樣品制備紙盒的制作方法
【專利說明】樣品制備紙盒 發明領域
[0001] 本發明涉及用于樣品制備紙的盒，用于例如當制備用于分子生物學處理技術如核 酸擴增和/或檢測的樣品時。
【背景技術】
[0002] PCR是用于將生物樣品中的特定目標核酸序列擴增的傳統方法。PCR經常用于法 醫鑒定或物證檢驗目的或診斷目的，以探測可以用于例如識別DNA樣本所屬的個體的標 記，或者確定特定的病原體是否存在于樣品中。為了這樣的目的，獲得快速的化驗是有用 的，這可能意味著不能進行廣泛的樣品制備和清理。
[0003] 多數臨床樣品需要進行一些處理以使得樣品與PCR相容。已知的是，使用紙型過 濾器以移除抑制劑并提供用于PCR反應的清潔樣品。
[0004]本發明的多個目的中的一個是提供用于生物分析樣品的便捷的樣品制備方法，特 別是使用紙型過濾器。通過提供在其中可以放置用于樣品制備的樣品制備紙的外殼，部分 地達成上述目的。
[0005] 發明概述
[0006]根據本發明的第一個方面，提供一種樣品制備盒，其包括：
[0007] 下部，所述下部具有底座，
[0008] 上部，所述上部可與所述下部接合并且可從所述下部移除，并且包括至少一個井 形開口；和
[0009] 至少一個彈性構件，所述彈性構件當所述上部與所述下部接合時位于所述上部和 所述下部之間；
[0010] 所述盒配置為使得樣品制備紙可以容納在置于所述井形開口附近的所述上部和 下部之間，并且將所述紙擱置在所述至少一個彈性構件上以使得將所述紙與所述下部的所 述底座分開；并且
[0011] 其中向所述上部施加壓力造成所述至少一個彈性部件壓縮，并因此推動所述紙與 所述底座的至少一部分接觸。
[0012] 這種布置對樣品處理有很多優點。具體地，所述井形開口將用于將液體樣品引導 到樣品紙，從而將樣品定向和集中到紙上的一個小"點"。其中將紙從下部的底座分開的盒 的初始構造允許空氣在紙之下流通，從而支持樣品通過毛細作用進入紙并干燥。其中樣品 紙與底座相接觸的壓縮后的構造允許使用者容易地（例如使用活檢穿孔器）切掉樣品紙的 部分，用于進一步處理和分析而不必須拆開盒并移除完整的紙。
[0013]優選所述底座包括凸起部分，其配置為與所述井形開口對準并在壓縮所述彈性構 件時與所述紙接觸。
[0014] 彈性構件優選是所述下部的元件，盡管特定實施方案中，彈性構件可以與下部和 上部都分開。優選所述盒包括兩個、更優選四個彈性構件。所述彈性構件可以是板彈簧。所 述彈性構件優選與所述下部一體形成；例如，整體可以從一塊成型的塑料材料形成。
[0015] 優選所述上部包括多個井形開口；在優選的實施方案中，有三個這樣的開口。
[0016] 可以從塑料材料制造上部。優選地，所述上部是半透明和/或透明的。這允許 視覺確認樣品紙知否在盒中。優選地，所述塑料材料是疏水的；例如可以是聚碳酸酯例如 Makrolon(RTM)。這有助于排斥液體樣品并將其引導到所述井中以與所述樣品紙接觸。可以 功能化所述塑料材料。例如，用官能團修飾所述材料以幫助樣品中的細胞材料的溶解。在 優選的實施方案中，用一中或多中殺生物劑功能化所述材料，殺生物劑優選為SiQAC，連同 衍生的樣品紙如下描述。
[0017] 在本發明的某些實施方案中，所述盒可以進一步包括置于所述上部和所述下部之 間的彈性構件。所述紙優選是纖維素材料；例如纖維素濾紙或纖維素基質。所述纖維素材 料可以是復合紙；例如，復合纖維素紙可以包括橫流層，以從沉積在所述紙表面的所述樣品 移除液體和低分子量污染物以及抑制劑。纖維素具有優點：其具有大量殺生物劑可以向其 附著的暴露的羥基。在優選的實施方案中，用一個或多個殺生物劑功能化所述紙，所述殺生 物劑能夠i)弱化樣品中的生物材料的細胞膜、細胞壁、病毒包膜或病毒殼體；或ii)溶解樣 品中的細胞材料或病毒材料。
[0018] 所述殺生物劑優選包括多個功能基團。所述功能基團優選包括連接部分，其與將 所述試劑連接到所述基質有關；疏水部分；和帶電部分。所述疏水部分能夠接觸并滲透細 胞壁或細胞膜。在優選的實施方案中，所述疏水部分可以是烷基鏈，例如C5-C30烷基，優選 C10-C20烷基。隨著所述烷基鏈滲透脆弱的細胞壁，將壁弱化和刺穿。所述帶電部分優選帶 正電，并且能吸引帶電細胞壁，以及在接觸細胞膜上能破壞離子流和動態平衡，從而幫助破 壞細胞并釋放核酸。所述帶電部分優選是季銨基團。所述連接部分可以包括羥基基團。
[0019] 在優選的實施方案中，所述功能基團優選是烷基鏈（疏水部分），甲硅烷基基團 (連接部分）和氯化銨基團（帶電部分）。
[0020] 優選的殺生物劑包括甲硅烷基季銨化合物（SiQAC);特別是3-(三甲氧基甲硅烷 基）丙基二甲基十八烷基氯化銨（3-TPAC)。其他殺生物劑包括苯甲基氯化胺。通常認為， SiQAC的致命作用模式是通過以下過程：帶正電分子到帶負電細胞表面的吸收，細胞膜被 SiQAC分子上的親脂性鏈的破壞，以及導致細胞溶解的通過膜的擴散。
[0021] 本領域技術人員將會知曉可以使用其他合適的殺生物劑。通過以上描述的優選官 能基團的存在和目標生物樣品的特性指導特定試劑的選擇一一例如，在待處理的樣品是哺 乳動物的細胞樣品的情況下，則沒有細胞壁可刺穿，且其他官能團可以是合適的。
[0022] 可以用于本發明的其他殺生物劑的實例包括：
[0023]a)遙爪聚（2-烷基-I，3- _唑啉）；
[0024]b)具有通過PEtOx接枝的抗菌DDA基團的纖維素，其通過接觸殺死附近的微生 物細胞（Bieser等（2011)，基于纖維素的接觸-活化抗微生物的和潛在地自拋光的涂層 (Contact-ActiveAntimicrobialandPotentiallySelf-PolishingCoatingsBasedon Cellulose) ?Macromol.Biosci.，11，111-121)；
[0025]c)皂角苷是類固醇或三萜類苷，在大量植物中常見，且早已公知具有對紅細 胞膜的溶解作用，并且已知許多阜角苷是抗菌劑（Francis等，BritishJournalof Nutrition(2002)，88, 587-605)。對皂角苷的膜滲透性已進行了廣泛研究。也已經觀察到 這些結構上不同的化合物殺死原生動物以及作為抗真菌劑和抗病毒劑。當用皂角苷處理從 人紅血球分離的細胞膜時，逐漸形成40-50 徑的孔，相對的是人造膜中產生的80A° 的孔（Seeman等? 1973滲透和阜角苷溶血中膜孔的結構（Structureofmembraneholes inosmoticandsaponinhemolysis).JournalofCellBiology56,519-527)。
[0026] 其他溶液中和表面上的抗菌聚合物的綜述參見Siedenbiedel和Tiller(2012) Polymers，4,46-71〇
[0027] 如上所述，盒的上部可以同樣包括一種或多種殺生物劑。這些可以與存在于樣品 紙中的殺生物劑相同或不同。在優選的實施方案中，盒和紙都用SiQAC功能化。
[0028] 樣品紙可以包括變色劑，以指示樣品在何時和/或何處施加到紙。例如，當濕潤和 /或干燥后，試劑可以改變顏色。樣品紙可以包括標記以指示施加樣品在何處；例如，打印 的記號。
[0029] 在某些實施方案中，樣品紙可以進一步包括一種或多種用于執行期望反應的試 劑；例如，紙可以包括凍干的的PCR試劑和/或凍干的酶。那么，當樣品紙與反應容器中的 液體接觸時，這些試劑將重構。以此方式，可以使多種試劑保持彼此分開，直到準備被激活 以進行反應。紙可包括多種試劑；這些試劑可組合在紙中，或者可保持分開例如結合在復合 紙的分開的層中。試劑可以結合到復合紙的附加層中。
[0030] 在特定的實施方案中，所述紙可以是WhatmanFTA(RTM)卡，來自WhatmanLtd，例 如FTAClassicCard，目錄號WB120305。FTA卡包括使細胞溶解、使蛋白質變性和保護核酸 不受核酸酶、氧化和UV損害的化學品。
[0031] 樣品紙可以是復合紙。在優選的實施方案中，復合紙包括吸附劑上層和橫流層。所 述紙也可以包括設置在上層和橫流層之間的半透層。
[0032] 在優選的實施方案中，吸附劑上層具有許多理想特性。材料應當是親水的且應當 不與核酸不