板之上或之内, 具体在本实施方式中, 可以通过如下操作步骤完成 : 用棉签或药签 211 将样 品 203 涂抹至多孔基板 110 上, 或将样品 203 滴在多孔基板 110 上。将样品 203 转移到多 孔基板 110 之上 (或之内) 以后, 样品 203 内的生物 (包括其中的病原体) 被杀死、 灭活、 降解 或使其失去活性, 而样品 203 内的核酸分子 209 则被保存下来。样品 203 内的生物 (包括其 。

41、中的病原体) 被杀死、 灭活、 降解、 或使其失去活性这个过程是由多孔基板内的可裂解病原 体的材料完成。进一步, 还可以通过向样品 203 采集区 112 的表面添加乙醇或异丙醇来保 存核酸分子 209。 0067 此外, 在其它实施方式中, 若转运系统 100 不包含内包装容器 120, 可以直接将含 有样品 203 的多孔基板 110 放置在子容器 130 中。 0068 在将多孔基板 110 放置入运输容器 140 的子容器 130 或内包装容器 120 的步骤 204 中, 可采取任何适合于保存样品 203 并且保证安全的措施。例如在一个实施方式中, 多 孔基板 110 是被保存在在一。

42、个非密闭的条件下 (即透水透气的条件下) ; 有关样品 203 的信 息的放置方式使得在不打开运输容器 140 的条件下能够察该信息 ; 样品 203 的放置方式使 得在不打开运输容器 140 的条件下能够察看样品 203 的情况或以上各项的组合。 0069 步骤二 : 将运输容器 140 投递至检测点, 从运输容器 140 中取出多孔基板 110, 并 从多孔基板 110 中提取出样品 203。 0070 在本实施方式中, 将运输容器 140 投递至检测点具体是通过邮政或快递服务 231 投递运输容器 140 至检测点。将运输容器 140 通过邮政或快递等方式进行投递的步骤 206 包括 :。

43、 指导此类运输的行为、 进行此类运输的行为、 监督此类运输的行为或以上各项的组 合。在一个实施方式中, 此类运输行为可以是 : 在两个地点之间 (例如, 超过一英里的距离) ; 在两个城市之间 (例如, 超过二十英里的距离) ; 在两个国家之间 (例如, 超过一百英里、 五百 英里、 一千英里、 或上述范围内的任意距离跨度) ; 跨洋 (例如, 超过三千英里) ; 或者任何在一 定时间范围内的合适距离 (例如, 在一小时内、 一天内、 三天内、 一周内、 一月内或上述范围 说 明 书 CN 103436429 A 9 8/12 页 10 内的任意时间跨度) 。 0071 将多孔基板 110 从。

44、运输容器 140 的子容器 130 中取出的步骤 208 是在运输容器 140到达某一预定地点后才进行的, 例如抵达一实验室后。 取出步骤208是在合适的条件下 按适当的操作步骤进行的, 例如 : 在一个预先指定的和安全的区域内进行操作 ; 根据在不 打开运输容器 140 的条件下可以看到的信息进行操作 ; 根据运输容器 140 抵达的时间进行 操作 ; 在操作过程中可以使用任何合适的邮件包裹自动分类处理装置或手段或以上各项的 组合。 0072 将样品 203 从多孔基板 110 上采集下来的步骤 210 包括将核酸分子 209 从多孔基 板 110 上提取到样品溶液 213 中。任何合适的提。

45、取装置或手段都可以达到该目的, 例如可 以使用FTA提取试剂和附件 (可以从位于美国威斯康辛州Waukesha的通用电气医疗公司获 得) ; 也可以使用 QIAamp 牌的 DNA 小量提取试剂盒和附件 (可以从位于荷兰 Venlo 的凯杰公 司获得) ; 也可以使用 Agencourt 牌小珠、 试剂和附件 (可以从位于美国马萨诸塞州 Danvers 的贝克曼库尔特公司获得) ; 也可以使用Omega Bio-Tek的基因组DNA分离试剂盒和附件 (可 以从位于美国佐治亚州 Norcross 的 Omega Bio-Tek 公司获得) 或以上各项的组合。 0073 步骤三 : 以提取的样品 。

46、203 为基础扩增核酸分子 209。 0074 扩增来自于样品203中的核酸分子209的步骤212中, 可以达到在不对样品203中 的病原体进行培养的前提下增加其中核酸分子 209 的量的目的。核酸分子 209 的量 1-100 纳克。如果要在样品 203 的分析步骤 214 使用多种不同的分析技术, 必须保证足够量的核 酸分子 209 存在于反应体系中。在一个实施方式中, 扩增步骤 212 是通过使用特殊引物 进行定向扩增来实现的。特殊引物可以是 : 16S 核糖体 RNA 的引物 (如序列表中的 SEQ ID NO.4-SEQ ID NO.7) ; 已知的抗生素耐受性基因的引物 ; 致病岛。

47、基因的引物 ; 能够定向扩增 多种广谱病原体的引物 ; 其它合适的引物或以上各项的组合。设计与挑选合适的引物应当 结合所要解决的实际问题, 例如为了能够分辨不同物种或同一物种的不同菌株, 引物应该 在高变区之间的保守区进行挑选 ; 而为了能够在不同物种间检测同一致病岛标记或抗生素 耐受性标记, 引物应该在上述标记的保守区进行寻找。上述寻找合适引物的方法依赖于对 有关区域的序列进行序列保守性调研。适用于序列保守性调研的方法包括但不仅限于 : 使 用 Smith-Waterman 算法进行序列比对 ; 使用序列相似性搜索工具例如 BLAST(从位于马里 兰州 Bethesda 的美国国家生物技术信。

48、息中心可以获得) ; 使用 K-mer 索引 (例如用于下一代 测序序列技术的短序列 mapping 的算法或软件) 或以各项的组合。上述引物是在特定条件 下被用于序列扩增的, 例如 : 在特定温度区间内 ; 在特定的缓冲液组成和离子浓度区间内 ; 根据引物设计的条件和过程、 根据引物寡核苷酸的化学特性、 根据反应体系的组成等确定 的条件或以上各项的组合。 0075 步骤四 : 分析扩增的核酸分子 209, 得到样品 203 含有的病原体的检测信息。 0076 分析样品203中的核酸分子209的步骤214包括使用测序仪215进行测序的步骤。 该测序仪 215 需要能够进行多重 PCR 和 / 。

49、或高通量并行测序。此类测序仪 215 能够使得样 品 203 中来自于不同来源的核酸分子 209 被识别出来。此外, 此类测序仪 215 还能够把样 品 203 中来自于不同来源的核酸分子 209 一一分别测序出来。因不需要进行病原体培养, 分析步骤 214 能够在较短的时间内完成, 例如 : 在 8 小时内、 在两小时内、 在一小时内、 或在 以上范围内的任意时间段内。 说 明 书 CN 103436429 A 10 9/12 页 11 0077 在一个实施方式中, 测序过程使用的测序仪 215 是一类高通量 DNA 测序仪, 例 如来自于加利福尼亚州 San Diego 的 Illumina 公司的 MiSeq 系统或来自于康涅狄格州 Guilford的Life Technologies公司的Ion Torrent系统等。 该类测序仪能够通过并行测 序的方法产生出数百万条来自于样品 203 的核酸分子 209 测序序列, 从而使得在同一个测 试过程中检测出所有已知的病原体成为可能。 0078 在一个实施方式中, 分析样品 203 中的核酸分子 209 步骤 214 包括将每一个核酸 分子209的化学分子序列217转化为数字化序列219, 最后转化为以字符为代表的核酸序列 221。核酸序列 221 能够以数字化序列的形式来储存。每一个核酸分子 209 序列也可。

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