RU2772116C2 - Methods, systems and devices for detecting analytes - Google Patents
Methods, systems and devices for detecting analytes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2772116C2 RU2772116C2 RU2019107945A RU2019107945A RU2772116C2 RU 2772116 C2 RU2772116 C2 RU 2772116C2 RU 2019107945 A RU2019107945 A RU 2019107945A RU 2019107945 A RU2019107945 A RU 2019107945A RU 2772116 C2 RU2772116 C2 RU 2772116C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mir
- hsa
- sample
- electrode
- amplification
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 264
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 412
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims abstract description 325
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims abstract description 318
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 178
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 claims abstract description 171
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 claims abstract description 171
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 143
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 138
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 65
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 58
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 32
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 373
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 141
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 78
- 238000011901 isothermal amplification Methods 0.000 claims description 60
- 239000000427 antigen Substances 0.000 claims description 54
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 claims description 54
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 claims description 54
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 45
- 230000027455 binding Effects 0.000 claims description 36
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 36
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 29
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 29
- 102000005962 receptors Human genes 0.000 claims description 23
- 108020003175 receptors Proteins 0.000 claims description 23
- 238000007836 assay cartridge Methods 0.000 claims description 22
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 21
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 21
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 21
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 21
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 19
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 17
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 17
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 12
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 6
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 13
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 206
- -1 hsa-miR-125b Proteins 0.000 description 79
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 62
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 61
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 52
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 47
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 46
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 33
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 32
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 30
- 108091032973 (ribonucleotides)n+m Proteins 0.000 description 29
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 23
- 108091023037 Aptamer Proteins 0.000 description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 21
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 description 21
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 20
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 19
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 18
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 18
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 16
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 16
- 241000711549 Hepacivirus C Species 0.000 description 15
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 15
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 15
- 244000045947 parasite Species 0.000 description 15
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 15
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 15
- 230000006870 function Effects 0.000 description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 14
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 14
- 241000700721 Hepatitis B virus Species 0.000 description 13
- 239000000090 biomarker Substances 0.000 description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 13
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 12
- 238000007834 ligase chain reaction Methods 0.000 description 12
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 12
- 238000013518 transcription Methods 0.000 description 12
- 230000035897 transcription Effects 0.000 description 12
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 11
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 11
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 11
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 11
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 11
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 11
- 239000002679 microRNA Substances 0.000 description 11
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 11
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 10
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 10
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 10
- RFHIWBUKNJIBSE-KQYNXXCUSA-N 2-amino-9-[(2r,3r,4s,5r)-3,4-dihydroxy-5-(hydroxymethyl)oxolan-2-yl]-7-methylpurin-9-ium-6-thiolate Chemical compound C12=NC(N)=NC([S-])=C2N(C)C=[N+]1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H]1O RFHIWBUKNJIBSE-KQYNXXCUSA-N 0.000 description 9
- 102100034343 Integrase Human genes 0.000 description 9
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 9
- XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J diphosphate(4-) Chemical compound [O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 9
- 235000011180 diphosphates Nutrition 0.000 description 9
- 241001493065 dsRNA viruses Species 0.000 description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 9
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 9
- KXZQYLBVMZGIKC-UHFFFAOYSA-N 1-pyridin-2-yl-n-(pyridin-2-ylmethyl)methanamine Chemical compound C=1C=CC=NC=1CNCC1=CC=CC=N1 KXZQYLBVMZGIKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 241000606768 Haemophilus influenzae Species 0.000 description 8
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 8
- 108700011259 MicroRNAs Proteins 0.000 description 8
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 8
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 8
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 8
- 229920000136 polysorbate Polymers 0.000 description 8
- NUOYJPPISCCYDH-BYPYZUCNSA-N (2s)-1-(2,2,2-trifluoroacetyl)pyrrolidine-2-carbonyl chloride Chemical compound FC(F)(F)C(=O)N1CCC[C@H]1C(Cl)=O NUOYJPPISCCYDH-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 7
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 7
- 108020004711 Nucleic Acid Probes Proteins 0.000 description 7
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 7
- 239000002853 nucleic acid probe Substances 0.000 description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 7
- 108010014303 DNA-directed DNA polymerase Proteins 0.000 description 6
- 102000016928 DNA-directed DNA polymerase Human genes 0.000 description 6
- 108091070489 Homo sapiens miR-17 stem-loop Proteins 0.000 description 6
- 108091032542 Homo sapiens miR-452 stem-loop Proteins 0.000 description 6
- 108010092799 RNA-directed DNA polymerase Proteins 0.000 description 6
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000014102 antigen processing and presentation of exogenous peptide antigen via MHC class I Effects 0.000 description 6
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 6
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 6
- 210000003097 mucus Anatomy 0.000 description 6
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000010076 replication Effects 0.000 description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 6
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 5
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 5
- 102000030764 Purine-nucleoside phosphorylase Human genes 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 5
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 5
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 5
- 208000035475 disorder Diseases 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 238000003018 immunoassay Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 108091070501 miRNA Proteins 0.000 description 5
- 239000013642 negative control Substances 0.000 description 5
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 5
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 5
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 5
- 239000013641 positive control Substances 0.000 description 5
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 5
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 5
- 108700012359 toxins Proteins 0.000 description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 5
- PXMNMQRDXWABCY-UHFFFAOYSA-N 1-(4-chlorophenyl)-4,4-dimethyl-3-(1H-1,2,4-triazol-1-ylmethyl)pentan-3-ol Chemical compound C1=NC=NN1CC(O)(C(C)(C)C)CCC1=CC=C(Cl)C=C1 PXMNMQRDXWABCY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000005631 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid Substances 0.000 description 4
- 241000606125 Bacteroides Species 0.000 description 4
- 241000257161 Calliphoridae Species 0.000 description 4
- 241001327965 Clonorchis sinensis Species 0.000 description 4
- 108091069085 Homo sapiens miR-126 stem-loop Proteins 0.000 description 4
- 108091067617 Homo sapiens miR-139 stem-loop Proteins 0.000 description 4
- 108091069017 Homo sapiens miR-140 stem-loop Proteins 0.000 description 4
- 108091070494 Homo sapiens miR-22 stem-loop Proteins 0.000 description 4
- 108091070365 Homo sapiens miR-30a stem-loop Proteins 0.000 description 4
- 108091070383 Homo sapiens miR-32 stem-loop Proteins 0.000 description 4
- 108091067007 Homo sapiens miR-324 stem-loop Proteins 0.000 description 4
- 108091067010 Homo sapiens miR-338 stem-loop Proteins 0.000 description 4
- 108091066993 Homo sapiens miR-339 stem-loop Proteins 0.000 description 4
- 108091066899 Homo sapiens miR-340 stem-loop Proteins 0.000 description 4
- 108091067008 Homo sapiens miR-342 stem-loop Proteins 0.000 description 4
- 108091053855 Homo sapiens miR-485 stem-loop Proteins 0.000 description 4
- 108091092229 Homo sapiens miR-491 stem-loop Proteins 0.000 description 4
- 239000005802 Mancozeb Substances 0.000 description 4
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 4
- 241001505332 Polyomavirus sp. Species 0.000 description 4
- 101710101148 Probable 6-oxopurine nucleoside phosphorylase Proteins 0.000 description 4
- 239000005839 Tebuconazole Substances 0.000 description 4
- 102100029152 UDP-glucuronosyltransferase 1A1 Human genes 0.000 description 4
- 101710205316 UDP-glucuronosyltransferase 1A1 Proteins 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 4
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 4
- 229960000956 coumarin Drugs 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 description 4
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 description 4
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 4
- 239000002917 insecticide Substances 0.000 description 4
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 4
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 4
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 4
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 4
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 4
- 241000894007 species Species 0.000 description 4
- UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N streptomycin Chemical compound CN[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@](C=O)(O)[C@H](C)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@H]1O UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 108010077805 Bacterial Proteins Proteins 0.000 description 3
- 241000282693 Cercopithecidae Species 0.000 description 3
- 241000242722 Cestoda Species 0.000 description 3
- 241000450599 DNA viruses Species 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000589602 Francisella tularensis Species 0.000 description 3
- 108091068993 Homo sapiens miR-142 stem-loop Proteins 0.000 description 3
- 108091065449 Homo sapiens miR-299 stem-loop Proteins 0.000 description 3
- 108091067013 Homo sapiens miR-337 stem-loop Proteins 0.000 description 3
- 108091053841 Homo sapiens miR-483 stem-loop Proteins 0.000 description 3
- 108091092305 Homo sapiens miR-493 stem-loop Proteins 0.000 description 3
- 108091061666 Homo sapiens miR-542 stem-loop Proteins 0.000 description 3
- 108091061778 Homo sapiens miR-615 stem-loop Proteins 0.000 description 3
- 101710203526 Integrase Proteins 0.000 description 3
- 241000187479 Mycobacterium tuberculosis Species 0.000 description 3
- 101710147059 Nicking endonuclease Proteins 0.000 description 3
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 108020004459 Small interfering RNA Proteins 0.000 description 3
- 241000244159 Taenia saginata Species 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108010067390 Viral Proteins Proteins 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 3
- 230000000890 antigenic effect Effects 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 3
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 3
- 210000001175 cerebrospinal fluid Anatomy 0.000 description 3
- 239000002299 complementary DNA Substances 0.000 description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 3
- 244000078703 ectoparasite Species 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- 244000079386 endoparasite Species 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 3
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 3
- 239000002991 molded plastic Substances 0.000 description 3
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 210000003296 saliva Anatomy 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N (+)-Biotin Chemical group N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 description 2
- 102000040650 (ribonucleotides)n+m Human genes 0.000 description 2
- WURBVZBTWMNKQT-UHFFFAOYSA-N 1-(4-chlorophenoxy)-3,3-dimethyl-1-(1,2,4-triazol-1-yl)butan-2-one Chemical compound C1=NC=NN1C(C(=O)C(C)(C)C)OC1=CC=C(Cl)C=C1 WURBVZBTWMNKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HXKWSTRRCHTUEC-UHFFFAOYSA-N 2,4-Dichlorophenoxyaceticacid Chemical compound OC(=O)C(Cl)OC1=CC=C(Cl)C=C1 HXKWSTRRCHTUEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WNTGYJSOUMFZEP-UHFFFAOYSA-N 2-(4-chloro-2-methylphenoxy)propanoic acid Chemical compound OC(=O)C(C)OC1=CC=C(Cl)C=C1C WNTGYJSOUMFZEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HZJKXKUJVSEEFU-UHFFFAOYSA-N 2-(4-chlorophenyl)-2-(1H-1,2,4-triazol-1-ylmethyl)hexanenitrile Chemical compound C=1C=C(Cl)C=CC=1C(CCCC)(C#N)CN1C=NC=N1 HZJKXKUJVSEEFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAJOBQBIJHVGMQ-UHFFFAOYSA-N 2-amino-4-[hydroxy(methyl)phosphoryl]butanoic acid Chemical compound CP(O)(=O)CCC(N)C(O)=O IAJOBQBIJHVGMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZGGSVBWJVIXBHV-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-1-(4-nitrophenoxy)-4-(trifluoromethyl)benzene Chemical compound C1=CC([N+](=O)[O-])=CC=C1OC1=CC=C(C(F)(F)F)C=C1Cl ZGGSVBWJVIXBHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XMTQQYYKAHVGBJ-UHFFFAOYSA-N 3-(3,4-DICHLOROPHENYL)-1,1-DIMETHYLUREA Chemical compound CN(C)C(=O)NC1=CC=C(Cl)C(Cl)=C1 XMTQQYYKAHVGBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RQDJADAKIFFEKQ-UHFFFAOYSA-N 4-(4-chlorophenyl)-2-phenyl-2-(1,2,4-triazol-1-ylmethyl)butanenitrile Chemical compound C1=CC(Cl)=CC=C1CCC(C=1C=CC=CC=1)(C#N)CN1N=CN=C1 RQDJADAKIFFEKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000224422 Acanthamoeba Species 0.000 description 2
- 241000588626 Acinetobacter baumannii Species 0.000 description 2
- 241000588624 Acinetobacter calcoaceticus Species 0.000 description 2
- 241001148231 Acinetobacter haemolyticus Species 0.000 description 2
- 241000607528 Aeromonas hydrophila Species 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 108091093088 Amplicon Proteins 0.000 description 2
- 241000498253 Ancylostoma duodenale Species 0.000 description 2
- 241000359199 Angiostrongylus costaricensis Species 0.000 description 2
- 241000244023 Anisakis Species 0.000 description 2
- 241000239223 Arachnida Species 0.000 description 2
- 241000700607 Archiacanthocephala Species 0.000 description 2
- 241000238888 Argasidae Species 0.000 description 2
- 241001126258 Ascaris sp. Species 0.000 description 2
- 239000005730 Azoxystrobin Substances 0.000 description 2
- 102100022005 B-lymphocyte antigen CD20 Human genes 0.000 description 2
- 241000223836 Babesia Species 0.000 description 2
- 241000223840 Babesia bigemina Species 0.000 description 2
- 241001455947 Babesia divergens Species 0.000 description 2
- 241001648338 Babesia duncani Species 0.000 description 2
- 241000193738 Bacillus anthracis Species 0.000 description 2
- 241001135322 Bacteroides eggerthii Species 0.000 description 2
- 241000606124 Bacteroides fragilis Species 0.000 description 2
- 241000606123 Bacteroides thetaiotaomicron Species 0.000 description 2
- 241000606219 Bacteroides uniformis Species 0.000 description 2
- 241000606215 Bacteroides vulgatus Species 0.000 description 2
- 241000934146 Balamuthia mandrillaris Species 0.000 description 2
- 241001235572 Balantioides coli Species 0.000 description 2
- 241001284802 Bertiella <tapeworm> Species 0.000 description 2
- 241001284800 Bertiella studeri Species 0.000 description 2
- 241000726108 Blastocystis Species 0.000 description 2
- 241000588779 Bordetella bronchiseptica Species 0.000 description 2
- 241000588780 Bordetella parapertussis Species 0.000 description 2
- 241000588832 Bordetella pertussis Species 0.000 description 2
- 208000003174 Brain Neoplasms Diseases 0.000 description 2
- 206010006187 Breast cancer Diseases 0.000 description 2
- 208000026310 Breast neoplasm Diseases 0.000 description 2
- 241000143302 Brugia timori Species 0.000 description 2
- 241000589513 Burkholderia cepacia Species 0.000 description 2
- 108090000565 Capsid Proteins Proteins 0.000 description 2
- TWFZGCMQGLPBSX-UHFFFAOYSA-N Carbendazim Natural products C1=CC=C2NC(NC(=O)OC)=NC2=C1 TWFZGCMQGLPBSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102100023321 Ceruloplasmin Human genes 0.000 description 2
- 239000005747 Chlorothalonil Substances 0.000 description 2
- 241001327638 Cimex lectularius Species 0.000 description 2
- 241001414835 Cimicidae Species 0.000 description 2
- 241001327942 Clonorchis Species 0.000 description 2
- 241000193163 Clostridioides difficile Species 0.000 description 2
- 241000202814 Cochliomyia hominivorax Species 0.000 description 2
- 206010009944 Colon cancer Diseases 0.000 description 2
- 241000186227 Corynebacterium diphtheriae Species 0.000 description 2
- 241000918600 Corynebacterium ulcerans Species 0.000 description 2
- 241000223935 Cryptosporidium Species 0.000 description 2
- 241000016605 Cyclospora cayetanensis Species 0.000 description 2
- 241000205707 Cystoisospora belli Species 0.000 description 2
- 239000005644 Dazomet Substances 0.000 description 2
- 241001600125 Delftia acidovorans Species 0.000 description 2
- 241001218273 Demodex brevis Species 0.000 description 2
- 241000193880 Demodex folliculorum Species 0.000 description 2
- 208000001490 Dengue Diseases 0.000 description 2
- 206010012310 Dengue fever Diseases 0.000 description 2
- 108091027757 Deoxyribozyme Proteins 0.000 description 2
- 241000202828 Dermatobia hominis Species 0.000 description 2
- 239000005504 Dicamba Substances 0.000 description 2
- 241000577456 Dicrocoelium dendriticum Species 0.000 description 2
- 241000157306 Dientamoeba fragilis Species 0.000 description 2
- 241000690786 Dioctophyme renale Species 0.000 description 2
- 239000005510 Diuron Substances 0.000 description 2
- 241001319090 Dracunculus medinensis Species 0.000 description 2
- GUVLYNGULCJVDO-UHFFFAOYSA-N EPTC Chemical compound CCCN(CCC)C(=O)SCC GUVLYNGULCJVDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000244162 Echinococcus oligarthrus Species 0.000 description 2
- 102100027100 Echinoderm microtubule-associated protein-like 4 Human genes 0.000 description 2
- 241001126301 Echinostoma Species 0.000 description 2
- 102100031780 Endonuclease Human genes 0.000 description 2
- 108010042407 Endonucleases Proteins 0.000 description 2
- 241000224432 Entamoeba histolytica Species 0.000 description 2
- 241000588697 Enterobacter cloacae Species 0.000 description 2
- 241000498256 Enterobius Species 0.000 description 2
- 241000498255 Enterobius vermicularis Species 0.000 description 2
- 241000194032 Enterococcus faecalis Species 0.000 description 2
- 241000194031 Enterococcus faecium Species 0.000 description 2
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 2
- 102100038595 Estrogen receptor Human genes 0.000 description 2
- 241000204939 Fasciola gigantica Species 0.000 description 2
- 241000242711 Fasciola hepatica Species 0.000 description 2
- 241001126302 Fasciolopsis buski Species 0.000 description 2
- 239000005775 Fenbuconazole Substances 0.000 description 2
- 201000006353 Filariasis Diseases 0.000 description 2
- 239000005514 Flazasulfuron Substances 0.000 description 2
- HWATZEJQIXKWQS-UHFFFAOYSA-N Flazasulfuron Chemical compound COC1=CC(OC)=NC(NC(=O)NS(=O)(=O)C=2C(=CC=CN=2)C(F)(F)F)=N1 HWATZEJQIXKWQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000207201 Gardnerella vaginalis Species 0.000 description 2
- 206010051066 Gastrointestinal stromal tumour Diseases 0.000 description 2
- 241000224467 Giardia intestinalis Species 0.000 description 2
- 239000005561 Glufosinate Substances 0.000 description 2
- 108090000288 Glycoproteins Proteins 0.000 description 2
- 102000003886 Glycoproteins Human genes 0.000 description 2
- 239000005562 Glyphosate Substances 0.000 description 2
- 241000497087 Gnathostoma hispidum Species 0.000 description 2
- 241001276383 Gnathostoma spinigerum Species 0.000 description 2
- 241000606788 Haemophilus haemolyticus Species 0.000 description 2
- 241000606822 Haemophilus parahaemolyticus Species 0.000 description 2
- 241000606766 Haemophilus parainfluenzae Species 0.000 description 2
- 241000196812 Halicephalobus gingivalis Species 0.000 description 2
- 101000897405 Homo sapiens B-lymphocyte antigen CD20 Proteins 0.000 description 2
- 101001057929 Homo sapiens Echinoderm microtubule-associated protein-like 4 Proteins 0.000 description 2
- 101001012157 Homo sapiens Receptor tyrosine-protein kinase erbB-2 Proteins 0.000 description 2
- 101000984753 Homo sapiens Serine/threonine-protein kinase B-raf Proteins 0.000 description 2
- 101000799388 Homo sapiens Thiopurine S-methyltransferase Proteins 0.000 description 2
- 101000851376 Homo sapiens Tumor necrosis factor receptor superfamily member 8 Proteins 0.000 description 2
- 108091069064 Homo sapiens miR-1-2 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091068853 Homo sapiens miR-100 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091068840 Homo sapiens miR-101-1 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091068928 Homo sapiens miR-107 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091069016 Homo sapiens miR-122 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091069004 Homo sapiens miR-125a stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091069006 Homo sapiens miR-125b-1 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091069087 Homo sapiens miR-125b-2 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091069086 Homo sapiens miR-127 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067642 Homo sapiens miR-129-1 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091069093 Homo sapiens miR-129-2 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091069024 Homo sapiens miR-132 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091069094 Homo sapiens miR-134 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091069102 Homo sapiens miR-136 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091068985 Homo sapiens miR-137 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091069092 Homo sapiens miR-138-1 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091069015 Homo sapiens miR-138-2 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091068991 Homo sapiens miR-141 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091068992 Homo sapiens miR-143 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091068999 Homo sapiens miR-144 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091069002 Homo sapiens miR-145 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091069090 Homo sapiens miR-149 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091069088 Homo sapiens miR-150 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091068997 Homo sapiens miR-152 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091068955 Homo sapiens miR-154 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091065981 Homo sapiens miR-155 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091070491 Homo sapiens miR-16-1 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091068927 Homo sapiens miR-16-2 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067469 Homo sapiens miR-181a-1 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067618 Homo sapiens miR-181a-2 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067602 Homo sapiens miR-181b-1 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091065989 Homo sapiens miR-181b-2 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067627 Homo sapiens miR-182 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067605 Homo sapiens miR-183 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091068958 Homo sapiens miR-184 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091068954 Homo sapiens miR-185 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091068956 Homo sapiens miR-186 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067635 Homo sapiens miR-187 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091069033 Homo sapiens miR-188 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091068998 Homo sapiens miR-191 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067995 Homo sapiens miR-192 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091068960 Homo sapiens miR-195 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067629 Homo sapiens miR-196a-2 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067982 Homo sapiens miR-197 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067677 Homo sapiens miR-198 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067692 Homo sapiens miR-199a-1 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067467 Homo sapiens miR-199a-2 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067484 Homo sapiens miR-199b stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091070519 Homo sapiens miR-19b-1 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091070495 Homo sapiens miR-19b-2 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091092296 Homo sapiens miR-202 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067470 Homo sapiens miR-204 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067482 Homo sapiens miR-205 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091069013 Homo sapiens miR-206 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091070493 Homo sapiens miR-21 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067468 Homo sapiens miR-210 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067471 Homo sapiens miR-211 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067466 Homo sapiens miR-212 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067580 Homo sapiens miR-214 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067578 Homo sapiens miR-215 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067465 Homo sapiens miR-217 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067463 Homo sapiens miR-218-2 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067572 Homo sapiens miR-221 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067573 Homo sapiens miR-222 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091069527 Homo sapiens miR-223 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091069517 Homo sapiens miR-224 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091070373 Homo sapiens miR-24-1 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091070374 Homo sapiens miR-24-2 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091070371 Homo sapiens miR-25 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091070372 Homo sapiens miR-26a-1 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091065428 Homo sapiens miR-26a-2 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091070397 Homo sapiens miR-28 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091065453 Homo sapiens miR-296 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091086636 Homo sapiens miR-298 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091068837 Homo sapiens miR-29b-1 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091068845 Homo sapiens miR-29b-2 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091065163 Homo sapiens miR-30c-1 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091065436 Homo sapiens miR-30e stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091070395 Homo sapiens miR-31 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091066988 Homo sapiens miR-325 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067011 Homo sapiens miR-326 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067005 Homo sapiens miR-328 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091066902 Homo sapiens miR-330 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091066896 Homo sapiens miR-331 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091066985 Homo sapiens miR-335 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091066987 Homo sapiens miR-345 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091066970 Homo sapiens miR-346 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067258 Homo sapiens miR-361 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067259 Homo sapiens miR-362 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067286 Homo sapiens miR-363 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067254 Homo sapiens miR-367 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067253 Homo sapiens miR-369 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067267 Homo sapiens miR-370 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067570 Homo sapiens miR-372 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067564 Homo sapiens miR-373 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067535 Homo sapiens miR-375 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067243 Homo sapiens miR-377 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067552 Homo sapiens miR-379 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067554 Homo sapiens miR-381 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067543 Homo sapiens miR-382 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067545 Homo sapiens miR-383 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091032109 Homo sapiens miR-423 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091032108 Homo sapiens miR-424 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091032638 Homo sapiens miR-431 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091092306 Homo sapiens miR-432 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091032636 Homo sapiens miR-433 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091032929 Homo sapiens miR-449a stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091053854 Homo sapiens miR-484 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091092227 Homo sapiens miR-489 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091092304 Homo sapiens miR-492 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091092307 Homo sapiens miR-494 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091092297 Homo sapiens miR-495 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091092303 Homo sapiens miR-497 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091092282 Homo sapiens miR-498 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091064508 Homo sapiens miR-501 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091064515 Homo sapiens miR-503 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091064362 Homo sapiens miR-508 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091064371 Homo sapiens miR-510 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091092230 Homo sapiens miR-511 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091092274 Homo sapiens miR-512-1 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091092275 Homo sapiens miR-512-2 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091092284 Homo sapiens miR-515-1 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091092278 Homo sapiens miR-515-2 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091064470 Homo sapiens miR-518b stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091064429 Homo sapiens miR-521-1 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091064455 Homo sapiens miR-521-2 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091063565 Homo sapiens miR-532 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091063810 Homo sapiens miR-539 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091063753 Homo sapiens miR-551a stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091063743 Homo sapiens miR-561 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091063748 Homo sapiens miR-563 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091063726 Homo sapiens miR-572 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091063723 Homo sapiens miR-582 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091063765 Homo sapiens miR-584 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091061597 Homo sapiens miR-595 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091061783 Homo sapiens miR-598 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091061784 Homo sapiens miR-599 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091061688 Homo sapiens miR-600 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091061683 Homo sapiens miR-601 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091061684 Homo sapiens miR-602 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091061689 Homo sapiens miR-605 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091061775 Homo sapiens miR-608 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091061777 Homo sapiens miR-611 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091061780 Homo sapiens miR-612 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091061773 Homo sapiens miR-614 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091061648 Homo sapiens miR-622 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091061621 Homo sapiens miR-627 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091061622 Homo sapiens miR-628 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091061626 Homo sapiens miR-635 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091061618 Homo sapiens miR-637 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091061613 Homo sapiens miR-638 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091061609 Homo sapiens miR-648 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091061616 Homo sapiens miR-652 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091061677 Homo sapiens miR-654 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091061671 Homo sapiens miR-657 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091061674 Homo sapiens miR-658 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091061675 Homo sapiens miR-659 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091061615 Homo sapiens miR-661 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091061570 Homo sapiens miR-662 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067625 Homo sapiens miR-7-1 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067630 Homo sapiens miR-7-2 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091067633 Homo sapiens miR-7-3 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091086460 Homo sapiens miR-708 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091087855 Homo sapiens miR-765 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091061966 Homo sapiens miR-802 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091069003 Homo sapiens miR-9-1 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091068996 Homo sapiens miR-9-2 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091069001 Homo sapiens miR-9-3 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091070377 Homo sapiens miR-93 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091070375 Homo sapiens miR-95 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091070376 Homo sapiens miR-96 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 108091068856 Homo sapiens miR-98 stem-loop Proteins 0.000 description 2
- 241000701024 Human betaherpesvirus 5 Species 0.000 description 2
- 241000244166 Hymenolepis diminuta Species 0.000 description 2
- 241001464384 Hymenolepis nana Species 0.000 description 2
- 206010023076 Isosporiasis Diseases 0.000 description 2
- 241000238889 Ixodidae Species 0.000 description 2
- 241000710842 Japanese encephalitis virus Species 0.000 description 2
- 241001454354 Kingella Species 0.000 description 2
- 241000588915 Klebsiella aerogenes Species 0.000 description 2
- 241000588749 Klebsiella oxytoca Species 0.000 description 2
- 241000588747 Klebsiella pneumoniae Species 0.000 description 2
- 241000589242 Legionella pneumophila Species 0.000 description 2
- 241000222722 Leishmania <genus> Species 0.000 description 2
- 241001541122 Linguatula serrata Species 0.000 description 2
- 241000186779 Listeria monocytogenes Species 0.000 description 2
- 208000002041 Loiasis Diseases 0.000 description 2
- 206010058467 Lung neoplasm malignant Diseases 0.000 description 2
- 206010025323 Lymphomas Diseases 0.000 description 2
- 108091007773 MIR100 Proteins 0.000 description 2
- 108091007776 MIR103A1 Proteins 0.000 description 2
- 108091007781 MIR124-1 Proteins 0.000 description 2
- 108091007778 MIR124-2 Proteins 0.000 description 2
- 108091008065 MIR21 Proteins 0.000 description 2
- 241000022705 Mansonella streptocerca Species 0.000 description 2
- 108010027796 Membrane Fusion Proteins Proteins 0.000 description 2
- 102000018897 Membrane Fusion Proteins Human genes 0.000 description 2
- 239000005578 Mesotrione Substances 0.000 description 2
- 241001660194 Metagonimus yokogawai Species 0.000 description 2
- 239000005807 Metalaxyl Substances 0.000 description 2
- 241001549582 Metorchis Species 0.000 description 2
- 239000005584 Metsulfuron-methyl Substances 0.000 description 2
- 108091007780 MiR-122 Proteins 0.000 description 2
- 241000127282 Middle East respiratory syndrome-related coronavirus Species 0.000 description 2
- 241000700602 Moniliformis moniliformis Species 0.000 description 2
- 241000588621 Moraxella Species 0.000 description 2
- 241000588772 Morganella morganii Species 0.000 description 2
- 239000005811 Myclobutanil Substances 0.000 description 2
- 241000186367 Mycobacterium avium Species 0.000 description 2
- 241000186364 Mycobacterium intracellulare Species 0.000 description 2
- 241000186362 Mycobacterium leprae Species 0.000 description 2
- 241000498270 Necator americanus Species 0.000 description 2
- 241000588652 Neisseria gonorrhoeae Species 0.000 description 2
- 241000588650 Neisseria meningitidis Species 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001135232 Odoribacter splanchnicus Species 0.000 description 2
- 241000158589 Oestroidea Species 0.000 description 2
- 241000243985 Onchocerca volvulus Species 0.000 description 2
- 241001324821 Opisthorchis felineus Species 0.000 description 2
- 241000242726 Opisthorchis viverrini Species 0.000 description 2
- 241000713112 Orthobunyavirus Species 0.000 description 2
- 239000004100 Oxytetracycline Substances 0.000 description 2
- 206010061902 Pancreatic neoplasm Diseases 0.000 description 2
- 241000606210 Parabacteroides distasonis Species 0.000 description 2
- 241001480233 Paragonimus Species 0.000 description 2
- 241000057252 Paragonimus africanus Species 0.000 description 2
- 241000551217 Paragonimus caliensis Species 0.000 description 2
- 241001446258 Paragonimus kellicotti Species 0.000 description 2
- 241000610664 Paragonimus skrjabini Species 0.000 description 2
- 241001480234 Paragonimus westermani Species 0.000 description 2
- 241000517307 Pediculus humanus Species 0.000 description 2
- 241000517306 Pediculus humanus corporis Species 0.000 description 2
- 239000005591 Pendimethalin Substances 0.000 description 2
- 239000004820 Pressure-sensitive adhesive Substances 0.000 description 2
- 206010036790 Productive cough Diseases 0.000 description 2
- 241000589517 Pseudomonas aeruginosa Species 0.000 description 2
- 241000168225 Pseudomonas alcaligenes Species 0.000 description 2
- 241000589540 Pseudomonas fluorescens Species 0.000 description 2
- 241000589776 Pseudomonas putida Species 0.000 description 2
- 241000517304 Pthirus pubis Species 0.000 description 2
- 241000718000 Pulex irritans Species 0.000 description 2
- 206010037660 Pyrexia Diseases 0.000 description 2
- 102100030086 Receptor tyrosine-protein kinase erbB-2 Human genes 0.000 description 2
- 102100023606 Retinoic acid receptor alpha Human genes 0.000 description 2
- 241000293824 Rhinosporidium seeberi Species 0.000 description 2
- 241001354013 Salmonella enterica subsp. enterica serovar Enteritidis Species 0.000 description 2
- 241000531795 Salmonella enterica subsp. enterica serovar Paratyphi A Species 0.000 description 2
- 241000224003 Sarcocystis Species 0.000 description 2
- 241001473628 Sarcocystis suihominis Species 0.000 description 2
- 241000257185 Sarcophagidae Species 0.000 description 2
- 241000509427 Sarcoptes scabiei Species 0.000 description 2
- 241000242678 Schistosoma Species 0.000 description 2
- 241000242683 Schistosoma haematobium Species 0.000 description 2
- 241000242687 Schistosoma intercalatum Species 0.000 description 2
- 241000242677 Schistosoma japonicum Species 0.000 description 2
- 241000242680 Schistosoma mansoni Species 0.000 description 2
- 241001520868 Schistosoma mekongi Species 0.000 description 2
- 241001442514 Schistosomatidae Species 0.000 description 2
- 102100027103 Serine/threonine-protein kinase B-raf Human genes 0.000 description 2
- 241000607715 Serratia marcescens Species 0.000 description 2
- 201000003176 Severe Acute Respiratory Syndrome Diseases 0.000 description 2
- 241000607764 Shigella dysenteriae Species 0.000 description 2
- 241000607760 Shigella sonnei Species 0.000 description 2
- 241000422838 Spirometra erinaceieuropaei Species 0.000 description 2
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 2
- 241000191963 Staphylococcus epidermidis Species 0.000 description 2
- 241000191984 Staphylococcus haemolyticus Species 0.000 description 2
- 241000192087 Staphylococcus hominis Species 0.000 description 2
- 241000191982 Staphylococcus hyicus Species 0.000 description 2
- 241000191980 Staphylococcus intermedius Species 0.000 description 2
- 241001464905 Staphylococcus saccharolyticus Species 0.000 description 2
- 241001147691 Staphylococcus saprophyticus Species 0.000 description 2
- 241000122973 Stenotrophomonas maltophilia Species 0.000 description 2
- 208000005718 Stomach Neoplasms Diseases 0.000 description 2
- 108010090804 Streptavidin Chemical group 0.000 description 2
- 241000193985 Streptococcus agalactiae Species 0.000 description 2
- 241000193998 Streptococcus pneumoniae Species 0.000 description 2
- 241000193996 Streptococcus pyogenes Species 0.000 description 2
- 239000005618 Sulcotrione Substances 0.000 description 2
- 241000356560 Taenia multiceps Species 0.000 description 2
- 102100034162 Thiopurine S-methyltransferase Human genes 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000223997 Toxoplasma gondii Species 0.000 description 2
- 241000869417 Trematodes Species 0.000 description 2
- 241000243774 Trichinella Species 0.000 description 2
- 241000243776 Trichinella nativa Species 0.000 description 2
- 241000031115 Trichobilharzia regenti Species 0.000 description 2
- 241000224527 Trichomonas vaginalis Species 0.000 description 2
- 241001489145 Trichuris trichiura Species 0.000 description 2
- 241001638368 Trichuris vulpis Species 0.000 description 2
- 241000331598 Trombiculidae Species 0.000 description 2
- 241000223105 Trypanosoma brucei Species 0.000 description 2
- 241000223109 Trypanosoma cruzi Species 0.000 description 2
- 102100036857 Tumor necrosis factor receptor superfamily member 8 Human genes 0.000 description 2
- 241001584775 Tunga penetrans Species 0.000 description 2
- 241000700618 Vaccinia virus Species 0.000 description 2
- 108010087302 Viral Structural Proteins Proteins 0.000 description 2
- 241000061220 Werneckiella equi Species 0.000 description 2
- 241000244005 Wuchereria bancrofti Species 0.000 description 2
- 241000607447 Yersinia enterocolitica Species 0.000 description 2
- 241000607481 Yersinia intermedia Species 0.000 description 2
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 2
- 241000607477 Yersinia pseudotuberculosis Species 0.000 description 2
- 241000606834 [Haemophilus] ducreyi Species 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- NUFNQYOELLVIPL-UHFFFAOYSA-N acifluorfen Chemical compound C1=C([N+]([O-])=O)C(C(=O)O)=CC(OC=2C(=CC(=CC=2)C(F)(F)F)Cl)=C1 NUFNQYOELLVIPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- FPIPGXGPPPQFEQ-OVSJKPMPSA-N all-trans-retinol Chemical compound OC\C=C(/C)\C=C\C=C(/C)\C=C\C1=C(C)CCCC1(C)C FPIPGXGPPPQFEQ-OVSJKPMPSA-N 0.000 description 2
- 229940024606 amino acid Drugs 0.000 description 2
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 2
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 210000003567 ascitic fluid Anatomy 0.000 description 2
- 238000003149 assay kit Methods 0.000 description 2
- MXWJVTOOROXGIU-UHFFFAOYSA-N atrazine Chemical compound CCNC1=NC(Cl)=NC(NC(C)C)=N1 MXWJVTOOROXGIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WFDXOXNFNRHQEC-GHRIWEEISA-N azoxystrobin Chemical compound CO\C=C(\C(=O)OC)C1=CC=CC=C1OC1=CC(OC=2C(=CC=CC=2)C#N)=NC=N1 WFDXOXNFNRHQEC-GHRIWEEISA-N 0.000 description 2
- 201000008680 babesiosis Diseases 0.000 description 2
- 208000007456 balantidiasis Diseases 0.000 description 2
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 description 2
- 238000001574 biopsy Methods 0.000 description 2
- 229960002685 biotin Drugs 0.000 description 2
- 239000011616 biotin Substances 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 239000006013 carbendazim Substances 0.000 description 2
- JNPZQRQPIHJYNM-UHFFFAOYSA-N carbendazim Chemical compound C1=C[CH]C2=NC(NC(=O)OC)=NC2=C1 JNPZQRQPIHJYNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 2
- CRQQGFGUEAVUIL-UHFFFAOYSA-N chlorothalonil Chemical compound ClC1=C(Cl)C(C#N)=C(Cl)C(C#N)=C1Cl CRQQGFGUEAVUIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000012864 cross contamination Methods 0.000 description 2
- QAYICIQNSGETAS-UHFFFAOYSA-N dazomet Chemical compound CN1CSC(=S)N(C)C1 QAYICIQNSGETAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 2
- 208000025729 dengue disease Diseases 0.000 description 2
- LINOMUASTDIRTM-QGRHZQQGSA-N deoxynivalenol Chemical compound C([C@@]12[C@@]3(C[C@@H](O)[C@H]1O[C@@H]1C=C(C([C@@H](O)[C@@]13CO)=O)C)C)O2 LINOMUASTDIRTM-QGRHZQQGSA-N 0.000 description 2
- 229930002954 deoxynivalenol Natural products 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- IWEDIXLBFLAXBO-UHFFFAOYSA-N dicamba Chemical compound COC1=C(Cl)C=CC(Cl)=C1C(O)=O IWEDIXLBFLAXBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 2
- 238000000157 electrochemical-induced impedance spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 229940007078 entamoeba histolytica Drugs 0.000 description 2
- 229940092559 enterobacter aerogenes Drugs 0.000 description 2
- 229940032049 enterococcus faecalis Drugs 0.000 description 2
- 108010038795 estrogen receptors Proteins 0.000 description 2
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 2
- 229940118764 francisella tularensis Drugs 0.000 description 2
- 230000000855 fungicidal effect Effects 0.000 description 2
- 206010017758 gastric cancer Diseases 0.000 description 2
- 201000011243 gastrointestinal stromal tumor Diseases 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 229940085435 giardia lamblia Drugs 0.000 description 2
- XDDAORKBJWWYJS-UHFFFAOYSA-N glyphosate Chemical compound OC(=O)CNCP(O)(O)=O XDDAORKBJWWYJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940097068 glyphosate Drugs 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 244000000013 helminth Species 0.000 description 2
- 208000002672 hepatitis B Diseases 0.000 description 2
- 230000002363 herbicidal effect Effects 0.000 description 2
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 2
- 230000009474 immediate action Effects 0.000 description 2
- 238000001453 impedance spectrum Methods 0.000 description 2
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 2
- 229940115932 legionella pneumophila Drugs 0.000 description 2
- 208000032839 leukemia Diseases 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 2
- 201000005202 lung cancer Diseases 0.000 description 2
- 208000020816 lung neoplasm Diseases 0.000 description 2
- 208000015486 malignant pancreatic neoplasm Diseases 0.000 description 2
- 201000001441 melanoma Diseases 0.000 description 2
- KPUREKXXPHOJQT-UHFFFAOYSA-N mesotrione Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC(S(=O)(=O)C)=CC=C1C(=O)C1C(=O)CCCC1=O KPUREKXXPHOJQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZQEIXNIJLIKNTD-UHFFFAOYSA-N methyl N-(2,6-dimethylphenyl)-N-(methoxyacetyl)alaninate Chemical compound COCC(=O)N(C(C)C(=O)OC)C1=C(C)C=CC=C1C ZQEIXNIJLIKNTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RSMUVYRMZCOLBH-UHFFFAOYSA-N metsulfuron methyl Chemical group COC(=O)C1=CC=CC=C1S(=O)(=O)NC(=O)NC1=NC(C)=NC(OC)=N1 RSMUVYRMZCOLBH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 2
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 2
- 229940076266 morganella morganii Drugs 0.000 description 2
- 210000001989 nasopharynx Anatomy 0.000 description 2
- OUBCNLGXQFSTLU-UHFFFAOYSA-N nitisinone Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC(C(F)(F)F)=CC=C1C(=O)C1C(=O)CCCC1=O OUBCNLGXQFSTLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960001721 nitisinone Drugs 0.000 description 2
- XITQUSLLOSKDTB-UHFFFAOYSA-N nitrofen Chemical compound C1=CC([N+](=O)[O-])=CC=C1OC1=CC=C(Cl)C=C1Cl XITQUSLLOSKDTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IWVCMVBTMGNXQD-PXOLEDIWSA-N oxytetracycline Chemical compound C1=CC=C2[C@](O)(C)[C@H]3[C@H](O)[C@H]4[C@H](N(C)C)C(O)=C(C(N)=O)C(=O)[C@@]4(O)C(O)=C3C(=O)C2=C1O IWVCMVBTMGNXQD-PXOLEDIWSA-N 0.000 description 2
- 229960000625 oxytetracycline Drugs 0.000 description 2
- 235000019366 oxytetracycline Nutrition 0.000 description 2
- 201000002528 pancreatic cancer Diseases 0.000 description 2
- 208000008443 pancreatic carcinoma Diseases 0.000 description 2
- FIKAKWIAUPDISJ-UHFFFAOYSA-L paraquat dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].C1=C[N+](C)=CC=C1C1=CC=[N+](C)C=C1 FIKAKWIAUPDISJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- CHIFOSRWCNZCFN-UHFFFAOYSA-N pendimethalin Chemical compound CCC(CC)NC1=C([N+]([O-])=O)C=C(C)C(C)=C1[N+]([O-])=O CHIFOSRWCNZCFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 2
- 210000004214 philadelphia chromosome Anatomy 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 2
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 2
- 102000003998 progesterone receptors Human genes 0.000 description 2
- 108090000468 progesterone receptors Proteins 0.000 description 2
- 238000003753 real-time PCR Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 108091008726 retinoic acid receptors α Proteins 0.000 description 2
- 210000000582 semen Anatomy 0.000 description 2
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 2
- 229940115939 shigella sonnei Drugs 0.000 description 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 210000003802 sputum Anatomy 0.000 description 2
- 208000024794 sputum Diseases 0.000 description 2
- 229940037649 staphylococcus haemolyticus Drugs 0.000 description 2
- 201000011549 stomach cancer Diseases 0.000 description 2
- 229940031000 streptococcus pneumoniae Drugs 0.000 description 2
- 229960005322 streptomycin Drugs 0.000 description 2
- PQTBTIFWAXVEPB-UHFFFAOYSA-N sulcotrione Chemical compound ClC1=CC(S(=O)(=O)C)=CC=C1C(=O)C1C(=O)CCCC1=O PQTBTIFWAXVEPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 2
- IWVCMVBTMGNXQD-UHFFFAOYSA-N terramycin dehydrate Natural products C1=CC=C2C(O)(C)C3C(O)C4C(N(C)C)C(O)=C(C(N)=O)C(=O)C4(O)C(O)=C3C(=O)C2=C1O IWVCMVBTMGNXQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- ZSDSQXJSNMTJDA-UHFFFAOYSA-N trifluralin Chemical compound CCCN(CCC)C1=C([N+]([O-])=O)C=C(C(F)(F)F)C=C1[N+]([O-])=O ZSDSQXJSNMTJDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 2
- LINOMUASTDIRTM-UHFFFAOYSA-N vomitoxin hydrate Natural products OCC12C(O)C(=O)C(C)=CC1OC1C(O)CC2(C)C11CO1 LINOMUASTDIRTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940098232 yersinia enterocolitica Drugs 0.000 description 2
- OCUSNPIJIZCRSZ-ZTZWCFDHSA-N (2s)-2-amino-3-methylbutanoic acid;(2s)-2-amino-4-methylpentanoic acid;(2s,3s)-2-amino-3-methylpentanoic acid Chemical compound CC(C)[C@H](N)C(O)=O.CC[C@H](C)[C@H](N)C(O)=O.CC(C)C[C@H](N)C(O)=O OCUSNPIJIZCRSZ-ZTZWCFDHSA-N 0.000 description 1
- 108020004465 16S ribosomal RNA Proteins 0.000 description 1
- QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hydron;chloride Chemical compound Cl.OCC(N)(CO)CO QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AJOUMKDWEVWIEU-UHFFFAOYSA-N 2-amino-7-methyl-3h-purine-6-thione Chemical compound N1C(N)=NC(=S)C2=C1N=CN2C AJOUMKDWEVWIEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CMSGUKVDXXTJDQ-UHFFFAOYSA-N 4-(2-naphthalen-1-ylethylamino)-4-oxobutanoic acid Chemical compound C1=CC=C2C(CCNC(=O)CCC(=O)O)=CC=CC2=C1 CMSGUKVDXXTJDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BIHPYCDDPGNWQO-UHFFFAOYSA-N 5-iai Chemical compound C1=C(I)C=C2CC(N)CC2=C1 BIHPYCDDPGNWQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010066676 Abrin Proteins 0.000 description 1
- 241000238876 Acari Species 0.000 description 1
- 241001036151 Aichi virus 1 Species 0.000 description 1
- 241000388165 Alphapapillomavirus 4 Species 0.000 description 1
- 241001480748 Argas Species 0.000 description 1
- 241000244186 Ascaris Species 0.000 description 1
- 241000244185 Ascaris lumbricoides Species 0.000 description 1
- 241000295638 Australian bat lyssavirus Species 0.000 description 1
- 244000063299 Bacillus subtilis Species 0.000 description 1
- 231100000699 Bacterial toxin Toxicity 0.000 description 1
- 241000244183 Baylisascaris procyonis Species 0.000 description 1
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- 108030001720 Bontoxilysin Proteins 0.000 description 1
- 241000589969 Borreliella burgdorferi Species 0.000 description 1
- 241000589562 Brucella Species 0.000 description 1
- 241000244038 Brugia malayi Species 0.000 description 1
- 241001493154 Bunyamwera virus Species 0.000 description 1
- 241000589877 Campylobacter coli Species 0.000 description 1
- 241000589874 Campylobacter fetus Species 0.000 description 1
- 241000589875 Campylobacter jejuni Species 0.000 description 1
- 241000282465 Canis Species 0.000 description 1
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M Carbamate Chemical compound NC([O-])=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 201000009182 Chikungunya Diseases 0.000 description 1
- 208000004293 Chikungunya Fever Diseases 0.000 description 1
- 241001502567 Chikungunya virus Species 0.000 description 1
- 241000588919 Citrobacter freundii Species 0.000 description 1
- 208000001333 Colorectal Neoplasms Diseases 0.000 description 1
- 208000035473 Communicable disease Diseases 0.000 description 1
- 108020004635 Complementary DNA Proteins 0.000 description 1
- 241000033566 Cosavirus A Species 0.000 description 1
- 241000709687 Coxsackievirus Species 0.000 description 1
- 241000150230 Crimean-Congo hemorrhagic fever orthonairovirus Species 0.000 description 1
- 201000003808 Cystic echinococcosis Diseases 0.000 description 1
- 108020003215 DNA Probes Proteins 0.000 description 1
- 230000007067 DNA methylation Effects 0.000 description 1
- 239000003298 DNA probe Substances 0.000 description 1
- 102000004163 DNA-directed RNA polymerases Human genes 0.000 description 1
- 108090000626 DNA-directed RNA polymerases Proteins 0.000 description 1
- 241001128002 Demodex canis Species 0.000 description 1
- 241000702421 Dependoparvovirus Species 0.000 description 1
- 201000004624 Dermatitis Diseases 0.000 description 1
- 241000712471 Dhori virus Species 0.000 description 1
- 239000005759 Diethofencarb Substances 0.000 description 1
- 241000866683 Diphyllobothrium latum Species 0.000 description 1
- 241001520695 Duvenhage lyssavirus Species 0.000 description 1
- 201000011001 Ebola Hemorrhagic Fever Diseases 0.000 description 1
- 241001115402 Ebolavirus Species 0.000 description 1
- 241000244170 Echinococcus granulosus Species 0.000 description 1
- 241000244163 Echinococcus multilocularis Species 0.000 description 1
- 241000244165 Echinococcus vogeli Species 0.000 description 1
- 241001466953 Echovirus Species 0.000 description 1
- 206010014596 Encephalitis Japanese B Diseases 0.000 description 1
- 241000710188 Encephalomyocarditis virus Species 0.000 description 1
- 241000709661 Enterovirus Species 0.000 description 1
- 241000991587 Enterovirus C Species 0.000 description 1
- 241000146324 Enterovirus D68 Species 0.000 description 1
- 206010066919 Epidemic polyarthritis Diseases 0.000 description 1
- 208000000832 Equine Encephalomyelitis Diseases 0.000 description 1
- 241000283073 Equus caballus Species 0.000 description 1
- 101000867232 Escherichia coli Heat-stable enterotoxin II Proteins 0.000 description 1
- 241001520680 European bat lyssavirus Species 0.000 description 1
- 108060002716 Exonuclease Proteins 0.000 description 1
- LLQPHQFNMLZJMP-UHFFFAOYSA-N Fentrazamide Chemical compound N1=NN(C=2C(=CC=CC=2)Cl)C(=O)N1C(=O)N(CC)C1CCCCC1 LLQPHQFNMLZJMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000192125 Firmicutes Species 0.000 description 1
- 241000531123 GB virus C Species 0.000 description 1
- 241000606790 Haemophilus Species 0.000 description 1
- 241000150562 Hantaan orthohantavirus Species 0.000 description 1
- 241000590002 Helicobacter pylori Species 0.000 description 1
- 108010034145 Helminth Proteins Proteins 0.000 description 1
- 241000893570 Hendra henipavirus Species 0.000 description 1
- 241000724675 Hepatitis E virus Species 0.000 description 1
- 206010019773 Hepatitis G Diseases 0.000 description 1
- 241000724709 Hepatitis delta virus Species 0.000 description 1
- 241000709721 Hepatovirus A Species 0.000 description 1
- 108010033040 Histones Proteins 0.000 description 1
- 101100151951 Homo sapiens SARS1 gene Proteins 0.000 description 1
- 108091066990 Homo sapiens miR-133b stem-loop Proteins 0.000 description 1
- 108091032537 Homo sapiens miR-409 stem-loop Proteins 0.000 description 1
- 108091032093 Homo sapiens miR-422a stem-loop Proteins 0.000 description 1
- 108091032930 Homo sapiens miR-429 stem-loop Proteins 0.000 description 1
- 108091062100 Homo sapiens miR-769 stem-loop Proteins 0.000 description 1
- 108091086652 Homo sapiens miR-885 stem-loop Proteins 0.000 description 1
- 244000309467 Human Coronavirus Species 0.000 description 1
- 241000598436 Human T-cell lymphotropic virus Species 0.000 description 1
- 241000598171 Human adenovirus sp. Species 0.000 description 1
- 241000701074 Human alphaherpesvirus 2 Species 0.000 description 1
- 241000701085 Human alphaherpesvirus 3 Species 0.000 description 1
- 241000701041 Human betaherpesvirus 7 Species 0.000 description 1
- 241001502974 Human gammaherpesvirus 8 Species 0.000 description 1
- 241000701027 Human herpesvirus 6 Species 0.000 description 1
- 241000725303 Human immunodeficiency virus Species 0.000 description 1
- 241000713772 Human immunodeficiency virus 1 Species 0.000 description 1
- 241000711920 Human orthopneumovirus Species 0.000 description 1
- 241000341655 Human papillomavirus type 16 Species 0.000 description 1
- 241000702617 Human parvovirus B19 Species 0.000 description 1
- 241000430519 Human rhinovirus sp. Species 0.000 description 1
- 241000714192 Human spumaretrovirus Species 0.000 description 1
- 241000947839 Human torovirus Species 0.000 description 1
- 241000712431 Influenza A virus Species 0.000 description 1
- 241000713196 Influenza B virus Species 0.000 description 1
- 241000713297 Influenza C virus Species 0.000 description 1
- 208000002979 Influenza in Birds Diseases 0.000 description 1
- 241001109688 Isfahan virus Species 0.000 description 1
- 241000701460 JC polyomavirus Species 0.000 description 1
- 201000005807 Japanese encephalitis Diseases 0.000 description 1
- 241000712890 Junin mammarenavirus Species 0.000 description 1
- AGPKZVBTJJNPAG-WHFBIAKZSA-N L-isoleucine Chemical compound CC[C@H](C)[C@H](N)C(O)=O AGPKZVBTJJNPAG-WHFBIAKZSA-N 0.000 description 1
- ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N L-leucine Chemical compound CC(C)C[C@H](N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N L-valine Chemical compound CC(C)[C@H](N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- 241000710770 Langat virus Species 0.000 description 1
- 241000712902 Lassa mammarenavirus Species 0.000 description 1
- ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N Leucine Natural products CC(C)CC(N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001635205 Lordsdale virus Species 0.000 description 1
- 241000712899 Lymphocytic choriomeningitis mammarenavirus Species 0.000 description 1
- 108091007774 MIR107 Proteins 0.000 description 1
- 241000712898 Machupo mammarenavirus Species 0.000 description 1
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 1
- 241001293418 Mannheimia haemolytica Species 0.000 description 1
- 241000711937 Marburg marburgvirus Species 0.000 description 1
- 241000608292 Mayaro virus Species 0.000 description 1
- 241000712079 Measles morbillivirus Species 0.000 description 1
- 239000005808 Metalaxyl-M Substances 0.000 description 1
- 239000002169 Metam Substances 0.000 description 1
- 108060004795 Methyltransferase Proteins 0.000 description 1
- 108091028141 MiR-203 Proteins 0.000 description 1
- 208000025370 Middle East respiratory syndrome Diseases 0.000 description 1
- 241000725171 Mokola lyssavirus Species 0.000 description 1
- 241000700627 Monkeypox virus Species 0.000 description 1
- 241000588655 Moraxella catarrhalis Species 0.000 description 1
- 241000711386 Mumps virus Species 0.000 description 1
- 241000358374 Mupapillomavirus 1 Species 0.000 description 1
- 241000710908 Murray Valley encephalitis virus Species 0.000 description 1
- 241001553014 Myrsine salicina Species 0.000 description 1
- 241000224438 Naegleria fowleri Species 0.000 description 1
- 241000244206 Nematoda Species 0.000 description 1
- 241000168432 New York hantavirus Species 0.000 description 1
- 241000526636 Nipah henipavirus Species 0.000 description 1
- 241000714209 Norwalk virus Species 0.000 description 1
- 108091005461 Nucleic proteins Proteins 0.000 description 1
- 241000710944 O'nyong-nyong virus Species 0.000 description 1
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 1
- 241000588912 Pantoea agglomerans Species 0.000 description 1
- 208000002606 Paramyxoviridae Infections Diseases 0.000 description 1
- 241000606856 Pasteurella multocida Species 0.000 description 1
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 description 1
- 241000713137 Phlebovirus Species 0.000 description 1
- 241000712910 Pichinde mammarenavirus Species 0.000 description 1
- 241000223960 Plasmodium falciparum Species 0.000 description 1
- 241000223801 Plasmodium knowlesi Species 0.000 description 1
- 241000223821 Plasmodium malariae Species 0.000 description 1
- 241001675579 Plasmodium ovale curtisi Species 0.000 description 1
- 241001675578 Plasmodium ovale wallikeri Species 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229920001213 Polysorbate 20 Polymers 0.000 description 1
- 239000004365 Protease Substances 0.000 description 1
- 241000588770 Proteus mirabilis Species 0.000 description 1
- 241000588767 Proteus vulgaris Species 0.000 description 1
- 241000576783 Providencia alcalifaciens Species 0.000 description 1
- 241000588777 Providencia rettgeri Species 0.000 description 1
- 241000588778 Providencia stuartii Species 0.000 description 1
- 241000150264 Puumala orthohantavirus Species 0.000 description 1
- 108091028733 RNTP Proteins 0.000 description 1
- 241000711798 Rabies lyssavirus Species 0.000 description 1
- 102000018120 Recombinases Human genes 0.000 description 1
- 108010091086 Recombinases Proteins 0.000 description 1
- 102100037486 Reverse transcriptase/ribonuclease H Human genes 0.000 description 1
- 108010039491 Ricin Proteins 0.000 description 1
- 241000713124 Rift Valley fever virus Species 0.000 description 1
- 241000405729 Rosavirus A Species 0.000 description 1
- 241000710942 Ross River virus Species 0.000 description 1
- 241001137860 Rotavirus A Species 0.000 description 1
- 241001137861 Rotavirus B Species 0.000 description 1
- 241001506005 Rotavirus C Species 0.000 description 1
- 241000710799 Rubella virus Species 0.000 description 1
- 241000315672 SARS coronavirus Species 0.000 description 1
- 229920001486 SU-8 photoresist Polymers 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 235000014680 Saccharomyces cerevisiae Nutrition 0.000 description 1
- 241000608282 Sagiyama virus Species 0.000 description 1
- 241000701026 Saimiriine alphaherpesvirus 1 Species 0.000 description 1
- 241000033084 Salivirus A Species 0.000 description 1
- 241000293871 Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhi Species 0.000 description 1
- 241000293869 Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium Species 0.000 description 1
- 241000369753 Sapporo virus Species 0.000 description 1
- 241000150278 Seoul orthohantavirus Species 0.000 description 1
- 241000607762 Shigella flexneri Species 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000710960 Sindbis virus Species 0.000 description 1
- 108020004682 Single-Stranded DNA Proteins 0.000 description 1
- 241000714208 Southampton virus Species 0.000 description 1
- 241000710888 St. Louis encephalitis virus Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000244174 Strongyloides Species 0.000 description 1
- 241000244177 Strongyloides stercoralis Species 0.000 description 1
- 101710137500 T7 RNA polymerase Proteins 0.000 description 1
- 241000244157 Taenia solium Species 0.000 description 1
- 241001477954 Thelazia Species 0.000 description 1
- 244000309734 Thelazia californiensis Species 0.000 description 1
- 241001477955 Thelazia callipaeda Species 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000710771 Tick-borne encephalitis virus Species 0.000 description 1
- 241000244030 Toxocara canis Species 0.000 description 1
- 241000194297 Trichinella britovi Species 0.000 description 1
- 241000243779 Trichinella nelsoni Species 0.000 description 1
- 241000243777 Trichinella spiralis Species 0.000 description 1
- 241000009298 Trigla lyra Species 0.000 description 1
- 241000713152 Uukuniemi virus Species 0.000 description 1
- KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N Valine Natural products CC(C)C(N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000700647 Variola virus Species 0.000 description 1
- 241000710959 Venezuelan equine encephalitis virus Species 0.000 description 1
- 241000711975 Vesicular stomatitis virus Species 0.000 description 1
- 241000607626 Vibrio cholerae Species 0.000 description 1
- 241000607272 Vibrio parahaemolyticus Species 0.000 description 1
- 108700022715 Viral Proteases Proteins 0.000 description 1
- 241000379754 WU Polyomavirus Species 0.000 description 1
- 201000006449 West Nile encephalitis Diseases 0.000 description 1
- 206010057293 West Nile viral infection Diseases 0.000 description 1
- 241000710951 Western equine encephalitis virus Species 0.000 description 1
- 241000710772 Yellow fever virus Species 0.000 description 1
- 241000907316 Zika virus Species 0.000 description 1
- CCPIKNHZOWQALM-DLQJRSQOSA-N [[(2r,3s,5r)-5-(6-aminopurin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphinothioyl] phosphono hydrogen phosphate Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@H]1C[C@H](O)[C@@H](COP(O)(=S)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)O1 CCPIKNHZOWQALM-DLQJRSQOSA-N 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001343 alkyl silanes Chemical class 0.000 description 1
- 239000011717 all-trans-retinol Substances 0.000 description 1
- 235000019169 all-trans-retinol Nutrition 0.000 description 1
- YXJDFQJKERBOBM-TXICZTDVSA-N alpha-D-ribose 1-phosphate Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](OP(O)(O)=O)[C@H](O)[C@@H]1O YXJDFQJKERBOBM-TXICZTDVSA-N 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 244000309743 astrovirus Species 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 206010064097 avian influenza Diseases 0.000 description 1
- 239000000688 bacterial toxin Substances 0.000 description 1
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 1
- 238000011953 bioanalysis Methods 0.000 description 1
- 239000013060 biological fluid Substances 0.000 description 1
- VEMKTZHHVJILDY-UXHICEINSA-N bioresmethrin Chemical compound CC1(C)[C@H](C=C(C)C)[C@H]1C(=O)OCC1=COC(CC=2C=CC=CC=2)=C1 VEMKTZHHVJILDY-UXHICEINSA-N 0.000 description 1
- 235000020958 biotin Nutrition 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 1
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 1
- 229940053031 botulinum toxin Drugs 0.000 description 1
- 235000008429 bread Nutrition 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000010804 cDNA synthesis Methods 0.000 description 1
- 150000004657 carbamic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009920 chelation Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000112 colonic effect Effects 0.000 description 1
- 208000029742 colonic neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000001268 conjugating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 230000009089 cytolysis Effects 0.000 description 1
- SUYVUBYJARFZHO-RRKCRQDMSA-N dATP Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@H]1C[C@H](O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)O1 SUYVUBYJARFZHO-RRKCRQDMSA-N 0.000 description 1
- SUYVUBYJARFZHO-UHFFFAOYSA-N dATP Natural products C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1C1CC(O)C(COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)O1 SUYVUBYJARFZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RGWHQCVHVJXOKC-SHYZEUOFSA-J dCTP(4-) Chemical compound O=C1N=C(N)C=CN1[C@@H]1O[C@H](COP([O-])(=O)OP([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O)[C@@H](O)C1 RGWHQCVHVJXOKC-SHYZEUOFSA-J 0.000 description 1
- HAAZLUGHYHWQIW-KVQBGUIXSA-N dGTP Chemical compound C1=NC=2C(=O)NC(N)=NC=2N1[C@H]1C[C@H](O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)O1 HAAZLUGHYHWQIW-KVQBGUIXSA-N 0.000 description 1
- NHVNXKFIZYSCEB-XLPZGREQSA-N dTTP Chemical compound O=C1NC(=O)C(C)=CN1[C@@H]1O[C@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)[C@@H](O)C1 NHVNXKFIZYSCEB-XLPZGREQSA-N 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- LNJNFVJKDJYTEU-UHFFFAOYSA-N diethofencarb Chemical compound CCOC1=CC=C(NC(=O)OC(C)C)C=C1OCC LNJNFVJKDJYTEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 231100000676 disease causative agent Toxicity 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000008482 dysregulation Effects 0.000 description 1
- 238000003708 edge detection Methods 0.000 description 1
- 238000000835 electrochemical detection Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 231100000655 enterotoxin Toxicity 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001973 epigenetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- ZMMJGEGLRURXTF-UHFFFAOYSA-N ethidium bromide Chemical compound [Br-].C12=CC(N)=CC=C2C2=CC=C(N)C=C2[N+](CC)=C1C1=CC=CC=C1 ZMMJGEGLRURXTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960005542 ethidium bromide Drugs 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 102000013165 exonuclease Human genes 0.000 description 1
- 238000002353 field-effect transistor method Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 235000013332 fish product Nutrition 0.000 description 1
- 229920002457 flexible plastic Polymers 0.000 description 1
- GNBHRKFJIUUOQI-UHFFFAOYSA-N fluorescein Chemical compound O1C(=O)C2=CC=CC=C2C21C1=CC=C(O)C=C1OC1=CC(O)=CC=C21 GNBHRKFJIUUOQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 1
- ASKSDLRLUXEOOR-SUFRFZPQSA-N gbv-c Chemical compound C1=CC=C2C(C[C@@H](C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC=3C4=CC=CC=C4NC=3)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H](CCSC)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CCSC)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](CCSC)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](C)C(O)=O)NC(=O)[C@@H](N)CC(C)C)=CNC2=C1 ASKSDLRLUXEOOR-SUFRFZPQSA-N 0.000 description 1
- 238000001502 gel electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 230000009368 gene silencing by RNA Effects 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229940047650 haemophilus influenzae Drugs 0.000 description 1
- 229940037467 helicobacter pylori Drugs 0.000 description 1
- 208000006454 hepatitis Diseases 0.000 description 1
- 231100000283 hepatitis Toxicity 0.000 description 1
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 description 1
- 230000028993 immune response Effects 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000002458 infectious effect Effects 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052816 inorganic phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960000310 isoleucine Drugs 0.000 description 1
- AGPKZVBTJJNPAG-UHFFFAOYSA-N isoleucine Natural products CCC(C)C(N)C(O)=O AGPKZVBTJJNPAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 210000002429 large intestine Anatomy 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 230000002934 lysing effect Effects 0.000 description 1
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 235000013622 meat product Nutrition 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 210000000716 merkel cell Anatomy 0.000 description 1
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 description 1
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- ZQEIXNIJLIKNTD-GFCCVEGCSA-N metalaxyl-M Chemical compound COCC(=O)N([C@H](C)C(=O)OC)C1=C(C)C=CC=C1C ZQEIXNIJLIKNTD-GFCCVEGCSA-N 0.000 description 1
- AFCCDDWKHLHPDF-UHFFFAOYSA-M metam-sodium Chemical compound [Na+].CNC([S-])=S AFCCDDWKHLHPDF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 108091027034 miR-148a stem-loop Proteins 0.000 description 1
- 108091033783 miR-153 stem-loop Proteins 0.000 description 1
- 108091064825 miR-181c stem-loop Proteins 0.000 description 1
- 108091044400 miR-181c-1 stem-loop Proteins 0.000 description 1
- 108091048818 miR-181c-2 stem-loop Proteins 0.000 description 1
- 108091032779 miR-181c-3 stem-loop Proteins 0.000 description 1
- 108091046933 miR-18b stem-loop Proteins 0.000 description 1
- 108091059199 miR-200a stem-loop Proteins 0.000 description 1
- 108091043187 miR-30a stem-loop Proteins 0.000 description 1
- 108091084877 miR-550 stem-loop Proteins 0.000 description 1
- 108091056142 miR-550-1 stem-loop Proteins 0.000 description 1
- 108091030624 miR-550-2 stem-loop Proteins 0.000 description 1
- 108091024781 miR-550-3 stem-loop Proteins 0.000 description 1
- 108091026054 miR-642 stem-loop Proteins 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 1
- 230000003020 moisturizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002090 nanochannel Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 239000006070 nanosuspension Substances 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 108091027963 non-coding RNA Proteins 0.000 description 1
- 102000042567 non-coding RNA Human genes 0.000 description 1
- 230000003121 nonmonotonic effect Effects 0.000 description 1
- 150000004045 organic chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000002903 organophosphorus compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229940051027 pasteurella multocida Drugs 0.000 description 1
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 1
- 125000005007 perfluorooctyl group Chemical group FC(C(C(C(C(C(C(C(F)(F)F)(F)F)(F)F)(F)F)(F)F)(F)F)(F)F)(F)* 0.000 description 1
- 230000002688 persistence Effects 0.000 description 1
- 230000010399 physical interaction Effects 0.000 description 1
- 229940118768 plasmodium malariae Drugs 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 238000003752 polymerase chain reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000256 polyoxyethylene sorbitan monolaurate Substances 0.000 description 1
- 235000010486 polyoxyethylene sorbitan monolaurate Nutrition 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 230000007859 posttranscriptional regulation of gene expression Effects 0.000 description 1
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 1
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 229940007042 proteus vulgaris Drugs 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000002728 pyrethroid Substances 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 108091008146 restriction endonucleases Proteins 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 239000003161 ribonuclease inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 1
- 239000002094 self assembled monolayer Substances 0.000 description 1
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000011896 sensitive detection Methods 0.000 description 1
- 230000009919 sequestration Effects 0.000 description 1
- 229940007046 shigella dysenteriae Drugs 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 230000009870 specific binding Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 150000008053 sultones Chemical class 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003826 tablet Substances 0.000 description 1
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 1
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 1
- 238000012956 testing procedure Methods 0.000 description 1
- RYYWUUFWQRZTIU-UHFFFAOYSA-K thiophosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=S RYYWUUFWQRZTIU-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940116861 trichinella britovi Drugs 0.000 description 1
- 229940096911 trichinella spiralis Drugs 0.000 description 1
- ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical compound Cl[SiH](Cl)Cl ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005052 trichlorosilane Substances 0.000 description 1
- QQQSFSZALRVCSZ-UHFFFAOYSA-N triethoxysilane Chemical compound CCO[SiH](OCC)OCC QQQSFSZALRVCSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011178 triphosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000001226 triphosphate Substances 0.000 description 1
- 239000004474 valine Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940118696 vibrio cholerae Drugs 0.000 description 1
- 244000052613 viral pathogen Species 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 235000014101 wine Nutrition 0.000 description 1
- 229940051021 yellow-fever virus Drugs 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИRELATED APPLICATIONS
[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США №62/398959, поданной 23 сентября 2016 г., имеющей название: «СПОСОБЫ И КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ВИРУСНЫХ МИШЕНЕЙ» («METHODS AND COMPOSITIONS FOR DETECTING VIRAL TARGETS»), предварительной заявке на патент США №62/399047, поданной 23 сентября 2016 г., имеющей название: «СПОСОБЫ И КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ БАКТЕРИАЛЬНЫХ МИШЕНЕЙ» («METHODS AND COMPOSITIONS FOR DETECTING BACTERIAL TARGETS»), предварительной заявке на патент США №62/398925, поданной 23 сентября 2016 г., имеющей название: «СПОСОБЫ И КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ АНТИГЕНОВ» («METHODS AND COMPOSITIONS FOR DETECTING ANTIGENS»), предварительной заявке на патент США №62/398913, поданной 23 сентября 2016 г., имеющей название: «СПОСОБЫ И КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ПАРАЗИТОВ» («METHODS AND COMPOSITIONS FOR DETECTING PARASITES»), предварительной заявке на патент США №62/398955, поданной 23 сентября 2016 г., имеющей название: «СПОСОБЫ И КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ МИКРОРНК-МИШЕНЕЙ» («METHODS AND COMPOSITIONS FOR DETECTING MICRORNA TARGETS») и предварительной заявке на патент США №62/398965, поданной 23 сентября 2016 г., имеющей название: «СПОСОБЫ И КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ АНАЛИТОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ЗНАЧЕНИЯ» («METHODS AND COMPOSITIONS FOR DETECTING AGRICULTURAL ANALYTES»), каждая из которых включена в настоящий документ полностью посредством ссылки.[0001] The present application claims priority over U.S. Provisional Application No. 62/398959, filed Sept. 23, 2016, entitled: "METHODS AND COMPOSITIONS FOR DETECTING VIRAL TARGETS", provisional U.S. Patent Application No. 62/399047, filed September 23, 2016, entitled: "METHODS AND COMPOSITIONS FOR DETECTING BACTERIAL TARGETS", U.S. Provisional Application No. 62/398925, filed on September 23, 2016, having the title: “METHODS AND COMPOSITIONS FOR DETECTING ANTIGENS” (“METHODS AND COMPOSITIONS FOR DETECTING ANTIGENS”), US Provisional Application No. 62/398913, filed on September 23, 2016, having the title: “ METHODS AND COMPOSITIONS FOR DETECTING PARASITES, Provisional Application for US Patent No. 62/398955, filed on September 23, 2016, titled: "METHODS AND COMPOSITIONS FOR DETECTING PARASITES". METHODS AND COMPOSITIONS FOR DETECTING MICRORNA TARGETS” and Provisional Application for US Patent No. 62/398965, filed September 23, 2016, titled: “METHODS AND COMPOSITIONS FOR DETECTION OF AGRICULTURAL ANALYTES” (“ METHODS AND COMPOSITIONS FOR DETECTING AGRICULTURAL ANALYTES"), each of which is hereby incorporated by reference in its entirety.
ССЫЛКА НА ПЕРЕЧЕНЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙLINK TO SEQUENCE LISTING
[0002] Настоящая заявка подана вместе с перечнем последовательностей в электронном формате. Указанный перечень последовательностей представлен файлом, имеющим название ALVEO010WOSEQ, созданным 13 сентября 2017 г., размер которого составляет приблизительно 4 Кб. Информация из перечня последовательностей в электронном формате включена в настоящий документ полностью посредством ссылки.[0002] This application is filed with a sequence listing in electronic format. This sequence listing is represented by a file named ALVEO010WOSEQ created on September 13, 2017, which is approximately 4 Kb in size. Information from the sequence listing in electronic format is incorporated herein in its entirety by reference.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
[0003] Настоящее изобретение относится в целом к системам, способам и устройствам для диагностики, для распознавания и/или идентификации патогенов, геномных материалов, белков и/или других малых молекул или биомаркеров. Согласно некоторым вариантам реализации нетребовательное к ресурсам низкозатратное устройство обеспечивает быстрые и устойчивые распознавание и идентификацию. Такое устройство может задействовать микрофлюидику, биохимию и электронику для обнаружения одной или более мишеней одновременно в полевых условиях и возле места или в месте предоставления медицинских услуг.[0003] The present invention relates generally to systems, methods and devices for diagnosing, recognizing and/or identifying pathogens, genomic materials, proteins and/or other small molecules or biomarkers. In some embodiments, the resource-saving, low-cost device provides fast and robust recognition and identification. Such a device may use microfluidics, biochemistry, and electronics to detect one or more targets simultaneously in the field and at or near a healthcare facility.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION
[0004] Патогены в образце могут быть идентифицированы путем обнаружения специфического геномного материала (ДНК или РНК). Помимо обнаружения патогенов, для исследования доступны многие другие биомаркеры, в том числе молекулы, которые обеспечивают раннее обнаружение рака, получение жизненно важной пренатальной информации или лучшее понимание микробиома пациента. При стандартном исследовании нуклеиновых кислот («nucleic acid testing», «NAT») геномный материал в образце может сначала быть экспоненциально копирован с применением процесса молекулярной амплификации, известного как полимеразная цепная реакция («ПЦР»), пока имеющееся количество ДНК не будет достаточным для измерения. В случае РНК, геномного материала многих вирусов, может быть включен дополнительный этап, чтобы сначала транскрибировать РНК в ДНК перед амплификацией с применением ПЦР.[0004] Pathogens in a sample can be identified by detecting specific genomic material (DNA or RNA). In addition to pathogen detection, many other biomarkers are available for research, including molecules that provide early cancer detection, vital prenatal information, or a better understanding of a patient's microbiome. In standard nucleic acid testing ("NAT"), the genomic material in a sample can first be copied exponentially using a molecular amplification process known as polymerase chain reaction ("PCR") until there is enough DNA available to measurements. In the case of RNA, the genomic material of many viruses, an additional step may be included to first transcribe the RNA into DNA prior to amplification using PCR.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0005] Некоторые варианты реализации включают систему для обнаружения целевого агента (мишени), содержащую: аналитический картридж, включающий тестовую ячейку, содержащую возбуждающий электрод и сенсорный электрод, при этом указанная тестовая ячейка сконфигурирована таким образом, чтобы вмещать образец, содержащий целевой агент, подвергающийся процессу амплификации; и считывающее устройство, включающее: область, сконфигурированную таким образом, чтобы принимать аналитический картридж, нагреватель, располагающийся таким образом, чтобы нагревать указанный используемый аналитический картридж внутри полости, память, где хранятся по меньшей мере машиночитаемые инструкции по хранению, и процессор, сконфигурированный указанными инструкциями таким образом, чтобы по меньшей мере: приводить к нагреванию аналитического картриджа нагревателем до заданной температуры для выполнения процесса амплификации внутри тестовой ячейки; подавать ток возбуждения на возбуждающий электрод на протяжении по меньшей мере части времени протекания процесса амплификации, получать сигнал от сенсорного электрода, соответствующий току возбуждения после после его затухания вследствие взаимодействия по меньшей мере с образцом внутри тестовой ячейки, раскладывать указанный сигнал на составляющую активного сопротивления и составляющую реактивного сопротивления, анализировать составляющую реактивного сопротивления для определения наличия перепада сигнала, указывающего на положительный образец, содержащий целевой агент, на протяжении по меньшей мере части времени протекания процесса амплификации, и в ответ на определение возникновения перепада сигнала выводить положительный результат теста; или, в ответ на определение отсутствия перепада сигнала, выводить отрицательный результат теста.[0005] Some embodiments include a system for detecting a target agent (target) comprising: an assay cartridge comprising a test cell containing an excitation electrode and a sensor electrode, said test cell being configured to contain a sample containing the target agent being subjected to the amplification process; and a reader including: an area configured to receive an assay cartridge, a heater positioned to heat said assay cartridge in use within the cavity, a memory storing at least machine-readable storage instructions, and a processor configured with said instructions. so as to at least: cause the assay cartridge to be heated by the heater to a predetermined temperature to perform the amplification process within the test cell; apply excitation current to the excitation electrode for at least part of the time of the amplification process, receive a signal from the sensor electrode corresponding to the excitation current after it decays due to interaction with at least the sample inside the test cell, decompose the specified signal into a component of active resistance and a component reactance, analyze the reactance component to determine the presence of a signal drop indicative of a positive sample containing the target agent for at least part of the time of the amplification process, and in response to determining the occurrence of a signal drop, output a positive test result; or, in response to the determination of the absence of a signal edge, output a negative test result.
[0006] Согласно некоторым вариантам реализации указанный аналитический картридж дополнительно содержит: область ввода образца, сконфигурированную таким образом, чтобы вмещать образец; и проточный канал, соединяющий по текучей среде область ввода образца с тестовой ячейкой.[0006] In some embodiments, said assay cartridge further comprises: a sample entry area configured to receive a sample; and a flow channel fluidly connecting the sample injection area to the test cell.
[0007] Согласно некоторым вариантам реализации указанный аналитический картридж также включает герметизированную камеру, содержащую жидкие составляющие процесса амплификации, расположенную в области аналитического картриджа, имеющей отверстие, ведущее в проточный канал, причем область ввода образца расположена между указанным отверстием и тестовой ячейкой вдоль проточного канала; и пневматический канал для текучей среды, соединяющий по текучей среде пневматическое устройство сопряжения с областью аналитического картриджа, причем в указанную тестовую ячейку помещены высушенные составляющие процесса амплификации.[0007] In some embodiments, said assay cartridge also includes a sealed chamber containing liquid constituents of the amplification process located in an area of the assay cartridge having an opening leading into the flow channel, wherein the sample entry area is located between said opening and the test cell along the flow channel; and a pneumatic fluid conduit fluidly connecting the pneumatic interface to an area of the assay cartridge, wherein dried components of the amplification process are placed in said test cell.
[0008] Согласно некоторым вариантам реализации указанное считывающее устройство включает пневматическую систему, сконфигурированную таким образом, чтобы подавать давление через пневматическое устройство сопряжения, процессор, дополнительно сконфигурированный указанными инструкциями таким образом, чтобы по меньшей мере: приводить в действие двигатель, сопряженный с приводом, расположенным таким образом, чтобы прорывать герметизированную камеру и приводить к попаданию жидких составляющих в область аналитического картриджа; активировать пневматическую систему, в результате чего жидкие составляющие попадают в проточный канал и переносят образец, поступивший из области ввода образца, в тестовую ячейку.[0008] In some embodiments, said reader includes a pneumatic system configured to apply pressure through a pneumatic interface, a processor further configured by said instructions to at least: drive a motor coupled to an actuator located in such a way as to break through the sealed chamber and result in the ingress of liquid constituents into the area of the analytical cartridge; activate the pneumatic system, causing the liquid components to enter the flow channel and transfer the sample from the sample injection area to the test cell.
[0009] Согласно некоторым вариантам реализации указанный аналитический картридж дополнительно содержит смесительную камеру, расположенную между областью ввода образца и тестовой ячейкой вдоль проточного канала, сконфигурированную таким образом, чтобы смешивать жидкие составляющие и образец по существу в равномерно перемешанную исследуемую текучую среду.[0009] In some embodiments, said assay cartridge further comprises a mixing chamber located between the sample injection area and the test cell along the flow channel, configured to mix the liquid constituents and the sample into a substantially uniformly mixed test fluid.
[0010] Согласно некоторым вариантам реализации указанный аналитический картридж содержит первое устройство сопряжения с электродом, включающее первую контактную площадку, ведущую на возбуждающий электрод, и вторую контактную площадку, ведущую на сенсорный электрод.[0010] In some embodiments, said assay cartridge comprises a first electrode interface, including a first pad leading to a drive electrode and a second pad leading to a sensor electrode.
[0011] Согласно некоторым вариантам реализации указанное считывающее устройство содержит второе устройство сопряжения с электродом, выполненное с возможностью соединения с первым устройством сопряжения с электродом, при этом аналитический картридж поступает в область считывающего устройства.[0011] In some embodiments, said reader comprises a second electrode interface configured to couple to the first electrode interface, wherein the assay cartridge enters the area of the reader.
[0012] Согласно некоторым вариантам реализации указанное считывающее устройство дополнительно содержит источник напряжения, сконфигурированный для генерации тока возбуждения, и тем, что второе устройство сопряжения с электродом включает: третью контактную площадку, расположение которой обеспечивает сопряжение с первой контактной площадкой, сопряженную с источником напряжения; и четвертую контактную площадку, расположение которой обеспечивает сопряжение со второй контактной площадкой, сопряженную с памятью.[0012] In some embodiments, said reader further comprises a voltage source configured to generate a drive current, and in that the second electrode interface includes: a third pad positioned to interface with the first pad coupled to the voltage source; and a fourth pad, the location of which provides interfacing with the second pad associated with the memory.
[0013] Согласно некоторым вариантам реализации для разложения указанного сигнала на составляющую активного сопротивления и составляющую реактивного сопротивления, указанный процессор дополнительно сконфигурирован указанными инструкциями таким образом, чтобы по меньшей мере: замерять сигнал с частотой, большей, чем его частота Найквиста, при этом указанный сигнал соответствует импедансу указанного образца; раскладывать указанный сигнал на синфазную составляющую и несинфазную составляющую; и вычислять составляющую активного сопротивления на основании синфазной составляющей и вычислять составляющую реактивного сопротивления на основании несинфазной составляющей.[0013] In some embodiments, to decompose said signal into a resistance component and a reactance component, said processor is further configured by said instructions to at least: measure a signal at a frequency greater than its Nyquist frequency, wherein said signal matches the impedance of the specified sample; decompose said signal into an in-phase component and an out-of-phase component; and calculating a resistance component based on the common mode component, and calculating a reactance component based on the out of phase component.
[0014] Согласно некоторым вариантам реализации для анализа составляющей реактивного сопротивления указанный процессор дополнительно сконфигурирован указанными инструкциями для оценки по меньшей мере заданных ожидаемых характеристик перепада сигнала из памяти.[0014] In some embodiments, to analyze the reactance component, said processor is further configured with said instructions to evaluate at least predetermined expected edge characteristics from the memory.
[0015] Согласно некоторым вариантам реализации указанные заданные ожидаемые характеристики перепада сигнала, хранящиеся в памяти, включают окно времени на протяжении времени протекания процесса амплификации, когда указанный перепад сигнала должен произойти согласно прогнозу.[0015] In some embodiments, said predetermined expected signal edge characteristics stored in memory include a window of time over the course of the amplification process when said signal edge is predicted to occur.
[0016] Согласно некоторым вариантам реализации указанные заданные ожидаемые характеристики перепада сигнала, хранящиеся в памяти, включают пороговое изменение значения составляющей реактивного сопротивления.[0016] In some embodiments, said predetermined expected edge characteristics stored in the memory include a threshold change in the value of the reactance component.
[0017] Согласно некоторым вариантам реализации указанные заданные ожидаемые характеристики перепада сигнала, хранящиеся в памяти, включают пороговый уклон кривой составляющей реактивного сопротивления, при этом кривая составляющей реактивного сопротивления соответствует значениям составляющей реактивного сопротивления, замеряемым на протяжении по меньшей мере части времени протекания процесса амплификации.[0017] In some embodiments, said predetermined expected ramp characteristics stored in memory include a threshold slope of the reactance component curve, wherein the reactance component curve corresponds to the reactance component values measured over at least a portion of the time the amplification process is running.
[0018] Согласно некоторым вариантам реализации указанный процесс амплификации включает приведение обработанного образца в контакт с зондом захвата. Согласно некоторым вариантам реализации указанный зонд захвата выбран из группы, состоящей из антитела или его антигенсвязывающего фрагмента, белкового рецептора и нуклеиновой кислоты. Согласно некоторым вариантам реализации указанный зонд захвата содержит детектируемую нуклеиновую кислоту. Согласно некоторым вариантам реализации указанную детектируемую нуклеиновую кислоту амплифицируют.[0018] In some embodiments, said amplification process includes bringing the processed sample into contact with a capture probe. In some embodiments, said capture probe is selected from the group consisting of an antibody or antigen-binding fragment thereof, a protein receptor, and a nucleic acid. In some embodiments, said capture probe contains a detectable nucleic acid. In some embodiments, said detectable nucleic acid is amplified.
[0019] Согласно некоторым вариантам реализации указанный процесс амплификации включает изотермическую амплификацию. Согласно некоторым вариантам реализации указанный процесс амплификации включает реакцию изотермической амплификации, выбранную из группы, состоящей из самоподдерживающейся реакции репликации последовательностей (3SR); 90-I; обнаружения путем амплификации с использованием маяков (BAD Amp); амплификации с перекрестным праймированием (CPA); реакции экспоненциальной изотермической амплификации (EXPAR); изотермической инициируемой химерными праймерами амплификации нуклеиновых кислот (ICAN); изотермической амплификации с множественным вытеснением (IMDA); опосредованной лигированием SDA (амплификации с вытеснением цепи); амплификации с множественным вытеснением; полимеразной спиральной реакции (PSR); экспоненциальной амплификации с рестрикционным каскадом (RCEA); процесса Smart-амплификации (SMAP2); реакции амплификации одиночным праймером (SPIA); системы амплификации на основе транскрипции (TAS); опосредованной транскрипцией амплификации (ТМА); лигазной цепной реакции (LCR); и перекрестной амплификации с множественным вытеснением (MCDA). Согласно некоторым вариантам реализации указанный процесс амплификации включает петлевую изотермическую амплификацию (LAMP).[0019] In some embodiments, said amplification process includes isothermal amplification. In some embodiments, said amplification process comprises an isothermal amplification reaction selected from the group consisting of a self-sustaining sequence replication reaction (3SR); 90-I; detection by amplification using beacons (BAD Amp); cross-priming amplification (CPA); exponential isothermal amplification reactions (EXPAR); isothermal chimeric primer initiated nucleic acid amplification (ICAN); isothermal amplification with multiple displacement (IMDA); SDA ligation mediated (strand exclusion amplification); multiple displacement amplifications; polymerase helical reaction (PSR); exponential restriction cascade amplification (RCEA); smart amplification process (SMAP2); single primer amplification reactions (SPIA); transcription-based amplification systems (TAS); transcription-mediated amplification (TMA); ligase chain reaction (LCR); and cross-displacement amplification (MCDA). In some embodiments, said amplification process includes loop isothermal amplification (LAMP).
[0020] Согласно некоторым вариантам реализации заданная температура для выполнения процесса амплификации внутри тестовой ячейки превышает 30°С. Согласно некоторым вариантам реализации указанная заданная температура для выполнения процесса амплификации внутри тестовой ячейки превышает 37°С. Согласно некоторым вариантам реализации указанная заданная температура для выполнения процесса амплификации внутри тестовой ячейки выше 60°С. Согласно некоторым вариантам реализации указанная заданная температура для выполнения процесса амплификации внутри тестовой ячейки находится в диапазоне от 60°С до 70°С.[0020] In some embodiments, the target temperature for performing the amplification process inside the test cell is greater than 30°C. In some embodiments, the specified target temperature for performing the amplification process within the test cell is greater than 37°C. In some embodiments, the specified target temperature for performing the amplification process inside the test cell is above 60°C. In some embodiments, the target temperature for performing the amplification process within the test cell is in the range of 60°C to 70°C.
[0021] Согласно некоторым вариантам реализации указанные жидкие составляющие процесса амплификации содержат компонент, выбранный из группы, состоящей из антитела или его антигенсвязывающего фрагмента, белкового рецептора, нуклеиновой кислоты, такой как праймер, буфера и фермента, такого как полимераза.[0021] In some embodiments, said liquid constituents of the amplification process comprise a component selected from the group consisting of an antibody or antigen-binding fragment thereof, a protein receptor, a nucleic acid such as a primer, a buffer, and an enzyme such as a polymerase.
[0022] Согласно некоторым вариантам реализации указанные высушенные составляющие процесса амплификации содержат компонент, выбранный из группы, состоящей из антитела или его антигенсвязывающего фрагмента, белкового рецептора, нуклеиновой кислоты, такой как праймер, буфера и фермента, такого как полимераза.[0022] In some embodiments, said dried amplification process components comprise a component selected from the group consisting of an antibody or antigen-binding fragment thereof, a protein receptor, a nucleic acid such as a primer, a buffer, and an enzyme such as a polymerase.
[0023] Некоторые варианты реализации включают устройство для тестирования образца на целевой агент, содержащее: область ввода образца, сконфигурированную таким образом, чтобы вмещать образец, содержащий целевой агент; тестовую ячейку, содержащую возбуждающий электрод и сенсорный электрод, причем указанная тестовая ячейка сконфигурирована таким образом, чтобы: вмещать образец во время процесса амплификации, подавать ток на образец во время процесса амплификации с использованием возбуждающего электрода и воспринимать с использованием воспринимающего электрода сигнал, соответствующий току после его затухания вследствие взаимодействия по меньшей мере с образцом внутри тестовой ячейки; и проточный канал, соединяющий по текучей среде область ввода образца с тестовой ячейкой.[0023] Some embodiments include a device for testing a sample for a target agent, comprising: a sample input area configured to receive a sample containing the target agent; a test cell comprising an excitation electrode and a sensor electrode, said test cell being configured to: contain a sample during the amplification process, apply current to the sample during the amplification process using the excitation electrode, and receive, using a sensing electrode, a signal corresponding to the current after its attenuation due to interaction with at least the sample inside the test cell; and a flow channel fluidly connecting the sample injection area to the test cell.
[0024] Некоторые варианты реализации также включают герметизированную камеру, содержащую жидкие составляющие процесса амплификации, расположенную в области устройства с отверстием, ведущим в проточный канал, причем область ввода образца расположена между указанным отверстием и тестовой ячейкой вдоль проточного канала; и высушенные составляющие процесса амплификации, помещенные в тестовую ячейку.[0024] Some embodiments also include a sealed chamber containing the liquid components of the amplification process, located in the region of the device with an opening leading to the flow channel, and the sample injection area is located between the specified hole and the test cell along the flow channel; and dried components of the amplification process, placed in a test cell.
[0025] Некоторые варианты реализации также включают острие, сконфигурированное таким образом, чтобы прорывать герметизированную камеру и приводить к попаданию жидких составляющих в указанную область; и пневматический канал для текучей среды, соединяющий по текучей среде пневматическое устройство сопряжения с областью устройства, сконфигурированный таким образом, чтобы подавать давление в указанную область, что приводит к попаданию жидких составляющих в проточный канал и переносят образец, поступивший из области ввода образца, в тестовую ячейку.[0025] Some embodiments also include a tip configured to break through the sealed chamber and cause liquid constituents to enter the specified area; and a pneumatic fluid conduit fluidly connecting the pneumatic interface device to the area of the device, configured to apply pressure to the specified area, which leads to the ingress of liquid components into the flow channel and transfers the sample received from the sample injection area to the test cell.
[0026] Некоторые варианты реализации также включают смесительную камеру, расположенную между областью ввода образца и тестовой ячейкой вдоль проточного канала, при этом указанная смесительная камера сконфигурирована таким образом, чтобы смешивать жидкие составляющие и образец по существу в равномерно перемешанную исследуемую текучую среду.[0026] Some embodiments also include a mixing chamber located between the sample injection area and the test cell along the flow channel, said mixing chamber being configured to mix the liquid constituents and the sample into a substantially uniformly mixed test fluid.
[0027] Согласно некоторым вариантам реализации указанный аналитический картридж содержит первое устройство сопряжения с электродом, включающее первую контактную площадку, ведущую на возбуждающий электрод, и вторую контактную площадку, ведущую на сенсорный электрод.[0027] In some embodiments, said assay cartridge comprises a first electrode interface device, including a first pad leading to a drive electrode and a second pad leading to a sensor electrode.
[0028] Некоторые варианты реализации также включают монтажную плату, включающую возбуждающий электрод и сенсорный электрод, причем область ввода образца и по меньшей мере часть проточного канала образуют единую деталь из непроницаемого для жидкости материала, а монтажная плата прикреплена к части из непроницаемого для жидкости материала.[0028] Some embodiments also include a circuit board including a drive electrode and a sensor electrode, wherein the sample entry area and at least a portion of the flow channel form a single piece of liquid impervious material, and the circuit board is attached to the portion of liquid impervious material.
[0029] Некоторые варианты реализации также включают крышку, расположенную над непроницаемым для жидкости материалом и монтажной платой, содержащую отверстие, расположенное над областью ввода образца, и колпачок, сконфигурированный таким образом, чтобы герметизировать указанное отверстие с возможностью последующего открытия.[0029] Some embodiments also include a lid located over the liquid-impervious material and a circuit board, containing an opening located above the sample entry area, and a cap configured to seal said opening with the possibility of subsequent opening.
[0030] Согласно некоторым вариантам реализации боковые стороны тестовой ячейки образуют круговое отверстие в непроницаемом для жидкости материале, и при этом дно тестовой ячейки образовано монтажной платой.[0030] In some embodiments, the sides of the test cell form a circular opening in the liquid-impermeable material, and the bottom of the test cell is formed by a circuit board.
[0031] Согласно некоторым вариантам реализации указанный возбуждающий электрод и указанный сенсорный электрод расположены на дне тестовой ячейки, в отдалении от боковых сторон тестовой ячейки.[0031] In some embodiments, said excitation electrode and said sensor electrode are located at the bottom of the test cell, away from the sides of the test cell.
[0032] Согласно некоторым вариантам реализации указанный возбуждающий электрод и указанный сенсорный электрод сконфигурированы таким образом, чтобы находиться по существу на одном уровне с подлежащим слоем монтажной платы.[0032] In some embodiments, said drive electrode and said sensor electrode are configured to be substantially flush with the underlying circuit board layer.
[0033] Некоторые варианты реализации также включают отводное отверстие, сконфигурированное таким образом, чтобы высвобождать газ из тестовой ячейки, при этом указанное отводное отверстие накрыто непроницаемым для жидкости газопроницаемым фильтром.[0033] Some embodiments also include a vent configured to vent gas from the test cell, said vent being covered by a liquid-tight gas permeable filter.
[0034] Согласно некоторым вариантам реализации указанный возбуждающий электрод включает круглый электрод, расположенный в центре ячейки, и при этом указанный сенсорный электрод, содержит кольцевой электрод, располагающийся концентрически вокруг указанного возбуждающего электрода.[0034] In some embodiments, said excitation electrode includes a circular electrode located in the center of the cell, and wherein said sensor electrode comprises an annular electrode disposed concentrically around said excitation electrode.
[0035] Согласно некоторым вариантам реализации указанный кольцевой электрод отделен от указанного круглого электрода зазором, приблизительно равным радиусу кольцевого электрода.[0035] In some embodiments, said annular electrode is separated from said circular electrode by a gap approximately equal to the radius of the annular electrode.
[0036] Согласно некоторым вариантам реализации указанный кольцевой электрод отделен от указанного круглого электрода зазором, размер которого по крайней мере в два раза больше радиуса кольцевого электрода.[0036] In some embodiments, said annular electrode is separated from said circular electrode by a gap that is at least twice the radius of the annular electrode.
[0037] Согласно некоторым вариантам реализации указанный возбуждающий электрод содержит первый полукруглый электрод, и при этом указанный сенсорный электрод содержит второй полукруглый электрод, отделенный зазором от первого полукруглого электрода, причем прямолинейные части указанных первого и второго полукруглых электродов обращены друг к другу через зазор.[0037] In some embodiments, said excitation electrode comprises a first semicircular electrode, and wherein said sensor electrode comprises a second semicircular electrode separated by a gap from the first semicircular electrode, wherein the rectilinear portions of said first and second semicircular electrodes face each other through the gap.
[0038] Согласно некоторым вариантам реализации указанный возбуждающий электрод содержит первый линейный электрод, и при этом указанный сенсорный электрод содержит второй линейный электрод, отделенный зазором от первого линейного электрода.[0038] In some embodiments, said excitation electrode comprises a first line electrode, and wherein said sensor electrode comprises a second line electrode separated by a gap from the first line electrode.
[0039] Согласно некоторым вариантам реализации указанный возбуждающий электрод содержит первый квадратный электрод, и при этом указанный сенсорный электрод содержит второй квадратный электрод, отделенный зазором от первого линейного электрода.[0039] In some embodiments, said excitation electrode comprises a first square electrode, and wherein said sensor electrode comprises a second square electrode separated by a gap from the first linear electrode.
[0040] Согласно некоторым вариантам реализации указанный процесс амплификации включает приведение обработанного образца в контакт с зондом захвата. Согласно некоторым вариантам реализации указанный зонд захвата выбран из группы, состоящей из антитела или его антигенсвязывающего фрагмента, белкового рецептора и нуклеиновой кислоты. Согласно некоторым вариантам реализации указанный зонд захвата содержит детектируемую нуклеиновую кислоту. Согласно некоторым вариантам реализации указанную детектируемую нуклеиновую кислоту амплифицируют.[0040] In some embodiments, said amplification process includes bringing the processed sample into contact with a capture probe. In some embodiments, said capture probe is selected from the group consisting of an antibody or antigen-binding fragment thereof, a protein receptor, and a nucleic acid. In some embodiments, said capture probe contains a detectable nucleic acid. In some embodiments, said detectable nucleic acid is amplified.
[0041] Согласно некоторым вариантам реализации указанный процесс амплификации включает изотермическую амплификацию. Согласно некоторым вариантам реализации указанный процесс амплификации включает реакцию изотермической амплификации, выбранную из группы, состоящей из самоподдерживающейся реакции репликации последовательностей (3SR); 90-I; (BAD Amp); амплификации с перекрестным праймированием (CPA); реакции экспоненциальной изотермической амплификации (EXPAR); изотермической инициируемой химерными праймерами амплификации нуклеиновых кислот (ICAN); изотермической амплификации с множественным вытеснением (IMDA); опосредованной лигированием SDA; амплификации с множественным вытеснением; полимеразной спиральной реакции (PSR); экспоненциальной амплификации с рестрикционным каскадом (RCEA); процесса Smart-амплификации (SMAP2); реакции амплификации одиночным праймером (SPIA); системы амплификации на основе транскрипции (TAS); опосредованной транскрипцией амплификации (ТМА); лигазной цепной реакции (LCR); и перекрестной амплификации с множественным вытеснением (MCDA). Согласно некоторым вариантам реализации указанный процесс амплификации включает петлевую изотермическую амплификацию (LAMP).[0041] In some embodiments, said amplification process includes isothermal amplification. In some embodiments, said amplification process comprises an isothermal amplification reaction selected from the group consisting of a self-sustaining sequence replication reaction (3SR); 90-I; (BAD Amp); cross-priming amplification (CPA); exponential isothermal amplification reactions (EXPAR); isothermal chimeric primer initiated nucleic acid amplification (ICAN); isothermal amplification with multiple displacement (IMDA); mediated by SDA ligation; multiple displacement amplifications; polymerase helical reaction (PSR); exponential restriction cascade amplification (RCEA); smart amplification process (SMAP2); single primer amplification reactions (SPIA); transcription-based amplification systems (TAS); transcription-mediated amplification (TMA); ligase chain reaction (LCR); and cross-displacement amplification (MCDA). In some embodiments, said amplification process includes loop isothermal amplification (LAMP).
[0042] Согласно некоторым вариантам реализации указанная тестовая ячейка сконфигурирована таким образом, чтобы нагревать образец до температуры, превышающей 30°С. Согласно некоторым вариантам реализации указанная тестовая ячейка сконфигурирована таким образом, чтобы нагревать образец до температуры, превышающей 37°С. Согласно некоторым вариантам реализации указанная тестовая ячейка сконфигурирована таким образом, чтобы нагревать образец до температуры, превышающей 60°С. Согласно некоторым вариантам реализации указанная тестовая ячейка сконфигурирована таким образом, чтобы нагревать образец до температуры в диапазоне от 60°С до 70°С.[0042] In some embodiments, said test cell is configured to heat the sample to a temperature in excess of 30°C. In some embodiments, said test cell is configured to heat the sample to a temperature in excess of 37°C. In some embodiments, said test cell is configured to heat the sample to a temperature in excess of 60°C. In some embodiments, said test cell is configured to heat the sample to a temperature in the range of 60°C to 70°C.
[0043] Согласно некоторым вариантам реализации указанные жидкие составляющие процесса амплификации содержат компонент, выбранный из группы, состоящей из антитела или его антигенсвязывающего фрагмента, белкового рецептора, нуклеиновой кислоты, такой как праймер, буфера и фермента, такого как полимераза.[0043] In some embodiments, said liquid constituents of the amplification process comprise a component selected from the group consisting of an antibody or antigen-binding fragment thereof, a protein receptor, a nucleic acid such as a primer, a buffer, and an enzyme such as a polymerase.
[0044] Согласно некоторым вариантам реализации указанные высушенные составляющие процесса амплификации содержат компонент, выбранный из группы, состоящей из антитела или его антигенсвязывающего фрагмента, белкового рецептора, нуклеиновой кислоты, такой как праймер, буфера и фермента, такого как полимераза.[0044] In some embodiments, said dried amplification process components comprise a component selected from the group consisting of an antibody or antigen-binding fragment thereof, a protein receptor, a nucleic acid such as a primer, a buffer, and an enzyme such as a polymerase.
[0045] Некоторые варианты реализации включают долговременный машиночитаемый носитель, где хранятся инструкции, которые при выполнении считывающим устройством, сконфигурированным таким образом, чтобы вмещать аналитический картридж, содержащий образец, содержащий целевой агент, и тестовую ячейку, приводят к осуществлению указанным считывающим устройством операций, включающих: подачу тока возбуждения на возбуждающий электрод, расположенный внутри тестовой ячейки, на протяжении по меньшей мере части времени протекания процесса амплификации, происходящего внутри тестовой ячейки; получение сигнала с сенсорного электрода, расположенного внутри тестовой ячейки, при этом указанный сигнал соответствует току возбуждения после после его затухания вследствие взаимодействия по меньшей мере с образцом, подвергающимся амплификации внутри тестовой ячейки; разложение указанного сигнала на составляющую активного сопротивления и составляющую реактивного сопротивления; анализ составляющей реактивного сопротивления для определения наличия перепада сигнала, указывающего на положительный образец, содержащий целевой агент, на протяжении по меньшей мере части времени протекания процесса амплификации; и, в ответ на определение возникновения перепада сигнала, вывод положительного результата теста; или, в ответ на определение отсутствия перепада сигнала, вывод отрицательного результата теста.[0045] Some embodiments include a non-volatile computer-readable medium that stores instructions that, when executed by a reader configured to receive an assay cartridge containing a sample containing a target agent and a test cell, causes said reader to perform operations including : supplying a drive current to a drive electrode located inside the test cell for at least part of the time of the amplification process occurring inside the test cell; receiving a signal from a sensor electrode located inside the test cell, said signal corresponding to the excitation current after it decays due to interaction with at least the sample being amplified inside the test cell; decomposing said signal into an active resistance component and a reactance component; analysis of the reactance component to determine the presence of a signal drop indicative of a positive sample containing the target agent for at least a portion of the time of the amplification process; and, in response to determining the occurrence of a signal drop, outputting a positive test result; or, in response to determining the absence of a signal edge, outputting a negative test result.
[0046] Согласно некоторым вариантам реализации указанные операции дополнительно включают обеспечение нагревания аналитического картриджа нагревателем до заданной температуры для выполнения процесса амплификации.[0046] In some embodiments, these steps further include causing the heater to heat the assay cartridge to a predetermined temperature to perform the amplification process.
[0047] Согласно некоторым вариантам реализации указанные операции дополнительно включают передачу положительного результата теста или отрицательного результата теста по сети.[0047] In some embodiments, these operations further include transmitting a positive test result or a negative test result over the network.
[0048] Согласно некоторым вариантам реализации указанные операции для разложения дополнительно включают: замер сигнала с большей частотой, чем его частота Найквиста, где указанный сигнал соответствует импедансу указанного образца; разложение указанного сигнала на синфазную составляющую и несинфазную составляющую; вычисление составляющей активного сопротивления на основании синфазной составляющей и вычисление составляющей реактивного сопротивления на основании несинфазной составляющей.[0048] In some embodiments, said decomposition operations further comprise: measuring a signal at a frequency greater than its Nyquist frequency, where said signal corresponds to the impedance of said sample; decomposing said signal into an in-phase component and an out-of-phase component; calculating a resistance component based on the common mode component; and calculating a reactance component based on the out of phase component.
[0049] Согласно некоторым вариантам реализации указанные операции для анализа составляющей реактивного сопротивления дополнительно включают оценку заданных ожидаемых характеристик перепада сигнала из памяти.[0049] In some embodiments, these steps for analyzing the reactance component further include estimating predetermined expected edge characteristics from the memory.
[0050] Согласно некоторым вариантам реализации указанные заданные ожидаемые характеристики перепада сигнала, хранящиеся в памяти, включают окно времени на протяжении времени протекания процесса амплификации, когда указанный перепад сигнала должен произойти согласно прогнозу.[0050] In some embodiments, said predetermined expected signal edge characteristics stored in memory include a window of time over the course of the amplification process when said signal edge is predicted to occur.
[0051] Согласно некоторым вариантам реализации указанные заданные ожидаемые характеристики перепада сигнала, хранящиеся в памяти, включают пороговое изменение значения составляющей реактивного сопротивления.[0051] In some embodiments, said predetermined expected edge characteristics stored in the memory include a threshold change in the value of a reactance component.
[0052] Согласно некоторым вариантам реализации указанные заданные ожидаемые характеристики перепада сигнала, хранящиеся в памяти, включают пороговый уклон кривой составляющей реактивного сопротивления, при этом кривая составляющей реактивного сопротивления соответствует значениям составляющей реактивного сопротивления, замеряемым в течение по меньшей мере части времени протекания процесса амплификации.[0052] In some embodiments, said predetermined expected ramp characteristics stored in memory include a threshold slope of the reactance component curve, wherein the reactance component curve corresponds to the reactance component values measured for at least a portion of the time the amplification process is running.
[0053] Согласно некоторым вариантам реализации указанные операции дополнительно включают активацию пневматической системы для подачи давления в проточный канал аналитического картриджа, что приводит к смешиванию образца с составляющими процесса амплификации, находящимся в аналитическом картридже, и попаданию в тестовую ячейку.[0053] In some embodiments, these steps further include activating a pneumatic system to pressurize the flow path of the assay cartridge, which causes the sample to mix with the amplification process components in the assay cartridge and enter the test cell.
[0054] Согласно некоторым вариантам реализации указанные операции дополнительно включают активацию двигателя для проталкивания привода в блистерную упаковку аналитического картриджа, что вызывает высвобождение жидких составляющих процесса амплификации в проточный канал.[0054] In some embodiments, these steps further include activating a motor to push the drive into the blister pack of the assay cartridge, which causes the liquid constituents of the amplification process to be released into the flow channel.
[0055] Согласно некоторым вариантам реализации указанный процесс амплификации включает приведение обработанного образца в контакт с зондом захвата. Согласно некоторым вариантам реализации указанный зонд захвата выбран из группы, состоящей из антитела или его антигенсвязывающего фрагмента, белкового рецептора и нуклеиновой кислоты. Согласно некоторым вариантам реализации указанный зонд захвата содержит детектируемую нуклеиновую кислоту. Согласно некоторым вариантам реализации указанную детектируемую нуклеиновую кислоту амплифицируют.[0055] In some embodiments, said amplification process includes bringing the processed sample into contact with a capture probe. In some embodiments, said capture probe is selected from the group consisting of an antibody or antigen-binding fragment thereof, a protein receptor, and a nucleic acid. In some embodiments, said capture probe contains a detectable nucleic acid. In some embodiments, said detectable nucleic acid is amplified.
[0056] Согласно некоторым вариантам реализации указанный процесс амплификации включает изотермическую амплификацию. Согласно некоторым вариантам реализации указанный процесс амплификации включает реакцию изотермической амплификации, выбранную из группы, состоящей из самоподдерживающейся реакции репликации последовательностей (3SR); 90-I; BAD Amp; амплификации с перекрестным праймированием (CPA); реакции экспоненциальной изотермической амплификации (EXPAR); изотермической инициируемой химерными праймерами амплификации нуклеиновых кислот (ICAN); изотермической амплификации с множественным вытеснением (IMDA); опосредованной лигированием SDA; амплификации с множественным вытеснением; полимеразной спиральной реакции (PSR); экспоненциальной амплификации с рестрикционным каскадом (RCEA); процесса Smart-амплификации (SMAP2); реакции амплификации одиночным праймером (SPIA); системы амплификации на основе транскрипции (TAS); опосредованной транскрипцией амплификации (ТМА); лигазной цепной реакции (LCR); и перекрестной амплификации с множественным вытеснением (MCDA). Согласно некоторым вариантам реализации указанный процесс амплификации включает петлевую изотермическую амплификацию (LAMP).[0056] In some embodiments, said amplification process includes isothermal amplification. In some embodiments, said amplification process comprises an isothermal amplification reaction selected from the group consisting of a self-sustaining sequence replication reaction (3SR); 90-I; BAD Amp; cross-priming amplification (CPA); exponential isothermal amplification reactions (EXPAR); isothermal chimeric primer initiated nucleic acid amplification (ICAN); isothermal amplification with multiple displacement (IMDA); mediated by SDA ligation; multiple displacement amplifications; polymerase helical reaction (PSR); exponential restriction cascade amplification (RCEA); smart amplification process (SMAP2); single primer amplification reactions (SPIA); transcription-based amplification systems (TAS); transcription-mediated amplification (TMA); ligase chain reaction (LCR); and cross-displacement amplification (MCDA). In some embodiments, said amplification process includes loop isothermal amplification (LAMP).
[0057] Согласно некоторым вариантам реализации указанная заданная температура для выполнения процесса амплификации превышает 30°С. Согласно некоторым вариантам реализации указанная заданная температура для выполнения процесса амплификации превышает 37°С. Согласно некоторым вариантам реализации указанная заданная температура для выполнения процесса амплификации превышает 60°С. Согласно некоторым вариантам реализации указанная заданная температура для выполнения процесса амплификации находится в диапазоне от 60°С до 70°С.[0057] In some embodiments, the specified target temperature for performing the amplification process is greater than 30°C. In some embodiments, the specified target temperature for performing the amplification process is greater than 37°C. In some embodiments, the specified target temperature for performing the amplification process is greater than 60°C. In some embodiments, said target temperature for performing the amplification process is in the range of 60°C to 70°C.
[0058] Согласно некоторым вариантам реализации указанные жидкие составляющие процесса амплификации содержат компонент, выбранный из группы, состоящей из антитела или его антигенсвязывающего фрагмента, белкового рецептора, нуклеиновой кислоты, такой как праймер, буфера и фермента, такого как полимераза.[0058] In some embodiments, said liquid constituents of the amplification process comprise a component selected from the group consisting of an antibody or antigen-binding fragment thereof, a protein receptor, a nucleic acid such as a primer, a buffer, and an enzyme such as a polymerase.
[0059] Согласно некоторым вариантам реализации указанный процесс амплификации дополнительно включает высушенные составляющие, выбранные из группы, состоящей из антитела или его антигенсвязывающего фрагмента, белкового рецептора, нуклеиновой кислоты, такой как праймер, буфера и фермента, такого как полимераза.[0059] In some embodiments, said amplification process further comprises dried moieties selected from the group consisting of an antibody or antigen-binding fragment thereof, a protein receptor, a nucleic acid such as a primer, a buffer, and an enzyme such as a polymerase.
[0060] Некоторые варианты реализации включают способ обнаружения целевого агента, при этом указанный способ включает: предоставление картриджа, содержащего тестовую ячейку, включающую возбуждающий электрод и сенсорный электрод; введение образца, содержащего целевой агент в указанный картридж; ввод картриджа в считывающее устройство; проведение амплификации целевого агента, содержащегося в образце, внутри тестовой ячейки; подача сигнала возбуждения со считывающего устройства на возбуждающий электрод; сенсорное обнаружение с использованием возбуждающего электрода сигнала из тестовой ячейки, соответствующего импедансу образца, подвергающегося амплификации; передача сигнала на считывающее устройство; и обнаружение целевого агента на основании анализа считывающим устройством реактивной части импеданса.[0060] Some embodiments include a method for detecting a target agent, said method comprising: providing a cartridge containing a test cell including a drive electrode and a sensor electrode; introducing a sample containing the target agent into said cartridge; inserting the cartridge into the reader; conducting amplification of the target agent contained in the sample inside the test cell; applying an excitation signal from the reader to the excitation electrode; sensory detection, using an excitation electrode, of a signal from the test cell corresponding to the impedance of the sample being amplified; signal transmission to the reader; and detecting the target agent based on the reader's analysis of the reactive portion of the impedance.
[0061] Некоторые варианты реализации также включают подачу образца в область ввода образца картриджа; прорывание герметизированной камеры внутри картриджа для высвобождения жидких составляющих процесса амплификации в проточный канал картриджа; и обеспечение протекания жидких составляющих и образца вдоль проточного канала в тестовую ячейку, с перемешиванием таким образом жидких составляющих и образца с получением исследуемой текучей среды.[0061] Some embodiments also include supplying a sample to the sample input area of the cartridge; breaking through the sealed chamber within the cartridge to release the liquid constituents of the amplification process into the flow channel of the cartridge; and allowing the liquid constituents and the sample to flow along the flow channel into the test cell, thereby mixing the liquid constituents and the sample to obtain a test fluid.
[0062] Некоторые варианты реализации также включают увлажнение высушенных компонентов процесса амплификации, содержащихся внутри тестовой ячейки, исслудуемой текучей средой.[0062] Some embodiments also include moisturizing the dried components of the amplification process contained within the test cell being examined by the fluid.
[0063] Некоторые варианты реализации также включают выталкивание газа, захваченного исследуемой текучей средой, через отводное отверстие, сообщающееся через текучую среду с тестовой ячейкой.[0063] Some embodiments also include expelling gas entrained in the test fluid through a vent that is in fluid communication with the test cell.
[0064] Некоторые варианты реализации также включают анализ реактивной части сигнала для идентификации перепада сигнала, указывающего на положительный результат теста.[0064] Some implementations also include analyzing the reactive portion of the signal to identify a signal edge that indicates a positive test result.
[0065] Некоторые варианты реализации также включают идентификацию перепада сигнала на основании части кривой, генерированной на основании реактивной части, которая отличается чем-либо одним, или и первым, и вторым из более чем порогового изменения значения и временной локализации внутри заданного окна времени в процессе амплификации.[0065] Some implementations also include identifying a signal edge based on the portion of the curve generated from the reactive portion that differs in either one or both of more than a threshold value change and temporal location within a given time window in the process. amplification.
[0066] Согласно некоторым вариантам реализации указанный процесс амплификации включает приведение обработанного образца в контакт с зондом захвата. Согласно некоторым вариантам реализации указанный зонд захвата выбран из группы, состоящей из антитела или его антигенсвязывающего фрагмента, белкового рецептора и нуклеиновой кислоты. Согласно некоторым вариантам реализации указанный зонд захвата содержит детектируемую нуклеиновую кислоту. Согласно некоторым вариантам реализации указанную детектируемую нуклеиновую кислоту амплифицируют.[0066] In some embodiments, said amplification process includes bringing the processed sample into contact with a capture probe. In some embodiments, said capture probe is selected from the group consisting of an antibody or antigen-binding fragment thereof, a protein receptor, and a nucleic acid. In some embodiments, said capture probe contains a detectable nucleic acid. In some embodiments, said detectable nucleic acid is amplified.
[0067] Согласно некоторым вариантам реализации указанная амплификация включает изотермическую амплификацию. Согласно некоторым вариантам реализации указанная амплификация включает реакцию изотермической амплификации, выбранную из группы, состоящей из самоподдерживающейся реакции репликации последовательностей (3SR); 90-I; BAD Amp; амплификации с перекрестным праймированием (CPA); реакции экспоненциальной изотермической амплификации (EXPAR); изотермической инициируемой химерными праймерами амплификации нуклеиновых кислот (ICAN); изотермической амплификации с множественным вытеснением (IMDA); опосредованной лигированием SDA; амплификации с множественным вытеснением; полимеразной спиральной реакции (PSR); экспоненциальной амплификации с рестрикционным каскадом (RCEA); процесса Smart-амплификации (SMAP2); реакции амплификации одиночным праймером (SPIA); системы амплификации на основе транскрипции (TAS); опосредованной транскрипцией амплификации (ТМА); лигазной цепной реакции (LCR); и перекрестной амплификации с множественным вытеснением (MCDA). Согласно некоторым вариантам реализации указанная амплификация включает петлевую изотермическую амплификацию (LAMP).[0067] In some embodiments, said amplification includes isothermal amplification. In some embodiments, said amplification comprises an isothermal amplification reaction selected from the group consisting of a self-sustaining sequence replication reaction (3SR); 90-I; BAD Amp; cross-priming amplification (CPA); exponential isothermal amplification reactions (EXPAR); isothermal chimeric primer initiated nucleic acid amplification (ICAN); isothermal amplification with multiple displacement (IMDA); mediated by SDA ligation; multiple displacement amplifications; polymerase helical reaction (PSR); exponential restriction cascade amplification (RCEA); smart amplification process (SMAP2); single primer amplification reactions (SPIA); transcription-based amplification systems (TAS); transcription-mediated amplification (TMA); ligase chain reaction (LCR); and cross-displacement amplification (MCDA). In some embodiments, said amplification includes loop isothermal amplification (LAMP).
[0068] Согласно некоторым вариантам реализации проведение амплификации целевого агента включает нагревание образца до температуры, превышающей 30°С. Согласно некоторым вариантам реализации проведение амплификации целевого агента включает нагревание образца до температуры, превышающей 37°С. Согласно некоторым вариантам реализации проведение амплификации целевого агента включает нагревание образца до температуры, превышающей 60°С. Согласно некоторым вариантам реализации проведение амплификации целевого агента включает нагревание образца до температуры в диапазоне от 60°С до 70°С.[0068] In some embodiments, carrying out amplification of the target agent includes heating the sample to a temperature greater than 30°C. In some embodiments, carrying out amplification of the target agent includes heating the sample to a temperature greater than 37°C. In some embodiments, carrying out amplification of the target agent includes heating the sample to a temperature in excess of 60°C. In some embodiments, carrying out amplification of the target agent includes heating the sample to a temperature in the range of 60°C to 70°C.
[0069] Согласно некоторым вариантам реализации указанные жидкие составляющие процесса амплификации содержат компонент, выбранный из группы, состоящей из антитела или его антигенсвязывающего фрагмента, белкового рецептора, нуклеиновой кислоты, такой как праймер, буфера и фермента, такого как полимераза.[0069] In some embodiments, said liquid constituents of the amplification process comprise a component selected from the group consisting of an antibody or antigen-binding fragment thereof, a protein receptor, a nucleic acid such as a primer, a buffer, and an enzyme such as a polymerase.
[0070] Согласно некоторым вариантам реализации указанные высушенные составляющие процесса амплификации содержат компонент, выбранный из группы, состоящей из антитела или его антигенсвязывающего фрагмента, белкового рецептора, нуклеиновой кислоты, такой как праймер, буфера и фермента, такого как полимераза.[0070] In some embodiments, said dried amplification process components comprise a component selected from the group consisting of an antibody or antigen-binding fragment thereof, a protein receptor, a nucleic acid such as a primer, a buffer, and an enzyme such as a polymerase.
[0071] Некоторые варианты реализации включают способ обнаружения целевого агента, при этом указанный способ включает: предоставление устройства, содержащего возбуждающий электрод и сенсорный электрод; введение образца, содержащего целевой агент, в указанное устройство; обработка образца внутри указанного устройства; и обнаружение мишени путем измерения электрического свойства обработанного образца.[0071] Some embodiments include a method for detecting a target agent, said method comprising: providing a device comprising an excitation electrode and a sensor electrode; introducing a sample containing the target agent into said device; processing the sample within said device; and target detection by measuring an electrical property of the treated sample.
[0072] Согласно некоторым вариантам реализации указанное электрическое свойство выбрано из группы, состоящей из комплексного адмиттанса, импеданса, проводимости, резистивности, сопротивления и диэлектрической константы.[0072] In some embodiments, said electrical property is selected from the group consisting of complex admittance, impedance, conductivity, resistivity, resistance, and dielectric constant.
[0073] Согласно некоторым вариантам реализации указанное электрическое свойство представляет собой комплексный адмиттанс.[0073] In some embodiments, said electrical property is a complex admittance.
[0074] Согласно некоторым вариантам реализации обнаружение включает подачу сигнала возбуждения на возбуждающий электрод.[0074] In some embodiments, detection includes applying a drive signal to a drive electrode.
[0075] Согласно некоторым вариантам реализации указанный сигнал возбуждения включает переменный ток.[0075] In some embodiments, said drive signal includes alternating current.
[0076] Согласно некоторым вариантам реализации указанный сигнал возбуждения включает постоянный ток.[0076] In some embodiments, said drive signal includes direct current.
[0077] Согласно некоторым вариантам реализации указанный сигнал возбуждения включает качающиеся напряжение и частоту.[0077] In some embodiments, said drive signal includes a voltage and frequency sweep.
[0078] Согласно некоторым вариантам реализации обнаружение включает измерение индуцированного тока на сенсорном электроде.[0078] In some embodiments, the detection includes measuring the induced current at the sensor electrode.
[0079] Согласно некоторым вариантам реализации указанное электрическое свойство измеряют на протяжении периода времени.[0079] In some embodiments, said electrical property is measured over a period of time.
[0080] Согласно некоторым вариантам реализации по меньшей мере один электрод запассивирован.[0080] In some embodiments, at least one electrode is passivated.
[0081] Согласно некоторым вариантам реализации указанный электрод запассивирован диэлектрическим материалом.[0081] In some embodiments, said electrode is passivated with a dielectric material.
[0082] Согласно некоторым вариантам реализации указанный электрод запассивирован оксидом титана.[0082] In some embodiments, said electrode is passivated with titanium oxide.
[0083] Согласно некоторым вариантам реализации обнаружение включает приведение обработанного образца в контакт с зондом захвата. Согласно некоторым вариантам реализации указанный зонд захвата содержит магнитную гранулу.[0083] In some embodiments, detection includes bringing the processed sample into contact with a capture probe. In some embodiments, said capture probe comprises a magnetic bead.
[0084] Согласно некоторым вариантам реализации указанный зонд захвата выбран из группы, состоящей из антитела или его антигенсвязывающего фрагмента, белкового рецептора и нуклеиновой кислоты. Согласно некоторым вариантам реализации указанный зонд захвата содержит детектируемую нуклеиновую кислоту. Согласно некоторым вариантам реализации обнаружение включает амплификацию указанной детектируемой нуклеиновой кислоты.[0084] In some embodiments, said capture probe is selected from the group consisting of an antibody or antigen-binding fragment thereof, a protein receptor, and a nucleic acid. In some embodiments, said capture probe contains a detectable nucleic acid. In some embodiments, detection comprises amplification of said detectable nucleic acid.
[0085] Согласно некоторым вариантам реализации указанная амплификация включает изотермическую амплификацию. Согласно некоторым вариантам реализации указанная амплификация включает петлевую изотермическую амплификацию (LAMP). Согласно некоторым вариантам реализации указанный обработанный образец содержит раствор низкой ионной силы.[0085] In some embodiments, said amplification includes isothermal amplification. In some embodiments, said amplification includes loop isothermal amplification (LAMP). In some embodiments, said processed sample contains a low ionic strength solution.
[0086] Согласно некоторым вариантам реализации в указанном обработанном образце отсутствует сульфат аммония.[0086] In some embodiments, ammonium sulfate is absent from said treated sample.
[0087] Согласно некоторым вариантам реализации обнаружение включает приведение образца в контакт с агентом для усиления изменений проводимости раствора, содержащего образец. Согласно некоторым вариантам реализации указанный агент связывается с неорганическим пирофосфатом. Согласно некоторым вариантам реализации указанный агент выбран из группы, состоящей из Cd2+-циклен-кумарина; комплекса Zn2+ с бис(2-пиридилметил)аминовой (DPA) единицей; DPA-2Zn2+-феноксида; акридина-DPA-Zn2+; DPA-Zn2+-пирена; и комплекса азакраун-Cu2+. Согласно некоторым вариантам реализации указанный агент содержит 2-амино-6-меркапто-7-метилпуриновый рибонуклеозид.[0087] In some embodiments, detection includes bringing the sample into contact with an agent to enhance changes in the conductivity of a solution containing the sample. In some embodiments, said agent binds to an inorganic pyrophosphate. In some embodiments, said agent is selected from the group consisting of Cd2+-cyclen-coumarin; a Zn2+ complex with a bis(2-pyridylmethyl)amine (DPA) unit; DPA-2Zn2+-phenoxide; acridine-DPA-Zn2+; DPA-Zn2+-pyrene; and the azacrown-Cu2+ complex. In some embodiments, said agent comprises a 2-amino-6-mercapto-7-methylpurine ribonucleoside.
[0088] Некоторые варианты реализации включают способ обнаружения целевого агента с использованием частотно-зависимого емкостно-сопряженного бесконтактного устройства обнаружения проводимости, при этом указанный способ включает: введение образца, содержащего целевой агент, в указанное устройство; обработку образца внутри указанного устройства; и обнаружение мишени путем анализа частотно-зависимой емкостно-сопряженной бесконтактной проводимости образца.[0088] Some embodiments include a method for detecting a target agent using a frequency-dependent capacitively coupled non-contact conductivity detection device, said method comprising: introducing a sample containing the target agent into said device; processing the sample within said device; and target detection by analyzing the frequency-dependent capacitively coupled non-contact conductivity of the sample.
[0089] Согласно некоторым вариантам реализации обработка включает этап, выбранный из группы, состоящей из обогащения образца целевым агентом, удаления не являющегося целевым агентом материала из образца, лизиса клеток, осаждения белков и добавления консерванта.[0089] In some embodiments, processing includes a step selected from the group consisting of enriching the sample with a target agent, removing non-target material from the sample, lysing the cells, precipitating proteins, and adding a preservative.
[0090] Согласно некоторым вариантам реализации обнаружение включает приведение обработанного образца в контакт с зондом захвата. Согласно некоторым вариантам реализации указанный зонд захвата выбран из группы, состоящей из антитела или его антигенсвязывающего фрагмента, белкового рецептора и нуклеиновой кислоты. Согласно некоторым вариантам реализации указанный зонд захвата содержит детектируемую нуклеиновую кислоту. Согласно некоторым вариантам реализации обнаружение включает амплификацию указанной детектируемой нуклеиновой кислоты.[0090] In some embodiments, detection includes bringing the processed sample into contact with a capture probe. In some embodiments, said capture probe is selected from the group consisting of an antibody or antigen-binding fragment thereof, a protein receptor, and a nucleic acid. In some embodiments, said capture probe contains a detectable nucleic acid. In some embodiments, detection comprises amplification of said detectable nucleic acid.
[0091] Согласно некоторым вариантам реализации указанная амплификация включает изотермическую амплификацию. Согласно некоторым вариантам реализации указанная амплификация включает реакцию изотермической амплификации, выбранную из группы, состоящей из самоподдерживающейся реакции репликации последовательностей (3SR); 90-I; BAD Amp; амплификации с перекрестным праймированием (CPA); реакции экспоненциальной изотермической амплификации (EXPAR); изотермической инициируемой химерными праймерами амплификации нуклеиновых кислот (ICAN); изотермической амплификации с множественным вытеснением (IMDA); опосредованной лигированием SDA; амплификации с множественным вытеснением; полимеразной спиральной реакции (PSR); экспоненциальной амплификации с рестрикционным каскадом (RCEA); процесса Smart-амплификации (SMAP2); реакции амплификации одиночным праймером (SPIA); системы амплификации на основе транскрипции (TAS); опосредованной транскрипцией амплификации (ТМА); лигазной цепной реакции (LCR); и перекрестной амплификации с множественным вытеснением (MCDA). Согласно некоторым вариантам реализации указанная амплификация включает петлевую изотермическую амплификацию (LAMP).[0091] In some embodiments, said amplification includes isothermal amplification. In some embodiments, said amplification comprises an isothermal amplification reaction selected from the group consisting of a self-sustaining sequence replication reaction (3SR); 90-I; BAD Amp; cross-priming amplification (CPA); exponential isothermal amplification reactions (EXPAR); isothermal chimeric primer initiated nucleic acid amplification (ICAN); isothermal amplification with multiple displacement (IMDA); mediated by SDA ligation; multiple displacement amplifications; polymerase helical reaction (PSR); exponential restriction cascade amplification (RCEA); smart amplification process (SMAP2); single primer amplification reactions (SPIA); transcription-based amplification systems (TAS); transcription-mediated amplification (TMA); ligase chain reaction (LCR); and cross-displacement amplification (MCDA). In some embodiments, said amplification includes loop isothermal amplification (LAMP).
[0092] Согласно некоторым вариантам реализации обнаружение включает приведение образца в контакт с агентом для усиления изменений проводимости раствора, содержащего образец. Согласно некоторым вариантам реализации указанный агент связывается с неорганическим пирофосфатом. Согласно некоторым вариантам реализации указанный агент выбран из группы, состоящей из Cd2+-циклен-кумарина; комплекса Zn2+ с бис(2-пиридилметил)аминовой (DPA) единицей; DPA-2Zn2+-феноксида; акридина-DPA-Zn2+; DPA-Zn2+-пирена; и комплекса азакраун-Cu2+. Согласно некоторым вариантам реализации указанный агент содержит 2-амино-6-меркапто-7-метилпуриновый рибонуклеозид.[0092] In some embodiments, detection includes bringing the sample into contact with an agent to enhance changes in conductivity of a solution containing the sample. In some embodiments, said agent binds to an inorganic pyrophosphate. In some embodiments, said agent is selected from the group consisting of Cd2+-cyclen-coumarin; a Zn2+ complex with a bis(2-pyridylmethyl)amine (DPA) unit; DPA-2Zn2+-phenoxide; acridine-DPA-Zn2+; DPA-Zn2+-pyrene; and the azacrown-Cu2+ complex. In some embodiments, said agent comprises a 2-amino-6-mercapto-7-methylpurine ribonucleoside.
[0093] Согласно некоторым вариантам реализации в указанной обнаружения задействован переменный ток.[0093] In some embodiments, AC is involved in said detection.
[0094] Согласно некоторым вариантам реализации в указанной обнаружения задействован переменный ток высокой частоты.[0094] In some embodiments, high frequency alternating current is involved in said detection.
[0095] Согласно некоторым вариантам реализации в указанной обнаружения задействован а постоянный ток.[0095] In some embodiments, DC is involved in said detection.
[0096] Некоторые варианты реализации включают устройство для обнаружения целевого агента в образце, содержащее: камеру, способную вмещать жидкий образец; канал по меньшей мере с одной боковой стенкой, сообщающийся через текучую среду с указанной камерой и содержащий один или более реагентов для амплификации нуклеиновой кислоты; нагреватель, способный нагревать указанный канал; первый электрод в контакте с боковой стенкой; второй электрод в контакте с боковой стенкой и расположенный на расстоянии от первого электрода вдоль канала; и схему, электрически соединенную с первым и вторым электродами, способную подавать ток на указанный первый электрод и обнаруживать сигнал тока, принимаемый указанным вторым электродом, указывающий на целевой агент.[0096] Some embodiments include a device for detecting a target agent in a sample, comprising: a chamber capable of containing a liquid sample; a channel with at least one side wall in fluid communication with said chamber and containing one or more nucleic acid amplification reagents; a heater capable of heating said channel; the first electrode in contact with the side wall; a second electrode in contact with the side wall and located at a distance from the first electrode along the channel; and a circuit electrically connected to the first and second electrodes, capable of supplying a current to said first electrode and detecting a current signal received by said second electrode indicative of a target agent.
[0097] Согласно некоторым вариантам реализации указанный ток представляет собой постоянный ток.[0097] In some embodiments, said current is DC.
[0098] Согласно некоторым вариантам реализации указанный ток представляет собой переменный ток.[0098] In some embodiments, said current is AC.
[0099] Согласно некоторым вариантам реализации указанный нагреватель способен нагревать жидкий образец по меньшей мере до 30°С. Согласно некоторым вариантам реализации указанный нагреватель способен нагревать жидкий образец по меньшей мере до 37°С. Согласно некоторым вариантам реализации указанный нагреватель способен нагревать жидкий образец по меньшей мере до 60°С. Согласно некоторым вариантам реализации указанный нагреватель способен нагревать жидкий образец до температуры в диапазоне от 60°С до 70°С.[0099] In some embodiments, said heater is capable of heating a liquid sample to at least 30°C. In some embodiments, said heater is capable of heating a liquid sample to at least 37°C. In some embodiments, said heater is capable of heating a liquid sample to at least 60°C. In some embodiments, said heater is capable of heating a liquid sample to a temperature in the range of 60°C to 70°C.
[0100] Согласно некоторым вариантам реализации указанный канал формируется в диэлектрической подложке, а нагреватель расположен рядом с каналом.[0100] In some embodiments, said channel is formed in the dielectric substrate and the heater is located adjacent to the channel.
[0101] Согласно некоторым вариантам реализации указанное устройство сконфигурировано так, что оно электронным и механическим образом сопряжено с сопутствующим устройством.[0101] In some embodiments, said device is configured to be electronically and mechanically coupled to a companion device.
[0102] Согласно некоторым вариантам реализации указанное сопутствующее устройство представляет собой потребительский продукт, включающий процессор, память, графический дисплей пользователя.[0102] According to some embodiments, said companion device is a consumer product, including a processor, memory, user graphic display.
[0103] Согласно некоторым вариантам реализации указанное сопутствующее устройство выбрано из группы, состоящей из смартфона, планшетного устройства, ноутбука и смарт-часов.[0103] In some embodiments, said associated device is selected from the group consisting of a smartphone, tablet device, laptop, and smart watch.
[0104] Согласно некоторым вариантам реализации указанные один или более реагентов для амплификации нуклеиновой кислоты содержат праймер и полимеразу.[0104] In some embodiments, said one or more nucleic acid amplification reagents comprise a primer and a polymerase.
[0105] Согласно некоторым вариантам реализации указанные один или более реагентов для амплификации нуклеиновой кислоты содержат агент для усиления изменений проводимости раствора, содержащего образец. Согласно некоторым вариантам реализации указанный агент связывается с неорганическим пирофосфатом. Согласно некоторым вариантам реализации указанный агент выбран из группы, состоящей из Cd2+-циклен-кумарина; комплекса Zn2+ с бис(2-пиридилметил)аминовой (DPA) единицей; DPA-2Zn2+-феноксида; акридина-DPA-Zn2+; DPA-Zn2+-пирена; и комплекса азакраун-Cu2+. Согласно некоторым вариантам реализации указанный агент содержит 2-амино-6-меркапто-7-метилпуриновый рибонуклеозид.[0105] In some embodiments, the one or more nucleic acid amplification reagents comprise an agent to enhance changes in the conductivity of the solution containing the sample. In some embodiments, said agent binds to an inorganic pyrophosphate. In some embodiments, said agent is selected from the group consisting of Cd2+-cyclen-coumarin; a Zn2+ complex with a bis(2-pyridylmethyl)amine (DPA) unit; DPA-2Zn2+-phenoxide; acridine-DPA-Zn2+; DPA-Zn2+-pyrene; and the azacrown-Cu2+ complex. In some embodiments, said agent comprises a 2-amino-6-mercapto-7-methylpurine ribonucleoside.
[0106] Некоторые из описанных выше вариантов реализации включают устройство, долговременный машиночитаемый носитель или способ, отличающиеся тем, что целевой агент выбран из группы, состоящей из вирусной нуклеиновой кислоты, белка вирусного капсида, вирусного структурного белка, вирусного гликопротеина, вирусного белка слияния мембран, вирусной протеазы и вирусной полимеразы.[0106] Some of the embodiments described above include a device, a durable computer-readable medium, or a method, characterized in that the target agent is selected from the group consisting of a viral nucleic acid, a viral capsid protein, a viral structural protein, a viral glycoprotein, a viral membrane fusion protein, viral protease and viral polymerase.
[0107] Согласно некоторым вариантам реализации вирус содержит целевой агент.[0107] In some embodiments, the virus contains a target agent.
[0108] Согласно некоторым вариантам реализации указанный вирус выбран из группы, состоящей из двухцепочечного ДНК-вируса, одноцепочечного ДНК-вируса, двухцепочечного РНК-вируса, одноцепочечного (+) РНК-вируса, одноцепочечного (-) РНК-вируса, одноцепочечного обратно-транскрибируемого РНК-вируса и двухцепочечного обратно-транскрибируемого ДНК-вируса.[0108] In some embodiments, said virus is selected from the group consisting of double-stranded DNA virus, single-stranded DNA virus, double-stranded RNA virus, single-stranded (+) RNA virus, single-stranded (-) RNA virus, single-stranded reverse transcribed RNA virus and double-stranded reverse transcribed DNA virus.
[0109] Согласно некоторым вариантам реализации указанный вирус выбран из группы, состоящей из аденоассоциированного вируса, вируса Айти, лиссавируса австралийских летучих мышей, полиомавируса ВК, вируса Банна, вируса леса Барма, вируса Буньямвера, буньявируса Ла Кросс, буньявируса американского беляка, герпесвируса мартышковых, вируса Чандипура, вируса Чикунгунья, косавируса А, вируса коровьей оспы, вируса Коксаки, вируса конго-крымской геморрагической лихорадки, вируса лихорадки Денге, вируса Дхори, вируса Дагбе, вируса Дювенхаге, вируса восточного энцефалита лошадей, эболавируса, эховируса, вируса энцефаломиокардита, вируса Эпштейна-Барра, лиссавируса европейских летучих мышей, вируса GBV-C/гепатита G, вируса Хантаан, вируса Хендра, вируса гепатита А, вируса гепатита В, вируса гепатита С, вируса гепатита Е, вируса гепатита дельта, вируса оспы лошадей, аденовируса человека, астровируса человека, коронавируса человека, цитомегаловируса человека, энтеровируса человека 68, 70, герпесвируса человека 1, герпесвируса человека 2, герпесвируса человека 6, герпесвируса человека 7, герпесвируса человека 8, вируса иммунодефицита человека, папилломавируса человека 1, папилломавируса человека 2, папилломавируса человека 16, 18, парагриппа человека, парвовируса человека В19, респираторно-синцитиального вируса человека, риновируса человека, коронавируса ТОРС человека, спумаретровируса человека, Т-лимфотропного вируса человека, торовируса человека, вируса гриппа А, вируса гриппа В, вируса гриппа С, вируса Исфахан, полиомавируса JC, вируса японского энцефалита, ареновируса Хунин, полиомавируса KI, полиомавируса Кунджин, вируса летучих мышей острова Лагос, вируса Марбург озера Виктория, вируса Лангат, вируса Ласса, вируса Лордсдейл, вируса вертячки, вируса лимфоцитарного хориоменингита, вируса Мачупо, вируса Майаро, коронавируса ближневосточного респираторного синдрома (MERS), вируса кори, вируса энцефалоамиокардита Менго, полиомавируса клеток Меркеля, вируса Мокола, вируса контагиозного моллюска, вируса оспы обезьян, вируса эпидемического паротита, вируса энцефалита долины Муррея, нью-йоркского вируса, вируса Нипах, вируса Норуолк, вируса О'Ньонг-Ньонг, вируса контагиозного пустулезного дерматита, вируса Оропуш, вируса Пичинде, полиовируса, флебовируса Пунта-Торо, вируса Пуумала, вируса бешенства, вируса лихорадки долины Рифт, росавируса А, вируса Росс-ривер, ротавируса А, ротавируса В, ротавируса С, вируса краснухи, вируса Сагияма, саливируса А, вируса флеботомной лихорадки сицилийского серотипа, вируса Саппоро, вируса леса Семлики, вируса Сеул, вируса пенистости обезьян, вируса обезьян 5, вируса Синдбис, вируса Саутгемптон, вируса энцефалита Сент-Луис, вируса клещевого энцефалита Повассан, вируса гепатита TTV, вируса тосканской лихорадки, вируса Уукуниеми, вируса осповакцины, вируса ветряной оспы, вируса натуральной оспы, вируса венесуэльского энцефалита лошадей, вируса везикулярного стоматита, вируса западного энцефалита лошадей, полиомавируса WU, вируса Западного Нила, вируса опухолей обезьян Яба, вируса ябоподобной болезни, вируса желтой лихорадки и вируса Зика.[0109] In some embodiments, said virus is selected from the group consisting of adeno-associated virus, Aichi virus, Australian bat lyssavirus, VK polyomavirus, Bann virus, Barma forest virus, Bunyamwera virus, La Crosse bunyavirus, American hare bunyavirus, marmoset herpesvirus, Chandipur virus, Chikungunya virus, Cosavirus A, Vaccinia virus, Coxsackie virus, Crimean-Congo hemorrhagic fever virus, Dengue fever virus, Dhori virus, Dagbe virus, Duvenhage virus, Oriental equine encephalitis virus, Ebolavirus, Echovirus, Encephalomyocarditis virus, Epstein virus -Barr, European bat Lyssavirus, GBV-C/Hepatitis G, Hantaan virus, Hendra virus, Hepatitis A virus, Hepatitis B virus, Hepatitis C virus, Hepatitis E virus, Hepatitis delta virus, Equine pox virus, Human adenovirus, Astrovirus human, human coronavirus, human cytomegalovirus, human enterovirus 68, 70, herpesvir human ca 1, human herpesvirus 2, human herpesvirus 6, human herpesvirus 7, human herpesvirus 8, human immunodeficiency virus, human papillomavirus 1, human papillomavirus 2, human papillomavirus 16, 18, human parainfluenza, human parvovirus B19, human respiratory syncytial virus , human rhinovirus, human SARS coronavirus, human spumaretrovirus, human T-lymphotropic virus, human torovirus, influenza A virus, influenza B virus, influenza C virus, Isfahan virus, polyomavirus JC, Japanese encephalitis virus, Junin arenavirus, polyomavirus KI, polyomavirus Kunjin , Lagos Island Bat Virus, Lake Victoria Marburg Virus, Langat Virus, Lassa Virus, Lordsdale Virus, Twirl Virus, Lymphocytic Choriomeningitis Virus, Machupo Virus, Mayaro Virus, Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus (MERS), Measles Virus, Mengo Encephaloamyocarditis Virus, Polyomavirus Merkel cells, Mokola virus, contagio virus Molluscum Virus, Monkeypox Virus, Mumps Virus, Murray Valley Encephalitis Virus, New York Virus, Nipah Virus, Norwalk Virus, O'Nyong Nyong Virus, Pustular Dermatitis Contagious Virus, Oropush Virus, Pichinde Virus, Poliovirus, Punta Phlebovirus Toro, Puumala virus, Rabies virus, Rift Valley fever virus, Rosavirus A, Ross river virus, Rotavirus A, Rotavirus B, Rotavirus C, Rubella virus, Sagiyama virus, Salivirus A, Sicilian phlebotomic fever virus serotype, Sapporo virus, Forest virus Semliki virus, Seoul virus, Monkey foam virus, Monkey virus 5, Sindbis virus, Southampton virus, St. Louis encephalitis virus, Powassan tick-borne encephalitis virus, TTV hepatitis virus, Tuscan fever virus, Uukuniemi virus, vaccinia virus, varicella-zoster virus, natural virus smallpox, Venezuelan equine encephalitis virus, vesicular stomatitis virus, western equine encephalitis virus, WU polyomavirus, Zapa virus Nile Bottom, Yab Monkey Tumor Virus, Yab-like Disease Virus, Yellow Fever Virus and Zika Virus.
[0110] Некоторые из описанных выше вариантов реализации включают устройство, долговременный машиночитаемый носитель или способ, отличающиеся тем, что целевой агент выбран из группы, состоящей из бактериальной нуклеиновой кислоты, бактериального белка и бактериального токсина.[0110] Some of the embodiments described above include a device, durable computer-readable medium, or method, characterized in that the target agent is selected from the group consisting of a bacterial nucleic acid, a bacterial protein, and a bacterial toxin.
[0111] Согласно некоторым вариантам реализации бактерия содержит целевой агент.[0111] In some embodiments, the bacterium contains the target agent.
[0112] Согласно некоторым вариантам реализации указанная бактерия выбрана из группы, состоящей из грамположительной бактерии или грамотрицательной бактерии.[0112] In some embodiments, said bacterium is selected from the group consisting of a Gram-positive bacterium or a Gram-negative bacterium.
[0113] Согласно некоторым вариантам реализации указанная бактерия выбрана из группы, состоящей из Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas acidovorans, Pseudomonas alcaligenes, Pseudomonas putida, Stenotrophomonas maltophilia, Burkholderia cepacia, Aeromonas hydrophilia, Escherichia coli, Citrobacter freundii, Salmonella typhimurium, Salmonella typhi, Salmonella paratyphi, Salmonella enteritidis, Shigella dysenteriae, Shigella flexneri, Shigella sonnei, Enterobacter cloacae, Enterobacter aerogenes, Klebsiella pneumoniae, Klebsiella oxytoca, Serratia marcescens, Francisella tularensis, Morganella morganii, Proteus mirabilis, Proteus vulgaris, Providencia alcalifaciens, Providencia rettgeri, Providencia stuartii, Acinetobacter baumannii, Acinetobacter calcoaceticus, Acinetobacter haemolyticus, Yersinia enterocolitica, Yersinia pestis, Yersinia pseudotuberculosis, Yersinia intermedia, Bordetella pertussis, Bordetella parapertussis, Bordetella bronchiseptica, Haemophilus influenzae, Haemophilus parainfluenzae, Haemophilus haemolyticus, Haemophilus parahaemolyticus, Haemophilus ducreyi, Pasteurella multocida, Pasteurella haemolytica, Branhamella catarrhalis, Helicobacter pylori, Campylobacter fetus, Campylobacter jejuni, Campylobacter coli, Borrelia burgdorferi, Vibrio cholerae, Vibrio parahaemolyticus, Legionella pneumophila, Listeria monocytogenes, Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitidis, Kingella, Moraxella, Gardnerella vaginalis, Bacteroides fragilis, Bacteroides distasonis, группы гомологии Bacteroides 3452A, Bacteroides vulgatus, Bacteroides ovalus, Bacteroides thetaiotaomicron, Bacteroides uniformis, Bacteroides eggerthii, Bacteroides splanchnicus, Clostridium difficile, Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium avium, Mycobacterium intracellulare, Mycobacterium leprae, Corynebacterium diphtheriae, Corynebacterium ulcerans, Streptococcus pneumoniae, Streptococcus agalactiae, Streptococcus pyogenes, Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus saprophyticus, Staphylococcus intermedius, Staphylococcus hyicus, подвида hyicus, Staphylococcus haemolyticus, Staphylococcus hominis и Staphylococcus saccharolyticus.[0113] In some embodiments, said bacterium is selected from the group consisting of Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas acidovorans, Pseudomonas alcaligenes, Pseudomonas putida, Stenotrophomonas maltophilia, Burkholderia cepacia, Aeromonas hydrophilia, Escherichia coli, Salmonybacter phimurtyphi, , Salmonella paratyphi, Salmonella enteritidis, Shigella dysenteriae, Shigella flexneri, Shigella sonnei, Enterobacter cloacae, Enterobacter aerogenes, Klebsiella pneumoniae, Klebsiella oxytoca, Serratia marcescens, Francisella tularensis, Morganella morganii, Proteus mirabilis, Proteus vulgaris, Providencia, Providencia alcalifaciens stuartii, Acinetobacter baumannii, Acinetobacter calcoaceticus, Acinetobacter haemolyticus, Yersinia enterocolitica, Yersinia pestis, Yersinia pseudotuberculosis, Yersinia intermedia, Bordetella pertussis, Bordetella parapertussis, Bordetella bronchiseptica, Haemophilu s influenzae, Haemophilus parainfluenzae, Haemophilus haemolyticus, Haemophilus parahaemolyticus, Haemophilus ducreyi, Pasteurella multocida, Pasteurella haemolytica, Branhamella catarrhalis, Helicobacter pylori, Campylobacter fetus, Campylobacter jejuni, Campylobacter coli, Borrelia burgdorferi, Vibrio cholerae, Vibrio parahaemolyticus, Legionella pneumophila, Listeria monocytogenes , Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitidis, Kingella, Moraxella, Gardnerella vaginalis, Bacteroides fragilis, Bacteroides distasonis, группы гомологии Bacteroides 3452A, Bacteroides vulgatus, Bacteroides ovalus, Bacteroides thetaiotaomicron, Bacteroides uniformis, Bacteroides eggerthii, Bacteroides splanchnicus, Clostridium difficile, Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium avium, Mycobacterium intracellulare, Mycobacterium leprae, Corynebacterium diphtheriae, Corynebacterium ulcerans, Streptococcus pneumoniae, Streptococcus agalactiae, Streptococcus pyogenes, Enterococcus faecalis, Enterococcus faec ium, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus saprophyticus, Staphylococcus intermedius, Staphylococcus hyicus subspecies hyicus, Staphylococcus haemolyticus, Staphylococcus hominis and Staphylococcus saccharolyticus.
[0114] Некоторые из описанных выше вариантов реализации включают устройство, долговременный машиночитаемый носитель или способ, отличающиеся тем, что целевой агент выбран из группы, состоящей из белка, полипептида, нуклеиновой кислоты, малой молекулы и фармацевтического соединения.[0114] Some of the embodiments described above include a device, a durable computer-readable medium, or a method, characterized in that the target agent is selected from the group consisting of a protein, a polypeptide, a nucleic acid, a small molecule, and a pharmaceutical compound.
[0115] Некоторые из описанных выше вариантов реализации включают устройство, долговременный машиночитаемый носитель или способ, отличающиеся тем, что паразит содержит целевой агент.[0115] Some of the embodiments described above include a device, durable computer-readable medium, or method, characterized in that the parasite contains a target agent.
[0116] Согласно некоторым вариантам реализации указанный паразит выбран из группы, состоящей из эндопаразита и эктопаразита.[0116] In some embodiments, said parasite is selected from the group consisting of an endoparasite and an ectoparasite.
[0117] Согласно некоторым вариантам реализации указанный паразит выбран из группы, состоящей из простейших, гельминтов, трематод и аскарид.[0117] In some embodiments, said parasite is selected from the group consisting of protozoa, helminths, trematodes, and roundworms.
[0118] Согласно некоторым вариантам реализации указанный эндопаразит выбран из группы, состоящей из видов (spp.) Acanthamoeba, Babesia spp., В. divergens, В. bigemina, В. equi, В. microfti, В. duncani, Balamuthia mandrillaris, Balantidium coli, Blastocystis spp., Cryptosporidium spp., Cyclospora cayetanensis, Dientamoeba fragilis, Entamoeba histolytica, Giardia lamblia, Isospora belli, Leishmania spp., Naegleria fowleri, Plasmodium falciparum, Plasmodium vivax, Plasmodium ovale curtisi, Plasmodium ovale wallikeri, Plasmodium malariae, Plasmodium knowlesi, Rhinosporidium seeberi, Sarcocystis bovihominis, Sarcocystis suihominis, Toxoplasma gondii, Trichomonas vaginalis, Trypanosoma brucei, Trypanosoma cruzi, Bertiella mucronata, Bertiella studeri, ленточных червей (Cestoda), Taenia multiceps, Diphyllobothrium latum, Echinococcus granulosus, Echinococcus multilocularis, E. vogeli, E. oligarthrus, Hymenolepis nana, Hymenolepis diminuta, Spirometra erinaceieuropaei, Taenia saginata, Taenia solium, Clonorchis sinensis; Clonorchis viverrini, Dicrocoelium dendriticum, Echinostoma echinatum, Fasciola hepatica, Fasciola gigantica, Fasciolopsis buski, Gnathostoma spinigerum, Gnathostoma hispidum, Metagonimus yokogawai, Metorchis conjunctus, Opisthorchis viverrini, Opisthorchis felineus, Clonorchis sinensis, Paragonimus westermani, Paragonimus africanus, Paragonimus caliensis, Paragonimus kellicotti, Paragonimus skrjabini; Paragonimus uterobilateralis, Schistosoma haematobium, Schistosoma japonicum, Schistosoma mansoni и Schistosoma intercalatum, Schistosoma mekongi, Schistosoma sp., Trichobilharzia regenti, Schistosomatidae, Ancylostoma duodenale, Necator americanus, Angiostrongylus costaricensis, Anisakis, Ascaris sp., Ascaris lumbricoides, Baylisascaris procyonis, Brugia malayi, Brugia timori, Dioctophyme renale, Dracunculus medinensis, Enterobius vermicularis, Enterobius gregorii, Halicephalobus gingivalis, возбудителя лоаоза, Mansonella streptocerca, Onchocerca volvulus, Strongyloides stercoralis, Thelazia californiensis, Thelazia callipaeda, Toxocara canis, Toxocara cati, Trichinella spiralis, Trichinella britovi, Trichinella nelsoni, Trichinella nativa, Trichuris trichiura, Trichuris vulpis, Wuchereria bancrofti, Archiacanthocephala, Moniliformis moniliformis, Linguatula serrata, Oestroidea, Calliphoridae, Sarcophagidae, Cochliomyia hominivorax (семейство Calliphoridae), Tunga penetrans, Cimicidae: Cimex lectularius и Dermatobia hominis.[0118] In some embodiments, said endoparasite is selected from the group consisting of (spp.) Acanthamoeba, Babesia spp., B. divergens, B. bigemina, B. equi, B. microfti, B. duncani, Balamuthia mandrillaris, Balantidium coli, Blastocystis spp., Cryptosporidium spp., Cyclospora cayetanensis, Dientamoeba fragilis, Entamoeba histolytica, Giardia lamblia, Isospora belli, Leishmania spp. knowlesi, Rhinosporidium seeberi, Sarcocystis bovihominis, Sarcocystis suihominis, Toxoplasma gondii, Trichomonas vaginalis, Trypanosoma brucei, Trypanosoma cruzi, Bertiella mucronata, Bertiella studeri, tapeworms (Cestoda), Taenia multiceps, Dilobothrium latum, Echinococcularis locus, multivocus. , E. oligarthrus, Hymenolepis nana, Hymenolepis diminuta, Spirometra erinaceieuropaei, Taenia saginata, Taenia solium, Clonorchis sinensis; Clonorchis viverrini, Dicrocoelium dendriticum, Echinostoma echinatum, Fasciola hepatica, Fasciola gigantica, Fasciolopsis buski, Gnathostoma spinigerum, Gnathostoma hispidum, Metagonimus yokogawai, Metorchis conjunctus, Opisthorchis viverrini, Opisthorchis felineus, Clonorchis sinensis, Paragonimus westermani, Paragonimus africanus, Paragonimus caliensis, Paragonimus kellicotti , Paragonimus skrjabini; Paragonimus uterobilateralis, Schistosoma haematobium, Schistosoma japonicum, Schistosoma mansoni and Schistosoma intercalatum, Schistosoma mekongi, Schistosoma sp., Trichobilharzia regenti, Schistosomatidae, Ancylostoma duodenale, Necator americanus, Angiostrongylus costaricensis, Anisakis, Ascaris sp. , Brugia timori, Dioctophyme renale, Dracunculus medinensis, Enterobius vermicularis, Enterobius gregorii, Halicephalobus gingivalis, causative agent of loiasis, Mansonella streptocerca, Onchocerca volvulus, Strongyloides stercoralis, Thelazia californiensis, Thelazia callipaeda, Toxocara canis, Toxocarais, Trichinella spiralto, Trichinella brichinto nelsoni, Trichinella nativa, Trichuris trichiura, Trichuris vulpis, Wuchereria bancrofti, Archiacanthocephala, Moniliformis moniliformis, Linguatula serrata, Oestroidea, Calliphoridae, Sarcophagidae, Cochliomyia hominivorax (family Calliphoridae), Tunga penetrans, Cimicidae : Cimex lectularius and Dermatobia hominis.
[0119] Согласно некоторым вариантам реализации указанный паразит представляет собой эктопаразита, выбранного из группы, состоящей из Pediculus humanus, Pediculus humanus corporis, Pthirus pubis, Demodex folliculorum, Demodex brevis, Demodex canis, Sarcoptes scabiei, клещей Trombiculidae, Pulex irritans, иксодовых клещей (Ixodidae) и аргасовых клещей (Argasidae).[0119] In some embodiments, said parasite is an ectoparasite selected from the group consisting of Pediculus humanus, Pediculus humanus corporis, Pthirus pubis, Demodex folliculorum, Demodex brevis, Demodex canis, Sarcoptes scabiei, Trombiculidae ticks, Pulex irritans, ixodid ticks ( Ixodidae) and argas mites (Argasidae).
[0120] Некоторые из описанных выше вариантов реализации включают устройство, долговременный машиночитаемый носитель или способ, отличающиеся тем, что микроРНК содержит целевой агент.[0120] Some of the embodiments described above include a device, a durable computer-readable medium, or a method, characterized in that the microRNA contains a target agent.
[0121] Согласно некоторым вариантам реализации указанная микроРНК происходит от млекопитающего. Согласно некоторым вариантам реализации указанная микроРНК происходит от человека.[0121] In some embodiments, said miRNA is mammalian. In some embodiments, said miRNA is human-derived.
[0122] Согласно некоторым вариантам реализации указанная микроРНК выбран из группы, состоящей из hsa-miR-1, hsa-miR-1-2, hsa-miR-100, hsa-miR-100-1, hsa-miR-100-2, hsa-miR-101, hsa-miR-101-1, hsa-miR-101a, hsa-miR-101b-2, hsa-miR-102, hsa-miR-103, hsa-miR-103-1, hsa-miR-103-2, hsa-miR-104, hsa-miR-105, hsa-miR-106a, hsa-miR-106а-1, hsa-miR-106b, hsa-miR-106b-1, hsa-miR-107, hsa-miR-10a, hsa-miR-10b, hsa-miR-122, hsa-miR-122a, hsa-miR-123, hsa-miR-124a, hsa-miR-124a-1, hsa-miR-124a-2, hsa-miR-124a-3, hsa-miR-125a, hsa-miR-125a-5p, hsa-miR-125b, hsa-miR-125b-1, hsa-miR-125b-2, hsa-miR-126, hsa-miR-126-5p, hsa-miR-127, hsa-miR-128a, hsa-miR-128b, hsa-miR-129, hsa-miR-129-1, hsa-miR-129-2, hsa-miR-130, hsa-miR-130a, hsa-miR-130a-1, hsa-miR-130b, hsa-miR-130b-1, hsa-miR-132, hsa-miR-133a, hsa-miR-133b, hsa-miR-134, hsa-miR-135a, hsa-miR-135b, hsa-miR-136, hsa-miR-137, hsa-miR-138, hsa-miR-138-1, hsa-miR-138-2, hsa-miR-139, hsa-miR-139-5p, hsa-miR-140, hsa-miR-140-3p, hsa-miR-141, hsa-miR-142-3p, hsa-miR-142-5p, hsa-miR-143, hsa-miR-144, hsa-miR-145, hsa-miR-146a, hsa-miR-146b, hsa-miR-147, hsa-miR-148a, hsa-miR-148b, hsa-miR-149, hsa-miR-15, hsa-miR-150, hsa-miR-151, hsa-miR-151-5p, hsa-miR-152, hsa-miR-153, hsa-miR-154, hsa-miR-155, hsa-miR-15a, hsa-miR-15a-2, hsa-miR-15b, hsa-miR-16, hsa-miR-16-1, hsa-miR-16-2, hsa-miR-16a, hsa-miR-164, hsa-miR-170, hsa-miR-172a-2, hsa-miR-17, hsa-miR-17-3p, hsa-miR-17-5p, hsa-miR-17-92, hsa-miR-18, hsa-miR-18a, hsa-miR-18b, hsa-miR-181a, hsa-miR-181a-1, hsa-miR-181a-2, hsa-miR-181b, hsa-miR-181b-1, hsa-miR-181b-2, hsa-miR-181c, hsa-miR-181d, hsa-miR-182, hsa-miR-183, hsa-miR-184, hsa-miR-185, hsa-miR-186, hsa-miR-187, hsa-miR-188, hsa-miR-189, hsa-miR-190, hsa-miR-191, hsa-miR-192, hsa-miR-192-1, hsa-miR-192-2, hsa-miR-192-3, hsa-miR-193a, hsa-miR-193b, hsa-miR-194, hsa-miR-195, hsa-miR-196a, hsa-miR-196a-2, hsa-miR-196b, hsa-miR-197, hsa-miR-198, hsa-miR-199a, hsa-miR-199a-1, hsa-miR-199a-1-5p, hsa-miR-199a-2, hsa-miR-199a-2-5p, hsa-miR-199a-3p, hsa-miR-199b, hsa-miR-199b-5p, hsa-miR-19a, hsa-miR-19b, hsa-miR-19b-1, hsa-miR-19b-2, hsa-miR-200a, hsa-miR-200b, hsa-miR-200c, hsa-miR-202, hsa-miR-203, hsa-miR-204, hsa-miR-205, hsa-miR-206, hsa-miR-207, hsa-miR-208, hsa-miR-208a, hsa-miR-20a, hsa-miR-20b, hsa-miR-21, hsa-miR-22, hsa-miR-210, hsa-miR-211, hsa-miR-212, hsa-miR-213, hsa-miR-214, hsa-miR-215, hsa-miR-216, hsa-miR-217, hsa-miR-218, hsa-miR-218-2, hsa-miR-219, hsa-miR-219-1, hsa-miR-22, hsa-miR-220, hsa-miR-221, hsa-miR-222, hsa-miR-223, hsa-miR-224, hsa-miR-23a, hsa-miR-23b, hsa-miR-24, hsa-miR-24-1, hsa-miR-24-2, hsa-miR-25, hsa-miR-26a, hsa-miR-26a-1, hsa-miR-26a-2, hsa-miR-26b, hsa-miR-27a, hsa-miR-27b, hsa-miR-28, hsa-miR-296, hsa-miR-298, hsa-miR-299-3р, hsa-miR-299-5p, hsa-miR-29a, hsa-miR-29a-2, hsa-miR-29b, hsa-miR-29b-1, hsa-miR-29b-2, hsa-miR-29c, hsa-miR-301, hsa-miR-302, hsa-miR-302a, hsa-miR-302b, hsa-miR-302c, hsa-miR-302c, hsa-miR-302d, hsa-miR-30a, hsa-miR-30a-3p, hsa-miR-30a-5p, hsa-miR-30b, hsa-miR-30c, hsa-miR-30c-1, hsa-miR-30d, hsa-miR-30е, hsa-miR-30e, hsa-miR-30e-5p, hsa-miR-31, hsa-miR-31a, hsa-miR-32, hsa-miR-32, hsa-miR-320, hsa-miR-320-2, hsa-miR-320a, hsa-miR-322, hsa-miR-323, hsa-miR-324-3p, hsa-miR-324-5p, hsa-miR-325, hsa-miR-326, hsa-miR-328, hsa-miR-328-1, hsa-miR-33, hsa-miR-330, hsa-miR-331, hsa-miR-335, hsa-miR-337, hsa-miR-337-3p, hsa-miR-338, hsa-miR-338-5p, hsa-miR-339, hsa-miR-339-5p, hsa-miR-34a, hsa-miR-340, hsa-miR-340, hsa-miR-341, hsa-miR-342, hsa-miR-342-3p, hsa-miR-345, hsa-miR-346, hsa-miR-347, hsa-miR-34a, hsa-miR-34b, hsa-miR-34c, hsa-miR-351, hsa-miR-352, hsa-miR-361, hsa-miR-362, hsa-miR-363, hsa-miR-355, hsa-miR-365, hsa-miR-367, hsa-miR-368, hsa-miR-369-5p, hsa-miR-370, hsa-miR-371, hsa-miR-372, hsa-miR-373, hsa-miR-374, hsa-miR-375, hsa-miR-376a, hsa-miR-376b, hsa-miR-377, hsa-miR-378, hsa-miR-378, hsa-miR-379, hsa-miR-381, hsa-miR-382, hsa-miR-383, hsa-miR-409-3p, hsa-miR-419, hsa-miR-422a, hsa-miR-422b, hsa-miR-423, hsa-miR-424, hsa-miR-429, hsa-miR-431, hsa-miR-432, hsa-miR-433, hsa-miR-449a, hsa-miR-451, hsa-miR-452, hsa-miR-451, hsa-miR-452, hsa-miR-452, hsa-miR-483, hsa-miR-483-3p, hsa-miR-484, hsa-miR-485-5p, hsa-miR-485-3p, hsa-miR-486, hsa-miR-487b, hsa-miR-489, hsa-miR-491, hsa-miR-491-5p, hsa-miR-492, hsa-miR-493-3p, hsa-miR-493-5p, hsa-miR-494, hsa-miR-495, hsa-miR-497, hsa-miR-498, hsa-miR-499, hsa-miR-5, hsa-miR-500, hsa-miR-501, hsa-miR-503, hsa-miR-508, hsa-miR-509, hsa-miR-510, hsa-miR-511, hsa-miR-512-5p, hsa-miR-513, hsa-miR-513-1, hsa-miR-513-2, hsa-miR-515-3p, hsa-miR-516-5p, hsa-miR-516-3p, hsa-miR-518b, hsa-miR-519a, hsa-miR-519d, hsa-miR-520a, hsa-miR-520c, hsa-miR-521, hsa-miR-532-5p, hsa-miR-539, hsa-miR-542-3p, hsa-miR-542-5p, hsa-miR-550, hsa-miR-551a, hsa-miR-561, hsa-miR-563, hsa-miR-565, hsa-miR-572, hsa-miR-582, hsa-miR-584, hsa-miR-594, hsa-miR-595, hsa-miR-598, hsa-miR-599, hsa-miR-600, hsa-miR-601, hsa-miR-602, hsa-miR-605, hsa-miR-608, hsa-miR-611, hsa-miR-612, hsa-miR-614, hsa-miR-615, hsa-miR-615-3p, hsa-miR-622, hsa-miR-627, hsa-miR-628, hsa-miR-635, hsa-miR-637, hsa-miR-638, hsa-miR-642, hsa-miR-648, hsa-miR-652, hsa-miR-654, hsa-miR-657, hsa-miR-658, hsa-miR-659, hsa-miR-661, hsa-miR-662, hsa-miR-663, hsa-miR-664, hsa-miR-7, hsa-miR-7-1, hsa-miR-7-2, hsa-miR-7-3, hsa-miR-708, hsa-miR-765, hsa-miR-769-3р, hsa-miR-802, hsa-miR-885-3p, hsa-miR-9, hsa-miR-9-1, hsa-miR-9-3, hsa-miR-9-3р, hsa-miR-92, hsa-miR-92-1, hsa-miR-92-2, hsa-miR-9-2, hsa-miR-92, hsa-miR-92a, hsa-miR-93, hsa-miR-95, hsa-miR-96, hsa-miR-98, hsa-miR-99a и/или hsa-miR-99b.[0122] In some embodiments, said miRNA is selected from the group consisting of hsa-miR-1, hsa-miR-1-2, hsa-miR-100, hsa-miR-100-1, hsa-miR-100-2 , hsa-miR-101, hsa-miR-101-1, hsa-miR-101a, hsa-miR-101b-2, hsa-miR-102, hsa-miR-103, hsa-miR-103-1, hsa -miR-103-2, hsa-miR-104, hsa-miR-105, hsa-miR-106a, hsa-miR-106a-1, hsa-miR-106b, hsa-miR-106b-1, hsa-miR -107, hsa-miR-10a, hsa-miR-10b, hsa-miR-122, hsa-miR-122a, hsa-miR-123, hsa-miR-124a, hsa-miR-124a-1, hsa-miR -124a-2, hsa-miR-124a-3, hsa-miR-125a, hsa-miR-125a-5p, hsa-miR-125b, hsa-miR-125b-1, hsa-miR-125b-2, hsa -miR-126, hsa-miR-126-5p, hsa-miR-127, hsa-miR-128a, hsa-miR-128b, hsa-miR-129, hsa-miR-129-1, hsa-miR-129 -2, hsa-miR-130, hsa-miR-130a, hsa-miR-130a-1, hsa-miR-130b, hsa-miR-130b-1, hsa-miR-132, hsa-miR-133a, hsa -miR-133b, hsa-miR-134, hsa-miR-135a, hsa-miR-135b, hsa-miR-136, hsa-miR-137, hsa-miR-138, hsa-miR-138-1, hsa -miR-138-2, hsa-miR-139, hsa-miR-139-5p, hsa-miR-140, hsa-miR-140-3p, hsa-miR-141, hsa-miR-14 2-3p, hsa-miR-142-5p, hsa-miR-143, hsa-miR-144, hsa-miR-145, hsa-miR-146a, hsa-miR-146b, hsa-miR-147, hsa- miR-148a, hsa-miR-148b, hsa-miR-149, hsa-miR-15, hsa-miR-150, hsa-miR-151, hsa-miR-151-5p, hsa-miR-152, hsa- miR-153, hsa-miR-154, hsa-miR-155, hsa-miR-15a, hsa-miR-15a-2, hsa-miR-15b, hsa-miR-16, hsa-miR-16-1, hsa-miR-16-2, hsa-miR-16a, hsa-miR-164, hsa-miR-170, hsa-miR-172a-2, hsa-miR-17, hsa-miR-17-3p, hsa- miR-17-5p, hsa-miR-17-92, hsa-miR-18, hsa-miR-18a, hsa-miR-18b, hsa-miR-181a, hsa-miR-181a-1, hsa-miR- 181a-2, hsa-miR-181b, hsa-miR-181b-1, hsa-miR-181b-2, hsa-miR-181c, hsa-miR-181d, hsa-miR-182, hsa-miR-183, hsa-miR-184, hsa-miR-185, hsa-miR-186, hsa-miR-187, hsa-miR-188, hsa-miR-189, hsa-miR-190, hsa-miR-191, hsa- miR-192, hsa-miR-192-1, hsa-miR-192-2, hsa-miR-192-3, hsa-miR-193a, hsa-miR-193b, hsa-miR-194, hsa-miR- 195, hsa-miR-196a, hsa-miR-196a-2, hsa-miR-196b, hsa-miR-197, hsa-miR-198, hsa-miR-199a, hsa-miR-199a-1, hsa- miR-199a-1-5p, hsa-miR-199a-2, hsa-miR-199a-2-5p, hsa- miR-199a-3p, hsa-miR-199b, hsa-miR-199b-5p, hsa-miR-19a, hsa-miR-19b, hsa-miR-19b-1, hsa-miR-19b-2, hsa- miR-200a, hsa-miR-200b, hsa-miR-200c, hsa-miR-202, hsa-miR-203, hsa-miR-204, hsa-miR-205, hsa-miR-206, hsa-miR- 207, hsa-miR-208, hsa-miR-208a, hsa-miR-20a, hsa-miR-20b, hsa-miR-21, hsa-miR-22, hsa-miR-210, hsa-miR-211, hsa-miR-212, hsa-miR-213, hsa-miR-214, hsa-miR-215, hsa-miR-216, hsa-miR-217, hsa-miR-218, hsa-miR-218-2, hsa-miR-219, hsa-miR-219-1, hsa-miR-22, hsa-miR-220, hsa-miR-221, hsa-miR-222, hsa-miR-223, hsa-miR-224, hsa-miR-23a, hsa-miR-23b, hsa-miR-24, hsa-miR-24-1, hsa-miR-24-2, hsa-miR-25, hsa-miR-26a, hsa-miR- 26a-1, hsa-miR-26a-2, hsa-miR-26b, hsa-miR-27a, hsa-miR-27b, hsa-miR-28, hsa-miR-296, hsa-miR-298, hsa- miR-299-3р, hsa-miR-299-5p, hsa-miR-29a, hsa-miR-29a-2, hsa-miR-29b, hsa-miR-29b-1, hsa-miR-29b-2, hsa-miR-29c, hsa-miR-301, hsa-miR-302, hsa-miR-302a, hsa-miR-302b, hsa-miR-302c, hsa-miR-302c, hsa-miR-302d, hsa- miR-30a, hsa-miR-30a-3p, hsa-miR-30a-5p, hsa-miR-30b , hsa-miR-30c, hsa-miR-30c-1, hsa-miR-30d, hsa-miR-30е, hsa-miR-30e, hsa-miR-30e-5p, hsa-miR-31, hsa-miR -31a, hsa-miR-32, hsa-miR-32, hsa-miR-320, hsa-miR-320-2, hsa-miR-320a, hsa-miR-322, hsa-miR-323, hsa-miR -324-3p, hsa-miR-324-5p, hsa-miR-325, hsa-miR-326, hsa-miR-328, hsa-miR-328-1, hsa-miR-33, hsa-miR-330 , hsa-miR-331, hsa-miR-335, hsa-miR-337, hsa-miR-337-3p, hsa-miR-338, hsa-miR-338-5p, hsa-miR-339, hsa-miR -339-5p, hsa-miR-34a, hsa-miR-340, hsa-miR-340, hsa-miR-341, hsa-miR-342, hsa-miR-342-3p, hsa-miR-345, hsa -miR-346, hsa-miR-347, hsa-miR-34a, hsa-miR-34b, hsa-miR-34c, hsa-miR-351, hsa-miR-352, hsa-miR-361, hsa-miR -362, hsa-miR-363, hsa-miR-355, hsa-miR-365, hsa-miR-367, hsa-miR-368, hsa-miR-369-5p, hsa-miR-370, hsa-miR -371, hsa-miR-372, hsa-miR-373, hsa-miR-374, hsa-miR-375, hsa-miR-376a, hsa-miR-376b, hsa-miR-377, hsa-miR-378 , hsa-miR-378, hsa-miR-379, hsa-miR-381, hsa-miR-382, hsa-miR-383, hsa-miR-409-3p, hsa-miR-419, hsa-miR-422a , hsa-miR-422b, hsa-miR-423, hsa-miR-424, hs a-miR-429, hsa-miR-431, hsa-miR-432, hsa-miR-433, hsa-miR-449a, hsa-miR-451, hsa-miR-452, hsa-miR-451, hsa- miR-452, hsa-miR-452, hsa-miR-483, hsa-miR-483-3p, hsa-miR-484, hsa-miR-485-5p, hsa-miR-485-3p, hsa-miR- 486, hsa-miR-487b, hsa-miR-489, hsa-miR-491, hsa-miR-491-5p, hsa-miR-492, hsa-miR-493-3p, hsa-miR-493-5p, hsa-miR-494, hsa-miR-495, hsa-miR-497, hsa-miR-498, hsa-miR-499, hsa-miR-5, hsa-miR-500, hsa-miR-501, hsa- miR-503, hsa-miR-508, hsa-miR-509, hsa-miR-510, hsa-miR-511, hsa-miR-512-5p, hsa-miR-513, hsa-miR-513-1, hsa-miR-513-2, hsa-miR-515-3p, hsa-miR-516-5p, hsa-miR-516-3p, hsa-miR-518b, hsa-miR-519a, hsa-miR-519d, hsa-miR-520a, hsa-miR-520c, hsa-miR-521, hsa-miR-532-5p, hsa-miR-539, hsa-miR-542-3p, hsa-miR-542-5p, hsa- miR-550, hsa-miR-551a, hsa-miR-561, hsa-miR-563, hsa-miR-565, hsa-miR-572, hsa-miR-582, hsa-miR-584, hsa-miR- 594, hsa-miR-595, hsa-miR-598, hsa-miR-599, hsa-miR-600, hsa-miR-601, hsa-miR-602, hsa-miR-605, hsa-miR-608, hsa-miR-611, hsa-miR-612, hsa-miR-614, hsa- miR-615, hsa-miR-615-3p, hsa-miR-622, hsa-miR-627, hsa-miR-628, hsa-miR-635, hsa-miR-637, hsa-miR-638, hsa- miR-642, hsa-miR-648, hsa-miR-652, hsa-miR-654, hsa-miR-657, hsa-miR-658, hsa-miR-659, hsa-miR-661, hsa-miR- 662, hsa-miR-663, hsa-miR-664, hsa-miR-7, hsa-miR-7-1, hsa-miR-7-2, hsa-miR-7-3, hsa-miR-708, hsa-miR-765, hsa-miR-769-3p, hsa-miR-802, hsa-miR-885-3p, hsa-miR-9, hsa-miR-9-1, hsa-miR-9-3, hsa-miR-9-3р, hsa-miR-92, hsa-miR-92-1, hsa-miR-92-2, hsa-miR-9-2, hsa-miR-92, hsa-miR-92a, hsa-miR-93, hsa-miR-95, hsa-miR-96, hsa-miR-98, hsa-miR-99a and/or hsa-miR-99b.
[0123] Некоторые из описанных выше вариантов реализации включают устройство, долговременный машиночитаемый носитель или способ, отличающиеся тем, что аналит сельскохозяйственного значения содержит целевой агент.[0123] Some of the embodiments described above include a device, a durable computer-readable medium, or a method, characterized in that the agricultural analyte contains the target agent.
[0124] Согласно некоторым вариантам реализации указанный аналит сельскохозяйственного значения указывает на источник пищевого продукта. Согласно некоторым вариантам реализации указанный аналит сельскохозяйственного значения указывает на животный источник пищевого продукта. Согласно некоторым вариантам реализации указанный аналит сельскохозяйственного значения указывает на род животного источника. Согласно некоторым вариантам реализации указанный аналит сельскохозяйственного значения указывает на растительный источник пищевого продукта. Согласно некоторым вариантам реализации указанный аналит сельскохозяйственного значения указывает на род растительного источника.[0124] In some embodiments, said agricultural analyte is indicative of the source of the food product. In some embodiments, said agricultural analyte is indicative of an animal source of the food product. In some embodiments, said agricultural analyte indicates the genus of the animal source. In some embodiments, said agricultural analyte is indicative of a plant source of the food product. In some embodiments, said agricultural analyte indicates the genus of the plant source.
[0125] Согласно некоторым вариантам реализации указанный аналит сельскохозяйственного значения представляет собой пестицид. Согласно некоторым вариантам реализации указанный аналит сельскохозяйственного значения представляет собой пестицид, выбранный из группы, состоящей из гербицида, инсектицида и фунгицида. Согласно некоторым вариантам реализации указанный аналит сельскохозяйственного значения представляет собой гербицид, выбранный из группы, состоящей из 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-D), атразина, глифосата, мекопропа, дикамбы, параквата, глюфосината, метам-натрия, дазомета, дитопира, пендиметалина, ЕРТС, трифлуралина, флазасульфурона, метсульфурон-метила, диурона, нитрофена, нитрофлуорфена, ацифлуорфена, мезотриона, сулкотриона и нитизинона. Согласно некоторым вариантам реализации указанный аналит сельскохозяйственного значения представляет собой инсектицид, выбранный из группы, состоящей из хлорорганического соединения, фосфорорганического соединения, карбамата, пиретроида, неониконтиноида и рианоида. Согласно некоторым вариантам реализации указанный аналит сельскохозяйственного значения представляет собой фунгицид, выбранный из группы, состоящей из карбендазима, диэтофенкарба, азоксистробина, металаксила, металаксила-m, стрептомицина, окситетрациклина, хлороталонила, тебуконазола, цинеба, манкоцеба, тебуконазола, миклобутанила, триадимефона, фенбуконазола, дезоксиниваленола и манкоцеба.[0125] In some embodiments, said agricultural analyte is a pesticide. In some embodiments, said agricultural analyte is a pesticide selected from the group consisting of a herbicide, an insecticide, and a fungicide. In some embodiments, said agricultural analyte is a herbicide selected from the group consisting of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), atrazine, glyphosate, mecoprop, dicamba, paraquat, glufosinate, metam sodium, dazomet, ditopyr, pendimethalin, EPTC, trifluralin, flazasulfuron, metsulfuron-methyl, diuron, nitrofen, nitrofluorfen, acifluorfen, mesotrione, sulcotrione, and nitisinone. In some embodiments, said agricultural analyte is an insecticide selected from the group consisting of an organochlorine compound, an organophosphorous compound, a carbamate, a pyrethroid, a neonicontinoid, and a ryanoid. In some embodiments, said agricultural analyte is a fungicide selected from the group consisting of carbendazim, diethofencarb, azoxystrobin, metalaxyl, metalaxyl-m, streptomycin, oxytetracycline, chlorothalonil, tebuconazole, cineb, mancozeb, tebuconazole, myclobutanil, triadimefon, fenbuconazole, deoxynivalenol and mancozeb.
[0126] Некоторые из описанных выше вариантов реализации включают устройство, долговременный машиночитаемый носитель или способ, отличающиеся тем, что биомаркер расстройства содержит целевой агент. Согласно некоторым вариантам реализации указанный расстройство представляет собой рак. Согласно некоторым вариантам реализации указанный рак выбирают из рака молочной железы, рака ободочной и прямой кишки, рака желудка, желудочно-кишечных стромальных опухолей, лейкозов и лимфом, рака легкого, меланом, рака головного мозга и рака поджелудочной железы. Согласно некоторым вариантам реализации указанный биомаркер выбирают из рецептора эстрогена, рецептора прогестерона, HER-2/neu, рЭФР, KRAS, UGT1A1, C-KIT, CD20, CD30, FIP1L1-рТРФ-альфа, рТРФ, филадельфийской хромосомы (BCR/ABL), PML/RAR-альфа, ТРМТ, UGT1A1, EML4/ALK, BRAF и повышенных уровней определенных аминокислот, таких как лейцин, изолейцин и валин.[0126] Some of the embodiments described above include a device, a durable computer-readable medium, or a method, characterized in that the biomarker of the disorder contains a target agent. In some embodiments, said disorder is cancer. In some embodiments, said cancer is selected from breast cancer, colorectal cancer, gastric cancer, gastrointestinal stromal tumors, leukemias and lymphomas, lung cancer, melanomas, brain cancer, and pancreatic cancer. In some embodiments, said biomarker is selected from estrogen receptor, progesterone receptor, HER-2/neu, rEGFR, KRAS, UGT1A1, C-KIT, CD20, CD30, FIP1L1-rTRF-alpha, rTRF, Philadelphia chromosome (BCR/ABL), PML/RAR-alpha, TPMT, UGT1A1, EML4/ALK, BRAF and elevated levels of certain amino acids such as leucine, isoleucine and valine.
[0127] Некоторые из описанных выше вариантов реализации включают устройство, долговременный машиночитаемый носитель или способ, отличающиеся тем, что указанный образец происходит от птицы.[0127] Some of the embodiments described above include an apparatus, a durable computer-readable medium, or a method, characterized in that said sample originates from a bird.
[0128] Некоторые из описанных выше вариантов реализации включают устройство, долговременный машиночитаемый носитель или способ, отличающиеся тем, что указанный образец происходит от млекопитающего.[0128] Some of the embodiments described above include a device, a durable computer-readable medium, or a method, characterized in that said sample is from a mammal.
[0129] Некоторые из описанных выше вариантов реализации включают устройство, долговременный машиночитаемый носитель или способ, отличающиеся тем, что указанный образец происходит от человека.[0129] Some of the embodiments described above include a device, a durable computer-readable medium, or a method, characterized in that said sample originates from a human.
[0130] Некоторые из описанных выше вариантов реализации включают устройство, долговременный машиночитаемый носитель или способ, отличающиеся тем, что указанный образец выбран из группы, состоящей из крови, сыворотки, плазмы, мочи, слюны, асцитной жидкости, спинномозговой жидкости, спермы, жидкости легочного лаважа, мокроты, слизи, секрета слизистых оболочек, жидкой среды, содержащей клетки или нуклеиновые кислоты, твердой среды, содержащей клетки или нуклеиновые кислоты, и ткани.[0130] Some of the embodiments described above include a device, durable computer-readable medium, or method, characterized in that said sample is selected from the group consisting of blood, serum, plasma, urine, saliva, ascitic fluid, cerebrospinal fluid, semen, lung fluid lavage, sputum, mucus, mucosal secretions, liquid media containing cells or nucleic acids, solid media containing cells or nucleic acids, and tissues.
[0131] Некоторые из описанных выше вариантов реализации включают устройство, долговременный машиночитаемый носитель или способ, отличающиеся тем, что указанный образец получают путем выполнения этапа, выбранного из прокола пальца, прокола пятки, венепункции, взятия назального аспирата у взрослых, взятия назального аспирата у детей, промывания носоглотки, взятия аспирата из носоглотки, мазка, сбора содержимого толстого кишечника в контейнер, тканевой биопсии и лаважа.[0131] Some of the embodiments described above include an apparatus, a durable computer-readable medium, or a method, characterized in that said sample is obtained by performing a step selected from finger prick, heel prick, venipuncture, adult nasal aspirate, pediatric nasal aspirate , washing the nasopharynx, taking aspirate from the nasopharynx, smear, collecting the contents of the large intestine in a container, tissue biopsy and lavage.
[0132] Некоторые из описанных выше вариантов реализации включают устройство, долговременный машиночитаемый носитель или способ, отличающиеся тем, что указанный образец представляет собой растительный образец.[0132] Some of the embodiments described above include an apparatus, a durable computer-readable medium, or a method, characterized in that said sample is a plant sample.
[0133] Некоторые из описанных выше вариантов реализации включают устройство, долговременный машиночитаемый носитель или способ, отличающиеся тем, что указанный образец представляет собой образец из окружающей среды.[0133] Some of the embodiments described above include an apparatus, durable computer-readable medium, or method, characterized in that said sample is an environmental sample.
[0134] Некоторые из описанных выше вариантов реализации включают устройство, долговременный машиночитаемый носитель или способ, отличающиеся тем, что указанный образец представляет собой образец почвы или образец воды.[0134] Some of the embodiments described above include an apparatus, durable computer-readable medium, or method, characterized in that said sample is a soil sample or a water sample.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0135] На фиг. 1A-1D изображен пример картриджа для обнаружения мишени.[0135] In FIG. 1A-1D depict an example of a target detection cartridge.
[0136] На фиг. 2 изображен другой пример картриджа для обнаружения мишени.[0136] FIG. 2 shows another example of a target detection cartridge.
[0137] На фиг. 3А и 3В изображен другой пример картриджа для обнаружения мишени.[0137] FIG. 3A and 3B show another example of a target detection cartridge.
[0138] На фиг. 4A-4G изображены различные примеры электродов, которые могут быть использованы в тестовой ячейке картриджей по фиг. 1А-3В или в тестовой ячейке или канале другого подходящего картриджа для обнаружения мишени согласно описанию в настоящем документе.[0138] In FIG. 4A-4G depict various examples of electrodes that may be used in the test cell of the cartridges of FIG. 1A-3B or in the test cell or channel of another suitable target detection cartridge as described herein.
[0139] На фиг. 5А изображен первый электрод, или возбуждающий электрод; и второй электрод, или сигнальный электрод, которые могут быть расположены на расстоянии друг от друга внутри тестовой ячейки картриджей по фиг. 1А-3В, или в тестовой ячейке или канале другого подходящего картриджа для обнаружения мишени согласно описанию в настоящем документе.[0139] FIG. 5A shows the first electrode, or excitation electrode; and a second electrode, or signal electrode, which may be spaced apart within the test cell of the cartridges of FIG. 1A-3B, or in the test cell or channel of another suitable target detection cartridge as described herein.
[0140] На фиг. 5В изображен пример сигнала который может быть извлечен с сигнального электрода по фиг. 5А.[0140] In FIG. 5B shows an example of a signal that can be extracted from the signal electrode of FIG. 5A.
[0141] На фиг. 5С изображены составляющая активного сопротивления и реактивная составляющая извлеченные из сигнала, показанного на фиг. 5В, сгенерированного на основе примера положительного теста.[0141] In FIG. 5C shows the resistance component and the reactive component extracted from the signal shown in FIG. 5B generated from the positive test example.
[0142] На фиг. 5D изображены составляющая активного сопротивления и реактивная составляющая, извлеченные из сигналов, показанных на фиг. 5В, из примеров тестов для положительного и отрицательного контроля.[0142] In FIG. 5D shows the resistance component and the reactive component extracted from the signals shown in FIG. 5B, from test examples for positive and negative controls.
[0143] На фиг. 5Е изображены составляющая активного сопротивления и реактивная составляющая, извлеченные из сигнала, показанного на фиг. 5В, сгенерированного на основе другого примера положительного теста.[0143] In FIG. 5E shows the resistance component and the reactive component extracted from the signal shown in FIG. 5B generated from another example of a positive test.
[0144] На фиг. 6 изображена принципиальная блок-схема примера считывающего устройства, которое может быть использовано с картриджами, описанными в настоящем документе.[0144] In FIG. 6 is a schematic block diagram of an example reader that can be used with the cartridges described herein.
[0145] На фиг. 7А приведена технологическая карта примера процесса эксплуатации считывающего устройства во время теста согласно описанию в настоящем документе.[0145] In FIG. 7A is a flow chart of an example of the operation of a reader during a test as described in this document.
[0146] На фиг. 7В приведена технологическая карта примера процесса для анализа данных теста для обнаружения мишени согласно описанию в настоящем документе.[0146] FIG. 7B is a flow chart of an example process for analyzing test data for target detection as described herein.
[0147] На фиг. 8 приведена схема иммунологического анализа с амплификацией.[0147] In FIG. 8 is a diagram of an immunoassay with amplification.
[0148] На фиг. 9 приведена схема иммунологического анализа с амплификацией на основе гранул.[0148] In FIG. 9 is a diagram of an immunoassay with bead-based amplification.
[0149] На фиг. 10 приведена схема иммунологического анализа с амплификацией на основе магнитных гранул.[0149] In FIG. 10 is a diagram of an immunoassay with magnetic bead amplification.
[0150] На фиг. 11 изображен первый электрод, или возбуждающий электрод; и второй электрод, или сигнальный электрод, которые могут быть расположены на расстоянии друг от друга вдоль канала.[0150] In FIG. 11 shows the first electrode, or excitation electrode; and a second electrode, or signal electrode, which may be spaced apart along the channel.
[0151] На фиг. 12 приведен график, показывающий, что сигнал импеданса зависит от частоты возбуждения и изменяется после протекания реакции LAMP в канале, где неравенство слева может определять область частот.[0151] In FIG. 12 is a graph showing that the impedance signal depends on the drive frequency and changes after the LAMP reaction occurs in the channel, where the inequality on the left can determine the frequency domain.
[0152] На фиг. 13 приведен график, показывающий, что в обеих крайних областях импеданс является конденсаторным и не совпадает по фазе (приближается к 90°) с напряжением возбуждения.[0152] In FIG. 13 is a graph showing that in both extreme regions the impedance is capacitive and out of phase (approaching 90°) with the drive voltage.
[0153] На фиг. 14 приведен график, отражающий измеренный импеданс чипа с образцом относительно частоты возбуждения.[0153] FIG. 14 is a graph showing the measured sample chip impedance versus drive frequency.
[0154] На фиг. 15 приведен график, отражающий ответ синхронного детектора в зависимости от безразмерной проводимости.[0154] In FIG. 15 is a graph showing the response of a synchronous detector as a function of dimensionless conductivity.
[0155] На фиг. 16 приведен график, отражающий результаты модели, демонстрирующей согласие с выходом детектора для широкого диапазона проводимости и для заданных шагов частот.[0155] In FIG. 16 is a graph showing the results of the model showing agreement with detector output over a wide range of conductivities and for given frequency steps.
[0156] На фиг. 17А и на фиг. 17В изображен вариант реализации системы обнаружения, которая может применяться для обнаружения присутствия или отсутствия конкретной нуклеиновой кислоты и/или конкретного нуклеотида в образце. На фиг. 17А приведена горизонтальная проекция указанной системы, а на фиг. 17В приведена вертикальная проекция указанной системы в поперечном сечении.[0156] In FIG. 17A and in FIG. 17B depicts an embodiment of a detection system that can be used to detect the presence or absence of a particular nucleic acid and/or a particular nucleotide in a sample. In FIG. 17A is a plan view of this system, and FIG. 17B is a cross-sectional elevational view of this system.
[0157] На фиг. 18 приведена технологическая карта процесса иллюстрирующая вариант реализации устройства для обнаружения мишени.[0157] FIG. 18 is a process flow chart illustrating an embodiment of a target detection device.
[0158] На фиг. 19 приведена технологическая карта процесса, иллюстрирующая вариант реализации устройства для обнаружения мишени.[0158] FIG. 19 is a process flow chart illustrating an embodiment of a target detection device.
[0159] На фиг. 20 изображен пример картриджа для текучей среды.[0159] FIG. 20 shows an example of a fluid cartridge.
[0160] На фиг. 21 приведен вид в плане примера картриджа для текучей среды по фиг. 20.[0160] In FIG. 21 is a plan view of an example of the fluid cartridge of FIG. 20.
[0161] На фиг. 22 изображен пример конфигурации электродов.[0161] In FIG. 22 shows an example of an electrode configuration.
[0162] На фиг. 23 изображен пример канала.[0162] In FIG. 23 shows an example of a channel.
[0163] На фиг. 24 приведен график, отражающий напряжение сенсора на протяжении периода времени до амплификации (- контроль) и после амплификации (+ контроль).[0163] FIG. 24 is a graph showing sensor voltage over time before amplification (- control) and after amplification (+ control).
[0164] На фиг. 25 приведен график, отражающий напряжение сенсора на протяжении периода времени до амплификации (- контроль) и после амплификации (+ контроль) для 0% цельной крови.[0164] FIG. 25 is a graph showing sensor voltage over time before amplification (- control) and after amplification (+ control) for 0% whole blood.
[0165] На фиг. 26 приведен график, отражающий напряжение сенсора на протяжении периода времени до амплификации (- контроль) и после амплификации (+ контроль) для 1% цельной крови.[0165] In FIG. 26 is a graph showing sensor voltage over time before amplification (- control) and after amplification (+ control) for 1% whole blood.
[0166] На фиг. 27 приведен график, отражающий напряжение сенсора на протяжении периода времени до амплификации (- контроль) и после амплификации (+ контроль) для 5% цельной крови.[0166] In FIG. 27 is a graph showing sensor voltage over time before amplification (- control) and after amplification (+ control) for 5% whole blood.
[0167] На фиг. 28 приведен график, отражающий напряжение сенсора на протяжении периода времени до амплификации (- контроль) и после амплификации (+ контроль) для 0% цельной крови из нефильтрованного образца.[0167] FIG. 28 is a graph showing sensor voltage over time before amplification (- control) and after amplification (+ control) for 0% whole blood from an unfiltered sample.
[0168] На фиг. 29 приведен график, отражающий напряжение сенсора на протяжении периода времени до амплификации (- контроль) и после амплификации (+ контроль) для 0% цельной крови из фильтрованного образца.[0168] FIG. 29 is a graph showing sensor voltage over time before amplification (- control) and after amplification (+ control) for 0% whole blood from a filtered sample.
[0169] На фиг. 30 приведен график зависимости времени от нагрузки мишенью; планками погрешностей показано стандартное отклонение.[0169] FIG. 30 is a plot of time versus target load; error bars show the standard deviation.
[0170] На фиг. 31 приведен график проводимости для различных образцов из преамплификационного сосуда (- контроль) и постамплификационного сосуда (+ контроль).[0170] In FIG. 31 is a graph of conductivity for various samples from the pre-amplification vessel (- control) and the post-amplification vessel (+ control).
[0171] На фиг. 32 приведена схема иммунологического анализа с амплификацией на основе магнитных гранул для обнаружения антигена вируса гепатита В (HBsAg).[0171] In FIG. 32 is a diagram of an immunoassay with magnetic bead amplification for the detection of hepatitis B virus antigen (HBsAg).
[0172] На фиг. 33 приведен график, иллюстрирующий обнаружение HBsAg.[0172] In FIG. 33 is a graph illustrating the detection of HBsAg.
[0173] На фиг. 34 приведен график, иллюстрирующий обнаружение HBsAg с низкоионным буфером (Т10).[0173] In FIG. 34 is a graph illustrating the detection of HBsAg with low ion buffer (T10).
[0174] На фиг. 35 приведен график, иллюстрирующий импеданс характеристик картриджа для текучей среды.[0174] FIG. 35 is a graph illustrating the impedance characteristics of a fluid cartridge.
[0175] На фиг. 36А приведен график не совпадающих по фазе сигналов для LAMP, осуществляемой на картридже при 65°С.[0175] FIG. 36A is a graph of out-of-phase signals for LAMP performed on a cartridge at 65°C.
[0176] На фиг. 36В приведен график совпадающих по фазе сигналов для LAMP, осуществляемой на картридже при 65°С.[0176] FIG. 36B is a plot of in-phase signals for LAMP performed on a cartridge at 65°C.
[0177] На фиг. 36С приведен график не совпадающих по фазе сигналов для LAMP, осуществляемой на картридже при 67°С.[0177] FIG. 36C is a graph of out-of-phase signals for LAMP performed on a cartridge at 67°C.
[0178] На фиг. 36D приведен график для совпадающих по фазе сигналов для LAMP, осуществляемой на картридже при 67°С.[0178] FIG. 36D is a plot of in-phase signals for LAMP performed on a cartridge at 67°C.
[0179] На фиг. 36Е приведен график не совпадающих по фазе сигналов для LAMP, осуществляемой на картридже при 67°С.[0179] FIG. 36E is a graph of out-of-phase signals for LAMP performed on a cartridge at 67°C.
[0180] На фиг. 36F приведен график совпадающих по фазе сигналов для LAMP, осуществляемой на картридже при 67°С.[0180] In FIG. 36F is a plot of in-phase signals for LAMP performed on a cartridge at 67°C.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0181] Аспекты описанного в настоящем документе изобретения касаются применения амплификации и бесконтактного электрического сенсорного обнаружения для обнаружения присутствия мишени в образце. Такая диагностическая платформа способна заместить сложные оптические системы и дорогостоящие флуоресцентные метки, используемые для оптической обнаружения, и электроды и электроактивные агенты, используемые для существующих электрохимических и FET-методик, обычными электронными компонентами. Согласно некоторым аспектам амплификация может быть изотермической. Платформа, описанная в настоящем документе, является недорогой, надежной, портативной и потребляет меньше энергии, чем традиционные диагностические системы. Согласно некоторым аспектам указанная диагностическая платформа имеет достаточно небольшой размер, чтобы помещаться в ладони пользователя, и способна функционировать в полевых условиях, например, для диагностики в кабинете врача, в домашних условиях, в удаленном от медицинского учреждения месте.[0181] Aspects of the invention described herein relate to the use of amplification and non-contact electrical sensor detection to detect the presence of a target in a sample. Such a diagnostic platform is capable of replacing the complex optical systems and expensive fluorescent labels used for optical detection, and the electrodes and electroactive agents used for existing electrochemical and FET techniques, with conventional electronic components. In some aspects, the amplification may be isothermal. The platform described in this document is inexpensive, reliable, portable and consumes less power than traditional diagnostic systems. In some aspects, said diagnostic platform is small enough to fit in the palm of a user and capable of operating in the field, such as for in-office diagnostics, at home, at a location remote from a medical facility.
[0182] Многие коммерчески доступные платформы для обнаружения нуклеиновых кислот задействуют традиционную ПЦР, соответственно, требуя температурного циклирования, флуоресцентных меток и оптического инструментария для обнаружения. Указанные факторы приводят к появлению дорогостоящего лабораторного инструментария, задействующего тонкие чувствительные к вибрации детекторы, дорогие флуоресцентные маркеры, и оставляют значительный экослед. Указанное оборудование требует эксплуатации и частой калибровки высококвалифицированным персоналом.[0182] Many commercially available nucleic acid detection platforms employ conventional PCR, respectively requiring temperature cycling, fluorescent labels, and optical detection instrumentation. These factors lead to the emergence of expensive laboratory instruments that use thin vibration-sensitive detectors, expensive fluorescent markers, and leave a significant environmental footprint. This equipment requires operation and frequent calibration by highly qualified personnel.
[0183] Указанные большие, громоздкие платформы приводят к тому, что рутинное использование обычного тестирования на нуклеиновые кислоты (NAT) сложно использовать в клинике и, тем более, в домашних условиях. NAT остается дорогостоящей и медленной стратегией, очень сильно привязанной к централизованному лабораторному оборудованию. При этом предложенная в настоящем документе технология позволяет избежать указанных трудностей.[0183] These large, bulky platforms make the routine use of conventional nucleic acid testing (NAT) difficult to use in the clinic, and even more so at home. NAT remains an expensive and slow strategy, heavily tied to centralized lab equipment. At the same time, the technology proposed in this document allows avoiding these difficulties.
[0184] Проблемой при тестировании в месте предоставления медицинских услуг («point of care», «РОС») является потенциальное ингибирование амплификации интерферентами, часто встречающимися в неочищенных и необработанных клинических образцах, таких как цельная кровь или секрет слизистых оболочек. Минимизация воздействия ингибиторов амплификации может затруднять прямое обнаружение целевых нуклеиновых кислот в клинически релевантных биологических образцах.[0184] A problem in point-of-care ("POC") testing is the potential inhibition of amplification by interferences often found in unpurified and untreated clinical specimens, such as whole blood or mucosal secretions. Minimizing exposure to amplification inhibitors can make it difficult to directly detect target nucleic acids in clinically relevant biological samples.
[0185] Традиционные стратегии обнаружения обычно основаны на методиках флуоресцентной обнаружения. Такие методики могут быть сложными, более дорогими и требовать наличия прецизионных оптических систем. Однако настоящее изобретение в целом опирается на электрические системы обнаружения. Такие электрические системы обнаружения могут использовать микроэлектронику, которая потребляет относительно малое количество энергии и может быть изготовлена с меньшими затратами за счет большого объема производства. Таким образом, электрическое обнаружение геномного материала может позволить перенести достижения компьютерной индустрии в сенсорный биоанализ.[0185] Conventional detection strategies are typically based on fluorescent detection techniques. Such techniques can be complex, more expensive and require precision optical systems. However, the present invention generally relies on electrical detection systems. Such electrical detection systems may use microelectronics that consume relatively little power and can be manufactured at lower cost through high volume production. Thus, the electrical detection of genomic material may allow the advances of the computer industry to be transferred to sensory bioanalysis.
[0186] Существующие электронные методы мониторинга амплификации могут требовать связывания электрохимически активной метки или селективного связывания амплифицированного материала с поверхностью. Однако при клиническом применении в реальных условиях указанным методам часто свойственны недостатки в виде значительного времени отклика, биологического загрязнения электрода или связывающих поверхностей, что приводит к неудовлетворительным соотношениям сигнал/помеха, а также к ограничениям срока службы и надежности устройства. Потенциально обеспечивая высокую чувствительность, использование электрохимической обнаружения или обнаружения на основе полевого транзистора «FET» повышает уровень сложности обнаружения. Это может приводить к большей стоимости и меньшей надежности стратегий, чем обычно требуется для РОС и других пользовательских приложений. Соответственно, очевидна потребность в дополнительных диагностических устройствах.[0186] Existing electronic methods for monitoring amplification may require the binding of an electrochemically active label or the selective binding of the amplified material to a surface. However, in clinical use in real conditions, these methods often have disadvantages in the form of a significant response time, biological contamination of the electrode or bonding surfaces, which leads to unsatisfactory signal-to-noise ratios, as well as limitations on the service life and reliability of the device. Potentially providing high sensitivity, the use of electrochemical detection or FET-based detection increases the level of detection complexity. This can lead to more cost and less robust strategies than is typically required for POC and other user applications. Accordingly, the need for additional diagnostic devices is obvious.
[0187] Предложенная в настоящем документе платформа основана на измерении изменения электрической проводимости, которое происходит во время амплификации нуклеиновых кислот. Вкратце, во время биохимического синтеза ДНК из нуклеотидтрифосфатов, меняются количество и подвижность электрически заряженных молекул. Это, в свою очередь, приводит к изменению проводимости раствора по мере прогрессирования амплификации. Указанное изменение электрической проводимости раствора может быть обнаружено с применением обнаружения способом частотно-зависимой емкостно-сопряженной бесконтактной проводимости («ƒC4D»).[0187] The platform proposed herein is based on measuring the change in electrical conductivity that occurs during amplification of nucleic acids. Briefly, during the biochemical synthesis of DNA from nucleotide triphosphates, the number and mobility of electrically charged molecules change. This, in turn, leads to a change in the conductivity of the solution as the amplification progresses. Said change in the electrical conductivity of the solution can be detected using the detection method of frequency-dependent capacitive-coupled non-contact conductivity ("ƒC 4 D").
[0188] Согласно некоторым вариантам реализации для ƒC4D используют пару электродов, расположенных непосредственно рядом, однако не контактирующих с текучей средой в камере для амплификации, для измерения электрических свойств раствора. Возможность измерять свойства раствора таким образом, без прямого контакта, позволяет избежать проблем, связанных с загрязнением поверхностей, характерных для других электрических методов измерения.[0188] In some embodiments, for ƒC 4 D, a pair of electrodes located directly adjacent, but not in contact with the fluid in the amplification chamber, is used to measure the electrical properties of the solution. The ability to measure solution properties in this way, without direct contact, avoids the surface contamination problems associated with other electrical measurement methods.
[0189] Согласно некоторым вариантам реализации, где используют ƒC4D, высокочастотный сигнал переменного тока («ПТ») подают на возбуждающий электрод. Указанный сигнал представляет собой сигнал с емкостным сопряжением через раствор, где его обнаруживают на сигнальном электроде. Путем сравнения сигнала возбуждения с сигналом на сигнальном электроде может быть определена проводимость раствора.[0189] In some embodiments where ƒC 4 D is used, a high frequency AC signal ("AC") is applied to the drive electrode. Said signal is a capacitively coupled signal through the solution where it is detected at the signal electrode. By comparing the drive signal with the signal at the signal electrode, the conductivity of the solution can be determined.
[0190] При использовании данных конечно-элементных моделей высокого разрешения и эмпирических исследований специфические допуски для технологии на основе ƒC4D могут обеспечивать достижение оптимальной чувствительности обнаружения и оптимального динамического диапазона обнаружения для конкретных вариантов реализации указанной платформы. Такие вычисленные и эмпирически определенные параметры микрофлюидных размеров, характеристики емкостного сопряжения и применяемая частота могут позволить определять параметры, эффективные для обнаружения изменений проводимости раствора. В некоторых вариантах параметры, соответствующие оптимальной обнаружения, могут представлять собой взаимозависимые переменные. В соответствии со следующим уравнением, измеренный импеданс представляет собой функцию сопротивления раствора, емкости и применяемой частоты:[0190] When using these high resolution finite element models and empirical studies, specific tolerances for technology based on ƒC 4 D can achieve optimal detection sensitivity and optimal dynamic range of detection for specific implementations of this platform. Such calculated and empirically determined microfluidic sizing parameters, capacitive coupling characteristics, and applied frequency may allow parameters to be determined that are effective in detecting changes in fluid conductivity. In some embodiments, the parameters corresponding to optimal detection may be interdependent variables. According to the following equation, the measured impedance is a function of solution resistance, capacitance, and applied frequency:
Z = R - (1/pi*f*C)*jZ = R - (1/pi*f*C)*j
[0191] При увеличении толщины пассивирующего слоя электрода паразитная емкость, обусловленная этим слоем, увеличивается соответственно. Поэтому оптимальная частота ПТ для измерения проводимости раствора с применением ƒC4D может быть выбрана с учетом емкости пассивирующего слоя.[0191] As the thickness of the passivating layer of the electrode increases, the parasitic capacitance due to this layer increases accordingly. Therefore, the optimal FET frequency for measuring the conductivity of a solution using ƒC 4 D can be chosen taking into account the capacitance of the passivation layer.
Обзор примеров картриджей, считывателей и обработки сигналаOverview of Cartridge, Reader and Signal Processing Examples
[0192] Согласно некоторым аспектам система для обнаружения мишени в образце включает съемный картридж для текучей среды, который может быть сопряжен с сопутствующим считывающим устройством. Пользователь может ввести образец в картридж, а затем вставить его в считывающее устройство. Указанное считывающее устройство сконфигурировано для выполнения процедур тестирования с применением указанного картриджа и анализа данных тестирования для определения присутствия, отсутствия или количества мишени в образце. Например, указанный картридж может предоставляться с требуемыми агентами, белками или другим химическим веществом для процесса амплификации, с помощью которого амплифицируют мишень, изначально присутствующую в образце. В частности, некоторые картриджи могут предоставляться с требуемым химическим веществом для тестирования нуклеиновых кислот, причем геномный материал в образце экспоненциально копируется с применением процесса молекулярной амплификации согласно описанию в настоящем документе. Указанный картридж может также включать тестовую ячейку, в которой протекает процесс амплификации, при этом тестовая ячейка относится к ячейке, камере, каналу или другой геометрической форме, сконфигурированной таким образом, чтобы содержать (или по существу содержать) исследуемую текучую среду и составляющие процесса амплификации. Считывающее устройство может поддерживать требуемую температуру или другие показатели среды тестирования для указанного картриджа, для облегчения процесса амплификации, и может обеспечивать электронный мониторинг тестовой ячейки картриджа на протяжении некоторой части или всего процесса амплификации. Указанное считывающее устройство может, соответственно, собирать данные сигнала, соответствующие импедансу тестовой ячейки на протяжении времени протекания процесса амплификации, и может анализировать указанный импеданс согласно описанию в настоящем документе для подтверждения наличия, отсутствия или количества мишени в образце. Например, продолжительность процесса амплификации может варьировать от пяти минут до 60 минут, с рядом примеров в диапазоне от десяти минут до тридцати минут. Предпочтительно, согласно некоторым вариантам реализации продукты амплификации обнаруживают в суспензированном в текучей среде виде внутри ячеек, таким образом не происходит прикрепления или секвестрации продуктов амплификации в ячейках, или фиксации или связывания на зондах, которые связаны в ячейках. Согласно другим вариантам реализации продукты амплификации обнаруживают при их прикреплении или секвестрации в ячейках, например, фиксации или связывании с зондами, которые связаны в ячейках.[0192] In some aspects, the system for detecting a target in a sample includes a removable fluid cartridge that can be paired with an accompanying reader. The user can enter the sample into the cartridge and then insert it into the reader. Said reader is configured to perform test procedures using said cartridge and analyze test data to determine the presence, absence, or amount of a target in a sample. For example, said cartridge may be provided with the required agents, proteins, or other chemical for an amplification process that amplifies a target originally present in a sample. In particular, some cartridges may be provided with the required nucleic acid testing chemical, wherein the genomic material in the sample is exponentially replicated using the molecular amplification process as described herein. The specified cartridge may also include a test cell in which the amplification process takes place, while the test cell refers to a cell, chamber, channel or other geometric shape configured to contain (or essentially contain) the fluid under study and the components of the amplification process. The reader may maintain the desired temperature or other test environment for said cartridge to facilitate the amplification process, and may provide electronic monitoring of the test cell of the cartridge during some or all of the amplification process. Said reader may accordingly collect signal data corresponding to the impedance of the test cell over the course of the amplification process, and may analyze said impedance as described herein to confirm the presence, absence, or amount of the target in the sample. For example, the duration of the amplification process may vary from five minutes to 60 minutes, with some examples ranging from ten minutes to thirty minutes. Preferably, in some embodiments, the amplification products are detected in fluid suspension within the wells, such that there is no attachment or sequestration of the amplification products in the wells, or fixation or binding to the probes that are bound in the wells. In other embodiments, amplification products are detected when they are attached or sequestered in the wells, such as by fixation or binding to probes that are bound in the wells.
[0193] Такие системы могут благоприятным образом обеспечивать обнаружение мишени, выполнимое в клинических условиях или даже в домашних условиях пользователя, без необходимости отправки образца в лабораторию для амплификации и анализа. В клинических условиях это может обеспечивать отсутствие задержек при стандартном тестировании нуклеиновых кислот, соответственно, позволяя клиническим специалистам определить диагноз в рамках имеющего типичную продолжительность визита пациента в учреждение. Соответственно, предложенные системы позволяют клиническим специалистам разрабатывать планы лечения пациентов на протяжении их первоначального визита в учреждение, не требуя от клинического специалиста ожидать результатов тестов из лаборатории в течение нескольких часов или даже дней. Например, при посещении пациентом клиники медсестра или другой медицинский работник могут взять у пациента образец и начать тестирование с использованием описанной системы. Указанная система может обеспечить получение результата теста к моменту консультации пациента с врачом или клиническим специалистом для определения плана лечения. В частности, при применении для диагностики патологий, которые быстро прогрессируют, предложенные системы могут позволить избежать задержек, связанных с лабораторными исследованиями, способных негативно повлиять на лечение и исход у пациента.[0193] Such systems can advantageously provide target detection that is feasible in a clinical setting, or even at the user's home, without the need to send the sample to a laboratory for amplification and analysis. In a clinical setting, this can ensure that there are no delays in routine nucleic acid testing, thus allowing clinicians to determine a diagnosis within a typical patient visit to the facility. Accordingly, the proposed systems allow clinicians to develop treatment plans for patients during their initial visit to a facility without requiring the clinician to wait hours or even days for test results from the laboratory. For example, when a patient visits a clinic, a nurse or other healthcare professional may take a sample from the patient and begin testing using the described system. This system can provide a test result at the time of the patient's consultation with a doctor or clinician to determine a treatment plan. In particular, when used to diagnose pathologies that progress rapidly, the proposed systems can avoid delays associated with laboratory tests that can negatively affect treatment and patient outcome.
[0194] Другое преимущество предложенных систем заключается в возможности применения вне клинических условий (например, в полевых условиях, в сельской местности в отсутствие легкого доступа к организованной медицинской клинике) для обнаружения таких состояний здоровья, как инфекционные заболевания (например, лихорадка Эбола), соответственно, позволяя подходящему персоналу принимать немедленные меры для предотвращения или уменьшения распространения заразного заболевания. Аналогичным образом, предложенные системы могут применяться в полевых условиях или на месте предполагаемого наличия опасного загрязняющего агента (например, сибирской язвы), чтобы быстро определить, содержит ли образец опасный загрязняющий агент, соответственно, позволяя подходящему персоналу принимать немедленные меры для предотвращения или смягчения воздействия на человека указанного загрязняющего агента. Кроме того, предложенные системы могут применяться для обнаружения загрязняющих агентов в запасах крови или плазмы, или в пищевой промышленности. Следует понимать, что предлагаемые системы могут обеспечивать аналогичные преимущества и при других сценариях, когда обнаружение мишени в режиме реального времени обеспечивает принятие более эффективных мер, чем отложенное обнаружение при отправке образца во внешнюю лабораторию.[0194] Another advantage of the proposed systems is that they can be used outside of clinical settings (e.g., in the field, in rural areas without easy access to an organized medical clinic) to detect health conditions such as infectious diseases (e.g., Ebola), respectively allowing suitable personnel to take immediate action to prevent or reduce the spread of a contagious disease. Similarly, the proposed systems can be applied in the field or at the site of a suspected presence of a hazardous contaminant (e.g., anthrax) to quickly determine if a sample contains a hazardous contaminant, respectively, allowing appropriate personnel to take immediate action to prevent or mitigate exposure to the person of the specified polluting agent. In addition, the proposed systems can be used to detect contaminants in blood or plasma supplies, or in the food industry. It should be understood that the proposed systems may provide similar benefits in other scenarios where real-time target detection provides more effective action than delayed detection when the sample is sent to an external laboratory.
[0195] Другим преимуществом таких систем является применение недорогостоящих расходных картриджей для однократного использования вместе с многоразовым считывающим устройством, которое может использоваться много раз с разными картриджами и/или для тестов на разные мишени.[0195] Another advantage of such systems is the use of inexpensive disposable cartridges for single use along with a reusable reader that can be used many times with different cartridges and/or for tests on different targets.
[0196] На фиг. 1A-1D изображен пример картриджа 100, сконфигурированного для обнаружения мишени. Согласно описанию в настоящем документе указанная мишень может представлять собой вирусную мишень, бактериальную мишень, антигенную мишень, паразитарную мишень, микроРНК-мишень или аналит сельскохозяйственного значения. Некоторые варианты реализации картриджа 100 могут быть сконфигурированы для тестирования единственной мишени, тогда как некоторые варианты реализации картриджа 100 могут быть сконфигурированы для для тестирования нескольких мишеней.[0196] FIG. 1A-1D depict an
[0197] На фиг. 1А изображен картридж 100 с крышкой 105 над основанием 125. При использовании крышка 105 может функционировать, герметизируя предоставленный образец в картридже 100, тем самым предотвращая воздействие образца на проводящих тестирование операторов и предотвращая попадание любой жидкости в электронику ассоциированного считывающего устройства. Крышка 105 может быть несъемно прикреплена к основанию 125 или может быть съемной согласно определенным вариантам реализации. Крышка 105 может быть сформирована из подходящих материалов, таких как пластик, и может быть непрозрачной, как на изображении, или, в других примерах, может быть полупрозрачной или прозрачной.[0197] FIG. 1A depicts a
[0198] Крышка 105 включает отверстие 115, расположенное над областью ввода образца 120 основания 125. «Над» в настоящем документе относится к отверстию 115, располагающемуся над областью ввода образца 120, если смотреть на картридж 100 сверху вниз под прямым углом к плоской поверхности крышки 105, включающей отверстие 115. Крышка 105 также включает колпачок 110, сконфигурированный таким образом, чтобы герметизировать отверстие 115 за счет текучей среды до и после подачи образца через отверстие 115. Колпачок 110 включает цилиндрический выступ 111, который заглушает отверстие 115 при герметизации колпачка 110 с отверстием 115, пусковой фиксатор 113, сконфигурированный таким образом, чтобы облегчать снятие пользователем колпачка 110 с отверстия 115 при герметизации колпачка 110 с отверстием 115; и шарнир 112, сконфигурированный таким образом, чтобы позволять отодвижение колпачка 110 от отверстия 115 и от пути подачи образца при сохранении прикрепления колпачка 110 к крышке 105. Следует понимать, что другие варианты формы колпачка 110 могут аналогичным образом быть использованы для достижения герметизации отверстия 115; также согласно некоторым вариантам реализации указанный шарнир 112 и/или пусковой фиксатор 113 может быть модифицирован или может отсутствовать. Согласно проиллюстрированному варианту реализации крышка 105 и колпачок 110 выполнены как единое целое из одного фрагмента материала, однако в других вариантах реализации колпачок 110 может представлять собой отдельную от крышки 105 структуру.[0198] The
[0199] При использовании пользователь открывает колпачок 110 и вносит образец, потенциально содержащий мишень или мишени, в указанную область ввода образца 120 основания 125 через отверстие 115 в крышке. Например, пользователь может проколоть палец и внести образец цельной крови в область ввода образца 120, например, через капилляр. Картридж 100 может быть сконфигурирован таким образом, чтобы принимать какой-либо один или более из жидких, полутвердых и твердых типов образцов. После внесения образца пользователь может закрыть колпачок 110 для герметизации отверстия 115. Предпочтительно, герметизация входа в проточный канал основания 125 обеспечивает движение образца (и других жидкостей) через проточный канал основания 125 в тестовую ячейку. Например, пользователь может вставить герметизированный картридж 100, содержащий образец, в считывающее устройство согласно описанию в настоящем документе, и указанное считывающее устройство может активировать необязательное пневматическое устройство сопряжения для передвижения образца в тестовую ячейку. Проточный канал и тестовая ячейка описаны более подробно применительно к фиг. 1В и 1С, а пример считывающего устройства описан применительно к фиг. 6.[0199] In use, the user opens the
[0200] Крышка 105 также включает выемку 130 для экспонирования устройства сопряжения с электродом 135 основания 125, описанного более подробно ниже. Согласно некоторым вариантам реализации крышка 105 может включать подвижную заслонку или съемный кожух для защиты устройства сопряжения с электродом 135 до использования.[0200] The
[0201] На фиг. 1В изображен картридж 100 по фиг. 1А со снятой крышкой, чтобы продемонстрировать признаки основания 125. Основание 125 может быть сформировано из непроницаемого для текучих сред материала, например, литьевого или фрезерованного акрила или пластика. Основание 125 включает область ввода образца 120, блистерную упаковку 140, пневматическое устройство 160 сопряжения, область тестирования 170А, включающую тестовые ячейки 175, и проточный канал 150, сконфигурированный таким образом, чтобы обеспечивать смешивание внесенного образца с жидкостями, содержащимися в блистерной упаковке 140, и перенос указанной перемешанной жидкости в тестовые ячейки 175. Следует понимать, что согласно другим вариантам реализации конкретные геометрические конфигурации или относительное расположение указанных признаков могут варьировать.[0201] In FIG. 1B shows the
[0202] Блистерная упаковка 140 включает пленку, например, из термоформованного пластика, образующую герметизированную камеру, содержащую жидкости для смешивания с внесенным образцом. Указанные жидкости могут включать реагенты для амплификации, буферные растворы, воду или другие требуемые жидкие составляющие для процесса тестирования. Конкретный выбор и химические свойства указанных жидкостей могут быть индивидуализированы для конкретной мишени или мишеней, для тестирования который разработан картридж 100. Некоторые варианты реализации блистерной упаковки 140, могут, кроме того, включать нежидкие соединения, растворенные или суспензированные в заключенной внутри жидкости. Блистерная упаковка 140 может быть закреплена на основании 125, например, внутри непроницаемой для текучих сред камеры, содержащей пневматический канал 161 для текучей среды, ведущий в камеру, и отверстие 141, ведущее из камеры в проточный канал 150. Например, для закрепления блистерной упаковки 140 на месте может применяться кольцо из чувствительного к давлению клея, расположенное вдоль внешней кромки одной или обеих поверхностей блистерной упаковки 140.[0202] The
[0203] При использовании пользователь или считывающее устройство может механически приводить в движение острие (например, иглу или другое остроконечное тело) для прокола блистерной упаковки 140 и высвобождения ее жидкого содержимого через отверстие 141 в первый сегмент 151 проточного канала 150. Указанное острие может быть включено в картридж 100, например, локализовано в камере, содержащей блистерную упаковку 140, при этом указанная камера соединена через текучую среду с указанным первым сегментом 151 проточного канала. В настоящем документе соединение через текучую среду относится к способности переносить текучие среды (например, сжиженный газ). Согласно другому варианту реализации указанный пользователь или считывающее устройство могут нажимать на нижнюю поверхность блистерной упаковки 140 (хотя нижняя поверхность не представлена на иллюстрациях, она располагается напротив поверхности, видимой на фиг. 1В), толкая ее наверх на острие и прокалывая блистерную упаковку 140. Согласно другим вариантам реализации указанное острие может отсутствовать, и пользователь или считывающее устройство могут сжимать блистерную упаковку 140 до тех пор, пока давление жидкого содержимого не приводит к разрыву блистерной упаковки 140. Несмотря на то, что описана способная к разрыву блистерная упаковка, другие варианты реализации могут предусматривать механически открываемые камеры, выполненные таким образом, чтобы аналогичным образом высвобождать заключенные внутри жидкости в первый сегмент 151 проточного канала 150.[0203] In use, a user or reader may mechanically actuate a point (e.g., a needle or other pointed body) to pierce the
[0204] Согласно описанию выше, после внесения образца пользователь герметизирует отверстие 115 крышки, таким образом герметизируя проточный канал 150 внутри картриджа 100. Пневматическое устройство 160 сопряжения выполнено с возможностью обеспечивать подачу текучей среды, такой как воздух, в герметизированный проточный канал 150 через камеру с блистерной упаковкой, способствуя потоку текучей среды в требуемом направлении вдоль проточного канала 150 в тестовые ячейки 175. Пневматическое устройство 160 сопряжения может представлять собой отверстие, ведущее в пневматический канал для текучей среды и соединенное через текучую среду с пневмоуправляемым путем потока 161, который, в свою очередь, ведет в блистерную упаковку 140 или содержащую блистерную упаковку 140 камеру, и соединен с ней через текучую среду. Согласно некоторым вариантам реализации указанный пневматическое устройство 160 сопряжения может представлять собой сжимаемый клапан одностороннего действия, проталкивающий воздух из окружающей среды в пневматический канал 161 для текучей среды при сжатии, и забирающий воздух из окружающей среды при декомпрессии. Согласно таким вариантам реализации повторяющееся сжатие пневматического устройства 160 сопряжения может проталкивать текучую среду в указанном картридже вдоль проточного канала.[0204] As described above, after sample application, the user seals the
[0205] Проточный канал 150 включает сегменты 151, 152, 153, 154, 155 и 156, а также область ввода образца 120, тестовую ячейку 175, впускной путь тестовой ячейки 176 и выпускной путь тестовой ячейки 177. Первый сегмент 151 проточного канала 150 ведет из блистерной упаковки 140 в область ввода образца 120. Второй сегмент 152 проточного канала 150 ведет из области ввода образца 120 в смесительную камеру 153. Смесительная камера 153 представляет собой третий сегмент проточного канала 150, который расширен по сравнению со вторым сегментом 152 и четвертым сегментом 154. Четвертый сегмент 154 проточного канала 150 ведет из смесительной камеры 153 в пятый сегмент 155 проточного канала. Пятый сегмент 155 проточного канала 150 сформирован в области тестирования 170А. Пятый сегмент 155 проточного канала 150 ведет одновременно во впускной путь первой тестовой ячейки 176 и в шестые сегменты 156 проточного канала 150. Каждый из шестых сегментов 156 проточного канала 150 формирует продолжение проточного канала 150 между смежными впусками тестовых ячейках до последнего впуска тестовой ячейки 176. Впускной путь тестовой ячейки 176 соединяет через текучую среду тестовую ячейку 175 с путем потока 150, и может закрываться клапаном 174, например, для предотвращения перекрестной амплификации между тестовыми ячейками. Выпускной путь тестовой ячейки 177 ведет из тестовой ячейки 175 в выпускное отверстие 178, которая позволяет газу выходить из тестовой ячейки 175 и из картриджа 100.[0205] The
[0206] Равномерное или гомогенное перемешивание жидкости из блистерной упаковки 140 с внесенным образцом может давать более точные результаты тестов в некоторых вариантах реализации. Соответственно, смесительная камера 153 сконфигурирована таким образом, чтобы способствовать равномерному перемешиванию жидкости из блистерной упаковки 140 с внесенным образцом, например, путем включения изогнутых областей и/или формы поперечного сечения, способствующей турбулентному, а не ламинарному потоку жидкостей внутри смесительной камеры 153. Турбулентный поток представляет собой режим потока во флюидодинамике, характеризующийся хаотическими изменениями давления и скорость потока текучей среды. Турбулентный поток отличается от ламинарного потока, который наблюдается при протекании текучей среды в параллельных слоях, без разрывов между указанными слоями.[0206] Uniform or homogeneous mixing of the liquid from the sample loaded
[0207] Сегменты 151, 152, 153, 154 проточного канала 150 могут быть полностью заключены внутри материала основания 125, или могут включать три поверхности, сформированные из материала основания 125, где крышка 105 формирует верхнюю поверхность, которая герметизирует указанные каналы. Сегменты 155, 156 проточного канала 150, впускной путь тестовой ячейки 176 и выпускной путь тестовой ячейки 177 могут быть полностью заключены внутри материала основания 125, могут включать три поверхности, сформированные из материала основания 125, где крышка 105 формирует верхнюю поверхность, которая герметизирует указанные признаки, или могут включать две поверхности, сформированные из материала основания 125, где монтажная плата 179 формирует нижнюю поверхность указанных признаков и крышка 105 формирует верхнюю поверхность указанных признаков.[0207] The
[0208] Фиг. 1С иллюстрирует направление потока вдоль проточного канала 150, где обведенными кружками цифрами отмечены определенные точки вдоль проточного канала. Обведенные кружками цифры обсуждаются ниже в качестве примеров этапов продвижения текучей среды 180 по мере ее движения по проточного канала 150 внутри картриджа 100, где каждый этап отмечен стрелкой, указывающей направление движения текучей среды на указанном этапе.[0208] FIG. 1C illustrates the direction of flow along the
[0209] Перед этапом (1) пользователь вносит образец в область ввода образца 120. Для ясности и простоты на фиг. 1С не помечены компоненты, помеченные референсными номерами на фиг. 1В. Также перед этапом (1) разрывается блистерная упаковка 140, так что ее жидкое содержимое высвобождаются из ранее герметизированной камеры.[0209] Before step (1), the user inserts a sample into the
[0210] На этапе (1) воздух или другая текучая среда, вытекающая из пневматического устройства 160 сопряжения, движется в показанном на иллюстрации направлении вдоль пневмоуправляемого проточного канала 161 в направлении разорванной блистерной упаковки 140.[0210] In step (1), the air or other fluid flowing out of the
[0211] На этапе (2) жидкость, высвобождаемая из разорванной блистерной упаковки 140 (называемой в настоящем документе «мастер-миксом»), движется через отверстие 141 в показанном на иллюстрации направлении к первому сегменту 151 проточного канала 150. Мастер-микс продолжает течь вдоль первого сегмента 151 до этапа (3), когда он входит в область ввода образца 120 и начинает переносить образец, увлекая его дальше вдоль проточного канала.[0211] In step (2), the liquid released from the ruptured blister pack 140 (herein referred to as the "master mix") moves through the
[0212] На этапе (4) мастер-микс и образец покидают область ввода образца 120 и протекают вдоль второго сегмента 152 проточного канала 150 в показанном на иллюстрации направлении. Объем мастер-микса может быть предварительно выбран таким образом, чтобы полностью или по существу полностью вымывать внесенный образец из области ввода образца 120 и/или чтобы по меньшей мере заполнять тестовые ячейки 175 и соответствующие им впускные пути 176.[0212] In step (4), the master mix and sample leave the
[0213] На этапе (5) мастер-микс и образец текут в показанном на иллюстрации направлении ко входу в более широкий третий сегмент 153 проточного канала 150, а на этапе (6) мастер-микс и образец смешиваются в гомогенный раствор, где образец равномерно распределен в мастер-миксе. Согласно описанию выше третий сегмент 153 включает изогнутые сегменты и плоскую смесительную камеру, сконфигурированную таким образом, чтобы способствовать перемешиванию мастер-микса и образца. Согласно некоторым вариантам реализации скорость текучей среды, обеспечиваемая пневматическим устройством сопряжения 160, может быть выбрана таким образом, чтобы дополнительно содействовать указанному перемешиванию.[0213] In step (5), the master mix and sample flow in the direction shown in the illustration to the inlet of the wider
[0214] На этапе (7) смешанные мастер-микс и образец (называемые «исследуемой текучей средой») покидают смесительную камеру 153 и входят в четвертый сегмент 154 проточного канала 150, который ведет в область тестирования 170А.[0214] In step (7), the mixed master mix and sample (referred to as "test fluid") leave the mixing
[0215] На этапе (8) исследуемая текучая среда двигается вдоль пятого сегмента 155 проточного канала 150 в показанном на иллюстрации направлении через область тестирования 170А в направлении тестовых ячеек 175.[0215] In step (8), the test fluid moves along the
[0216] На этапе (9) исследуемая текучая среда достигает впускного пути первой тестовой ячейки 176, и ее поток направляется вдоль трех возможных путей, показанных тремя ответвлениями, отходящими от стрелки проточного канала этапа (9).[0216] In step (9), the test fluid reaches the inlet path of the
[0217] Путь на этапе (10) соответствует потоку исследуемой текучей среды дальше вдоль сегмента 156 проточного канала 150 во впускные пути следующих тестовых ячеек 176. Необязательно, клапан 174 на впускном пути тестовой ячейки 176 может быть закрыт, что предотвращает перетекание исследуемой текучей среды к этапу (10).[0217] The path in step (10) corresponds to the flow of the test fluid further along the
[0218] Путь на этапе (11) соответствует необязательному протеканию газовой части исследуемой текучей среды через клапан 174. Согласно некоторым вариантам реализации указанный клапан 174 может включать непроницаемый для жидкости газопроницаемый фильтр, позволяющий отводить какой-либо газ, присутствующий в исследуемой текучей среде, через клапан 174 перед входом в тестовую ячейку 175. Согласно некоторым вариантам реализации указанный клапан 174 не обязательно может быть сконфигурирован таким образом, чтобы отводить газ.[0218] The path in step (11) corresponds to optionally flowing the gas portion of the test fluid through
[0219] Путь на этапе (12) соответствует направлению потока исследуемой текучей среды в тестовую ячейку 175. Согласно некоторым вариантам реализации клапан 174 может быть закрыт для герметизации тестовой ячейки 175 в случае возникновения заданного пускового сигнала. Указанный пусковой сигнал может возникать после того, как заданный объем жидкости, соответствующий объему по меньшей мере тестовой ячейки 175 (и, дополнительно, впускного и выпускного путей 176, 177) протечет вдоль пути на этапе (12). Другой пример закрывающего клапан пускового сигнала может возникать после того, как прошел заданный период времени, соответствующий времени, за которое указанный объем жидкости предположительно протечет вдоль пути на этапе (12). Согласно другому варианту реализации указанный пусковой сигнал может вызывать отключение пневматического устройства 160 сопряжения, после чего текучая среда может начать течь назад вдоль изображенных путей, вызывая перекрестное загрязнение процессов амплификации, происходящих в других тестовых ячейках. Согласно некоторым вариантам реализации изображенная локализация клапана 174 может, как вариант, представлять собой выпускное отверстие для газа, необязательно накрытое непроницаемым для жидкости газопроницаемым фильтром, и описанный клапан может быть локализован вдоль впускного пути тестовой ячейки 176 или вдоль сегмента проточного канала 156.[0219] The path in step (12) corresponds to the direction of flow of test fluid into
[0220] Путь на этапе (13) соответствует направлению потока исследуемой текучей среды или ее газового компонента из тестовой ячейки 175 через выпускной путь 177. Выпускной путь 177 может представлять собой канал, ведущий из тестовой ячейки 175, и исследуемую текучую среду может проталкивать в выпускной путь 177 давление, обеспечиваемое пневматическим устройством сопряжения 160. Согласно некоторым вариантам реализации на устройстве сопряжения тестовой ячейки 175 и выпускном пути 177 может быть установлен непроницаемый для жидкости газопроницаемый фильтр, так что только газовый компонент исследуемой текучей среды протекает через выпускной путь 177.[0220] The path in step (13) corresponds to the direction of flow of the test fluid or its gas component from the
[0221] На этапе (14) газ из исследуемой текучей среды отводится из картриджа 100 через выпускное отверстие 178. Выпускное отверстие 178 может быть накрыто непроницаемым для жидкости газопроницаемым фильтром, позволяющим отводить газ и предотвращающим выход жидкости из картриджа 100. Предпочтительно, обеспечение и облегчение отведения газа из исследуемой текучей среды может минимизировать количество газа, остающееся в тестовой ячейке, максимизировать количество жидкости в тестовой ячейке. Согласно приведенному ниже описанию, минимизация потенциального образования пузырьков газа на пути между электродами может благоприятным образом приводить к получению более надежных сигналов и более точных результатов тестов.[0221] In step (14), gas from the test fluid is vented from
[0222] Возвращаясь к фиг. 1В, область тестирования 170А включает сегменты 155, 156 проточного канала 150, тестовые ячейки 175, впускные пути тестовой ячейки 176, выпускные пути тестовой ячейки 177, отверстия/клапаны 176, 178 и монтажная плата 179. Монтажная плата 179 включает электроды 171А, 171В тестовых ячеек, проводники 172 для переноса тока или других электрических сигналов, и устройство сопряжения с электродом 135. Устройство сопряжения с электродом 135 включает контактные площадки 173; половина контактных площадок 173 сконфигурирована таким образом, чтобы обеспечивать сопряжение возбуждающего электрода тестовой ячейки с источником напряжения или тока считывающего устройства, а другая половина контактных площадок 173 сконфигурирована таким образом, чтобы обеспечивать электрическое сопряжение сигнального электрода тестовой ячейки со считывающим сигнал проводниковым устройством для тестирования. Для ясности на фиг. 1В только определенные повторяющиеся признаки области тестирования 170А отмечены референсными номерами.[0222] Returning to FIG. 1B,
[0223] Монтажная плата 179 может представлять собой печатную монтажную плату, например, изготовленная методом трафаретной печати или шелкографии печатная монтажная плата с несколькими слоями. Монтажная плата 179 может быть напечатана на гибкой пластиковой подложке или полупроводниковой подложка. Монтажная плата 179 может быть сформирована по меньшей мере частично из материала, отличного от материала основания 125, и закреплена на обратной стороне основания 125, при этом располагающаяся сверху область 126 основания 125 включает сегменты 155, 156 проточного канала 150, тестовые ячейки 175, впуски тестовой ячейки 176, выпуски тестовой ячейки 178 и отверстия/клапаны 176, 178. Например, монтажная плата 179 может представлять собой многослойную печатную монтажную плату, прикрепленную, зафиксированную или присоединенную с использованием ламинирования к акрилу располагающейся сверху области 126. Устройство сопряжения с электродом 135 может выходить за пределы кромки, располагающейся сверху области 126. Тестовые ячейки 175 могут быть сформированы в виде проемов в материале располагающейся сверху области 126, таким образом, чтобы электроды 171А, 171В монтажной платы 179 были экспонированы внутри ячейки 175. Соответственно, электроды 171А, 171В могут находиться в прямом контакте с текучей средой, втекающей в ячейку 175. Верхняя поверхность монтажной платы 179 может быть покрыта толстым слоем смолы для получения гладкой плоской поверхности дна тестовых ячеек.[0223] The
[0224] Тестовые ячейки 175 могут содержать твердые высушенные составляющие для процесса тестирования, например, праймеры и белки. Конкретный выбор указанных высушенных составляющих и их химические свойства могут быть индивидуализированы для конкретной мишени или мишеней, для тестирования на которых разработан картридж 100. Тестовые ячейки 175 могут содержать такие же или другие высушенные составляющие. Указанные высушенные составляющие могут быть увлажнены жидкостью, которая втекает в тестовую ячейку (например, жидкостью из блистерной упаковки 140, смешанной с внесенным образцом), и, соответственно, активированы для процедуры тестирования. Предпочтительным образом, введение жидких составляющих в блистерной упаковке 140 отдельно от высушенных твердых составляющих в тестовые ячейки 175 позволяет хранить до применения картридж 100, содержащий компоненты, необходимые для процесса амплификации, при этом также задерживая инициацию амплификации до момента внесения образца.[0224] The
[0225] Тестовые ячейки 175 изображены в виде круглых ячеек, расположенных в два ряда в шахматном порядке, начиная от устройства сопряжения с электродом 135. Тестовые ячейки 175 могут быть в общем случае цилиндрическими, например, в форме круглых проемов в материале верхней части области 126, и ограничены плоскими поверхностями с верхней стороны (например, крышкой 105 или частью располагающейся сверху области 126) и нижней стороны (например, монтажной платой 179). Каждая тестовая ячейка 175 содержит два электрода 171А, 171В, один из которых представляет собой возбуждающий электрод, сконфигурированный таким образом, чтобы подавать ток на образец в тестовой ячейке 175, а другой представляет собой сигнальный электрод, сконфигурированный таким образом, чтобы обнаруживать ток, выходящий из возбуждающего электрода через жидкий образец. Согласно некоторым вариантам реализации одна или более тестовых ячеек может содержать термистор вместо электродов, чтобы обеспечить мониторинг температуры текучей среды внутри картриджа 100.[0225] The
[0226] Мониторинг каждой тестовой ячейки может проводиться независимо от мониторинга других тестовых ячеек, и, соответственно, каждая тестовая ячейка может представлять другой тест. Изображенные электроды 171А, 171В внутри каждой тестовой ячейки представляют собой линейные электроды, расположенные параллельно относительно друг друга. Изображенное расположение тестовых ячеек 175 обеспечивает получение компактной области тестирования 170А с доступом из проточного канала 150 к каждой тестовой ячейке 175. Некоторые варианты реализации могут включать только одну тестовую ячейку, а другие варианты реализации могут включать две или более тестовых ячеек, расположенных в других конфигурациях. Кроме того, форма тестовых ячеек может варьировать согласно другим вариантам реализации, и формы электродов могут соответствовать любым электродам, показанным на фиг. 4A-4G.[0226] The monitoring of each test cell may be independent of the monitoring of other test cells, and thus each test cell may represent a different test. The depicted
[0227] Согласно некоторым вариантам реализации пузырьки газа внутри тестовой ячейки 175, в частности, при ее расположении вдоль пути тока между электродами 171А, 171В, могут создавать шум в сигнале, принимаемом сигнальным электродом. Указанный шум может снижать точность результатов тестов, определяемых на основании сигнала с сигнального электрода. Требуемый высококачественный сигнал может быть получен, когда вдоль пути тока присутствует только жидкость или минимум пузырьков газа. Согласно описанию выше, какой-либо воздух, исходно присутствующий в текучей среде, протекающей вдоль проточного канала 150, может выталкиваться через выпускное отверстие 178. Кроме того, электроды 171А, 171В и/или тестовая ячейка 175 могут иметь форму, смягчающую или предотвращающую образование пузырьков воздуха или газа в жидком образце и их скопление вдоль электродов.[0227] In some embodiments, gas bubbles within
[0228] Например, электроды 171А, 171В расположены на дне тестовой ячейки 175. Это может позволять какому-либо воздуху или газу подниматься в текучей среде в верхнюю часть тестовой ячейки и отдаляться от пути между электродами. В настоящем документе дно тестовой ячейки относится к части тестовой ячейки, куда опускается более тяжелая жидкость под действием гравитации, а верхняя часть тестовой ячейки относится к части тестовой ячейки, куда поднимается более легкий газ, над более тяжелыми жидкостями. Кроме того, электроды 171А, 171В отдалены от периметра или кромок тестовой ячейки 175, то есть от локализации, где, как правило, происходит образование пузырьков.[0228] For example,
[0229] Кроме того, электроды 171А, 171В могут быть сформированы из тонкого плоского слоя материала с минимальной высотой относительно подлежащего слоя монтажной платы, образующего дно тестовой ячейки. Согласно некоторым вариантам реализации электроды 171А, 171В могут быть сформированы с применением электроосаждения и литографии, с получением тонкого слоя металлической пленки, например, высотой примерно 300 нм. Указанная минимальная высота может содействовать предотвращению или уменьшению захвата пузырьков воздуха вдоль устройства сопряжения между электродом и подлежащим слоем. Согласно некоторым вариантам реализации слой проводящего материала может быть нанесен поверх всех электродов для создания более плавного перехода между кромкой электрода и дном тестовой ячейки. Например, тонкий полиимидный слой (например, высотой примерно 5 мкм) может быть нанесен поверх электрода, или на монтажную плату может быть нанесен слой смолы. Согласно дополнительному или альтернативному варианту электроды могут быть расположены в канавках в подлежащем слое, имеющих глубину, приблизительно равную высоте электрода. Указанные и другие подходящие способы могут обеспечивать получение электрода, почти плоского или утопленного в поверхность дна ячейки.[0229] In addition, the
[0230] Предпочтительно, вышеописанные признаки могут содействовать поддержанию окружения жидкостью электродов 171А, 171В и предотвращать или уменьшать расположение пузырьков газа вдоль пути тока между электродами 171А, 171В.[0230] Preferably, the features described above can help maintain the liquid environment of the
[0231] На фиг. 1D представлено графическое изображение вида сверху области тестирования 170В картриджа 100. Как и на фиг. 1В, на фиг. 1D определенные повторяющееся признаки отмечены референсными номерами только в одной локализации для простоты и ясности изображения.[0231] In FIG. 1D is a graphical plan view of
[0232] Область тестирования 170В представляет собой альтернативный вариант реализации области тестирования 170А, при этом разница между указанными двумя вариантами реализации заключается в разной конфигурации электродов внутри тестовых ячеек 175. Согласно варианту реализации области тестирования 170В предложены тестовые ячейки с кольцевыми электродами 171С и 171D. В случае линейных электродов 171А, 171В области тестирования 170А любой электрод может быть возбуждающим электродом или сигнальным электродом. Согласно варианту реализации области тестирования 170В внутренний электрод 171D представляет собой возбуждающий электрод, а внешний электрод 171С представляет собой сигнальный электрод.[0232]
[0233] Внутренний электрод 171D может представлять собой электрод дисковой или кольцевой формы, сопряженный с токоподводящим проводником 172В, который в свою очередь, сопряжен с токоподводящей площадкой 173 устройства сопряжения с электродом 135, который передает ток (например, ПТ-ток заданной частоты) на внутренний электрод 171D со считывающего устройства. Внутренний электрод 171D может быть расположен в центре тестовой ячейки 175. Внешний электрод 171С представляет собой полукруглый электрод, располагающийся концентрически вокруг внутреннего электрода 171D и отделенный от внутреннего электрода 171D зазором. Полукруг внешнего электрода 171С разомкнут там, где кондуктивный вывод соединяет внутренний электрод 171D с токоподводящим проводником 172В. Внешний электрод 171С сопряжен с сенсорным проводником для сенсорного обнаружения тока 172В, который в свою очередь, сопряжен с площадкой для сенсорного обнаружения тока 173 устройства сопряжения с электродом 135, который передает обнаруженный ток на считывающее устройство.[0233] The
[0234] Картридж 100 по фиг. 1A-1D представляет собой обособленное простое в использовании устройство для проведения тестирования на мишень на основе амплификации, например, тестирования на нуклеиновые кислоты, отличающегося тем, что геномный материал в образце экспоненциально копируют с помощью процесса молекулярной амплификации. Предпочтительно, пользователю необходимо только внести образец и вставить картридж 100 в считывающее устройство для гарантированного получения результатов теста, согласно некоторым вариантам реализации, поскольку жидкие и твердые составляющие процесса амплификации помещены внутрь картриджа и автоматически смешиваются с образцом. Согласно некоторым вариантам реализации один или оба картриджа или считыватель могут включать нагреватель и контроллер, сконфигурированный таким образом, чтобы управлять нагревателем для поддержания требуемой для амплификации температуры указанного картриджа. Согласно некоторым вариантам реализации один или оба картриджа или считыватель может включать двигатель, чтобы передавать вибрации на картридж или иным образом встряхивать его, в результате чего какой-либо захваченный газ поднимается в жидкости наверх и отводится из тестовых ячеек.[0234] The
[0235] На фиг. 2 приведена фотография другого примера картриджа 200, сконфигурированного для обнаружения мишени. Картридж 200 использовали для генерации некоторых данных тестирования, описанных в настоящем документе, и он представляет альтернативную конфигурацию некоторых компонентов, описанных применительно к картриджу 100.[0235] FIG. 2 is a photograph of another example of a
[0236] Картридж 200 включает слой печатной монтажной платы 205 и слой из акрила 210, располагающийся сверху и прикрепленный к части слоя печатной монтажной платы 205 с применением чувствительного к давлению клея. Слой из акрила 210 включает ряд тестовых ячеек 215А и ряд ячеек для мониторинга температуры 215В в виде круглых отверстий, проходящих через слой из акрила 210 по всей высоте. Слой печатной монтажной платы 205 может быть сформирован аналогично монтажной плате 179, описанной выше, и включает пару электродов 220, расположенных внутри каждой тестовой ячейки 215А, и термистор 225, расположенный внутри каждой ячейки для мониторинга температуры 215В. Каждый из электродов 220 и термисторов 225 сопряжен с проводниками, заканчивающимися рядом выводов 230 печатной монтажной платы. На иллюстрации шесть выводов обозначены как «SIG» с номерами 1-6 для сигнальных электродов, шесть выводов обозначены как «ЕХС» с номерами 1-6 для возбуждающих электродов, и два вывода для термисторов обозначены как RT1 и RT2.[0236] The
[0237] Во время некоторых тестов, описанных в настоящем документе, следовали представленному ниже примеру протокола. Сначала пользователь заполнял ячейки 215А исследуемой текучей средой и блокировал указанную текучую среду минеральным маслом. Иследуемая текучая среда может не содержать контрольных праймеров, что обеспечивает однозначный отрицательный контроль за счет отсутствия праймеров, способных вызвать амплификацию.[0237] During some of the tests described herein, the following example protocol was followed. First, the user filled
[0238] Затем пользователь нагревал картридж 200 до 65 градусов по Цельсию в течение 10 минут для расширения какого-либо захваченного воздуха в исследуемой текучей среде, заставляя его подняться наверх в жидкости в виде пузырьков. При указанном исходном нагревании в ячейках 215А формировались пузырьки.[0238] The user then heated the 200 cartridge to 65 degrees Celsius for 10 minutes to expand any trapped air in the test fluid, causing it to rise to the top in the liquid as bubbles. Bubbles formed in the
[0239] На следующем этапе пользователь снимает пузырьки с поверхности жидкости в ячейках 215А с применением пипетки или другого инструмента. Согласно описанию выше элиминация пузырьков воздуха может способствовать получению более точных результатов тестов.[0239] In the next step, the user removes bubbles from the surface of the liquid in
[0240] После элиминации пузырьков пользователь позволял картриджу 200 охладиться до комнатной температуры. Затем пользователь вводил положительный контроль (ПК) для петлевой изотермической амплификации (LAMP) на дно каждой из тестовых ячеек 215А, помещал картридж 200 на термоблок и начинал выполнение тестов LAMP. Детектированные сигналы с сигнальных электродов анализировали согласно описанию в настоящем документе для идентификации положительного перепада сигнала.[0240] After the elimination of bubbles, the user allowed the
[0241] На фиг. 3А и 3В изображен другой пример картриджа 300, сконфигурированного для обнаружения мишени. На фиг. 3А приведен вид в перспективе сверху, спереди и слева картриджа 300, а на фиг. 3В изображен вид в перспективе с разрезом, демонстрирующим контур ячеек 320 картриджа 300. Указанный картридж 300 представляет альтернативную конфигурацию некоторых из компонентов, описанных применительно к картриджу 100.[0241] FIG. 3A and 3B depict another example of a
[0242] Указанный картридж 300 включает область ввода образца 305, центральный канал 310, тестовые ячейки 320, ответвления 315, соединяющие через текучую среду тестовые ячейки 320 с центральным каналом 310, электроды 325А, 325В расположенные внутри каждой тестовой ячейки 320, и устройство сопряжения с электродом 320, включающий контактные площадки, сопряженные с проводниками, которые, в свою очередь, сопряжены с соответствующими площадками электродов 325А, 325В и сконфигурированы таким образом, чтобы получать или посылать сигналы со считывающего устройства или на считывающее устройство. Как показано на фиг. 3В, поверхность дна ячеек 320 может быть изогнута таким образом, что каждая ячейка в целом является полусферической. Картридж 300 на изображении открыт сверху, чтобы показать внутренние компоненты, однако при использовании может присутствовать крышка или другой верхний слой для герметизации путей для текучей среды картриджа 300. Крышка может включать отводные отверстия, позволяющие газу выходить из картриджа 300, например, содержать непроницаемые для жидкости газопроницаемые фильтры, согласно описанию выше применительно к фиг. 1A-1D.[0242] Said
[0243] Текучий образец, введенный в область ввода образца 305, стекает по центральному каналу 310, например, под давлением со считывающего устройства, закачивающим указанный образец в картридж 300 через сопряженный порт выше области ввода образца 305. Согласно некоторым вариантам реализации может быть предложено такое считывающее устройство с набором картриджей, например, расположенных один над другим, которое может обеспечивать поступление в каждый картридж одинаковых или разных образцов. Текучий образец может быть в основном жидким с растворенным или захваченным газом (например, пузырьками воздуха). Текучая среда может вытекать из центрального канала 310 через разветвленные каналы 315 и втекать в тестовые ячейки 320. Разветвленные каналы 315 могут входить в верхнюю часть ячейки и могут быть извилистыми (например, включать ряд поворотов с малым радиусом) для предотвращения или ослабления обратного потока текучей среды, который может приводить к перекрестному загрязнению процессов амплификации между различными ячейками.[0243] The fluid sample introduced into the
[0244] На фиг. 4A-4G изображены различные примеры конфигураций электрода, которые могут применяться в тестовой ячейке картриджей по фиг. 1А-3В или в тестовой ячейке или канале другого подходящего картриджа для обнаружения мишени согласно описанию в настоящем документе. Тестовые ячейки, показанные на фиг. 4A-4G, изображены кольцевыми, однако указанные электроды могут применяться в тестовых ячейках другой геометрии в других примерах. Если не указано иное, закрашенные кружки на фиг. 4A-4G соответствуют контактам между описанными электродами и проводниками, ведущими к электроду или от электрода. «Ширина» в настоящем документе ниже относится к размерам в горизонтальном измерении на странице по фиг. 4A-4G, а «высота» в настоящем документе ниже относится к размерам в вертикальном измерении на странице по фиг. 4A-4G. Хотя иллюстративные электроды по фиг. 4A-4G изображены в конкретной ориентации, согласно другим вариантам реализации они могут быть развернуты. Кроме того, описанные примеры размеров соответствуют определенным потенциальным вариантам реализации конфигураций электродов 400A-400G, и их варианты могут иметь другие размеры с теми же соотношениями, что и в предложенных примерах размеров. Электроды, показанные на фиг. 4A-4G, могут быть изготовлены из подходящих материалов, в том числе платины, золота, стали или олова. При экспериментальном тестировании олово и платина функционировали аналогичным образом и подходили для определенных условий проведения тестирования и мишеней.[0244] FIG. 4A-4G depict various examples of electrode configurations that may be used in the test cell of the cartridges of FIG. 1A-3B or in the test cell or channel of another suitable target detection cartridge as described herein. The test cells shown in Fig. 4A-4G are depicted as annular, however, these electrodes may be used in other test cell geometries in other examples. Unless otherwise indicated, the filled circles in FIG. 4A-4G correspond to the contacts between the described electrodes and conductors leading to or from the electrode. "Width" as used herein below refers to dimensions in the horizontal dimension on the page of FIG. 4A-4G, and "height" herein below refers to the dimensions in vertical dimension on the page of FIG. 4A-4G. Although the exemplary electrodes of FIG. 4A-4G are shown in a particular orientation, in other embodiments they may be turned. In addition, the size examples described correspond to certain potential embodiments of the
[0245] На фиг. 4А изображена первая конфигурация электрода 400А, отличающаяся тем, что каждый из первого и второго электродов 405А, 405В сформирован с полукруглым периметром. Прямая кромка первого электрода 405А смежна прямой кромке второго электрода 405В и отделена зазором вдоль измерения ширины в конфигурации 400А. Указанный зазор больше радиуса полукруглых электродов. Соответственно, первый и второй электроды 405А, 405В с полукруглыми периметрами расположены зеркально-симметрично. В одном примере первой конфигурации электрода 400А, зазор между расположенными максимально близко частями указанных первого и второго электродов 405А, 405В составляет приблизительно 26,369 мм, высота (вдоль прямой кромки) каждого из электродов 405А, 405В составляет приблизительно 25,399 мм, а радиус полуокружности каждого из электродов 405А 405В составляет приблизительно 12,703 мм.[0245] FIG. 4A shows a first configuration of
[0246] На фиг. 4В изображена вторая конфигурация электрода 400В. Аналогично первой конфигурации электрода 400А, каждый из первого и второго электродов 410A, 410В во второй конфигурации электрода 400В сформирован с полукруглым периметром и их полуокружности расположены зеркально-симметрично, при этом их прямые кромки обращены друг к другу. Первый и второй электроды 410А, 410В во второй конфигурации электрода 400В могут быть такого же размера, что и первый и второй электроды 405А, 405В в первой конфигурации 400А. Во второй конфигурации электрода 400В зазор вдоль измерения ширины в конфигурации 400В между первым и вторым электродами 410А, 410В меньше, чем в первой конфигурации 400А, и указанный зазор меньше радиуса полуокружности электродов 410A, 410В. В одном примере во второй конфигурации электрода 400В зазор между расположенными максимально близко частями первого и второго электродов 410A, 410В составляет приблизительно 10,158 мм, высота (вдоль прямой кромки) каждого из электродов 410А, 410В составляет приблизительно 25,399 мм, а радиус полуокружности каждого из электродов 410А, 410В составляет приблизительно 12,703 мм.[0246] FIG. 4B shows a
[0247] На фиг. 4С изображена третья конфигурация электрода 400С с первым и вторым линейными электродами 415А, 415В, отделенными зазором вдоль измерения ширины в конфигурации 400С, где зазор приблизительно равен высоте электродов 415А, 415В. Ширина электродов 415А, 415В составляет приблизительно от половины до одной трети от высоты электродов. В одном примере третьей конфигурации электрода 400С зазор между расположенными максимально близко частями первого и второго электродов 415А, 415В составляет приблизительно 25,399 мм, высота каждого из электродов 415А, 415В составляет также приблизительно 25,399 мм, а ширина каждого из электродов 415А, 415В составляет приблизительно 10,158 мм. Концы указанных первого и второго электродов 415А, 415В могут быть закруглены, например, иметь радиус, равный примерно 5,078 мм.[0247] FIG. 4C shows a
[0248] На фиг. 4D изображена четвертая конфигурация электрода 400D с первым и вторым прямоугольными электродами 420А, 420В, отделенными зазором вдоль измерения ширины в конфигурации 400D, где указанный зазор приблизительно равен ширине электродов 420А, 420В. В одном примере четвертой конфигурации электрода 400D зазор между расположенными максимально близко частями указанных первого и второго электродов 420А, 420В составляет приблизительно 20,325 мм, высота каждого из электродов 420А, 420В составляет также приблизительно 23,496 мм, а ширина каждого из электродов 420А, 420В составляет приблизительно 17,777 мм.[0248] FIG. 4D shows a
[0249] На фиг. 4Е изображена пятая конфигурация электрода 400Е с первым и вторым линейными электродами 425А, 425В, отделенными зазором вдоль измерения ширины в конфигурации 400Е, где указанный зазор приблизительно равен высоте электродов 425А, 425В. Пятая конфигурация электрода 400Е аналогична третьей конфигурации электрода 400С, при этом ширина электродов 425А, 425В уменьшена примерно до половины - двух третей ширины электродов 415А, 415В, при такой же высоте. В одном примере пятой конфигурации электрода 400Е зазор между расположенными максимально близко частями указанных первого и второго электродов 425А, 425В составляет приблизительно 25,399 мм, высота каждого из электродов 425А, 425В составляет также приблизительно 25,399 мм, а ширина каждого из электродов 425А, 425В составляет приблизительно 5,078 мм. Концы указанных первого и второго электродов 425А, 425В могут быть закруглены, например, иметь радиус, равный примерно 2,542 мм.[0249] FIG. 4E shows a
[0250] На фиг. 4F изображена шестая конфигурация электрода 400F с концентрическими кольцевыми электродами 430А, 430В. Шестая конфигурация электрода 400F представляет собой конфигурацию, показанную для тестовых ячеек 175 по фиг. 1D. Внутренний электрод 430В может представлять собой электрод дисковой или кольцевой формы и может быть расположен в центре тестовой ячейки. Внешний электрод 430А может представлять собой полукруглый электрод, располагающийся концентрически вокруг внутреннего электрода 430В и отделенный от внутреннего электрода 430В зазором. В шестой конфигурации электрода 400F зазор приблизительно равен радиусу внутреннего электрода 430В. Полукруг внешнего электрода 430А разомкнут там, где кондуктивный вывод соединяет внутренний электрод 430В с токоподводящим проводником. В одном примере шестой конфигурации электрода 400F зазор между внутренней кромкой кольцевого первого электрода 430А и внешним периметром круглого второго электрода 430В составляет приблизительно 11,430 мм, радиус круглого второго электрода 430В составляет приблизительно 17,777 мм, а толщина кольца кольцевого первого электрода 430А составляет приблизительно 5,080 мм. Концы первого электрода 430А могут быть закруглены, например, иметь радиус, равный примерно 2,555 мм, и зазор между открытыми концами кольца первого электрода 435А может быть равен примерно 28,886 мм, от вершины до вершины.[0250] FIG. 4F shows a
[0251] На фиг. 4G изображена седьмая конфигурация электрода 400G с концентрическими кольцевыми электродами 435А, 435В. Аналогично варианту реализации по фиг. 4F внутренний электрод 435В может представлять собой электрод дисковой или кольцевой формы с таким же радиусом, что и у внутреннего электрода 430В, и может быть расположен в центре тестовой ячейки. Внешний электрод 435А может представлять собой полукруглый электрод, располагающийся концентрически вокруг внутреннего электрода 435А и отделенный от внутреннего электрода 435А зазором. В седьмой конфигурации электрода 400G указанный зазор больше радиуса внутреннего электрода 435В, например, в два - три раза больше. Соответственно, радиус внешнего электрода 435В больше, чем у внешнего электрода 430В. В одном примере седьмой конфигурации электрода 400G зазор между внутренней кромкой кольцевого первого электрода 435А и внешним периметром круглого второго электрода 435В составляет приблизительно 24,131 мм, радиус круглого второго электрода 435В составляет приблизительно 17,777 мм, а толщина кольца кольцевого первого электрода 435А составляет приблизительно 5,080 мм. Концы первого электрода 435А могут быть закруглены, например, иметь радиус, равный примерно 2,555 мм, а зазор между открытыми концами кольца первого электрода 435А может составлять примерно 46,846 мм, от вершины до вершины.[0251] FIG. 4G shows a
[0252] Согласно вариантам реализации по фиг. 4А-4Е любой электрод может быть использован в качестве возбуждающего электрода, а другой электрод может быть использован в качестве сигнального электрода. Согласно вариантам реализации по фиг. 4F и 4G внутренний электрод 430В, 435В сконфигурирован для использования в качестве возбуждающего электрода (например, сопряжен с источником тока), а внешний электрод 430A, 435А сконфигурирован для использования в качестве сигнального электрода (например, обеспечивает передачу сигнала в память или процессор). В некоторых примерах тестов шестая конфигурация электрода 400F демонстрировала наилучшую производительность из показанных на фиг. 4A-4G конфигураций.[0252] According to the embodiments of FIG. 4A-4E, either electrode may be used as the excitation electrode and the other electrode may be used as the signal electrode. According to the embodiments of FIG. 4F and 4G, the
[0253] На фиг. 5А изображен первый электрод, или возбуждающий электрод; и второй электрод, или сигнальный электрод, которые могут быть расположены на расстоянии друг от друга внутри тестовой ячейки картриджей по фиг. 1А-3В, или в тестовой ячейке или канале другого подходящего картриджа для обнаружения мишени согласно описанию в настоящем документе.[0253] FIG. 5A shows the first electrode, or excitation electrode; and a second electrode, or signal electrode, which may be spaced apart within the test cell of the cartridges of FIG. 1A-3B, or in the test cell or channel of another suitable target detection cartridge as described herein.
[0254] Образование агрегата, комплекса с нуклеиновой кислотой или полимера, например, в ходе процесса амплификации в тестовых ячейках картриджей по фиг. 1А-3В, может влиять на характеристики длин волн одного или более электрических сигналов, посылаемых через канал. Как показано на фиг. 5А, первый электрод, или возбуждающий электрод 510А расположен на расстоянии от второго электрода, или сенсорного электрода 510В внутри тестовой ячейки 505. Тестовая ячейка 505 может содержать тестовый раствор, подвергающийся процессу амплификации. Во время некоторой части или всего указанного процесса напряжение возбуждения 515 может подаваться на возбуждающий электрод 510А, с которого напряжение возбуждения 515 передается в текучую среду (предпочтительно всю или по существу всю жидкую) внутри ячейки 505.[0254] Formation of an aggregate, nucleic acid complex, or polymer, for example, during the amplification process in the test cells of the cartridges of FIG. 1A-3B can affect the wavelength characteristics of one or more electrical signals sent through the channel. As shown in FIG. 5A, the first electrode or
[0255] После прохождения через жидкий образец и затухания вследствие взаимодействия с ним (схематично обозначенных как сопротивление R и реактивность X) аттенуированное напряжение возбуждения воспринимается или обнаруживается на сенсорном электроде 510В. Текучая среда функционирует как последовательный резистор R с возбуждающим электродом 510А и сенсорным электродом 510В. Текучая среда также функционирует как последовательный(ые) конденсатор(ы), обозначенный(ые) как реактивность X. Зависимость необработанного воспринятого сигнала на протяжении некоторой части или всей продолжительности теста от времени может быть представлена синусоидальной кривой с варьирующими амплитудами, аналогичными показанным на графике 520.[0255] After passing through the liquid sample and attenuating due to interaction with it (schematically denoted as resistance R and reactance X), the attenuated drive voltage is sensed or detected at the sensing electrode 510V. The fluid functions as a series resistor R with
[0256] Напряжение возбуждения 515 может представлять собой переменный ток с заранее определенной задающей частотой. Выбор конкретной частоты может зависеть, например, от конкретной мишени, которую нужно обнаруживать, среды тестируемого образца, химического состава составляющих процесса амплификации, температуры процесса амплификации и/или напряжения возбуждения. Согласно некоторым вариантам реализации картриджей по фиг. 1А-3В задающая частота возбуждения может составлять от 1 кГц и 10 кГц при при минимальном возможном напряжении возбуждения. В одном примере в тестах, выполняемых для идентификации мишени Н. Influienza (106 копий на реакцию), внесенной в 5% цельной крови, задающая частота возбуждения сенсора варьировала от 100 Гц до 100000 Гц при 0,15Вольт. Указанные тесты показали, что требуемый «перепад сигнала», артефакт части сигнала, указывающий на положительный результат для тестируемого образца, описанный более подробно ниже, становится легче обнаруживать при значениях ниже 100 Гц, и легче всего обнаруживать при значениях от 1 кГц до 10 кГц. Кроме того, при частотах в диапазоне от 1 кГц до 10 кГц перепад сигнала благоприятным образом может быть идентифицирован до истечения 12 минут времени тестирования. Благоприятным образом, более быстрая идентификация перепада сигнала может привести к сокращению времени тестирования, что, в свою очередь, обеспечивает более быстрое предоставление результатов тестов и возможность выполнять большее количество тестов в день. При частотах ниже 1 кГц реактивная составляющая сигнала (в котором может быть обнаружен перепад сигнала для положительного образца) монотонно уменьшается. Задающая частота сенсора может быть аналогичным образом точно настроен для других тестов, чтобы оптимизировать производительность, то есть оптимизировать детектируемость перепада сигнала. Детектируемость перепада сигнала относится к возможности стабильно различать положительный образец и отрицательный образец.[0256] The
[0257] На фиг. 5В приведен пример графика 525, отражающий сигнал импеданса 530, который может быть извлечен из необработанного сигнала 520, обеспечиваемого сенсорным электродом 510В. Сигнал импеданса 530 соответствует электрическому импедансу Z тестовой ячейки на протяжении периода времени. Импеданс Z может быть представлен следующим уравнением для комплексных чисел в декартовой системе координат:[0257] FIG. 5B is an
Z=R+jXZ=R+jX
где R соответствует сопротивлению тестовой ячейки и является вещественной частью вышеприведенного уравнения, а X соответствует реактивности тестовой ячейки и является мнимой частью вышеприведенного уравнения (обозначена как j).where R corresponds to the resistance of the test cell and is the real part of the above equation, and X corresponds to the reactance of the test cell and is the imaginary part of the above equation (denoted as j).
Соответственно, импеданс тестовой ячейки может быть разложен на два компонента, сопротивление R и реактивность X.Accordingly, the test cell impedance can be decomposed into two components, resistance R and reactance X.
[0258] Исходно значение сопротивления R может быть определено путем базового измерения в тестовой ячейке до процесса или в начале процесса амплификации. Хотя сопротивление исследуемой текучей среды может отклоняться относительно указанного базового значения на протяжении теста, ток, воспринимаемый сенсорным электродом 510В за счет сопротивления исследуемой текучей среды может совпадать по фазе с сигналом, проходящим через возбуждающий электрод 510А. Соответственно, изменения или отклонение сопротивления может быть идентифицировано по значениям совпадающего по фазе компонента сигнала 520 на протяжении периода времени. Реактивность может возникать в результате эффекта индуктивности в исследуемой текучей среде, емкости в исследуемой текучей среде, или их обоих; указанный эффект может приводить к временному сохранению тока в текучей среде (например, тока электронов, обеспечиваемого возбуждающим электродом 510А). Через некоторое время указанный сохраняемый ток попадает из исследуемой текучей среды в сенсорный электрод 510В. Ввиду указанной задержки ток, воспринимаемый сенсорным электродом 510В, возникающий за счет реактивности исследуемой текучей среды, может не совпадать по фазе с воспринимаемым током, возникающим в результате сопротивления исследуемой текучей среды. Соответственно, значения реактивности исследуемой текучей среды могут быть идентифицированы по значениям несинфазной составляющей сигнала 520 на протяжении периода времени. Реактивность может колебаться в течение всей продолжительности теста за счет изменений химических составляющих исследуемой текучей среды в результате процесса амплификации. Перепад сигнала (например, повышение или снижение реактивности на уровне или выше порогового показателя или величины, и/или в пределах заданного окна времени), указывающий на положительный образец, может быть обнаружен в реактивности X.[0258] The initial value of the resistance R can be determined by baseline measurement in the test cell before the process or at the beginning of the amplification process. Although the resistance of the test fluid may deviate from the specified base value during the test, the current sensed by the
[0259] Во время теста может происходить синусоидальное возбуждение возбуждающего электрода 510A с некоторой амплитудой и напряжением. Возбуждающий электрод 510A расположен последовательно относительно тестовой жидкости в ячейке, которая может рассматриваться как резистор R. Резистор (например, исследуемая текучая среда) и электрод образуют делитель напряжения, с напряжением, определяемым соотношением резисторов и химией/импедансом электрода. Итоговая форма колебаний напряжения, воспринимаемая сенсорным электродом 510В, соответствует сигналу комплексного импеданса 530. Согласно некоторым вариантам реализации кривая, например, сигнала импеданса 530, может не генерироваться, вместо этого необработанный воспринятый сигнал 520 может быть разложен на составляющую активного сопротивления и составляющую реактивного сопротивления согласно описанию в настоящем документе. Сигнал импеданса 530 приведен в качестве примера представления комбинированной кривой, отражающей как сопротивление исследуемой текучей среды, так и реактивность исследуемой текучей среды на протяжении периода времени. Сигнал комплексного импеданса 530 может быть интерпретирован как квадратурно-модулированная форма колебаний (например, комбинация синфазной формы колебаний в результате сопротивления исследуемой текучей среды и нефазной формы колебаний в результате реактивности исследуемой текучей среды), где синфазная и нефазная составляющие изменяются со временем значительно больше, чем модулирующая частота. Синфазная форма колебаний совпадает по фазе со сложной формой колебаний комплексного импеданса. Согласно некоторым вариантам реализации может быть использован синхронный детектор, например, с умножителем и фильтрами нижних частот, реализованными в программируемой пользователем вентильной матрице (ППВМ), для извлечения синфазной и несинфазной составляющих из необработанного сигнала 520 и расчета их амплитуды и фазы.[0259] During the test, a sinusoidal excitation of the
[0260] Для разложения сигнала 530 импеданса (или необработанного воспринятого сигнала 520) на образующие его составляющую активного сопротивления и составляющую реактивного сопротивления, при этом волновой сигнал 520 напряжения на сенсорном электроде 510В замеряют с частотой большей, чем его частота Найквиста (например, с частотой, в два раза превышающей максимальную частоту напряжения возбуждения) и затем разбивают на синфазную составляющую (активное сопротивление) и несинфазную составляющую (реактивное сопротивление). Синфазная и несинфазная составляющие напряжения могут быть рассчитаны с применением известного последовательного сопротивление (например, значения R) для вычисления вещественной составляющей импеданса (активного сопротивления) и мнимой составляющей импеданса (реактивного сопротивления).[0260] To decompose the impedance signal 530 (or the raw sensed signal 520) into its constituent resistance and reactance components, the
[0261] На фиг. 5С приведен график 541 составляющей активного сопротивления 540А и составляющей реактивного сопротивления 540В на протяжении промежутка времени (от t=3 минуты до t=45 минут), извлеченных из необработанного сигнала 520, сгенерированного на основании примера положительного теста. На иллюстрации перепад сигнала 545 соответствует изменению ΔR реактивности 540В на протяжении конкретного окна времени TW. Перепад сигнала 545 указывает на положительный образец. В моменты времени до перепада сигнала 545 кривая реактивности 540В является относительно пологой или стабильной; и, аналогичным образом, после перепада сигнала 545 кривая реактивности 540В является относительно пологой или стабильной. Соответственно, согласно указанному варианту реализации перепад сигнала 545 для конкретных параметров теста, представленных на графике 541, представлен снижением ΔR в ожидаемой области 535.[0261] FIG. 5C is a
[0262] Величина изменения реактивности ΔR, которая соответствует перепаду сигнала 545 положительного образца, а также положение и/или продолжительность конкретного окна времени TW, когда ожидается возникновение перепада сигнала 545, может варьировать в зависимости от ряда параметров теста. Указанные параметры включают конкретную мишень для тестирования (например, скорость, с которой происходит амплификация указанной мишени), частоту напряжения возбуждения, конфигурацию возбуждающего электрода и сенсорного электрода (например, их индивидуальной формы и размеров, зазора, разделяющего электроды; и материала электродов), частоту замеров, количество агентов для амплификации в начале теста, температуру процесса амплификации и количество мишени, присутствующее в образце. Согласно некоторым вариантам реализации ожидаемые характеристики перепада сигнала в положительном образце, заранее определенные, например, экспериментальным путем, могут применяться для различения положительных образцов и отрицательных образцов. Согласно некоторым вариантам реализации ожидаемые характеристики перепада сигнала могут применяться для определения тяжести или прогрессирования медицинского состояния, например, путем установления корреляции между конкретными характеристиками перепада сигнала и конкретными исходными количествами мишени в образце. Заранее определенные ожидаемые характеристики могут поступать в устройство считывания, храниться в нем и затем при определении результатов тестирования быть доступными для обращения устройства считывания, сконфигурированным для приема сигналов от сенсорного электрода (электродов) тестового картриджа.[ 0262 ] The amount of reactivity change ΔR that corresponds to a positive
[0263] Для заданного теста ожидаемая величина изменения реактивности ΔR и ожидаемое окно времени TW перепада сигнала 545 для положительного образца могут быть определены экспериментальным путем на основании мониторинга и анализа кривых реактивности, сгенерированных образцами для положительного контроля (и, необязательно, образцами для отрицательного контроля). Согласно некоторым вариантам реализации параметры тестирования, влияющие на перепад сигнала, могут варьировать и могут быть точно настроены для идентификации параметров, которые соответствуют точно различимому перепаду сигнала. Считыватель и картридж согласно описанию в настоящем документе могут быть сконфигурированы таким образом, чтобы подходить для тестируемой конфигурации, и снабжены характеристиками для ожидаемого перепада сигнала для указанного теста.[0263] For a given test, the expected amount of change in reactivity ΔR and the expected time window T W of the
[0264] Например, в серии экспериментальных тестов на Н. influenza исследуемая текучая среда исходно включала праймеры для амплификации и 1000000 добавленных копий мишени, напряжение возбуждения составляло 200 мВ Р2Р, параметры тестирования включали начало качания частоты в диапазоне 10 кГц и окончание качания частоты в диапазоне 10 МГц для частоты тока возбуждения, ближний и дальний межэлектродные зазоры, настроенные на 2,55 мм и 5 мм, соответственно. Устанавливали температуру амплификации, равную 65,5 градусов по Цельсию, и компоновка двух электродов (по одному для каждого из ближних и дальних зазоров) включала платиновые электроды. При низких частотах (10 кГц - 100 кГц) детектируемые перепады сигнала идентифицировали, начиная примерно с 23 минут амплификации, при примерно 10 кГц и примерно на 30 минуте при примерно 100 кГц, при использовании конфигурации электрода с зазором 5 мм, с величиной изменения реактивности примерно 3,5-4 Ома при 10 кГц, падающей примерно до 3,25-3,5 Ома при 100 кГц. При низких частотах (10 кГц - 100кГц) детектируемые перепады сигнала идентифицировали, начиная примерно с 25 минут амплификации при примерно 10 кГц, и примерно с 30 минут при примерно 100 кГц, при использовании конфигурации электрода с зазором 2,5 мм, с величиной изменения реактивности примерно 3,5-4 Ома. При более высоких частотах падение реактивности перепада сигнала уменьшалось, и время идентификации указанных меньших перепадов сигнала сдвигалось на более поздний момент в процессе амплификации. Соответственно, в указанном примере тестовая ячейка в тестовом картридже может быть сконфигурирована с зазором электродов 5 мм, а считывающее устройство может быть сконфигурировано для подачи тока возбуждения 10 кГц на тестовый картридж во время амплификации. Считывающее устройство может быть снабжено инструкциями для обеспечения указанного тока и мониторинга итоговой реактивности тестовой ячейки на протяжении всей амплификации или окна времени вокруг ожидаемого момента перепада сигнала (в данном случае равного 23 минутам), например, от 20 до 35 минут. Считывающее устройство может также быть снабжено инструкциями для идентификации положительного образца на основании реактивности, демонстрирующей изменение, составляющее примерно 3,5-4 Ом, примерно через 23 минуты амплификации или в пределах окна времени вокруг ожидаемого момента перепада сигнала.[0264] For example, in a series of experimental tests for H. influenza, the test fluid initially included primers for amplification and 1,000,000 copies of the target added, the drive voltage was 200 mV P2P, the test parameters included the beginning of the sweep in the range of 10 kHz and the end of the sweep in the
[0265] После идентификации значения ΔR и TW могут быть переданы в считывающие устройства для использования при различении положительных и отрицательных образцов в данном конкретном тесте. Согласно некоторым примерам такие устройства могут определять, содержит ли кривая реактивности 540В требуемое значение и/или имеет ли требуемый наклон в пределах идентифицированного окна времени TW, чтобы соответствовать перепаду сигнала. Согласно другим вариантам реализации указанное считывающее устройство может анализировать форму кривой реактивности на протяжении периода времени для определения того, содержит ли она перепад сигнала. Согласно некоторым вариантам реализации считыватель может модифицировать процедуры тестирования на основании идентифицированного окна времени TW, когда ожидается перепад сигнала 545, например, например, путем подачи напряжения возбуждения и мониторинга полученного сигнала только в пределах указанного окна, что позволяет благоприятным образом экономить энергию и ресурсы для обработки по сравнению с непрерывным мониторингом в течение всего времени тестирования.[0265] Once identified, the Δ R and T W values can be transferred to readers for use in distinguishing between positive and negative samples in that particular test. According to some examples, such devices can determine if the reactance curve 540V contains the required value and/or has the required slope within the identified time window T W to match the signal edge. In other embodiments, said reader may analyze the shape of the reactivity curve over a period of time to determine if it contains a signal edge. In some embodiments, the reader may modify the test procedures based on the identified time window T W when
[0266] На фиг. 5D приведен график 551 составляющей активного сопротивления и составляющей реактивного сопротивления, извлеченных из необработанных сенсорных данных воспринимающего электрода 510В при проведении примеров тестов с положительным и отрицательным контролем. В частности, на графике 551 показана кривая 550A сопротивления положительного образца, кривая реактивности 550В положительного образца, кривая 550С сопротивления положительного образца и кривая 550D реактивности положительного образца на протяжении 35-минутного теста. Как показано на фиг. 5D, перепад сигнала в случае положительного образца происходит примерно через 17 минут после начала теста, с относительно пологой и стабильной кривой реактивности 550В перед перепадом сигнала. И напротив, в то же самое время кривая реактивности 550D отрицательного образца не демонстрирует перепада сигнала, а сохраняет квадратичную кривизну с момента времени, примерно равного 8 минутам до конца теста.[0266] FIG. 5D is a
[0267] На фиг. 5Е приведен график 561 составляющей активного сопротивления 560А и составляющей реактивного сопротивления 560В на протяжении периода времени (от t=0 минут до t=60 минут с начала амплификации), извлеченных из необработанного сигнала 520, сгенерированного на основе примера положительного теста. На иллюстрации перепад сигнала 565 соответствует изменению ΔR реактивности 560В в пределах конкретного окна времени TW. Перепад сигнала 565 указывает на положительный образец. В моменты времени до перепада сигнала 565 кривая реактивности 560В является относительно пологой или стабильной, и, аналогичным образом, после перепада сигнала 565 кривая реактивности 560В является относительно пологой или стабильной, и незначительно вогнутой. Перепад сигнала 565 для конкретных параметров тестирования, показанный на графике 561, выглядит как пик, выброс или колоколообразная кривая в ожидаемой области 535, когда значения реактивности растут и снижаются на значение ΔR, образуя приближенно параболическую кривую. Согласно описанию в настоящем документе варьирование определенных параметров тестирования (например, конфигурации тестовых ячеек, химии и исходного количества составляющих амплификации, мишени и характеристик тока возбуждения) может изменять геометрию перепада сигнала, обеспечиваемого положительным образцом. Соответственно, согласно некоторым вариантам реализации геометрия «перепада сигнала» на кривой зависимости значений реактивности от времени может варьировать от теста к тесту, хотя для конкретного теста геометрия кривой и/или временные рамки перепада сигнала остаются стабильными в пределах параметров изменений реактивности и/или временных рамок во всех положительных образцах для указанного теста. [0266] На фиг. 6 приведена принципиальная блок-схема примера считывающего устройства 600, которое может применяться с картриджами, описанными в настоящем документе, например, картриджами 100 или 300. Считывающее устройство 600 включает память 605, процессор 610, коммуникационный модуль 615, пользовательский интерфейс 620, нагреватель 625, устройство сопряжения с электродом 630, источник напряжения 635, накопитель энергии на сжатом воздухе 640, двигатель 650 и полость 660, в которую может быть вставлен картридж.[0267] FIG. 5E is a
[0268] Когда тестовый картридж 100 вставляют в считывающее устройство, происходит сопряжение устройства сопряжения с электродом 135 картриджа с устройством сопряжения с электродом 630 считывающего устройства 600. Это может обеспечивать обнаружение встраивания картриджа считывающим устройством 600, например, путем тестирования на наличие установленного коммуникационного пути. Кроме того, такие коммуникации могут обеспечивать идентификацию считывающим устройством 600 встраивания конкретного тестового картриджа 100 и доступ к соответствующим протоколам тестирования. Протоколы тестирования могут включать продолжительность теста, температуру теста, характеристики кривой импеданса положительного образца и информацию для выведения пользователю на основании различных полученных результатов тестов. Согласно другим вариантам реализации считывающее устройство 600 может принимать через пользовательский интерфейс 620 указание на то, что картридж встроен (например, за счет ввода пользователем команды «начать тестирование» и, необязательно, идентификатора тестового картриджа).[0268] When the
[0269] Память 605 включает одно или более физических устройств для электронного хранения, сконфигурированных таким образом, чтобы обеспечивать хранение исполняемых компьютером инструкций для управления операциями считывающего устройства 600 и данных, генерируемых при использовании считывающего устройства 600. Например, память 605 может получать и хранить данные с сенсорных электродов, сопряженных с устройством сопряжения с электродом 630.[0269] The memory 605 includes one or more physical electronic storage devices configured to store computer-executable instructions for controlling the operations of the
[0270] Процессор 610 включает один или более аппаратных процессоров, которые исполняют исполняемые компьютером инструкции для управления операциями считывающего устройства 600 во время теста, например, путем организации пользовательского интерфейса 620, управления нагревателем 625, управления коммуникационным модулем 615 и активации источника напряжения 635, сжатого воздуха 640 и двигателя 650. Один пример операций тестирования описан применительно к фиг. 7А ниже. Процессор 610 может быть также сконфигурирован указанными инструкциями для определения результатов тестов на основании данных, полученных с возбуждающих электродов вставленного тестового картриджа, например, путем выполнения процесса по фиг. 7В, описанного ниже. Процессор 610 может быть сконфигурирован для идентификации разных мишеней в одном тестовом образце на основании сигналов, полученных из разных тестовых ячеек одного картриджа, или может идентифицировать одну мишень на основании индивидуального или совокупного анализа сигналов из разных тестовых ячеек.[0270] The
[0271] Коммуникационный модуль 615 может необязательно содержаться в считывающем устройстве 600 и включать сетевые аппаратные компоненты, например, проводные или беспроводные компоненты сети для обеспечения сетевой коммуникации между считывающим устройством 600 и удаленными вычислительными устройствами. Подходящие компоненты сети включают WiFi, Bluetooth, модемы сотовой связи, порты Ethernet, USB-порты и т.п. Предпочтительно, сетевые возможности могут позволять считывающему устройству 600 посылать результаты тестов и другие данные тестирования по сети в идентифицированные удаленные вычислительные устройства, такие как больничные информационные системы и/или лабораторные информационные системы, которые хранят электронные медицинские записи, базы данных национальных агентств здравоохранения и вычислительные устройства клинических специалистов или другого назначенного персонала. Например, врач может получать результаты тестов для конкретного пациента на мобильное устройство, ноутбук или офисный стационарный компьютер по мере того как считывающее устройство определяет результаты тестов, что позволяет врачу добиваться более коротких сроков реализации диагностики и планов лечения. Кроме того, сетевые возможности могут позволять считывающему устройству 600 принимать информацию по сети с удаленных вычислительных устройств, например, обновленные параметры перепада сигнала для текущего теста, новые параметры перепада сигнала для новых тестов, и обновленные или новые протоколы тестирования.[0271] The communication module 615 may optionally be contained in the
[0272] Пользовательский интерфейс 620 может включать дисплей для представления результатов тестов и другой тестовой информации пользователям, а также пользовательские устройства ввода (например, кнопки, дисплей с сенсорным управлением), позволяющие пользователю вводить команды или данные тестирования в считывающее устройство 600.[0272] The user interface 620 may include a display for presenting test results and other test information to users, as well as user input devices (e.g., buttons, a touchscreen display) allowing the user to enter commands or test data into the
[0273] Нагреватель 625 может быть расположен смежно с полостью 660 для нагревания вставленного картриджа до температуры, требуемой для процесса амплификации. Хотя изображенный нагреватель 625 расположен с одной стороны полости 660, согласно некоторым вариантам реализации он может окружать указанную полость.[0273] A heater 625 may be positioned
[0274] Согласно описанию в настоящем документе источник напряжения 635 может подавать сигнал возбуждения при заранее определенных напряжении и частоте на каждый возбуждающий электрод вставленного тестового картриджа. Накопитель энергии на сжатом воздухе 640 может применяться для подачи пневматического давления через канал 645 на пневматическое устройство 160 сопряжения тестового картриджа 100, что способствует протеканию жидкости внутри тестового картриджа. Накопитель энергии на сжатом воздухе 640 может сохранять ранее сжатый воздух или генерировать сжатый воздух по мере необходимости для считывающего устройства 600. Согласно другим вариантам реализации могут применяться другие подходящие пневматические насосы и подающие давление механизмы вместо сохранения или генерации сжатого воздуха. Двигатель 650 может приводиться в действие для перемещения привода 655 в направлении блистерной упаковки 140 вставленного картриджа и в обратном направлении, для прорыва блистерной упаковки согласно описанию выше.[0274] As described herein, the
[0275] На фиг. 7А приведена технологическая карта примера процесса 700 для эксплуатации считывающего устройства во время проведения теста согласно описанию в настоящем документе. Процесс 700 может быть выполнен считывающим устройством 600, описанным выше.[0275] FIG. 7A is a flowchart of an
[0276] В блоке 705 считывающее устройство 600 может обнаруживать вставленный аналитический картридж 100, 200, 300, например, в ответ на ввод пользователем или в ответ на установление пути сигнала при вставленном картридже. Согласно некоторым вариантам реализации указанный картридж 100, 200, 300 может включать информационный элемент, который идентифицирует конкретный тест или тесты для выполнения на считывающем устройстве 600 и необязательно включает информацию о протоколе теста.[0276] At
[0277] В блоке 710 считывающее устройство 600 может нагревать картридж 100, 200, 300 до заданной температуры для амплификации. Например, температура может быть определена исходя из информации, которая хранится на картридже 100, 200, 300, или становится доступной из внутренней памяти считывающего устройства 600 в результате идентификации картриджа 100, 200, 300.[0277] At
[0278] В блоке 715 считывающее устройство 600 может активировать механизм прокалывания блистерной упаковки, например, двигатель 650 и привод 655. Прокалывание блистерной упаковки может вызывать высвобождение жидкого содержимого, в том числе химических составляющих, способствующих амплификации, из ранее герметизированной камеры.[0278] At
[0279] В блоке 720 считывающее устройство 600 может активировать пневматический насос для передвижения образца и жидкости из блистерной упаковки через проточный канал картриджа в направлении тестовой ячейки. Согласно описанию выше тестовые ячейки могут включать отводные отверстия, позволяющие проталкивать жидкость по проточному каналу картриджа, а также позволяют выходить какому-либо захваченному воздуху. Пневматический насос может содержать сжатый воздух 640 или другой подходящий источник давления, и может сообщаться через текучую среду с пневматическим устройством сопряжения 160.[0279] At 720,
[0280] В блоке 725 считывающее устройство 600 может высвобождать какой-либо захваченный воздух из тестовых ячеек, например, путем проталкивания текучей среды по проточному каналу картриджа до обнаружения определенного сопротивления (например, жидкость в проточном канале проталкивается через непроницаемый для жидкости газопроницаемый фильтр отводного отверстия). Блок 725 может необязательно включать встряхивание вставленного картриджа, что способствует движению какого-либо захваченного воздуха или пузырьков газа вверх через жидкость и наружу через отводные отверстия. Кроме того, в блоке 725 считывающее устройство 600 необязательно может обеспечивать сигналы, поступающие на картридж, что вызывает закрытие клапанов, расположенных между тестовыми ячейками, чтобы избежать смешивания процессов амплификации.[0280] At a
[0281] В блоке принятия решения 730 считывающее устройство 600 может определять, не превышена ли заданная продолжительность теста. Например, если известно окно времени, когда должен возникать перепад сигнала в положительном образце, тест может заканчиваться с окончанием указанного окна или через некоторое заданное время после окончания указанного окна. В таком случае процесс 700 переходит в необязательный блок принятия решения 735 или, согласно вариантам реализации без блока 735, в блок 740.[0281] At
[0282] В необязательном блоке принятия решения 735 считывающее устройство 600 определяет, проводить ли мониторинг амплификации в тестовой ячейке, путем регистрации данных с сенсорного электрода тестовой ячейки. Например, считыватель 600 может быть снабжен инструкциями для мониторинга только импеданса тестовой ячейки в пределах конкретного окна или окно на протяжении теста. В том случае, когда считывающее устройство 600 определяет, что проведение мониторинга амплификации в тестовой ячейке не нужно, процесс 700 возвращается назад в блок принятия решения 730.[0282] In an
[0283] В том случае, когда считывающее устройство 600 определяет мониторинг амплификации в тестовой ячейке, процесс 700 переходит в блок 740. В блоке 740 считывающее устройство 600 обеспечивает сигнал возбуждения на возбуждающий электрод тестовой ячейки или ячеек вставленного картриджа. Согласно описанию выше, указанный сигнал может представлять собой переменный ток при конкретной частоте и напряжении.[0283] In the event that
[0284] В блоке 745 считывающее устройство 600 обнаруживает и регистрирует данные с воспринимающего электрода тестовой ячейки или ячеек вставленного картриджа. Согласно некоторым вариантам реализации указанные данные могут храниться для проведения анализа позднее, например, после завершения теста. Согласно некоторым вариантам реализации считывающее устройство 600 может анализировать указанные данные в реальном времени (например, пока тест еще продолжается) и может останавливать тест после идентификации перепада сигнала в положительном образце.[0284] At
[0285] Когда считывающее устройство 600 в блоке 730 определяет, что продолжительность теста уже превысила заданную, процесс 700 перемещается в блок 750 для анализа данных тестирования и вывода результата теста. Результат теста может включать указание на то, что тестирование образца на присутствие мишени привело к положительному или отрицательному результату, или может более конкретно указывать на расчетное количество мишени в тестируемом образце.[0285] When the
[0286] На фиг. 7В приведена технологическая карта примера процесса для анализа данных теста для обнаружения мишени согласно описанию в настоящем документе, который может быть выполнен считывающим устройством 600 в виде блока 750 по фиг. 7А.[0286] FIG. 7B is a flow chart of an exemplary process for analyzing data from a target detection test as described herein, which may be performed by
[0287] В блоке 755 считывающее устройство 600 может получать доступ к зарегистрированным данным сигнала, полученным с электрода ячейки. Даже если картридж содержит несколько ячеек, данные из каждой ячейки могут быть проанализированы индивидуально. Результаты тестов из ячеек могут позже быть проанализированы в совокупности для получения одного результата теста для одной мишени на основании всех тестов, проведенных в картридже, или для получения нескольких результатов тестов на несколько мишеней.[0287] At
[0288] В блоке 760 считывающее устройство 600 может раскладывать сигнал на составляющую активного сопротивления и составляющую реактивного сопротивления в некоторых разных точках времени или всех точках времени теста. Например, согласно описанию выше в каждой точке времени считывающее устройство 600 может определять совпадающую по фазе и не совпадающую по фазе составляющие необработанной дискретизированной формы колебаний напряжения, и затем может восстанавливать указанные составляющие из свертки с применением известного последовательного сопротивления схемы электродов для вычисления синфазной (сопротивление) и нефазной (реактивность) частей импеданса тестовой ячейки.[0288] At
[0289] В блоке 765 считывающее устройство 600 может генерировать кривую значений реактивности на протяжении периода времени. Также в блоке 765 считывающее устройство 600 может необязательно генерировать кривую значений сопротивления на протяжении периода времени.[0289] At
[0290] В блоке 770 считывающее устройство 600 может анализировать кривую реактивности для идентификации изменения сигнала, указывающего на положительные результаты теста. Согласно описанию выше применительно к перепаду сигнала по фиг. 5С считывающее устройство 600 может ожидать изменения реактивности, превышающего пороговое, может ожидать такого изменения в пределах заданного окна времени, может анализировать наклон кривой реактивности в заданное время или может анализировать общую форму кривой реактивности для определения наличия перепада сигнала (например, повышения или снижения сигнала, до и после которых наблюдаются относительно более стабильные значения).[0290] At
[0291] В блоке принятия решения 775 на основании анализа, выполненного в блоке 770, считывающее устройство 600 может определять, было ли идентифицировано искомое изменение сигнала на кривой реактивности. Если это так, процесс 750 переходит в блок 780 для вывода указания на положительный результат теста пользователю. Если это не так, процесс 750 переходит в блок 785 для вывода указания на отрицательный результат теста пользователю. Результат может быть выведен локально, например, на дисплей устройства, или через сеть на назначенное удаленное вычислительное устройство.[0291] At
Обзор примеров устройствOverview of device examples
[0292] Некоторые варианты реализации способов, систем и композиций, предложенных согласно настоящему изобретению, включают устройства, содержащие возбуждающий электрод и сенсорный электрод. Согласно некоторым вариантам реализации указанный возбуждающий электрод и указанный сенсорный электрод измеряют электрические свойства образца. Согласно некоторым вариантам реализации указанный электрические свойства включают комплексный адмиттанс, импеданс, проводимость, резистивность, сопротивление и/или диэлектрическую константу.[0292] Some embodiments of the methods, systems, and compositions of the present invention include devices comprising a drive electrode and a sensor electrode. In some embodiments, said excitation electrode and said sensor electrode measure the electrical properties of the sample. In some embodiments, said electrical properties include complex admittance, impedance, conductivity, resistivity, resistance, and/or dielectric constant.
[0293] Согласно некоторым вариантам реализации электрические свойства измеряют в образце, имеющем электрические свойства, не изменяющиеся в ходе измерения. Согласно некоторым вариантам реализации электрические свойства измеряют в образце, имеющем динамические электрические свойства. Согласно некоторым таким вариантам реализации динамические электрические свойства измеряют в реальном времени.[0293] In some embodiments, the electrical properties are measured in a sample having electrical properties that do not change during the measurement. In some embodiments, electrical properties are measured in a sample having dynamic electrical properties. In some such embodiments, dynamic electrical properties are measured in real time.
[0294] Согласно некоторым вариантам реализации сигнал возбуждения подается на возбуждающий электрод. Указанный сигнал возбуждения может включать постоянный ток или напряжение, и/или переменный ток или напряжение. Согласно некоторым вариантам реализации указанный сигнал возбуждения является емкостно-сопряженным с образцом/через образец. Согласно некоторым вариантам реализации указанный возбуждающий электрод и/или указанный сенсорный электрод запассивированы для предотвращения прямого контакта образца и электрода.[0294] In some embodiments, a drive signal is applied to the drive electrode. Said drive signal may include direct current or voltage and/or alternating current or voltage. In some embodiments, said drive signal is capacitively coupled to/through the sample. In some embodiments, said excitation electrode and/or said sensor electrode are passivated to prevent direct contact between the sample and the electrode.
[0295] Согласно некоторым вариантам реализации параметры оптимизированы для электрических свойств образца. Согласно некоторым таким вариантам реализации параметры могут включать подаваемое напряжение, подаваемую частоту и/или конфигурацию электрода в зависимости от объема и/или геометрии образца.[0295] In some embodiments, the parameters are optimized for the electrical properties of the sample. In some such embodiments, the parameters may include applied voltage, applied frequency, and/or electrode configuration depending on sample volume and/or geometry.
[0296] Согласно некоторым вариантам реализации указанное напряжение и указанная частота напряжения возбуждения могут быть фиксированными или варьировать в ходе измерения. Например, измерение может задействовать качающиеся напряжение и частоту во время обнаружения, или выбор специфических напряжения и частоты, которые могут быть оптимизированы для каждого образца. Согласно некоторым вариантам реализации напряжение возбуждения индуцирует ток на сигнальном электроде, который может варьировать с зависимости от адмиттанса устройства и/или характеристик образца.[0296] In some embodiments, said voltage and said frequency of the drive voltage may be fixed or vary during the measurement. For example, the measurement may involve sweeping voltage and frequency during detection, or selection of specific voltage and frequency that can be optimized for each sample. In some embodiments, the drive voltage induces a current at the signal electrode, which may vary depending on device admittance and/or sample characteristics.
[0297] Согласно некоторым вариантам реализации параметры обнаружения оптимизируют путем моделирования адмиттанса, устройства и образца в эквивалентной схеме с сосредоточенными параметрами, состоящей из импедансов связи электрод-образец, импеданса образца и межэлектродного паразитного импеданса. Параметры эквивалентной схемы с сосредоточенными параметрами определяют путем измерения адмиттанса системы электрод-образец при одной или многих частотах возбуждения для устройства. Согласно некоторым вариантам реализации комплексный (содержащий как вещественный, так и мнимый компоненты) адмиттанс системы электрод-образец измеряют с применением как чувствительных к величине, так и фазочувствительных методик обнаружения. Согласно некоторым вариантам реализации параметры обнаружения оптимизируют путем определения частот, соответствующих переходам между областями частот, путем измерения адмиттанса в широком диапазоне частот. Согласно некоторым вариантам реализации параметры обнаружения оптимизируют путем определения частот, соответствующих переходам между областями частот, путем расчета по значениям заданной модели с сосредоточенными параметрами.[0297] In some embodiments, detection parameters are optimized by modeling admittance, device, and sample in a lumped equivalent circuit consisting of electrode-sample coupling impedances, sample impedance, and inter-electrode parasitic impedance. Lumped equivalent circuit parameters are determined by measuring the admittance of the electrode-sample system at one or more drive frequencies for the device. In some embodiments, the complex (comprising both real and imaginary components) admittance of the electrode-sample system is measured using both magnitude-sensitive and phase-sensitive detection techniques. In some embodiments, detection parameters are optimized by determining frequencies corresponding to transitions between frequency regions by measuring admittance over a wide range of frequencies. In some embodiments, detection parameters are optimized by determining frequencies corresponding to transitions between frequency domains by calculation from predetermined lumped model values.
[0298] Согласно некоторым вариантам реализации адмиттанс системы, в которой электрод связан с образцом емкостной связью, содержит три частотных области: область низких частот, где преобладает импеданс, обусловленный связью электрода с образцом, область средних частот, где преобладает импеданс образца, и область высоких частот, где преобладает паразитный межэлектродный импеданс. Адмиттанс, обусловленный связью электрода с образцом, имеет емкостную природу и характеризуется величиной, увеличивающейся линейно с частотой, со сдвигом по фазе 90 градусов. Адмиттанс в области образца кондуктивен по природе и значимо не варьирует относительно частоты, со сдвигом по фазе приблизительно 0 градусов. Адмиттанс межэлектродной области имеет емкостную природу и характеризуется величиной, увеличивающейся линейно с частотой, и сдвигом по фазе 90 градусов.[0298] According to some embodiments, the admittance of a system in which the electrode is capacitively coupled to the sample contains three frequency regions: a low frequency region, where the impedance due to the coupling of the electrode to the sample predominates, a medium frequency region, where the impedance of the sample predominates, and a high frequency region. frequencies where parasitic interelectrode impedance prevails. The admittance due to the connection of the electrode with the sample has a capacitive nature and is characterized by a value that increases linearly with frequency, with a phase shift of 90 degrees. The admittance in the region of the sample is conductive in nature and does not vary significantly with frequency, with a phase shift of approximately 0 degrees. The admittance of the interelectrode region has a capacitive nature and is characterized by a value that increases linearly with frequency and a phase shift of 90 degrees.
[0299] Согласно некоторым вариантам реализации индуцированный ток на отводящем электроде связан с напряжением возбуждения и комплексным адмиттансом следующей зависимостью:[0299] According to some embodiments, the induced current at the discharge electrode is related to the drive voltage and the complex admittance by the following relationship:
ток = (комплексный адмиттанс) X (напряжение)current = (complex admittance) X (voltage)
[0300] Согласно некоторым вариантам реализации указанное устройство измеряет как величину напряжения возбуждения, так и величину индуцированного тока для определения величины комплексного адмиттанса. Согласно некоторым вариантам реализации указанное устройство калибруют до известных значений напряжения возбуждения и измеряют величину индуцированного тока. Для определения фазы комплексного адмиттанса указанное устройство может измерять относительную разность фаз между напряжением возбуждения и индуцированным током.[0300] According to some embodiments, said device measures both the magnitude of the drive voltage and the magnitude of the induced current to determine the magnitude of the complex admittance. In some embodiments, said device is calibrated to known drive voltages and the magnitude of the induced current is measured. To determine the phase of the complex admittance, said device can measure the relative phase difference between the drive voltage and the induced current.
[0301] Согласно некоторым вариантам реализации указанные величину и фазу измеряют прямо.[0301] According to some implementation options, the indicated magnitude and phase are measured directly.
[0302] Согласно некоторым вариантам реализации указанные величину и фазу измеряют непрямо, например, с применением как синхронного, так и асинхронного обнаружения. Синхронный детектор обеспечивает синфазную составляющую индуцированного тока. Асинхронный детектор обеспечивает квадратурную составляющую индуцированного тока. Обе составляющие могут быть скомбинированы для определения комплексного адмиттанса.[0302] In some embodiments, magnitude and phase are measured indirectly, such as using both synchronous and asynchronous detection. The synchronous detector provides the common mode component of the induced current. The asynchronous detector provides the quadrature component of the induced current. Both components can be combined to determine the complex admittance.
[0303] Согласно некоторым вариантам реализации указанные электроды не пассивированы.[0303] In some embodiments, these electrodes are not passivated.
[0304] Согласно некоторым вариантам реализации возбуждающий электрод и/или электрод обнаружения пассивированы. Указанный возбуждающий электрод и/или указанный электрод обнаружения могут быть пассивированы для предотвращения, например, нежелательной адгезии, загрязнения, адсорбции или других разрушительных физических взаимодействий между электродом и образцом или его составляющими. Согласно некоторым вариантам реализации пассивирующий слой содержит диэлектрический материал. Согласно некоторым вариантам реализации пассивирование обеспечивает эффективное емкостное сопряжение электродов с образцом. Эффективность сопряжения определяют путем измерения характеристик системы электрод/образец, например, которые могут включать: диэлектрические свойства пассивирующего слоя, толщину пассивирующего слоя, площадь устройства сопряжения между пассивирующим слоем/образцом, шероховатость поверхности пассивирующего слоя, двойной электрический слой на устройстве сопряжения между пассивирующим слоем/образцом, температуру, подаваемое напряжение и подаваемую частоту, электрические свойства образца, электрические и/или химические свойства материалов электродов.[0304] In some embodiments, the drive electrode and/or the detection electrode are passivated. Said excitation electrode and/or said detection electrode may be passivated to prevent, for example, unwanted adhesion, contamination, adsorption, or other damaging physical interactions between the electrode and the sample or constituents thereof. In some embodiments, the passivation layer comprises a dielectric material. In some embodiments, passivation provides effective capacitive coupling of the electrodes to the sample. Coupling efficiency is determined by measuring the characteristics of the electrode/sample system, for example, which may include: dielectric properties of the passivating layer, thickness of the passivation layer, area of the interface between the passivation layer/sample, surface roughness of the passivating layer, electrical double layer on the interface between the passivation layer/ sample, temperature, applied voltage and applied frequency, electrical properties of the sample, electrical and/or chemical properties of electrode materials.
[0305] Согласно некоторым вариантам реализации конфигурация электрода и изготовление оптимизируют для ослабления нежелательного паразитного сопряжения между электродами. Это может осуществляться путем экранирования электрического поля, применения электродной подложки с варьирующей диэлектрической константой, оптимизации топологии и/или заземляющих слоев.[0305] In some embodiments, electrode configuration and fabrication are optimized to reduce unwanted parasitic coupling between electrodes. This can be done by shielding the electric field, using an electrode substrate with a varying dielectric constant, optimizing the topology and/or ground layers.
Обзор примеров устройств для обнаружения биомолекулOverview of examples of devices for the detection of biomolecules
[0306] Некоторые варианты реализации способов, систем и композиций, предложенных согласно настоящему изобретению, включают устройства для обнаружения мишени, такой как биомолекула. Согласно некоторым таким вариантам реализации измерение электрических свойств образца используют в качестве стратегии обнаружения для биомолекулярных анализов.[0306] Some embodiments of the methods, systems, and compositions of the present invention include devices for detecting a target, such as a biomolecule. In some such embodiments, the measurement of the electrical properties of a sample is used as a detection strategy for biomolecular assays.
[0307] Согласно некоторым вариантам реализации указанная мишень представляет собой нуклеиновую кислоту, белок, малую молекулу, лекарственное средство, метаболит, токсин, паразита, интактный вирус, бактерии, спору или любой другой антиген, который может быть распознан и/или связан фрагментом зонда для захвата и/или обнаружения.[0307] In some embodiments, said target is a nucleic acid, protein, small molecule, drug, metabolite, toxin, parasite, intact virus, bacterium, spore, or any other antigen that can be recognized and/or bound by the probe fragment to capture and/or detection.
[0308] Согласно некоторым вариантам реализации указанная мишень представляет собой нуклеиновую кислоту. Согласно некоторым вариантам реализации способы включают амплификацию нуклеиновой кислоты. Согласно некоторым вариантам реализации амплификация включает изотермическую амплификацию. Согласно некоторым вариантам реализации реакцию амплификации нуклеиновой кислоты количественно определяют путем измерения электрических свойств или из изменения в реакционном растворе. Согласно некоторым вариантам реализации электрические свойства реакции амплификации измеряют в реальном времени на всем протяжении реакции, или сравнительные измерения проводят, измеряя электрические свойства до и после реакции.[0308] In some embodiments, said target is a nucleic acid. In some embodiments, the methods include nucleic acid amplification. In some embodiments, the amplification comprises isothermal amplification. In some embodiments, the nucleic acid amplification reaction is quantified by measuring electrical properties or from a change in the reaction solution. In some embodiments, the electrical properties of the amplification reaction are measured in real time throughout the reaction, or comparative measurements are made by measuring the electrical properties before and after the reaction.
[0309] Согласно некоторым вариантам реализации целевой антиген обнаруживают посредством специфического связывания зонда для обнаружения, такого как например, антитело, аптамер или другой фрагмент для молекулярного распознавания и/или связывания с антигеном. Согласно примеру варианта реализации антитело для обнаружения соединено с последовательностью нуклеиновой кислоты с образованием химерного комплекса антитела с нуклеиновой кислотой. Указанный химерный комплекс синтезируют до анализа с целью обнаружения антигена. Множество разных нуклеиновых кислот могут быть конъюгированы с одним антителом, с увеличением таким образом чувствительности для обнаружения связывания химерного комплекса с антигеном. После удаления какого-либо избытка химерного комплекса, не связанного с антигеном, нуклеиновокислотную часть химерного комплекса амплифицируют и проводят количественный анализ реакции амплификации путем измерения электрических свойств (или их изменений) реакционного раствора согласно описанию в настоящем документе. Таким образом, степень амплификации нуклеиновых кислот, связанных с антигеном в химерном комплексе, указывает на присутствие целевого антигена и позволяет провести количественное определение антигена. Применение вторичной амплификации, соответствующей распознаванию антигена, в сочетании с электрической детекцией обеспечивает большие простоту, чувствительность и динамический диапазон по сравнению с другими способами обнаружения антигенов.[0309] In some embodiments, the target antigen is detected by specific binding of a detection probe, such as, for example, an antibody, aptamer, or other fragment for molecular recognition and/or binding to the antigen. In an exemplary embodiment, a detection antibody is fused to a nucleic acid sequence to form a chimeric antibody-nucleic acid complex. Said chimeric complex is synthesized prior to analysis for antigen detection. Many different nucleic acids can be conjugated to a single antibody, thus increasing sensitivity to detect binding of the chimeric complex to an antigen. After removing any excess of the chimeric complex not bound to the antigen, the nucleic acid portion of the chimeric complex is amplified and the amplification reaction is quantified by measuring the electrical properties (or changes thereof) of the reaction solution as described herein. Thus, the degree of amplification of the nucleic acids associated with the antigen in the chimeric complex indicates the presence of the target antigen and allows quantitative determination of the antigen. The use of antigen recognition secondary amplification combined with electrical detection provides greater simplicity, sensitivity, and dynamic range than other antigen detection methods.
[0310] Согласно некоторым вариантам реализации зонд захвата, такой как антитело, аптамер или другой фрагмент для молекулярного распознавания и/или связывания с антигеном, связывается с поверхностью путем конъюгации или связи. Иммобилизация зонда захвата на поверхности позволяет обеспечить удаление избыточных несвязанных реагентов и/или антигена путем промывания. Химерный комплекс связывается с захваченным на поверхности антигеном, что позволяет удалить несвязанный химерный комплекс путем промывания. Таким образом, остается только захваченный антиген для обнаружения химерным комплексом. Пример варианта реализации представлен на фиг. 8. Согласно некоторым вариантам реализации указанный зонд захвата и антитело для обнаружения одинаковы.[0310] In some embodiments, an capture probe, such as an antibody, aptamer, or other moiety for molecular recognition and/or antigen binding, binds to a surface by conjugation or association. Immobilization of the capture probe on the surface allows for the removal of excess unbound reagents and/or antigen by washing. The chimeric complex binds to the surface-captured antigen, allowing the unbound chimeric complex to be removed by washing. Thus, only the captured antigen remains for detection by the chimeric complex. An example implementation is shown in FIG. 8. In some embodiments, said capture probe and detection antibody are the same.
[0311] Согласно некоторым вариантам реализации указанный зонд захвата иммобилизован на поверхности за счет ковалентной конъюгации, использования стрептавидин-биотиновых связей или других методов биоконъюгации и молекулярной иммобилизации, часто используемых и знакомых специалистам в данной области техники. Согласно некоторым вариантам реализации указанная поверхность представляет собой плоскую поверхность, скаффолд, фильтр, микросферу, частицу любой формы, наночастицу или гранулу, или т.п. Пример варианта реализации представлен на фиг. 9.[0311] In some embodiments, said capture probe is immobilized to the surface by covalent conjugation, the use of streptavidin-biotin bonds, or other bioconjugation and molecular immobilization techniques commonly used and familiar to those skilled in the art. In some embodiments, said surface is a flat surface, a scaffold, a filter, a microsphere, a particle of any shape, a nanoparticle, or a granule, or the like. An example implementation is shown in FIG. nine.
Обзор примеров магнитных гранулOverview of examples of magnetic beads
[0312] Некоторые варианты реализации способов, систем и композиций, предложенных согласно настоящему изобретению, включают магнитные гранулы или их применение. Согласно некоторым вариантам реализации указанная микросфера, частица или гранула является магнитной и/или намагничиваемой. Применение магнитной подложки согласно таким вариантам реализации может облегчать отмывание гранул для удаления избытка антигена и/или неспецифически адсорбированного химерного комплекса с поверхностей. Способ, который включает применение подложки из магнитных частиц, может включать магнитный иммунологический анализ с амплификацией (MAIA). Пример варианта реализации представлен на фиг. 10.[0312] Some embodiments of the methods, systems, and compositions of the present invention include magnetic beads or their use. In some embodiments, said microsphere, particle, or granule is magnetic and/or magnetizable. The use of a magnetic support according to such embodiments may facilitate washing of the beads to remove excess antigen and/or non-specifically adsorbed chimeric complex from surfaces. A method that includes the use of a magnetic particle support may include a magnetic amplification immunoassay (MAIA). An example implementation is shown in FIG. ten.
[0313] Согласно некоторым вариантам реализации магнитные гранулы подходят для захвата мишеней и используются для магнитофоретических манипуляций в контексте чисто электрической обработки (MEMS) образца и/или картриджа для амплификации/обнаружения, и снижают или элиминируют зависимость от управляемой потоком/давлением подвижности во флюидной системе. Согласно некоторым вариантам реализации магнитные гранулы используют для экстракции и/или концентрации целевого геномного материала из образца. См. например, источник: Tekin, НС, et al., Lab Chip. DOI: 10.1039/c31c50477h, который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки. Автоматическая микрофлюидная платформа для обработки, подходящая для вариантов реализации настоящего изобретения, описана в источнике: Sasso, LA., et al., Microfluid Nanofluidics. 13:603-612, который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки. Примеры гранул, подходящих для применения согласно вариантам реализации, предложенным согласно настоящему изобретению, включают Dynabeads® для IVD-диагностики нуклеиновых кислот (ThermoFisher Scientific) или набор для обнаружения вирусных НК Dynabeads® SILANE Viral NA Kit (ThermoFisher Scientific).[0313] In some embodiments, magnetic beads are suitable for capturing targets and are used for magnetophoretic manipulation in the context of pure electrical processing (MEMS) of the sample and/or amplification/detection cartridge, and reduce or eliminate dependency on flow/pressure driven mobility in the fluid system . In some embodiments, magnetic beads are used to extract and/or concentrate a target genomic material from a sample. See, for example, source: Tekin, HC, et al., Lab Chip. DOI: 10.1039/c31c50477h, which is incorporated herein by reference in its entirety. An automated microfluidic processing platform suitable for embodiments of the present invention is described in: Sasso, LA., et al., Microfluid Nanofluidics. 13:603-612, which is incorporated herein by reference in its entirety. Examples of beads suitable for use in embodiments of the present invention include Dynabeads® for IVD nucleic acid diagnostics (ThermoFisher Scientific) or Dynabeads® SILANE Viral NA Kit (ThermoFisher Scientific).
Обзор примеров возбуждения и обнаружения ƒC4DOverview of excitation and detection examples ƒC 4 D
[0314] Согласно некоторым вариантам реализации описанные устройства, системы и/или способы задействуют подход на основе ƒC4D для мониторинга амплификации нуклеиновой кислоты в реальном времени. Соответственно, одно или более фазочувствительных измерений электрической проводимости может указывать на наличие одной или более мишеней в образце.[0314] In some embodiments, the described devices, systems, and/or methods employ a ƒC 4 D approach to monitor nucleic acid amplification in real time. Accordingly, one or more phase-sensitive electrical conductivity measurements may indicate the presence of one or more targets in the sample.
[0315] Согласно некоторым аспектам способ включает быстро качающиеся частоты при специфических значениях управляющего напряжения для определения оптимальной частоты возбуждения (ƒopt), когда проводимость образца, связанная с амплификацией, максимальна. При ƒopt выходной сигнал с сенсора соответствует минимуму относительной разности фаз между напряжением возбуждения и индуцированным током, что обеспечивает высокочувствительное количественное определение биомолекулы путем измерений проводимости.[0315] In some aspects, the method includes sweeping frequencies at specific drive voltages to determine the optimal drive frequency (ƒ opt ) when amplification-related sample conductivity is at its maximum. At ƒ opt , the output signal from the sensor corresponds to the minimum of the relative phase difference between the drive voltage and the induced current, which provides a highly sensitive quantification of the biomolecule by conductivity measurements.
[0316] Согласно некоторым вариантам реализации система обнаружения ƒC4D задействует по меньшей мере два электрода. Указанные два электрода размещают относительно близко к микроканалу, где осуществляется амплификация нуклеиновой кислоты. Сигнал ПТ подается на один из указанных двух электродов. Электрод, на который подается указанный сигнал, может быть емкостно-сопряжен через микроканал со вторым из указанных двух электродов. Соответственно, согласно некоторым аспектам первый электрод представляет собой сигнальный электрод, а второй электрод представляет собой сигнальный электрод.[0316] In some embodiments, the ƒC 4 D detection system employs at least two electrodes. These two electrodes are placed relatively close to the microchannel where nucleic acid amplification takes place. The PT signal is applied to one of these two electrodes. The electrode to which said signal is applied can be capacitively coupled through a microchannel to the second of the two said electrodes. Accordingly, in some aspects, the first electrode is a signal electrode and the second electrode is a signal electrode.
[0317] В общем случае, частота детектируемого сигнала на сигнальном электроде идентична частоте сигнала ПТ (переменного тока), который подается на сигнальный электрод, но меньше по величине и отличается отрицательным сдвигом по фазе. Затем снимаемый ток может быть амплифицирован. Согласно некоторым аспектам снимаемый ток преобразуется в напряжение. Согласно некоторым аспектам напряжение выпрямляют. Согласно некоторым аспектам выпрямленное напряжение преобразуют в сигнал ПтТ (постоянного тока) с применением низкочастотного фильтра. Сигнал может быть смещен к нулю перед отправкой в систему DAQ для дальнейшей обработки.[0317] In general, the frequency of the detected signal at the signal electrode is identical to the frequency of the AC signal applied to the signal electrode, but is smaller in magnitude and has a negative phase shift. The captured current can then be amplified. In some aspects, the sensed current is converted to voltage. In some aspects, the voltage is rectified. In some aspects, the rectified voltage is converted to a PTT (direct current) signal using a low pass filter. The signal can be offset to zero before being sent to the DAQ system for further processing.
[0318] Вышеописанная система может быть представлена рядом конденсаторов и резисторов. Изменения электрической проводимости, которые происходят при амплификации нуклеиновой кислоты внутри канала, могут вызывать снижение общего импеданса системы и, соответственно, увеличение уровня продуцируемого снимаемого сигнала. Такие изменения уровня итогового сигнала могут возникать в виде одного или более пиков в системе DAQ.[0318] The above system may be represented by a series of capacitors and resistors. Changes in electrical conductivity that occur during nucleic acid amplification within the channel can cause a decrease in the overall impedance of the system and, accordingly, an increase in the level of the produced pickup signal. Such changes in the level of the resulting signal may occur as one or more peaks in the DAQ system.
[0319] Электронику для генерации и демодуляции сигналов реализуют в виде схем. Например, печатную монтажную плату («РСВ»), устройство ИССН или другую интегральную схему («ИС») получают с применением традиционных методик производства и изготовления. Согласно некоторым аспектам такая электроника разработана полностью или частично с компонентами для однократного использования и/или одноразовыми компонентами. Для достижения требуемых результатов используют варьирующие физическую геометрию и электрические характеристики (толщину пассивирующего слоя, площадь площадки электрода, площадь поперечного сечения и длина канала, а также диэлектрическую прочность) таких цепей.[0319] Electronics for generating and demodulating signals are implemented in the form of circuits. For example, a printed circuit board ("PCB"), a ISSN device, or other integrated circuit ("IC") is produced using conventional manufacturing and fabrication techniques. In some aspects, such electronics are designed in whole or in part with single use components and/or disposable components. To achieve the desired results, the varying physical geometry and electrical characteristics (passivation layer thickness, electrode pad area, cross-sectional area and channel length, as well as dielectric strength) of such circuits are used.
[0320] Пример системы обнаружения нуклеиновых кислот включает по меньшей мере один канал, и обнаруживает одно или более физических свойств, таких как рН, оптические свойства, электрические свойства и/или характеристики, вдоль по меньшей мере части длины канала для определения того, содержит ли канал конкретную представляющую интерес нуклеиновую кислоту и/или конкретный представляющий интерес нуклеотид.[0320] An example nucleic acid detection system includes at least one channel, and detects one or more physical properties, such as pH, optical properties, electrical properties, and/or characteristics, along at least a portion of the length of the channel to determine whether it contains channel a specific nucleic acid of interest and/or a specific nucleotide of interest.
[0321] Пример системы обнаружения сконфигурирован таким образом, чтобы включать один или более каналов для размещения образца и одного или более сенсорных соединений (например, одного или более зондов для нуклеиновой кислоты), один или более портов ввода для введения образца и сенсорных соединений в канал и, согласно некоторым вариантам реализации, один или более портов вывода, через которые содержимое канала может быть извлечено.[0321] An exemplary detection system is configured to include one or more channels for placing a sample and one or more sensor connections (e.g., one or more nucleic acid probes), one or more entry ports for introducing a sample and sensor connections into the channel and, in some embodiments, one or more output ports through which the content of the channel may be retrieved.
[0322] Одно или более сенсорных соединений (например, один или более зондов для нуклеиновой кислоты) может быть выбрано таким образом, что прямое или непрямое взаимодействие между представляющей интерес нуклеиновой кислотой и/или представляющим интерес нуклеотидом (при присутствии в образце) и частицами сенсорных соединений приводит к образованию агрегата, что изменяет одно или более физических свойств, таких как рН, оптические свойства или электрические свойства и/или характеристики, по меньшей мере в части длины канала.[0322] One or more sensor compounds (e.g., one or more nucleic acid probes) can be selected such that direct or indirect interaction between the nucleic acid of interest and/or the nucleotide of interest (when present in the sample) and the sensor particles compounds leads to the formation of an aggregate that changes one or more physical properties, such as pH, optical properties or electrical properties and/or characteristics, at least in part of the length of the channel.
[0323] В определенных случаях образование агрегата, комплекса с нуклеиновой кислотой или полимера ингибирует или блокирует поток текучей среды в канале и, соответственно, вызывает измеряемое падение электрической проводимости и электрического тока при измерении вдоль длины канала. Аналогичным образом, в указанных случаях образование агрегата, комплекса с нуклеиновой кислотой или полимера вызывает измеряемое увеличение резистивности вдоль длины канала. В определенных других случаях агрегат, комплекс с нуклеиновой кислотой или полимер является электропроводящим, и образование агрегата, комплекса с нуклеиновой кислотой или полимера усиливает электрический путь вдоль по меньшей мере части длины канала, вызывая таким образом измеряемое увеличение электрической проводимости и электрического тока при измерении вдоль длины канала. В указанных случаях образование агрегата, комплекса с нуклеиновой кислотой или полимера вызывает измеряемое снижение резистивности вдоль длины канала.[0323] In certain cases, the formation of an aggregate, a nucleic acid complex, or a polymer inhibits or blocks the flow of fluid in the channel and, accordingly, causes a measurable drop in electrical conductivity and electric current when measured along the length of the channel. Similarly, in these cases, the formation of an aggregate, nucleic acid complex, or polymer causes a measurable increase in resistivity along the length of the channel. In certain other cases, the aggregate, nucleic acid complex, or polymer is electrically conductive and the formation of the aggregate, nucleic acid complex, or polymer enhances the electrical path along at least a portion of the length of the channel, thereby causing a measurable increase in electrical conductivity and electric current when measured along the length. channel. In these cases, the formation of an aggregate, nucleic acid complex, or polymer causes a measurable decrease in resistivity along the length of the channel.
[0324] В определенных случаях образование агрегата, комплекса с нуклеиновой кислотой или полимера влияет на характеристики формы колебаний одного или более электрических сигналов, посылаемых через канал. Как показано, например, на фиг. 11, первый электрод или возбуждающий электрод 1116 и второй электрод («снимающий», или «сенсорный» электрод) 118 расположены на расстоянии друг от друга вдоль канала 1104. На фиг. 11 представлен альтернативный подход или дополняющий описанный выше на фиг. 5A-5D. Указанные первый и второй электроды 1116, 1118 не обязательно находятся в контакте с раствором, где проводят измерения, содержащимся внутри канала 1104. В этом смысле указанные первый и второй электроды 1116, 1118 емкостно сопряжены с раствором внутри канала 1104. Сила емкостного сопряжения зависит от геометрии электродов, толщины пассивирующего слоя и материала пассивирующего слоя (в частности, его относительной диэлектрической прочности).[0324] In certain cases, the formation of an aggregate, a complex with a nucleic acid, or a polymer affects the characteristics of the waveform of one or more electrical signals sent through the channel. As shown, for example, in FIG. In FIG. 11 shows an alternative or complementary approach to that described above in FIG. 5A-5D. Said first and
[0325] Согласно некоторым аспектам раствор ограничен каналом 1104. Площадь поперечного сечения указанного канала может измеряться микрометрами. Соответственно, указанный раствор ведет себя как резистор, сопротивление которого зависит от проводимости раствора и геометрии канала 1104.[0325] According to some aspects, the solution is limited to the
[0326] Согласно некоторым вариантам реализации переменный ток/напряжение подается на возбуждающий электрод 1116, и индуцированный ток измеряют на сигнальном электроде 1118. Индуцированный ток пропорционален межэлектродному импедансу, который может изменяться с проводимостью раствора. Как показано, напряжение возбуждения 1400 подается на возбуждающий электрод 1116, и индуцированный ток 1410 обнаруживают с помощью сигнального электрода 1118.[0326] In some embodiments, an alternating current/voltage is applied to the
[0327] Согласно некоторым вариантам реализации чувствительность детектора по меньшей мере частично зависит от частоты возбуждения. Соответственно, согласно некоторым аспектам максимальная чувствительность наблюдается при минимуме абсолютного значения фазы индуцированного тока. В указанной области импеданс чипа определяется в основном импедансом текучей среды. Импеданс текучей среды представляет собой функцию от проводимости текучей среды и геометрии чипа. Информация о комплексном импедансе важна для обеспечения максимальной чувствительности детектора и корректной работы детектора.[0327] In some embodiments, the sensitivity of the detector depends at least in part on the frequency of the excitation. Accordingly, in some aspects, the maximum sensitivity is observed at a minimum of the absolute value of the phase of the induced current. In this region, the impedance of the chip is determined mainly by the impedance of the fluid. Fluid impedance is a function of fluid conductivity and chip geometry. Information about the complex impedance is important to ensure the maximum sensitivity of the detector and the correct operation of the detector.
[0328] Анализ модели с сосредоточенными параметрами для эквивалентной схемы показал, что чувствительность детектора тесно связана с прочностью емкости сопряжения, CWALL, сопротивления раствора, RLAMP, и паразитной емкости, СХ. В частности, изменение межэлектродного импеданса применительно к изменению проводимости максимально, когда частота возбуждения, ƒ, удовлетворяет следующему неравенству:[0328] Analysis of the lumped equivalent circuit model showed that detector sensitivity is closely related to the strength of the coupling capacitance, C WALL , solution resistance, R LAMP , and parasitic capacitance, C X . In particular, the change in electrode-to-electrode impedance in relation to the change in conductance is maximum when the drive frequency, ƒ, satisfies the following inequality:
1/(πRLAMPCWALL) << ƒ << 1/(π RLAMPCX)1/(πR LAMP C WALL ) << ƒ << 1/(π R LAMP C X )
[0329] Как показано на фиг. 12, импеданс сигнала зависит от частоты возбуждения и изменяется после протекания реакции LAMP в канале 1104. Также, как видно на фиг. 12, неравенство слева может определять область частот, ниже которой преобладает импеданс сопряжения, и изменения импеданса раствора становятся практически незаметными. Неравенство справа может определять область частот, выше которой преобладают паразитные эффекты, и электроды 1116, 1118 фактически шунтированы.[0329] As shown in FIG. 12, the signal impedance depends on the drive frequency and changes after the LAMP reaction occurs in
[0330] Как показано на фиг. 13, в обеих крайних областях импеданс является конденсаторным и не совпадает по фазе (приближается к 90°) с напряжением возбуждения. Между указанными двумя областями импеданс начинает приближаться к пределу для простого резистора, и зависимость от импеданса относительно частоты выравнивается. Фактически максимальная чувствительность детектора соответствует минимальной фазе импеданса.[0330] As shown in FIG. 13, in both extreme regions, the impedance is condenser and out of phase (approaching 90°) with the drive voltage. Between these two regions, the impedance begins to approach the limit for a simple resistor, and the dependence on impedance with respect to frequency levels out. In fact, the maximum sensitivity of the detector corresponds to the minimum phase of the impedance.
[0331] Чтобы выяснить необходимость в синхронной обнаружения, можно рассмотреть два параллельных пути для тока в упрощенной модели: ток через чип по каналу для текучей среды, и паразитная или определяемая геометрией емкость. При наличии сигнала возбуждения, V, при заданной частоте, ƒ, индуцированный ток, I, равен:[0331] To clarify the need for synchronous detection, two parallel current paths can be considered in the simplified model: current through the chip through the fluid channel, and parasitic or geometry-driven capacitance. With a drive signal, V, at a given frequency, ƒ, the induced current, I, is:
где Y - адмиттанс чипа, обусловленный сопряжением с путем текучей среды, Сх - паразитная емкость и j - мнимая единица. Умножение на j означает, что ток через паразитный путь на 90° не совпадает по фазе с напряжением возбуждения. Измеренный импеданс чипа с образцом относительно частоты возбуждения показан на фиг. 14.where Y is the admittance of the chip due to fluid path coupling, C x is the parasitic capacitance, and j is the imaginary unit. Multiplying by j means that the current through the parasitic path is 90° out of phase with the drive voltage. The measured impedance of the sample chip with respect to the drive frequency is shown in FIG. fourteen.
[0332] В синхронном детекторе снимаемый ток умножается на синфазную прямоугольную волну, m, а затем подвергается низкочастотной фильтрации.[0332] In a synchronous detector, the sampled current is multiplied by an in-phase square wave, m, and then subjected to low-pass filtering.
[0333] Нетрудно показать, что вклад сигналов, на 90° не совпадающих по фазе с модулирующим сигналом, будет нулевым, поэтому в данном анализе можно игнорировать паразитную емкость. Чтобы увидеть эффект синхронной обнаружения на ток по пути текучей среды, можно умножить индуцированный ток (за вычетом паразитного вклада) на модулирующую волну[0333] It is easy to show that the contribution of signals 90° out of phase with the baseband signal will be zero, so parasitic capacitance can be ignored in this analysis. To see the effect of synchronous detection on the current along the fluid path, you can multiply the induced current (minus the parasitic contribution) by the modulating wave
где |Y| - величина адмиттанса, ϕ=arg(Y), a H.F.T. означает высокочастотные члены (например, выше, чем ƒ). После низкочастотной фильтрации можно выделить ПтТ-член синхронного выводного сигнала:where |Y| - admittance value, ϕ=arg(Y), a H.F.T. means high-frequency terms (for example, higher than ƒ). After low-pass filtering, we can isolate the PTT term of the synchronous output signal:
Указанное выражение может быть упрощено, принимая во внимание тот факт, что:This expression can be simplified, taking into account the fact that:
что дает:what gives:
Как вариант, можно выразить это через импеданс Z, принимая во внимание тот факт, чтоAlternatively, one can express this in terms of the Z impedance, taking into account the fact that
где чертой обозначено комплексное сопряжение. Выводной сигнал синхронного детектора, соответственно, становится равным:where the bar denotes complex conjugation. The output signal of the synchronous detector, respectively, becomes equal to:
[0334] Принимая во внимание простые модели схем для чипа, импеданс вычисляют в явном виде и предсказывают выводной сигнал синхронного детектора.[0334] Considering the simple circuit models for the chip, the impedance is explicitly calculated and the output signal of the synchronous detector is predicted.
[0335] Простая модель эквивалентной схемы содержит два конденсатора, С, последовательных с резистором R. Согласно обсуждению выше, сопротивление R представляет собой в первую очередь функцию микрофлюидной геометрии и электропроводности раствора. Емкость представляет собой в первую очередь функцию от площади электрода, диэлектрика, использованного для пассивирующего слоя и толщины пассивирующего слоя. Импеданс Z упрощенной схемы задан следующим образом:[0335] A simple equivalent circuit model contains two capacitors, C, in series with a resistor R. As discussed above, the resistance R is primarily a function of the microfluidic geometry and the electrical conductivity of the solution. The capacitance is primarily a function of the area of the electrode, the dielectric used for the passivation layer, and the thickness of the passivation layer. The impedance Z of the simplified circuit is given as follows:
Квадрат величины импеданса:The square of the impedance:
|Z|2=R2+(πƒC)-2 |Z| 2 \u003d R 2 + (πƒC) -2
а выражение для выводного сигнала синхронного детектора:and the expression for the output signal of the synchronous detector:
где числитель и знаменатель умножают на квадрат электропроводности, G=1/R.where the numerator and denominator are multiplied by the square of the electrical conductivity, G=1/R.
[0336] Для измерителей проводимости константа элемента, k, может быть задана как:[0336] For conductivity meters, the element constant, k, can be given as:
где k выражена в единицах обратной длины. Константа элемента k, в первую очередь, зависит от размещения, площади электродов и пути текучей среды, и не обязательно определяется простой линейной зависимостью. Тогда выводной сигнал синхронного детектора выражаются следующим образом:where k is expressed in reciprocal length units. The element constant k is primarily dependent on placement, electrode area, and fluid path, and is not necessarily a simple linear relationship. Then the output signal of the synchronous detector is expressed as follows:
Для облегчения анализа можно ввести безразмерный параметр проводимости, , где:To facilitate the analysis, a dimensionless conductivity parameter can be introduced, , where:
Таким образом:Thus:
Следует отметить зависимость выходных данных детектора от безразмерной проводимости, It should be noted that the output data of the detector depends on the dimensionless conductivity,
1) Ответ детектора асимптотически пропорционален для 1) Detector response is asymptotically proportional for
2) Ответ детектора достигает локального максимума smax=|V|ƒC при 2) The detector response reaches a local maximum s max =|V|ƒC at
3) Ответ детектора асимптотически пропорционален для 3) The response of the detector is asymptotically proportional for
[0337] Учитывая зависимость ответа детектора от безразмерной электропроводности, важно тесно связать дизайн чипа и детектора. Рассмотрение ранее изложенных моментов в ракурсе фактической электропроводности приводит к следующим утверждениям:[0337] Given the dependence of the detector response on dimensionless electrical conductivity, it is important to tightly couple the design of the chip and the detector. Consideration of the previously stated points in terms of actual electrical conductivity leads to the following statements:
1) Ответ детектора асимптотически пропорционален σ для 1) The detector response is asymptotically proportional to σ for
2) Ответ детектора асимптотически пропорционален для 2) The response of the detector is asymptotically proportional for
3) Ответ детектора становится немонотонным при σ=kƒC3) Detector response becomes non-monotonic at σ=kƒC
[0338] Другими словами, увеличение частоты возбуждения расширяет диапазон проводимости, при котором выводной сигнал синхронного детектора является линейным. Строят график зависимости ответа синхронного детектора от безразмерной проводимости на фиг. 15.[0338] In other words, increasing the driving frequency expands the conduction range in which the output signal of the synchronous detector is linear. The response of the synchronous detector is plotted against the dimensionless conductivity in FIG. fifteen.
[0339] Для оценки валидности модели с сосредоточенными параметрами измеряли ответ детектора для известной проводимости растворов KCl. Канал чипа имел размер 2 мм при площади поперечного сечения 0,01 мм2. Площадь каждого из двух электродов, пассивированных слоем фоторезиста SU8 толщиной 10 мкм, составляла 9 мм2. Определяли расчетные константу элемента и емкость, и выбирали частоту возбуждения таким образом, чтобы проводимость, соответствующая нелинейности выводного сигнала детектора, составляла приблизительно 5 мСм/см. Эксперимент повторяли при частотах возбуждения 10, 15 и 20 кГц.[0339] To assess the validity of the lumped model, the detector response was measured for the known conductivity of KCl solutions. The channel of the chip had a size of 2 mm with a cross-sectional area of 0.01 mm 2 . The area of each of the two electrodes passivated with a
[0340] Измеренная проводимость химических компонентов до проведения LAMP составляла приблизительно 10 мСм/см. В таблице 1 ниже приведены расчетные значения минимальной частоты детектора, регулируемой установленным ранее ограничением, а именно:[0340] The measured conductivity of the chemical components prior to LAMP was approximately 10 mS/cm. Table 1 below shows the calculated values of the minimum frequency of the detector, controlled by the previously set limit, namely:
[0341] Результаты в модели, приведенные на фиг. 16, демонстрируют хорошее согласие с выходными данными детектора для широкого диапазона проводимости и для заданных шагов частот. Важно отметить, что одни и те же два показателя, k и С, используют при каждой частоте. Указанная модель предсказывает качественное поведение ответа детектора, а именно, функциональной формы ответа, зависимости критической проводимости, при которой наблюдается нелинейность на частоте возбуждения. Модель переоценивает расхождение частотно-зависимого поведения для значений проводимости за пределами критической проводимости.[0341] The results in the model shown in FIG. 16 show good agreement with detector output over a wide range of conductivities and for given frequency steps. It is important to note that the same two metrics, k and C, are used at each frequency. This model predicts the qualitative behavior of the detector response, namely, the functional form of the response, the dependence of the critical conductivity, at which a nonlinearity is observed at the excitation frequency. The model overestimates the divergence of the frequency-dependent behavior for conductivities beyond the critical conductance.
[0342] В качестве инструмента для быстрой оценки электропроводности и емкости стенок можно игнорировать эффекты поверхностной проводимости и емкости наряду с эффектами краевых полей. Геометрическую конечно-элементную модель можно использовать для дальнейшего уточнения указанной примерной оценки.[0342] As a tool for quickly assessing the electrical conductivity and capacitance of the walls, the effects of surface conductivity and capacitance along with the effects of edge fields can be ignored. A geometric finite element model can be used to further refine this rough estimate.
[0343] Электрод моделируют как плоскопараллельный конденсатор с площадью АЕ, отделенный диэлектриком с относительной диэлектрической прочностью εr и толщиной t. Затем аппроксимируют емкость как:[0343] The electrode is modeled as a plane-parallel capacitor with area A E separated by a dielectric with relative dielectric strength ε r and thickness t. The capacitance is then approximated as:
где ε0 - диэлектрическая константа.where ε 0 is the dielectric constant.
[0344] Текучая среда может быть смоделирована как простой резистор с площадью поперечного сечения AF, длиной и проводимостью σ. Соответственно, электропроводность пути текучей среды может быть аппроксимирована следующим образом:[0344] The fluid can be modeled as a simple resistor with cross-sectional area A F , length and conductivity σ. Accordingly, the electrical conductivity of the fluid path can be approximated as follows:
Исходя из этого, также аппроксимируют константу элемента.Based on this, the element constant is also approximated.
[0345] Согласно некоторым аспектам указанное устройство сконфигурировано таким образом, чтобы определять «спектр импеданса» после введения чипа. Указанное устройство может предусматривать цифровое управление частотой возбуждения. Указанное устройство может быть способно обеспечивать быстрое качание частоты. Указанное устройство может включать синфазная и квадратурная составляющие индуцированного сигнала, по которым может быть определен комплексный импеданс. Пригодность спектра импеданса определяют, по меньшей мере частично, на основании подбора кривой или другим эвристическим методом определения надлежащим образом вставленного чипа и/или надлежащего введения образца. Согласно некоторым аспектам указанное устройство сначала тестируют путем возбуждения на частоте, определенной первоначальным качанием. Согласно некоторым вариантам реализации указанное устройство включает детектор, использующий синхронную обнаружение. Таким образом, измеренные индуцированные токи, обусловленные путем текучей среды (при минимальной фазе), могут быть детектированы в реальном времени.[0345] In some aspects, said device is configured to determine an "impedance spectrum" upon insertion of the chip. The specified device may provide for digital control of the excitation frequency. Said device may be capable of providing a fast sweep. This device may include the in-phase and quadrature components of the induced signal, from which the complex impedance can be determined. The suitability of the impedance spectrum is determined, at least in part, based on curve fitting or other heuristic method to determine a properly inserted chip and/or a proper sample insertion. In some aspects, said device is first tested by excitation at a frequency determined by the initial sweep. In some embodiments, said device includes a detector using synchronous detection. Thus, the measured induced currents due to the fluid path (at the minimum phase) can be detected in real time.
Обзор примеров каналовOverview of Channel Examples
[0346] Согласно некоторым вариантам реализации канал имеет следующие размеры: длину, измеряемую вдоль самого длинного измерения (оси Y) и простирающуюся вдоль плоскости, параллельной подложке системы обнаружения; ширину, измеряемую вдоль оси (ось X), перпендикулярную самому длинному измерению и простирающуюся вдоль плоскости, параллельной указанной подложке; и глубину, измеряемую вдоль оси (оси z), перпендикулярной плоскости, параллельной указанной подложке. Пример канала может иметь длину, по существу чем его ширина и глубина. В некоторых случаях, пример соотношений между длиной : шириной может составлять: 2:1, 3:1, 4:1, 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1, 10:1, 11:1, 12:1, 13:1, 14:1, 15:1, 16:1, 17:1, 18:1, 19:1, или 20:1, или находиться в пределах диапазона, определяемого любыми двумя из вышеупомянутых соотношений.[0346] In some embodiments, the channel has the following dimensions: a length measured along the longest dimension (Y-axis) and extending along a plane parallel to the detection system substrate; a width measured along an axis (X-axis) perpendicular to the longest dimension and extending along a plane parallel to said substrate; and a depth measured along an axis (z-axis) perpendicular to a plane parallel to said substrate. An example channel may have a length essentially than its width and depth. In some cases, an example of length:width ratios might be: 2:1, 3:1, 4:1, 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1, 10:1, 11 :1, 12:1, 13:1, 14:1, 15:1, 16:1, 17:1, 18:1, 19:1, or 20:1, or be within the range defined by any two of the above ratios.
[0347] Согласно некоторым вариантам реализации канал сконфигурирован таким образом, чтобы иметь глубину и/или ширину, по существу равную диаметру или меньшую, чем диаметр агрегата, комплекса с нуклеиновой кислотой или полимера, образующегося в канале, предпочтительно, при нахождении в суспензии в канале, за счет взаимодействия между представляющей интерес нуклеиновой кислотой и частицами сенсорных соединений (например, одним или более зондами для нуклеиновой кислоты), используемых для обнаружения указанной представляющей интерес нуклеиновой кислоты.[0347] In some embodiments, the channel is configured to have a depth and/or width substantially equal to or less than the diameter of the aggregate, nucleic acid complex, or polymer formed in the channel, preferably while in suspension in the channel. , through interaction between the nucleic acid of interest and the sensor compound particles (eg, one or more nucleic acid probes) used to detect said nucleic acid of interest.
[0348] Согласно некоторым вариантам реализации канал сконфигурирован таким образом, чтобы иметь ширину вдоль оси X в диапазоне от приблизительно 1 нм до приблизительно 50000 нм, или ширину в пределах диапазона, определяемого любыми двумя числами в вышеупомянутом диапазоне, однако не ограниченную указанными примерами диапазонов. Пример канала имеет длину вдоль оси Y в диапазоне от приблизительно 10 нм до приблизительно 2 см, или длину в пределах диапазона, определяемого любыми двумя числами в вышеупомянутом диапазоне, однако не ограниченную указанными примерами диапазонов. Пример канала имеет глубину вдоль оси z в диапазоне от приблизительно 1 нм до приблизительно 1 мкм, или глубину в пределах диапазона, определяемого любыми двумя числами в вышеупомянутом диапазоне, однако не ограниченную указанными примерами диапазонов.[0348] In some embodiments, the channel is configured to have a width along the X-axis in the range of from about 1 nm to about 50,000 nm, or a width within the range defined by any two numbers in the above range, but not limited to the specified range examples. An example channel has a length along the Y-axis in the range of about 10 nm to about 2 cm, or a length within the range defined by any two numbers in the above range, but not limited to these example ranges. The exemplary channel has a depth along the z-axis in the range of about 1 nm to about 1 µm, or a depth within the range defined by any two numbers in the above range, but not limited to these example ranges.
[0349] Согласно некоторым вариантам реализации канал имеет любую подходящую форму поперечного сечения (например, форму поперечного сечения вдоль плоскости x-z), в том числе, но не ограничиваясь перечисленными, кольцевую, эллиптическую, прямоугольную, квадратную, D-образную (в результате изотропного травления) и т.п.[0349] In some embodiments, the channel has any suitable cross-sectional shape (for example, a cross-sectional shape along the x-z plane), including, but not limited to, annular, elliptical, rectangular, square, D-shaped (as a result of isotropic etching ) etc.
[0350] Согласно некоторым вариантам реализации канал имеет длину в диапазоне от 10 нм до 10 см, например, составляющую по меньшей мере или равную 10 нм, 50 нм, 100 нм, 200 нм, 400 нм, 600 нм, 800 нм, 1 мкм, 10 мкм, 50 мкм, 100 мкм, 300 мкм, 600 мкм, 900 мкм, 1 см, 3 см, 5 см, 7 см или 10 см, или длину в пределах диапазона, определяемого любыми двумя значениями длины из вышеупомянутых. Согласно некоторым вариантам реализации канал имеет глубину в диапазоне от 1 нм до 1 мкм, например, составляющую по меньшей мере или равную 1 нм, 5 нм, 7 нм, 10 нм, 50 нм, 100 нм, 200 нм, 400 нм, 600 нм, 800 нм, 1 мкм, 10 мкм, 20 мкм, 30 мкм, 40 мкм, 50 мкм, 100 мкм, 500 мкм или 1 мм, или глубину в пределах диапазона, определяемого любыми двумя значениями глубины из вышеупомянутых. Согласно некоторым вариантам реализации канал имеет ширину в диапазоне от 1 нм до 50 мкм, такую как, например, 1 нм, 5 нм, 7 нм, 10 нм, 50 нм, 100 нм, 200 нм, 400 нм, 600 нм, 800 нм, 1 мкм, 10 мкм, 20 мкм, 30 мкм, 40 мкм, 50 мкм, 100 мкм, 500 мкм или 1 мм, или ширину в пределах диапазона, определяемого любыми двумя значениями ширины из вышеупомянутых.[0350] In some embodiments, the channel has a length in the range of 10 nm to 10 cm, such as at least or equal to 10 nm, 50 nm, 100 nm, 200 nm, 400 nm, 600 nm, 800 nm, 1 µm , 10 µm, 50 µm, 100 µm, 300 µm, 600 µm, 900 µm, 1 cm, 3 cm, 5 cm, 7 cm, or 10 cm, or a length within the range defined by any two of the above lengths. In some embodiments, the channel has a depth in the range of 1 nm to 1 µm, such as at least or equal to 1 nm, 5 nm, 7 nm, 10 nm, 50 nm, 100 nm, 200 nm, 400 nm, 600 nm , 800 nm, 1 µm, 10 µm, 20 µm, 30 µm, 40 µm, 50 µm, 100 µm, 500 µm, or 1 mm, or a depth within the range defined by any two of the above depths. In some embodiments, the channel has a width in the range of 1 nm to 50 µm, such as, for example, 1 nm, 5 nm, 7 nm, 10 nm, 50 nm, 100 nm, 200 nm, 400 nm, 600 nm, 800 nm , 1 µm, 10 µm, 20 µm, 30 µm, 40 µm, 50 µm, 100 µm, 500 µm, or 1 mm, or a width within the range defined by any two of the widths mentioned above.
[0351] Согласно некоторым вариантам реализации каналы сформированы в картридже, позже вставляемом в устройство. Согласно некоторым аспектам указанный картридж может представлять собой одноразовый картридж. Согласно некоторым аспектам указанный картридж изготовлен из экономичных пластиковых материалов. Согласно некоторым аспектам по меньшей мере часть картриджа изготовлена из бумаги и слоистых материалов для флюидики.[0351] In some embodiments, the channels are formed in a cartridge later inserted into the device. In some aspects, said cartridge may be a disposable cartridge. In some aspects, said cartridge is made from economical plastic materials. In some aspects, at least a portion of the cartridge is made from paper and fluidic laminates.
[0352] Вариант реализации системы обнаружения 2100, которую применяют для обнаружения присутствия или отсутствия конкретной нуклеиновой кислоты и/или конкретного нуклеотида в образце изображен на фиг. 17А-17В. На фиг. 17А приведена горизонтальная проекция системы, а на фиг. 17В приведена вертикальная проекция системы в поперечном сечении. Система обнаружения 2100 включает подложку 2102, которая располагается по существу вдоль горизонтальной плоскости х-у. Согласно некоторым вариантам реализации подложка 2102 может быть сформирована из диэлектрического материала, например, диоксида кремния. Другие примеры материалов для подложки 2102 включают, не ограничиваясь перечисленными, стекло, сапфир или алмаз.[0352] An embodiment of a
[0353] Подложка 2102 поддерживает или включает канал 2104, содержащий по меньшей мере внутреннюю поверхность 2106 и внутреннее пространство 2108 для вмещения текучей среды. В некоторых случаях канал 2104 вытравливают в верхней поверхности подложки 2102. Примеры материалов для внутренних поверхностей 2106 канала 2104 включают, не ограничиваясь перечисленными, стекло или диоксид кремния.[0353] the
[0354] Согласно определенным вариантам реализации канал 2104 и подложка 2102 сформированы из стекла. В биологических условиях применение имплантатов, полученных из стекла, затруднено из-за медленного растворения стекла в биологических жидкостях и адгезии белков и малых молекул на стеклянной поверхности. Согласно определенным неограничивающим вариантам реализации способ модификации стеклянных поверхностей для обнаружения и анализа нуклеиновой кислоты представлен модификацией поверхности с применением самособирающегося монослоя. Согласно некоторым вариантам реализации по меньшей мере часть внутренней поверхности 2106 канала 2104 предварительно обработана или ковалентно модифицирована путем включения материала или покрытия материалом, обеспечивающим специфическое ковалентное связывание го соединения с внутренней поверхностью. Согласно некоторым вариантам реализации сдвигающаяся крышка 2114, закрывающая канал, может также быть ковалентно модифицирована материалом.[0354] In certain embodiments,
[0355] Примеры материалов, которые используют для модификации внутренней поверхности 2106 канала 2104 включают, не ограничиваясь перечисленными, силановое соединение (например, трихлорсилан, алкилсилан, триэтоксисилан, перфторсилан), цвиттерионный сультон, поли(6-9)этиленгликоль (ПЭГ), перфтороктил, флуоресцеин, альдегид или графеновое соединение. Ковалентная модификация внутренней поверхности канала уменьшает неспецифическую абсорбцию определенных молекул. Согласно одному примеру ковалентная модификация внутренней поверхности может обеспечивать ковалентное связывание молекул сенсорных соединений с внутренней поверхностью наряду с предотвращением неспецифической абсорбции внутренней поверхностью других молекул. Например, для модификации внутренней поверхности 2106 канала 2104 применяют поли(этиленгликоль) (ПЭГ), чтобы уменьшить неспецифическую адсорбцию материалов на указанной внутренней поверхности.[0355] Examples of materials that are used to modify the
[0356] Согласно некоторым вариантам реализации указанный канал 2104 изготовлен нанотехнологическим или микротехнологическим методом с четко очерченной гладкой внутренней поверхностью 2106. Примеры методик изготовления канала и модификации внутренней поверхности канала описаны в источнике: Sumita Pennathur and Pete Crisallai (2014), "Low Temperature Fabrication and Surface Modification Methods for Fused Silica Micro- and Nanochannels," MRS Proceedings, 1659, pp 15-26. doi:10.1557/opl.2014.32, содержание которого полностью и явным образом включено в настоящий документ посредством ссылки.[0356] In some embodiments, said
[0357] Первая концевая секция канала 2104 включает порт ввода 2110 или сообщается через текучую среду с портом ввода 2110, а вторая концевая секция канала 2104 включает порт вывода 2112 или сообщается через текучую среду с портом вывода 2112. Согласно определенным неограничивающим вариантам реализации порты 2110 и 2112 предложены на концах канала 2104.[0357] The first end section of the
[0358] Согласно некоторым вариантам реализации верхняя поверхность подложки 2102 с каналом 2104 и портами 2110, 2112 накрыта и герметизирована сдвигающейся крышкой 2114. Согласно некоторым вариантам реализации для формирования каналов, в том числе верхней части, применяют жесткий пластик; может также применяться полупроницаемая мембрана.[0358] In some embodiments, the top surface of the
[0359] Первый электрод 2116 электрически подсоединен в первой концевой секции канала 2104, например, в порте или возле порта ввода 2110. Второй электрод 2118 электрически подсоединен во второй концевой секции канала 2104, например, в порте или возле порта вывода 2112. Первый и второй электроды 2116, 2118 электрически подсоединены к источнику питания или источнику напряжения 2120 с обеспечением разности потенциалов между первым и вторым электродами. Таким образом разность потенциалов подается по меньшей мере на часть длины канала. При наличии текучей среды в канале 2104 и действии на нее подаваемой разности потенциалов электроды 2116, 2118и указанная текучая среда создают полный электрический путь.[0359] The
[0360] Источник питания или источник напряжения 2120 сконфигурирован таким образом, чтобы подавать электрическое поле обратимым образом, так что разность потенциалов подается в первом направлении вдоль длины канала (вдоль оси Y), а также во втором, противоположном направлении (вдоль оси Y). В одном примере, в случае первого направления электрического поля или разности потенциалов положительный электрод присоединен в первой концевой секции канала 2104, например, в порте или возле порта ввода 2110, а отрицательный электрод присоединен во второй концевой секции канала 2104, например, в порте или возле порта вывода 2112. В другом примере, в случае второго, противоположного направления электрического поля или разности потенциалов, отрицательный электрод присоединен в первой концевой секции канала 2104, например, в порте или возле порта ввода 2110, а положительный электрод присоединен во второй концевой секции канала 2104, например, в порте или возле порта вывода 2112.[0360] The power supply or voltage source 2120 is configured to apply the electric field in a reversible manner such that a potential difference is applied in a first direction along the length of the channel (along the Y-axis) as well as in a second, opposite direction (along the Y-axis). In one example, in the case of a first direction of the electric field or potential difference, the positive electrode is connected at the first end section of the
[0361] Согласно некоторым вариантам реализации источник питания или источник напряжения 2120 сконфигурирован таким образом, чтобы подавать сигнал ПТ. Частота сигнала ПТ может динамически изменяться. Согласно некоторым аспектам источник питания или источник напряжения 2120 сконфигурирован таким образом, чтобы подавать электрический сигнал с частотой 10-109 Гц. Согласно некоторым аспектам источник питания или источник напряжения 2120 сконфигурирован таким образом, чтобы подавать электрический сигнал с частотой 105-107 Гц.[0361] In some embodiments, the power supply or voltage source 2120 is configured to provide a FET signal. The frequency of the PT signal can change dynamically. In some aspects, the power supply or voltage source 2120 is configured to provide an electrical signal at a frequency of 10-10 9 Hz. In some aspects, the power supply or voltage source 2120 is configured to provide an electrical signal at a frequency of 105-107 Hz.
[0362] Первая и вторая концевые секции канала 2104 (например, в порте или возле порта ввода 2110 и порта вывода 2112) электрически присоединены к схемам обнаружения нуклеиновых кислот 2122, запрограммированным или сконфигурированным таким образом, чтобы обнаруживать значения одного или более электрических свойств канала 2104 для определения того, присутствует или отсутствует конкретная нуклеиновая кислота и/или нуклеотид в канале 2104. Значения электрических свойств обнаруживают в течение одного периода времени (например, в течение определенного периода времени после введения образца и одного или более сенсорных соединений в канал) или в течение нескольких разных периодов времени (например, до и после введения и образца, и одного или более сенсорных соединений в канал). Согласно некоторым аспектам значения электрических свойств обнаруживают непрерывно на протяжении установленного периода времени от введения образца путем амплификации LAMP. Примеры детектируемых электрических свойств включают, не ограничиваясь перечисленными, электрический ток, напряжение проводимости, сопротивление, частоту или форму колебаний. Определенные примеры схем обнаружения нуклеиновых кислот 2122 включают процессор или вычислительное устройство, или сконфигурированы в виде процессора или вычислительного устройства, например, устройства 1700, изображенного на фиг. 18. Определенный другие схемы обнаружения нуклеиновых кислот 2122 включают, не ограничиваясь перечисленными, амперметр, вольтметр, омметр или осциллограф.[0362] The first and second end sections of channel 2104 (e.g., at or
[0363] Согласно одному варианту реализации схема обнаружения нуклеиновых кислот 2122 содержит измерительную схему 2123, запрограммированную или сконфигурированную таким образом, чтобы измерять одно или более значений электрических свойств вдоль по меньшей мере части длины канала 2104. Схема обнаружения нуклеиновых кислот 2122 также содержит выравнивающую схему 2124, запрограммированную или сконфигурированную таким образом, чтобы периодически или непрерывно проводить мониторинг одного или более значений электрического свойства канала на протяжении периода времени, и/или выбирать всего одно из указанных значений после достижения ими равновесия (например, после прекращения изменений, превышающих определенный порог дисперсии или допуска).[0363] In one embodiment, the nucleic acid detection circuit 2122 includes a measurement circuit 2123 programmed or configured to measure one or more electrical property values along at least a portion of the length of the
[0364] Схема обнаружения нуклеиновых кислот 2122 может также содержать схему сравнения 2126, запрограммированную или сконфигурированную таким образом, чтобы сравнивать два или более значений электрических свойств канала, например, референсное значение электрического свойства (например, измеренное до того состояния, когда и образец, и все сенсорные соединения уже были введены в канал) и значение электрического свойства (например, измеренное после введения образца и всех сенсорных соединений в канал). Схема сравнения 2126 может использовать указанное сравнение для определения того, присутствует или отсутствует нуклеиновая кислота в канале. Согласно одному варианту реализации схема сравнения 2126 вычисляет разницу между измеренным значением электрического свойства и референсным значением электрического свойства, и сравнивает разницу с заранее определенным значением, указывающим на присутствие или отсутствие нуклеиновой кислоты в канале и указанную информацию используют для диагностики или прогнозирования болезненного состояния, или присутствия или отсутствия инфекции у субъекта.[0364] The nucleic acid detection circuitry 2122 may also include a comparison circuitry 2126 programmed or configured to compare two or more channel electrical property values, such as an electrical property reference value (e.g., measured to the point where both the sample and all sensor compounds have already been introduced into the channel) and the value of the electrical property (for example, measured after the sample and all sensor compounds have been introduced into the channel). Comparison circuit 2126 may use said comparison to determine if a nucleic acid is present or absent in a channel. In one embodiment, a comparison circuit 2126 calculates the difference between a measured electrical property value and a reference electrical property value, and compares the difference to a predetermined value indicative of the presence or absence of a nucleic acid in a channel, and this information is used to diagnose or predict a disease state, or the presence or the absence of infection in the subject.
[0365] Согласно некоторым вариантам реализации при введении и образца, и воспринимающего соединения в канал схема сравнения 2126 программируется или конфигурируется таким образом, чтобы сравнивать первое значение электрического свойства (например, величину электрического тока) при подаче электрического поля или разности потенциалов через канал в первом направлении вдоль длины канала, со вторым значением электрического свойства (например, величиной электрического тока) при подаче электрического поля или разности потенциалов через канал во втором, противоположном направлении вдоль длины канала. Согласно одному варианту реализации схема сравнения 2126 вычисляет разницу между величинами указанных первого и второго значений, и сравнивает указанную разницу с заранее определенным значением (например, определяет, является ли по существу указанная разница нулевой), указывающим на присутствие или отсутствие нуклеиновой кислоты в канале. Например, если указанная разница является по существу нулевой, это указывает на отсутствие нуклеиновой кислоты, которая может находиться в канале в диспергированной, полимерной форме или агрегатной форме. В том случае, когда разница по существу не является нулевой, это указывает на присутствие нуклеиновой кислоты, которая может находиться в канале в диспергированной форме, полимерной форме или агрегатной форме.[0365] In some embodiments, when both a sample and a sensing compound are introduced into a channel, the comparison circuit 2126 is programmed or configured to compare a first value of an electrical property (e.g., an amount of electric current) when an electric field or potential difference is applied through the channel in the first direction along the length of the channel, with a second value of the electrical property (for example, the magnitude of the electric current) when applying an electric field or potential difference through the channel in the second, opposite direction along the length of the channel. In one embodiment, the comparison circuit 2126 calculates the difference between the values of said first and second values, and compares said difference with a predetermined value (e.g., determines if said difference is essentially zero) indicative of the presence or absence of a nucleic acid in the channel. For example, if the indicated difference is essentially zero, this indicates the absence of nucleic acid, which may be in the channel in dispersed, polymeric form or aggregate form. Where the difference is substantially non-zero, this indicates the presence of nucleic acid, which may be present in the channel in dispersed form, polymeric form, or aggregate form.
[0366] Согласно некоторым вариантам реализации схема обнаружения нуклеиновых кислот 2122 запрограммирована или сконфигурирована таким образом, чтобы определять абсолютную концентрацию нуклеиновой кислоты в образце, и/или относительную концентрацию нуклеиновой кислоты по отношению к одному или более дополнительным веществам в образце.[0366] In some embodiments, the nucleic acid detection circuitry 2122 is programmed or configured to determine the absolute concentration of the nucleic acid in the sample, and/or the relative concentration of the nucleic acid relative to one or more additional substances in the sample.
[0367] Согласно некоторым вариантам реализации схема сравнения 2124 и выравнивающая схема 2126 сконфигурированы в виде отдельных схем или модулей, тогда как согласно другим вариантам реализации они сконфигурированы в виде одной интегральной схемы или модуля.[0367] In some embodiments, comparison circuit 2124 and equalization circuit 2126 are configured as separate circuits or modules, while in other embodiments they are configured as a single integrated circuit or module.
[0368] Схема обнаружения нуклеиновых кислот 2122 содержит вывод 2128, который может, согласно некоторым вариантам реализации, сообщаться с одним или более внешних устройств или модулей. Например, схема обнаружения нуклеиновых кислот 2122 может передавать референсное значение электрического свойства и/или одно или более измеренных значений электрических свойств на что-либо одно или более из: процессора 2130 для дальнейших расчетов, обработки и анализа, устройства для долговременного хранения информации или памяти 2132 для хранения значений; и/или устройства визуального отображения 2134 для отображения указанных значений пользователю. Согласно некоторым вариантам реализации схема обнаружения нуклеиновых кислот 2122 генерирует указание на то, включает ли образец нуклеиновую кислоту, и передает это указание в процессор 2130, устройство для долговременного хранения или память 2132 и/или устройство визуального отображения 2134.[0368] The nucleic acid detection circuit 2122 includes an
[0369] В примере способа применения системы по фиг. 17А и фиг. 17В одно или более сенсорных соединений (например, один или более зондов для нуклеиновой кислоты) и образец последовательно или одновременно вводят в канал. Когда поток текучей среды и/или поток заряженных частиц в текучей среде не ингибирован (например, ввиду отсутствия агрегатов), кондуктивные частицы или ионы в текучей среде двигаются вдоль по меньшей мере части длины канала 2104 вдоль оси Y от порта ввода 2110 к порту вывода 2112. Движение кондуктивных частиц или ионов производит или генерируют первое, или «референсное» значение электрического свойства или диапазон значений (например, электрического тока, проводимости, резистивности или частоты), детектируемые схемой обнаружения нуклеиновых кислот 2122 вдоль по меньшей мере части длины канала 2104. Согласно некоторым вариантам реализации выравнивающая схема 2124 периодически или непрерывно проводит мониторинг значения электрических свойств на протяжении периода времени до тех пор, пока значения не достигают равновесия. Затем выравнивающая схема 2124 выбирает одно из значений в качестве референсного значения электрического свойства, чтобы избежать влияния временных изменений указанного электрического свойства.[0369] In an example of the method of using the system of FIG. 17A and FIG. 17B, one or more sensor compounds (eg, one or more nucleic acid probes) and a sample are sequentially or simultaneously introduced into the channel. When the flow of the fluid and/or the flow of charged particles in the fluid is not inhibited (for example, due to the absence of aggregates), conductive particles or ions in the fluid move along at least a portion of the length of the
[0370] В настоящем документе «референсное» значение электрического свойства относится к значению или диапазону значений электрического свойства канала до введения образца и всех сенсорных соединений (например, одного или более зондов для нуклеиновой кислоты) в канал; то есть референсное значение представляет собой значение, характеризующее указанный канал до какого-либо взаимодействия между нуклеиновой кислотой в образце и всеми сенсорными соединениями. В некоторых случаях референсное значение обнаруживают в период времени после введения сенсорного соединения в канал, но до введения в канал образца и дополнительных сенсорных соединений. В некоторых случаях референсное значение обнаруживают в период времени после введения сенсорного соединения и образца в канал, но до введения в канал дополнительных сенсорных соединений. В некоторых случаях референсное значение обнаруживают в период времени до введения образца или сенсорных соединений в канал. В некоторых случаях референсное значение заранее определено и хранится на носителе для долговременного хранения информации, с которого к нему может осуществляться доступ.[0370] As used herein, a "reference" electrical property value refers to the value or range of values of the electrical property of a channel prior to insertion of the sample and all sensor compounds (eg, one or more nucleic acid probes) into the channel; that is, the reference value is a value characterizing said channel prior to any interaction between the nucleic acid in the sample and all sensor compounds. In some cases, the reference value is found during the period of time after the introduction of the sensor compound into the channel, but before the introduction of the sample and additional sensor compounds into the channel. In some cases, the reference value is found during the period of time after the introduction of the sensor compound and sample into the channel, but before the introduction of additional sensor compounds into the channel. In some cases, the reference value is found during the period of time before the introduction of the sample or sensor compounds into the canal. In some cases, the reference value is predetermined and stored on a durable storage medium from which it can be accessed.
[0371] В некоторых случаях образование электрически кондуктивного агрегата, полимера или комплекса с нуклеиновой кислотой в канале (например, в результате взаимодействий между представляющей интерес нуклеиновой кислотой в образце и одним или более зондами для нуклеиновой кислоты) усиливает электрический путь вдоль по меньшей мере части длины канала 2104. В указанном случае схема обнаружения нуклеиновых кислот 2122 обнаруживает второе значение или диапазон значений электрического свойства (например, электрического тока, проводимости, резистивности или частоты) вдоль по меньшей мере части длины канала 2104. Согласно некоторым вариантам реализации схема обнаружения нуклеиновых кислот 2122 обеспечивает период ожидания или корректировки после введения образца и всех сенсорных соединений в канал, до обнаружения второго значения электрического свойства. Указанный период ожидания или корректировки позволяет агрегату, полимеру или комплексу с нуклеиновой кислотой образоваться в канале, предпочтительно, при нахождении в суспензии в канале, и позволяет образовавшемуся агрегату, полимеру или комплексу с нуклеиновой кислотой изменить электрические свойства канала, предпочтительно, при нахождении в суспензии в канале.[0371] In some cases, the formation of an electrically conductive aggregate, polymer, or complex with a nucleic acid in a channel (for example, as a result of interactions between the nucleic acid of interest in the sample and one or more nucleic acid probes) enhances the electrical path along at least a portion of the
[0372] Согласно некоторым вариантам реализации выравнивающая схема 2124 периодически или непрерывно проводит мониторинг значения электрических свойств на протяжении периода времени после введения образца и всех сенсорных соединений до тех пор, пока значения не достигают равновесия. Затем выравнивающая схема 2124 может выбирать одно из значений в качестве второго значения электрического свойства, чтобы избежать влияния временных изменений указанного электрического свойства.[0372] In some embodiments, the equalization circuit 2124 periodically or continuously monitors the electrical property value for a period of time following the introduction of the sample and all sensor connections until the values reach equilibrium. The equalization circuit 2124 may then select one of the values as the second electrical property value to avoid being affected by temporal changes in said electrical property.
[0373] Схема сравнения 2126 сравнивает второе значение электрического свойства с референсным значением электрического свойства. Если указанная схема определяет, что разница между вторым значением и референсным значением соответствует заданному диапазону увеличения тока или проводимости (или снижения резистивности), схема обнаружения нуклеиновых кислот 2122 определяет, что в канале присутствует агрегат, полимер или комплекс с нуклеиновой кислотой и, соответственно, целевая нуклеиновая кислота присутствует или обнаруживается в образце. На основании этого можно диагностировать или идентифицировать наличие или отсутствие цели и болезненного состояния или инфекционного состояния у субъекта.[0373] The comparison circuit 2126 compares the second electrical property value with the electrical property reference value. If said circuit determines that the difference between the second value and the reference value corresponds to the specified range of current increase or conductivity (or decrease in resistivity), nucleic acid detection circuit 2122 determines that an aggregate, polymer, or complex with a nucleic acid is present in the channel and, accordingly, the target the nucleic acid is present or detected in the sample. Based on this, the presence or absence of a target and a disease or infectious condition in a subject can be diagnosed or identified.
[0374] Согласно определенным другим вариантам реализации при частичном или полном блокировании потока текучей среды в канале и/или потока заряженных частиц в текучей среде (например, за счет образования агрегата, полимера или комплекса с нуклеиновой кислотой) кондуктивные частицы или ионы в текучей среде неспособны свободно двигаться вдоль по меньшей мере части длины канала 2104 вдоль оси Y от порта ввода 2110 к порту вывода 2112. Затрудненное движение или остановка движения кондуктивных частиц или ионов производит или генерирует третье значение электрического свойства или диапазон значений (например, электрического тока или сигнала, проводимости, резистивности или частоты), детектируемые схемой обнаружения нуклеиновых кислот 2122 вдоль по меньшей мере части длины канала 2104. Третье значение электрического свойства обнаруживают помимо или вместо второго значения электрического свойства. Согласно некоторым вариантам реализации схема обнаружения нуклеиновых кислот 2122 может ожидать в течение периода ожидания или корректировки после введения и образца, и всех сенсорных соединений в канал, до обнаружения третьего значения электрического свойства. Указанный период ожидания или корректировки позволяет агрегату, полимеру или комплексу с нуклеиновой кислотой образоваться в канале, позволяет образовавшемуся агрегату, полимеру или комплексу с нуклеиновой кислотой изменять электрические свойства канала.[0374] According to certain other embodiments, when the fluid flow in the channel and/or the flow of charged particles in the fluid is partially or completely blocked (for example, due to the formation of an aggregate, polymer, or complex with a nucleic acid), the conductive particles or ions in the fluid are unable to move freely along at least a portion of the length of the
[0375] Согласно некоторым вариантам реализации выравнивающая схема 2124 периодически или непрерывно проводит мониторинг значений электрических свойств в период времени после введения образца и всех сенсорных соединений, до тех пор пока указанные значения не достигают равновесия. Затем выравнивающая схема 2124 выбирает одно из значений в качестве третьего значения электрического свойства, чтобы избежать влияния временных изменений электрического свойства.[0375] In some embodiments, the equalization circuit 2124 periodically or continuously monitors electrical property values over a period of time after sample and all sensor connections are introduced until said values reach equilibrium. Then, the equalization circuit 2124 selects one of the values as the third value of the electrical property in order to avoid the effect of temporal changes in the electrical property.
[0376] Схема сравнения 2126 сравнивает третье значение электрического свойства с референсным значением электрического свойства. Если указанная схема определяет, что разница между третьим значением и референсным значением соответствует заранее определенному диапазону снижения тока или проводимости (или увеличения резистивности), схема обнаружения нуклеиновых кислот 2122 определяет, что агрегат, полимер или комплекс с нуклеиновой кислотой присутствует в канале и, соответственно, целевая нуклеиновая кислота идентифицирована как присутствующая в образце.[0376] The comparison circuit 2126 compares the third electrical property value with the electrical property reference value. If said circuit determines that the difference between the third value and the reference value falls within a predetermined range of current reduction or conductance (or increase in resistivity), the nucleic acid detection circuit 2122 determines that an aggregate, polymer, or nucleic acid complex is present in the channel and accordingly the target nucleic acid is identified as being present in the sample.
[0377] Поток текучей среды вдоль длины канала зависит от размера агрегата, полимера или комплекса с нуклеиновой кислотой относительно размеров канала, и образования двойного электрического слоя (ДЭС) на внутренней поверхности канала.[0377] Fluid flow along the length of the channel depends on the size of the aggregate, polymer or nucleic acid complex relative to the dimensions of the channel, and the formation of an electrical double layer (EDL) on the inner surface of the channel.
[0378] В общих чертах, ДЭС представляет собой область полного заряда между заряженным твердым веществом (например, внутренней поверхностью канала, частицей аналита, агрегатом, полимером или комплексом с нуклеиновой кислотой) и содержащим электролит раствором (например, текучим содержимым канала). ДЭС наблюдается как вокруг внутренней поверхности канала, так и вокруг каких-либо частиц нуклеиновой кислоты и агрегатов, полимеров или комплексов нуклеиновой кислоты внутри канала. Противоионы из электролита притягиваются зарядом внутренней поверхности канала и индуцируют область полного заряда. ДЭС влияет на поток ионов внутри канал и вокруг частиц аналита и представляющих интерес агрегатов, полимеров или комплексов нуклеиновой кислоты, не позволяя каким-либо противоионам проходить по длине канала, что обуславливает диодоподобное поведение.[0378] In general terms, a DEL is a region of total charge between a charged solid (e.g., the inner surface of a channel, an analyte particle, an aggregate, a polymer, or a nucleic acid complex) and an electrolyte-containing solution (e.g., the fluid content of the channel). DES is observed both around the inner surface of the channel and around any nucleic acid particles and nucleic acid aggregates, polymers, or complexes inside the channel. Counterions from the electrolyte are attracted by the charge of the inner surface of the channel and induce a region of full charge. DES affects the flow of ions within the channel and around the analyte particles and aggregates, polymers or nucleic acid complexes of interest, preventing any counterions from passing along the length of the channel, which causes diode-like behavior.
[0379] Чтобы математически определить характеристическую длину ДЭС, решают уравнение Пуассона-Больцмана («РВ») и/или уравнения Пуассона-Нернста-Планка («PNP»). Указанные решения связывают с уравнениями Навье-Стокса (NS) для потока текучей среды для создания нелинейной системы связанных уравнений, которые анализируют для понимания функционирования примера системы.[0379] To mathematically determine the characteristic length of the DEL, the Poisson-Boltzmann (“PB”) equation and/or the Poisson-Nernst-Planck (“PNP”) equations are solved. These solutions are coupled to the Navier-Stokes (NS) fluid flow equations to create a non-linear system of coupled equations that are analyzed to understand the operation of the example system.
[0380] Учитывая размерные взаимодействия между поверхностью канала, ДЭС и агрегатами, полимерами или комплексами нуклеиновой кислоты, примеры каналов конфигурируют и конструируют с тщательно выбранными размерными параметрами, обеспечивающих ингибирование по существу потока кондуктивных ионов вдоль длины канала при образовании в канале агрегата, полимера или комплекса с нуклеиновой кислотой определенного заданного размера. В определенных случаях пример канала сконфигурирован таким образом, чтобы иметь глубину и/или ширину, по существу равную диаметру или меньшую, чем диаметр частицы агрегатов, образующихся в канале во время обнаружение нуклеиновой кислоты. Согласно некоторым вариантам реализации размеры ДЭС также учитывают при выборе размерных параметров канала. В определенных случаях пример канала сконфигурирован таким образом, чтобы иметь глубину и/или ширину, по существу равную размерам ДЭС или меньшую, чем размеры ДЭС, генерируемого вокруг внутренняя поверхность канала и агрегата, полимера или комплекса с нуклеиновой кислотой в канале.[0380] Considering the dimensional interactions between the channel surface, the DEL, and nucleic acid aggregates, polymers, or complexes, exemplary channels are configured and designed with carefully chosen dimensional parameters to substantially inhibit the flow of conducted ions along the length of the channel when an aggregate, polymer, or complex is formed in the channel. with a nucleic acid of a certain predetermined size. In certain instances, an exemplary channel is configured to have a depth and/or width substantially equal to or less than the diameter of the particle aggregates formed in the channel during nucleic acid detection. According to some implementation options, the dimensions of the DEL are also taken into account when choosing the dimensional parameters of the channel. In certain instances, an exemplary channel is configured to have a depth and/or width substantially equal to or less than the dimensions of the EDL generated around the inner surface of the channel and the aggregate, polymer, or nucleic acid complex in the channel.
[0381] Согласно некоторым вариантам реализации до применения системы обнаружения канал не содержит сенсорных соединений (например, одного или более зондов для нуклеиновой кислоты). Таким образом, производитель системы обнаружения может предварительно не обрабатывать или не модифицировать указанный канал с включением воспринимающего соединения. В указанном случае при использовании пользователь вводит одно или более сенсорных соединений, например, в электролитическом буфере, в канал и обнаруживает референсное значение электрического свойства канала с помощью сенсорного соединения, но в отсутствие образца.[0381] In some embodiments, prior to application of the detection system, the channel contains no sensor connections (eg, one or more nucleic acid probes). Thus, the manufacturer of the discovery system may not pre-process or modify the specified channel to include the sensing connection. In this case, in use, the user introduces one or more sensor compounds, for example, in an electrolyte buffer, into the channel and detects the reference value of the electrical property of the channel with the sensor connection, but in the absence of a sample.
[0382] Согласно определенным другим вариантам реализации до применения системы обнаружения канал предварительно обрабатывают или модифицируют так, что по меньшей мере часть внутренней поверхности канала включает сенсорное соединение или покрыта сенсорным соединением (например, один или более зондов для захвата нуклеиновой кислоты). Согласно одному примеру производитель обнаруживает референсное значение электрического свойства канала, модифицированного сенсорным соединением, и при использовании пользователем может использовать сохраненное референсное значение электрического свойства. Таким образом, производитель системы обнаружения может предварительно обрабатывать или модифицировать канал таким образом, чтобы он включал сенсорное соединение. В указанном случае пользователю необходимо ввести образец и одно или более дополнительных сенсорных соединений в канал.[0382] In certain other embodiments, the channel is pretreated or modified such that at least a portion of the inner surface of the channel includes or is coated with a sensor compound (e.g., one or more nucleic acid capture probes) prior to application of the detection system. In one example, a manufacturer detects an electrical property reference value of a channel modified by a sensor connection and, when used by a user, can use the stored electrical property reference value. Thus, the manufacturer of the detection system may pre-process or modify the channel to include a sensor connection. In this case, the user needs to introduce the sample and one or more additional sensor compounds into the channel.
[0383] Некоторые примеры систем обнаружения включают один канал. Некоторые другие примеры систем обнаружения включают несколько каналов на одной подложке. Такие системы обнаружения могут включать любой подходящее число каналов, в том числе, но не ограничиваясь перечисленным, по меньшей мере или точно 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 каналов, или несколько каналов в пределах диапазона, определяемого любыми двумя из вышеупомянутых чисел.[0383] Some examples of detection systems include one channel. Some other examples of detection systems include multiple channels on the same substrate. Such detection systems may include any suitable number of channels, including but not limited to at least or exactly 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10 channels, or multiple channels within a range, defined by any two of the above numbers.
[0384] Согласно одному варианту реализации система обнаружения включает совокупность каналов, где по меньшей мере два канала функционируют независимо друг от друга. Пример канала 2104 и ассоциированные составляющие по фиг. 17А-17В воспроизводят на одной подложке для получения такой многоканальной системы обнаружения. Указанные несколько каналов используются для обнаружения одной нуклеиновой кислоты в одном образце, разных нуклеиновых кислот в одном образце, одинаковой нуклеиновой кислоты в разных образцах; и/или разных нуклеиновых кислот в разных образцах. Согласно другому варианту реализации система обнаружения включает совокупность каналов, где по меньшей мере два канала функционируют, взаимодействуя друг с другом. Согласно некоторым аспектам указанные каналы имеют различную форму в зависимости от мишени, которую требуется обнаруживать.[0384] According to one embodiment, the detection system includes a plurality of channels, where at least two channels operate independently of each other. The channel example 2104 and associated components of FIG. 17A-17B are reproduced on a single substrate to obtain such a multi-channel detection system. These multiple channels are used to detect one nucleic acid in one sample, different nucleic acids in one sample, the same nucleic acid in different samples; and/or different nucleic acids in different samples. According to another implementation variant, the detection system includes a plurality of channels, where at least two channels operate in cooperation with each other. In some aspects, these channels have different shapes depending on the target to be detected.
Обзор примеров устройств для применения в месте предоставления медицинских услугOverview of device examples for point-of-care applications
[0385] Согласно некоторым вариантам реализации указанное устройство является портативным и сконфигурировано таким образом, чтобы обнаруживать одну или более мишеней в образце. Как показано на фиг. 19, указанное устройство включает процессор 900, сконфигурированный таким образом, чтобы управлять схемой ƒC4D 905. Указанная схема ƒC4D 905 включает генератор сигнала 907. Генератор сигнала 907 сконфигурирован таким образом, чтобы подавать один или более сигналов через канал 2104 или тестовую ячейку согласно описанию выше. Генератор сигнала 907 сопряжен с предусилителем 915 для усиления одного или более сигналов с генератора сигнала 907. Указанные один или более сигналов проходят через мультиплексор 909 и через канал 2104. Сигнал из канала 2104 усиливают на пост-усилителе 911 и демодулируют демультиплексором 913. Аналого-цифровой преобразователь 917 получает сигнал и направляет цифровой сигнал в процессор 900. Процессор 900 включает схему, сконфигурированную таким образом, чтобы измерять, уравновешивать, сравнивать и т.п., для определения того, была ли детектирована требуемая мишень в образце. Согласно некоторым вариантам реализации указанное аналого-цифровое преобразование может происходить первым. Согласно некоторым таким вариантам реализации индуцированные волны могут быть полностью дискретизированы и демодулированы программно в цифровом виде.[0385] In some embodiments, said device is portable and configured to detect one or more targets in a sample. As shown in FIG. 19, said device includes a processor 900 configured to drive an ƒC 4 D circuit 905. Said ƒC 4 D circuit 905 includes a
[0386] Процессор 900 также сопряжен с одним или более нагревательными элементами 920 согласно некоторым вариантам реализации. Указанные один или более нагревательных элементов 920 могут представлять собой резистивные нагревательные элементы. Один или более нагревательных элементов 920 сконфигурированы таким образом, чтобы нагревать образец и/или раствор в канале 2104. Согласно некоторым вариантам реализации указанный образец нагревают до температуры, превышающей или равной 0°С, 5°С, 10°С, 15°С, 20°С, 25°С, 30°С, 35°С, 40°С, 45°С, 50°С, 55°С, 60°С, 65°С, 70°С, 75°С, 80°С, 85°С, 90°С, 95°С, 100°С, 105°С, 110°С, 115°С, 120°С, 130°С, 140°С, 150°С, 160°С, 170°С, 180°С, 190°С, 200°С, 210°С, 220°С, 230°С, 240°С, 250°С, 260°С, либо до любой температуры или до любого диапазона температур между двумя вышеперечисленными значениями. Согласно некоторым вариантам реализации указанный образец охлаждают до температуры ниже или равной 40°С, 35°С, 30°С, 25°С, 20°С, 15°С, 10°С, 5°С, 0°С, -5°С, -10°С, -15°С, -20°С, либо до любой температуры или до любого диапазона температур между двумя вышеперечисленными значениями. С учетом вышеизложенного процессор 900 и/или другая схема сконфигурирован(а) таким образом, чтобы считывать температуру 925 образца и/или канала 2104, и управлять одним или несколькими нагревательными элементами 920 до тех пор, пока не будет достигнута желаемая заданная точка нагрева 930. Согласно некоторым аспектам весь канал 2104 сконфигурирован таким образом, чтобы нагреваться одним или более нагревательными элементами 920. Согласно другим аспектам только части канала 2104 сконфигурированы таким образом, чтобы нагреваться одним или более нагревательными элементами 920.[0386] The processor 900 is also paired with one or more heating elements 920, in some embodiments. Said one or more heating elements 920 may be resistance heating elements. One or more heating elements 920 are configured to heat the sample and/or solution in the
[0387] Процессор 900 сконфигурирован таким образом, чтобы принимать ввод пользователем 940 с одного или более средств ввода пользователем, таких как клавиатура, сенсорные экраны, кнопки, переключатели или микрофоны. Данные выводятся (950) и регистрируются (951), сообщаются пользователю (953), отправляются в облачную систему хранения 952 и т.п. Данные отправляются в другое устройство для обработки и/или дополнительно обрабатываются согласно некоторым вариантам реализации. Например, данные ƒC4D могут быть отправлены в облако и позднее обработаны для определения присутствия или отсутствия мишени (мишеней) в образце.[0387] The processor 900 is configured to accept
[0388] Согласно некоторым аспектам указанное устройство сконфигурировано таким образом, чтобы потреблять относительно малую мощность. Например, указанное устройство может требовать всего 1-10 Вт мощности. Согласно некоторым аспектам указанное устройство требует 7 Вт мощности или меньше. Указанное устройство сконфигурировано таким образом, чтобы обрабатывать данные, коммуницировать путем беспроводной связи с одним или более другими устройствами, посылать и обнаруживать сигналы через канал, нагревать образец/канал, и/или обнаруживать и отображать ввод/вывод через дисплей с сенсорным управлением.[0388] In some aspects, said device is configured to draw relatively low power. For example, said device may require as little as 1-10 watts of power. In some aspects, said device requires 7 watts of power or less. Said device is configured to process data, communicate wirelessly with one or more other devices, send and detect signals through a channel, heat a sample/channel, and/or detect and display input/output via a touchscreen display.
[0389] Согласно некоторым вариантам реализации устройство для сбора образцов, устройство для подготовки образцов и картридж для текучей среды сформированы как отдельные физические устройства. Соответственно, первое устройство для сбора образцов применяют для сбора образца. Указанный образец может содержать слюну, секрет слизистых оболочек, кровь, плазму, кал или спинномозговую жидкость. Затем образец переносят во второе устройство для подготовки образцов. Устройство для подготовки образцов включает компоненты и реагенты, необходимые для амплификации нуклеиновых кислот. После подготовки образца его переносят в третье устройство, содержащее картридж для текучей среды, где проходят амплификация, возбуждение и измерения ƒC4D. Согласно некоторым вариантам реализации сбор образцов и подготовка образцов осуществляются одним устройством. Согласно некоторым вариантам реализации в одном и том же устройстве проводится подготовка образцов и находится картридж для текучей среды. Согласно некоторым вариантам реализации одно устройство сконфигурировано таким образом, чтобы обеспечивать взятие образцов, подготовку образцов, амплификацию по меньшей мере части образца и анализ образца с использованием ƒC4D.[0389] In some embodiments, the sample collection device, the sample preparation device, and the fluid cartridge are formed as separate physical devices. Accordingly, the first sample collection device is used to collect the sample. Said sample may contain saliva, mucosal secretion, blood, plasma, feces or cerebrospinal fluid. The sample is then transferred to a second sample preparation device. The sample preparation device includes the components and reagents required for nucleic acid amplification. After sample preparation, it is transferred to a third device containing a fluid cartridge where amplification, excitation and ƒC 4 D measurements take place. In some embodiments, sample collection and sample preparation are performed by a single device. In some embodiments, sample preparation and fluid cartridge reside in the same device. In some embodiments, one device is configured to allow sampling, sample preparation, amplification of at least a portion of the sample, and analysis of the sample using ƒC 4 D.
Обзор примеров компактных картриджей для текучей средыOverview of Compact Fluid Cartridge Examples
[0390] Согласно некоторым аспектам указанное устройство включает съемный картридж для текучей среды, который может быть сопряжен с другим сопутствующим устройством. Указанный съемный картридж для текучей среды сконфигурирован для применения в качестве картриджа для одноразового использования. Согласно некоторым вариантам реализации указанный картридж включает совокупность каналов. Каналы могут иметь разную форму. Согласно некоторым аспектам используют четыре формы каналов и повторяют их для обеспечения точности. Согласно некоторым аспектам используют более чем четыре формы каналов, повторяющиеся для обеспечения точности. Согласно некоторым аспектам каждый канал сконфигурирован таким образом, чтобы обнаруживать одну уникальную мишень. Согласно другим аспектам каждый канал сконфигурирован таким образом, чтобы обнаруживать одинаковые мишени. Согласно некоторым вариантам реализации указанный картридж включает один или более нагревательных элементов. В общем случае, картридж для текучей среды может включать по меньшей мере один канал, сконфигурированный таким образом, чтобы обеспечивать анализ ƒC4D.[0390] In some aspects, said device includes a removable fluid cartridge that can be paired with another associated device. Said removable fluid cartridge is configured for use as a disposable cartridge. In some embodiments, said cartridge includes a plurality of channels. Channels can have different shapes. In some aspects, four channel shapes are used and repeated to ensure accuracy. In some aspects, more than four channel shapes are used, repeated to ensure accuracy. In some aspects, each channel is configured to detect one unique target. In other aspects, each channel is configured to detect the same targets. In some embodiments, said cartridge includes one or more heating elements. In general, a fluid cartridge may include at least one channel configured to provide ƒC 4 D analysis.
[0391] Согласно некоторым аспектам указанный картридж включает многослойную пластинчатую структуру. Один или более каналов выштамповывают и/или вырезают лазером в подложке. Подложка, согласно некоторым вариантам реализации, включает полипропиленовую пленку. Одну или обе стороны пленки покрывают клеем. Указанный слой с каналами закрепляют над полиамидной нагревательной спиралью для нагревания всего канала или части канала. Указанный канал по меньшей мере частично закрывает гидрофильный слой ПЭТ. Печатные электроды могу располагаться под указанным слоем ПЭТ. Согласно некоторым аспектам обеспечивают по меньшей мере один термистор на канал для получения обратной связи относительно температуры.[0391] According to some aspects, the specified cartridge includes a multilayer lamellar structure. One or more channels are stamped and/or laser cut into the substrate. The substrate, in some embodiments, includes a polypropylene film. One or both sides of the film are covered with glue. Said layer with channels is fixed over a polyamide heating coil to heat the entire channel or part of the channel. Said channel at least partially covers the hydrophilic PET layer. Printed electrodes can be located under the specified layer of PET. In some aspects, at least one thermistor per channel is provided to provide temperature feedback.
[0392] Согласно другим аспектам указанный картридж содержит полученный литьем под давлением пластик. Один или более каналов располагаются внутри полученного литьем под давлением пластика. Слоем ПЭТ или ПЭТ-пленкой покрывают каналы полностью или частично, нанося ПЭТ методом лазерной сварки на PET на литьевой пластик. Литье под давлением может обеспечить такие преимущества, как жесткость и трехмерная структура, а также изготовление таких признаков, как клапаны, и каркас для легкости манипуляций. Картридж может необязательно включать печатную электронику, и/или нагревательные элементы, и/или термисторы в зависимости от конкретного дизайна.[0392] In other aspects, said cartridge comprises an injection molded plastic. One or more channels are located inside the injection molded plastic. A layer of PET or PET film covers the channels completely or partially, applying PET by laser welding on PET on injection molded plastic. Injection molding can provide advantages such as rigidity and three-dimensional structure, as well as fabrication of features such as valves and a frame for ease of handling. The cartridge may optionally include printed electronics and/or heating elements and/or thermistors depending on the particular design.
[0393] Пример варианта реализации картриджа для текучей среды 500 приведен на фиг. 20. Как показано, указанный картридж 2500 включает четыре слоя. Слой РСВ (печатная монтажная плата)/PWB (печатная монтажная схема) 2501 с нанесенными электродами 2505. Электроды могут быть пассивированы слоем диоксида титана толщиной 30 нм с применением таких способов, как атомное осаждение. Слой PCB/PWB может включать точки доступа 2506 для винтов или других удерживающих средств для скрепления четырех слоев. Источник питания и схемы обнаружения могут быть сопряжены со слоем PCB/PWB. Уплотнительный слой 2510 с вырезами 2513 и 2514, и точки доступа 2506. Уплотнительный слой может быть изготовлен из такого материала, как фторсиликон. Нижний жесткий слой подложки 2520, который включает точки доступа 2506 и впускные порты 2522. Верхний жесткий слой 2530, который включает точки доступа 2506 и впускные порты 2522. И нижний, и верхний жесткие слои могут быть изготовлены из такого материала, как акрил. Четыре канала формируются при сборке четырех слоев путем фиксации винтами или другими удерживающими средствами через несколько точек доступа 2506 нескольких слоев. Вырезы 2513 и 2514 образуют стороны каналов. Вырез 513 образует канал с двумя трапециевидными концами, а вырез 2514 образует канал по существу с прямыми сторонами. Части слоя PCB/PWB 2501, включающие электроды 2505, образуют дно каналов. Нижний жесткий слой 2520 образует верхнюю часть каналов, а впускные порты 2522 образуют впускные и выпускные порты для каналов. Впускные порты 2522 верхнего слоя и впускные порты верхнего жесткого слоя обеспечивают доступ реагентов во все каналы. Согласно некоторым вариантам реализации канал с двумя трапециевидными концами может иметь объем от приблизительно 30 мкл до приблизительно 50 мкл. Согласно некоторым вариантам реализации канал по существу с прямыми сторонами может иметь объем от приблизительно 20 мкл до приблизительно 30 мкл. Такие объемы могут быть скорректированы путем варьирования сжатия по меньшей мере уплотнительного слоя. На фиг. 21 приведен вид сверху картриджа для текучей среды 2500 по фиг. 20, и показаны точки доступа 506 для винтов или других удерживающих средств, впускные порты 2522, сообщающиеся с каналами 2550, и электроды 2505. На фиг. 22 приведен пример размеров для двух электродов 2505. На фиг. 23 приведен пример размеров для канала 2550 с двумя трапециевидными концами. Согласно некоторым вариантам реализации указанный канал нагревают до температуры 60°С, 61°С, 62°С, 63°С, 64°С, 65°С, 66°С, 67°С, 68°С, 69°С, 70°С, 71°С, 72°С, 73°С, 74°С или 75°С, или до температуры в пределах диапазона, определяемого любыми двумя из вышеупомянутых чисел, и подают на него давление. Согласно некоторым аспектам на указанный канал может быть подано давление 1, 2, 3, 4, 5 или 6 атмосфер, или давление в пределах диапазона, определяемого любыми двумя из вышеупомянутых показателей давления.[0393] An example of an embodiment of a
[0394] Согласно некоторым вариантам реализации канал флюидного устройства может быть адаптирован или сконфигурированный таким образом, чтобы удерживать образец с объемом, превышающим или равным 1 мкл, 2 мкл, 3 мкл, 4 мкл, 5 мкл, 6 мкл, 7 мкл, 8 мкл, 9 мкл, 10 мкл, 20 мкл, 30 мкл, 40 мкл, 50 мкл, 60 мкл, 70 мкл, 80 мкл, 90 мкл, 100 мкл, 200 мкл, 300 мкл, 400 мкл, 500 мкл, 600 мкл, 700 мкл, 800 мкл, 900 мкл или 1000 мкл, или с объемом или диапазоном объемов между любыми двумя из вышеприведенных объемов. Согласно некоторым вариантам реализации канал флюидного устройства может быть адаптирован для подачи в него давления. Согласно некоторым вариантам реализации на образец в канале может быть подано давление, превышающее или равное 1 атмосфере, 2 атмосферам, 3 атмосферам, 4 атмосферам, 5 атмосферам, 6 атмосферам, 7 атмосферам, 8 атмосферам, 9 атмосферам, 10 атмосферам; или давление, соответствующее любому диапазону между любыми двумя вышеприведенными значениями давления. Согласно некоторым вариантам реализации канал флюидного устройства может быть адаптирован для температуры, превышающей или равной -20°С, -15°С, -10°С, -5°С, 0°С, 5°С, 10°С, 15°С, 20°С, 25°С, 30°С, 35°С, 40°С, 45°С, 50°С, 55°С, 60°С, 65°С, 70°С, 85°С, 80°С, 85°С, 90°С, 95°С, 100°С, 105°С, 110°С, 115°С, 120°С, 130°С, 140°С, 150°С, 160°С, 170°С, 180°С, 190°С, 200°С, 210°С, 220°С, 230°С, 240°С, 250°С, 260°С, либо любой температуры или любого диапазон температур между любыми двумя вышеприведенными значениями температуры.[0394] In some embodiments, the fluidic device channel can be adapted or configured to hold a sample volume greater than or equal to 1 µl, 2 µl, 3 µl, 4 µl, 5 µl, 6 µl, 7 µl, 8 µl , 9 µl, 10 µl, 20 µl, 30 µl, 40 µl, 50 µl, 60 µl, 70 µl, 80 µl, 90 µl, 100 µl, 200 µl, 300 µl, 400 µl, 500 µl, 600 µl, 700 µl, 800 µl, 900 µl or 1000 µl, or with a volume or volume range between any two of the above volumes. In some embodiments, the channel of the fluid device may be adapted to be pressurized. In some embodiments, the sample in the channel may be pressurized to greater than or equal to 1 atmosphere, 2 atmospheres, 3 atmospheres, 4 atmospheres, 5 atmospheres, 6 atmospheres, 7 atmospheres, 8 atmospheres, 9 atmospheres, 10 atmospheres; or a pressure corresponding to any range between any two of the above pressures. In some embodiments, the channel of the fluid device can be adapted for temperatures greater than or equal to -20°C, -15°C, -10°C, -5°C, 0°C, 5°C, 10°C, 15° С, 20°С, 25°С, 30°С, 35°С, 40°С, 45°С, 50°С, 55°С, 60°С, 65°С, 70°С, 85°С, 80°C, 85°C, 90°C, 95°C, 100°C, 105°C, 110°C, 115°C, 120°C, 130°C, 140°C, 150°C, 160° C, 170°C, 180°C, 190°C, 200°C, 210°C, 220°C, 230°C, 240°C, 250°C, 260°C, or any temperature or any temperature range between any two of the above temperatures.
Обзор примеров сбора образцовOverview of sample collection examples
[0395] Согласно некоторым вариантам реализации способы, системы и устройство согласно описанию в настоящем документе задействуют упрощенный прямой процесс сбора образцов. Таким образом уменьшается число этапов между сбором образцов и анализом. Другими словами, согласно некоторым вариантам реализации желательно минимизировать количество переносов образца и/или манипуляций пользователя с образцом, чтобы избежать загрязнения образца. Согласно некоторым аспектам устройства согласно описанию в настоящем документе сконфигурированы для совместимости с различными способами сбора образцов, чтобы подходить для всех типов сред тестирования. Соответственно, согласно некоторым аспектам используют однородные устройства сопряжения «из сосуда на чип». При коррекции систем сбора образцов аппаратные средства обнаружения остаются прежними независимо от отбираемого и анализируемого типа образца.[0395] In some embodiments, the methods, systems, and apparatus as described herein employ a simplified direct sample collection process. This reduces the number of steps between sample collection and analysis. In other words, in some embodiments, it is desirable to minimize the number of sample transfers and/or user manipulation of the sample in order to avoid sample contamination. In some aspects, the devices as described herein are configured to be compatible with various sample collection methods to suit all types of testing environments. Accordingly, homogeneous vessel-to-chip interfaces are used in some aspects. When sampling systems are adjusted, the detection hardware remains the same regardless of the type of sample taken and analyzed.
Обзор примеров анализаOverview of Analysis Examples
[0396] Некоторые варианты реализации способов, систем и композиций, предложенных согласно настоящему изобретению, включают простые лизис/амплификацию/обнаружение мишеней из неочищенных образцов в одном сосуде. Некоторые варианты реализации включают амплификацию на основе иммунных реакций для обнаружения не являющихся нуклеиновыми кислотами мишеней. Некоторые варианты реализации включают добавленные в реакцию реагенты, которые обеспечивают увеличение изменения проводимости. Некоторые варианты реализации включают стратегии изотермической амплификации, такие как LAMP, SDA и/или RCA. Согласно некоторым вариантам реализации мишени для обнаружения представляют собой биомаркеры, такие как белки, малые молекулы, такие как фармацевтические или наркотические средства, или биологическое оружие, такое как токсины. Обнаружение таких мишеней может быть достигнута путем конъюгации иммунных связывающих реагентов, таких как антитела или аптамеры, с нуклеиновыми кислотами, которые участвуют в реакции изотермической амплификации. Согласно некоторым вариантам реализации добавки для реакции амплификации могут увеличивать изменение проводимости раствора, коррелирующее с результатами количественного определения мишени. Применение добавок может обеспечивать более высокую чувствительность и динамический диапазон обнаружения.[0396] Some embodiments of the methods, systems, and compositions of the present invention include simple lysis/amplification/detection of targets from crude samples in a single vessel. Some implementation options include amplification based on immune responses to detect non-nucleic acid targets. Some implementation options include reagents added to the reaction, which provide an increase in the change in conductivity. Some implementation options include isothermal amplification strategies such as LAMP, SDA and/or RCA. In some embodiments, the detection targets are biomarkers such as proteins, small molecules such as pharmaceuticals or drugs, or biological weapons such as toxins. Detection of such targets can be achieved by conjugating immune binding reagents such as antibodies or aptamers to nucleic acids that participate in the isothermal amplification reaction. In some embodiments, additives for the amplification reaction may increase the change in the conductivity of the solution, correlating with the results of the quantitative determination of the target. The use of additives can provide higher sensitivity and dynamic range of detection.
[0397] Некоторые варианты реализации способов, предложенных согласно настоящему изобретению, обеспечивают один или более из следующих желательных признаков при сборе и обработке образцов: отсутствие центрифугирования; портативность; низкая стоимость; однократность использования; могут не требоваться настенные сетевые выводы; использование может быть простым и/или интуитивным; для использования могут требоваться лишь относительно незначительные технические навыки; может иметься возможность экстракции РНК и/или ДНК из образца малого объема (например, 70 мкл); может иметься возможность стабилизации РНК и/или ДНК до амплификации; могут применяться термостабильные реагенты, не требующие для хранения наличия холодовой цепи; возможность совместимости с анализом образцов с низким уровнем детализации (например, образцов, содержащих 1000 копий/мл или менее) и/или динамический диапазон, позволяющий обнаруживать вирусную нагрузку, например, различающуюся по меньшей мере на 4 порядка величины.[0397] Some embodiments of the methods proposed according to the present invention provide one or more of the following desirable features in the collection and processing of samples: no centrifugation; portability; low cost; single use; wall outlets may not be required; the use may be simple and/or intuitive; only relatively minor technical skills may be required for use; it may be possible to extract RNA and/or DNA from a small volume sample (
[0398] Некоторые варианты реализации предложенных способов, систем и композиций включают сбор и обработку образцов для применения в диагностическом устройстве согласно описанию в настоящем документе. Примеры собранного образца, также называемого биологическим образцом, могут включать, например, растение, кровь, сыворотку, плазму, мочу, слюну, асцитную жидкость, спинномозговую жидкость, сперму, жидкость легочного лаважа, мокроту, слизь, секрет слизистых оболочек, испражнения, жидкую среду, содержащую клетки или нуклеиновые кислоты, твердую среду, содержащую клетки или нуклеиновые кислоты, ткань и т.п. Способы получения образцов могут включать прокол пальца, прокол пятки, венепункцию, взятие назального аспирата у взрослых, взятие назального аспирата у детей, промывание носоглотки, взятие аспирата из носоглотки, взятие мазка, сбор содержимого толстого кишечника в контейнер, проведение тканевой биопсии или взятие образца путем лаважа. Дополнительные примеры включают образцы из окружающей среды, например, образец почвы и образец воды.[0398] Some embodiments of the proposed methods, systems and compositions include the collection and processing of samples for use in a diagnostic device as described herein. Examples of a collected sample, also referred to as a biological sample, may include, for example, plant, blood, serum, plasma, urine, saliva, ascitic fluid, cerebrospinal fluid, semen, lung lavage fluid, sputum, mucus, mucus secretions, feces, body fluid containing cells or nucleic acids, a solid medium containing cells or nucleic acids, tissue, and the like. Methods for obtaining specimens may include finger prick, heel prick, venipuncture, nasal aspirate in adults, nasal aspirate in children, nasopharyngeal lavage, nasopharyngeal aspirate, swab, collection of colonic contents in a container, tissue biopsy, or sampling by lavage. Additional examples include environmental samples such as a soil sample and a water sample.
Обзор примеров амплификацииOverview of Amplification Examples
[0399] Некоторые варианты реализации способов, систем и композиций, предложенных согласно настоящему изобретению, включают амплификация целевых нуклеиновых кислот. Способы амплификации нуклеиновых кислот хорошо известны и включают способы, отличающиеся изменениями температуры в ходе реакции, такие как ПЦР.[0399] Some embodiments of the methods, systems, and compositions of the present invention include amplification of target nucleic acids. Methods for amplifying nucleic acids are well known and include methods characterized by changes in temperature during the reaction, such as PCR.
[0400] Дополнительные примеры включают изотермическую амплификацию, отличающуюся тем, что реакция может происходить по существу при постоянной температуре. Согласно некоторым вариантам реализации изотермическая амплификация целевых нуклеиновых кислот приводит к изменениям проводимости раствора. Существует несколько типов способов изотермической амплификации нуклеиновых кислот, такие как амплификация, основанная на последовательности нуклеиновых кислот (NASBA), амплификация с вытеснением цепей (SDA), петлевая амплификация (LAMP), анализ по методу Invader, амплификация по типу катящегося кольца (RCA), технология сигнальной амплификации РНК (SMART, «signal mediated amplification of RNA technology))), хеликазная амплификация (HDA), рекомбиназная полимеразная амплификация (RPA), сигнальная амплификация с никующей эндонуклеазой (NESA) и активация наночастиц с использованием никующей эндонуклеазы (NENNA), рециклинг мишени с использованием экзонуклеаз, стратегии амплификации на границах сплайсинга или с использованием Y-зондов, расщепленного ДНКзима, и дезоксирибозимной амплификации, направляемые матрицей химические реакции, которые приводят к усилению сигналов, нековалентные каталитические реакции с ДНК, цепные реакции гибридизации (HCR) и обнаружение посредством самосборки ДНК-зондов с получением супрамолекулярных структур. См., например, источник: Yan L., et al., Mol. BioSyst, (2014) 10: 970-1003, который включен в настоящий документ явным образом и полностью посредством ссылки.[0400] Additional examples include isothermal amplification, characterized in that the reaction can occur at a substantially constant temperature. In some embodiments, isothermal amplification of target nucleic acids results in changes in the conductivity of the solution. There are several types of nucleic acid isothermal amplification methods, such as nucleic acid sequence-based amplification (NASBA), strand displacement amplification (SDA), loop amplification (LAMP), Invader assay, rolling ring amplification (RCA), signal mediated amplification of RNA technology (SMART, "signal mediated amplification of RNA technology))), helicase amplification (HDA), recombinase polymerase amplification (RPA), signal amplification with nicking endonuclease (NESA) and activation of nanoparticles using nicking endonuclease (NENNA), target recycling using exonucleases, splice-terminal amplification strategies or using Y-probes, cleaved DNAzyme, and deoxyribozyme amplification, template-driven chemistries that result in signal amplification, non-covalent catalytic reactions with DNA, hybridization chain reactions (HCR), and detection via self-assembly DNA probe ov with obtaining supramolecular structures. See, for example, Yan L., et al., Mol. BioSyst, (2014) 10: 970-1003, which is expressly incorporated herein and in its entirety by reference.
[0401] В примере LAMP два праймера в наборе прямых праймеров называются внутренним (F1c-F2, где «с» означает «комплементарный») и внешним (F3) праймерами. При 60°С область F2 внутреннего праймера сначала гибридизуется с мишенью и удлиняется ДНК-полимеразой. Затем внешний праймер F3 связывается с той же целевой цепью на F3c, и полимераза удлиняет F3c вытеснением вновь синтезированной цепи. Вытесненная цепь образует структуру «петля-на-стебле» на 5'-конце в результате гибридизации областей F1c и F1. На 3'-конце набор обратных праймеров может гибридизоваться с указанной цепью, и полимераза генерирует новую цепь со структурами «петля-на-стебле» на обоих концах. «Гантелеобразная» структурированная ДНК входит в цикл экспоненциальной амплификации, и путем повторяющихся удлинения и вытеснения цепей могут быть получены цепи с несколькими инвертированными повторами целевой ДНК. Согласно некоторым вариантам реализации способов, предложенных согласно настоящему изобретению, компоненты для LAMP включают 4 праймера, ДНК-полимеразу и дНТФ. Примеры применения LAMP включают вирусные патогены, в том числе вирус лихорадки Денге (М. Parida, et al., J. Clin. Microbiol, 2005, 43, 2895-2903) японского энцефалита (M. M. Parida, et al., J. Clin. Microbiol., 2006, 44, 4172-4178), лихорадки чикунгунья (M. M. Parida, et al., J. Clin. Microbiol., 2007, 45, 351-357), лихорадки Западного Нила (M. Parida, et al., J. Clin. Microbiol., 2004, 42, 257-263), тяжелого острого респираторного синдрома (ТОРС) (Т. С. Т. Hong, Q. L. Mai, D. V. Cuong, M. Parida, H. Minekawa, Т. Notomi, F. Hasebe and K. Morita, J. Clin. Microbiol., 2004, 42, 1956-1961) и высокопатогенного птичьего гриппа (HPAI) H5N1 (М. Imai, et al., J. Virol. Methods, 2007, 141, 173-180); каждый из перечисленных источников явным образом и полностью включен в настоящий документ посредством ссылки.[0401] In the LAMP example, the two primers in the forward primer set are referred to as the inner (F1c-F2, where "c" means "complementary") and the outer (F3) primers. At 60°C, the F2 region of the internal primer first hybridizes to the target and is extended by DNA polymerase. The outer F3 primer then binds to the same target strand at F3c and the polymerase extends F3c by expelling the newly synthesized strand. The displaced strand forms a loop-on-stem structure at the 5' end by hybridization of the F1c and F1 regions. At the 3' end, the reverse primer set can hybridize to the indicated strand and the polymerase generates a new strand with loop-on-stem structures at both ends. "Dumbbell" structured DNA enters the cycle of exponential amplification, and by repeated lengthening and displacement of strands, strands with several inverted repeats of the target DNA can be obtained. In some embodiments of the methods of the present invention, the components for LAMP include 4 primers, DNA polymerase, and dNTPs. Examples of the use of LAMP include viral pathogens, including Dengue fever virus (M. Parida, et al., J. Clin. Microbiol, 2005, 43, 2895-2903) Japanese encephalitis (M. M. Parida, et al., J. Clin. Microbiol., 2006, 44, 4172-4178), chikungunya fever (M. M. Parida, et al., J. Clin. Microbiol., 2007, 45, 351-357), West Nile fever (M. Parida, et al., J. Clin. Microbiol., 2004, 42, 257-263), severe acute respiratory syndrome (SARS) (T. C. T. Hong, Q. L. Mai, D. V. Cuong, M. Parida, H. Minekawa, T. Notomi, F. Hasebe and K. Morita, J. Clin. Microbiol., 2004, 42, 1956-1961) and highly pathogenic avian influenza (HPAI) H5N1 (M. Imai, et al., J. Virol. Methods, 2007, 141, 173-180); each of the sources listed is expressly and in its entirety incorporated herein by reference.
[0402] В примере SDA зонд включает две части: сайт распознавания Hinc II на 5'-конце и другой сегмент, который включает последовательности, комплементарные мишени. ДНК-полимераза может удлинять праймер и включать дезоксиаденозин-5'-[α-тио]трифосфат (дАТФ[αS]). Затем рестрикционная эндонуклеаза Hinc II «никирует» цепь зонда в сайте распознавания Hinc II, поскольку указанная эндонуклеаза не может расщеплять другую цепь, которая включает тиофосфатную модификацию. Расщепление эндонуклеазой обнажает 3'-ОН, который затем удлиняется ДНК-полимеразой. Вновь генерированная цепь все еще содержит сайт никирования Hinc II. Последующее никирование вновь синтезированного дуплекса с последующим опосредованным ДНК-полимеразой удлинением повторяется несколько раз и это приводит к каскаду изотермической амплификации. Согласно некоторым вариантам реализации способов, предложенных согласно настоящему изобретению, компоненты SDA включают 4 праймера, ДНК-полимеразу, фермент REase HincII, дГТФ, дЦТФ, дТТФ и дАТФαS. Примеры применения SDA включают геномную ДНК Mycobacterium tuberculosis (источник: М. Vincent, et al., EMBO Rep., 2004, 5, 795-800, который явным образом и полностью включен в настоящий документ посредством ссылки).[0402] In the SDA example, the probe includes two parts: a Hinc II recognition site at the 5' end and another segment that includes sequences complementary to the target. DNA polymerase can extend the primer and include deoxyadenosine-5'-[α-thio]triphosphate (dATP[αS]). The Hinc II restriction endonuclease then "nicks" the probe strand at the Hinc II recognition site, since said endonuclease cannot cleave another strand that includes a thiophosphate modification. Digestion with an endonuclease exposes the 3'-OH, which is then extended by DNA polymerase. The newly generated strand still contains the Hinc II nicking site. Subsequent nicking of the newly synthesized duplex followed by DNA polymerase-mediated elongation is repeated several times and this results in an isothermal amplification cascade. In some embodiments of the methods of the present invention, the SDA components include 4 primers, DNA polymerase, REase HincII enzyme, dGTP, dCTP, dTTP, and dATPαS. Examples of the use of SDA include the genomic DNA of Mycobacterium tuberculosis (source: M. Vincent, et al., EMBO Rep., 2004, 5, 795-800, which is expressly and fully incorporated herein by reference).
[0403] В примере NASBA прямой праймер 1 (Р1) состоит из двух частей, одна из которых комплементарна 3'-концу РНК-мишени, а другая - последовательности промотора Т7. Когда Р1 связывается с РНК-мишенью (РНК (+)), обратная транскриптаза (ОТ) удлиняет праймер в комплементарную ДНК (DNA (+)) указанной РНК. Затем РНКаза Н разрушает РНК-цепь гибрида РНК-ДНК (+). Затем обратный праймер 2 (Р2) связывается с ДНК (+), и обратная транскриптаза (ОТ) продуцирует двуцепочечную ДНК (дцДНК), которая содержит последовательность промотора Т7. После указанной начальной фазы система входит в фазу амплификации. РНК-полимераза Т7 генерирует множество цепей РНК (РНК (-)) на основе дцДНК, а обратный праймер (Р2) связывается с вновь образованной РНК (-). ОТ удлиняет обратный праймер, а РНКаза Н разрушает РНК в дуплексе РНК-кДНК с получением оцДНК. Затем вновь продуцированная кДНК (ДНК (+)) становится матрицей для Р1 и цикл повторяется. Согласно некоторым вариантам реализации способов, предложенных согласно настоящему изобретению, компоненты NASBA включают 2 праймера, обратную транскриптазу, РНКазу Н, РНК-полимеразу, дНТФ и рНТФ. Примеры применения NASBA включают геномную РНК HIV-1 (D. G. Murphy, et al., J. Clin. Microbiol., 2000, 38, 4034-4041), РНК вируса гепатита С (М. Damen, et al., J. Virol. Methods, 1999, 82, 45-54), мРНК цитомегаловируса человека (F. Zhang, et al., J. Clin. Microbiol., 2000, 38, 1920-1925), 16S РНК бактериальных видов(S. A. Morre, et al., J. Clin. Pathol.: Clin. Mol. Pathol., 1998, 51, 149-154) и геномную РНК энтеровируса (J. D. Fox, et al., J. Clin. Virol., 2002, 24, 117-130). Каждый из вышеупомянутых источников явным образом включен в настоящий документ посредством ссылки полностью.[0403] In the NASBA example, forward primer 1 (P1) consists of two parts, one of which is complementary to the 3' end of the target RNA, and the other to the sequence of the T7 promoter. When P1 binds to the target RNA (RNA (+)), reverse transcriptase (RT) extends the primer into the complementary DNA (DNA (+)) of the target RNA. RNase H then degrades the RNA strand of the RNA-DNA hybrid (+). Reverse primer 2 (P2) then binds to DNA (+) and reverse transcriptase (RT) produces double-stranded DNA (dsDNA) which contains the T7 promoter sequence. After said initial phase, the system enters the amplification phase. T7 RNA polymerase generates multiple strands of RNA (RNA (-)) based on dsDNA, and the reverse primer (P2) binds to the newly formed RNA (-). RT extends the reverse primer and RNase H degrades the RNA in the RNA-cDNA duplex to produce ssDNA. The newly produced cDNA (DNA(+)) then becomes the template for P1 and the cycle repeats. In some embodiments of the methods of the present invention, the NASBA components include 2 primers, reverse transcriptase, RNase H, RNA polymerase, dNTPs, and RNTPs. Examples of NASBA applications include HIV-1 genomic RNA (D. G. Murphy, et al., J. Clin. Microbiol., 2000, 38, 4034-4041), hepatitis C virus RNA (M. Damen, et al., J. Virol. Methods, 1999, 82, 45-54), human cytomegalovirus mRNA (F. Zhang, et al., J. Clin. Microbiol., 2000, 38, 1920-1925), bacterial species 16S RNA (S. A. Morre, et al. , J. Clin. Pathol.: Clin. Mol. Pathol., 1998, 51, 149-154) and enterovirus genomic RNA (J. D. Fox, et al., J. Clin. Virol., 2002, 24, 117-130) . Each of the above references is expressly incorporated herein by reference in its entirety.
[0404] Дополнительные примеры способов изотермической амплификации включают: самоподдерживающуюся реакцию репликации последовательностей (3SR); 90-I; BAD Amp; амплификацию с перекрестным праймированием (CPA); реакцию экспоненциальной изотермической амплификации (EXPAR); изотермическую инициируемую химерными праймерами амплификацию нуклеиновых кислот (ICAN); изотермическую амплификацию с множественным вытеснением (IMDA); опосредованную лигированием SDA; амплификацию с множественным вытеснением; полимеразную спиральную реакцию (PSR); экспоненциальную амплификацию с рестрикционным каскадом (RCEA); процесс Smart-амплификации (SMAP2); реакцию амплификации одиночным праймером (SPIA); систему амплификации на основе транскрипции (TAS); опосредованную транскрипцией амплификацию (ТМА); лигазную цепную реакцию (LCR); и/или перекрестную амплификацию с множественным вытеснением (MCDA).[0404] Additional examples of isothermal amplification methods include: self-sustaining sequence replication reaction (3SR); 90-I; BAD Amp; cross-priming amplification (CPA); exponential isothermal amplification reaction (EXPAR); isothermal chimeric primer initiated nucleic acid amplification (ICAN); isothermal amplification with multiple displacement (IMDA); mediated by SDA ligation; amplification with multiple displacement; polymerase helical reaction (PSR); exponential restriction cascade amplification (RCEA); Smart Amplification Process (SMAP2); single primer amplification reaction (SPIA); transcription-based amplification system (TAS); transcription-mediated amplification (TMA); ligase chain reaction (LCR); and/or multiple displacement cross-amplification (MCDA).
Обзор примеров иммунной изотермической амплификацииOverview of Immune Isothermal Amplification Examples
[0405] Некоторые варианты реализации способов, систем и композиций, предложенных согласно настоящему изобретению, включают применение иммунной изотермической амплификации для обнаружения не являющихся нуклеиновыми кислотами мишеней. Согласно некоторым таким вариантам реализации праймеры, подходящие для применения в способе изотермической амплификации, связаны с антителом или его фрагментом, или аптамером. В настоящем документе «аптамер» может включать пептид или олигонуклеотид, который специфически связывается с целевой молекулой. Согласно некоторым вариантам реализации указанное антитело или указанный аптамер может быть связан с праймерами, подходящими для применения в способе изотермической амплификации посредством ковалентных или нековалентных связей. Согласно некоторым вариантам реализации праймеры, подходящие для применения в способе изотермической амплификации, могут быть связаны с антителом или аптамером через биотиновые и стрептавидиновые линкеры. Согласно некоторым вариантам реализации праймеры, подходящие для применения в способе изотермической амплификации, могут быть связаны с антителом или аптамером с помощью THUNDER-LINK (Innova Biosciences, Великобритания).[0405] Some embodiments of the methods, systems, and compositions of the present invention include the use of immune isothermal amplification to detect non-nucleic acid targets. In some such embodiments, primers suitable for use in an isothermal amplification method are linked to an antibody, or fragment thereof, or an aptamer. As used herein, an "aptamer" may include a peptide or oligonucleotide that specifically binds to a target molecule. In some embodiments, said antibody or said aptamer may be linked to primers suitable for use in an isothermal amplification method via covalent or non-covalent bonds. In some embodiments, primers suitable for use in an isothermal amplification method may be linked to an antibody or aptamer via biotin and streptavidin linkers. In some embodiments, primers suitable for use in the isothermal amplification method can be linked to the antibody or aptamer using THUNDER-LINK (Innova Biosciences, UK).
[0406] Согласно некоторым вариантам реализации целевой антиген связывается с антителом или аптамером, и праймеры, связанные с указанным антителом или аптамером, являются субстратом для изотермической амплификации и/или инициируют изотермическую амплификацию. См. например, источник: Pourhassan-Moghaddam et al., Nanoscale Research letters, 8:485-496, который явным образом и полностью включен в настоящий документ посредством ссылки. Согласно некоторым вариантам реализации целевой антиген захватывают в «сэндвич»-форме между двумя антителами или аптамерами (AT), антителом для захвата и антителом для обнаружения, которые специфически связаны с целевым антигеном. AT для захвата, предварительно иммобилизованное на поверхности твердой подложки, захватывает целевой Ag, и AT для обнаружения, которое связано с праймерами, подходящими для применения в способе изотермической амплификации, прикрепляется к захваченному Ag. После промывания осуществляют изотермическую амплификацию, и присутствие амплифицированных продуктов непрямо указывает на присутствие целевого Ag в образце.[0406] In some embodiments, the target antigen binds to an antibody or aptamer, and primers associated with said antibody or aptamer are a substrate for isothermal amplification and/or initiate isothermal amplification. See, for example, Pourhassan-Moghaddam et al., Nanoscale Research letters, 8:485-496, which is hereby expressly incorporated by reference in its entirety. In some embodiments, the target antigen is captured in a "sandwich" form between two antibodies or aptamers (ATs), a capture antibody and a detection antibody that specifically bind to the target antigen. The capture AT, previously immobilized on the surface of the solid support, captures the target Ag, and the detection AT, which is associated with primers suitable for use in the isothermal amplification method, is attached to the captured Ag. After washing, isothermal amplification is carried out, and the presence of amplified products indirectly indicates the presence of target Ag in the sample.
Обзор примеров усиления изменений проводимостиOverview of Examples of Enhancement of Conductivity Changes
[0407] Некоторые варианты реализации способов, систем и композиций, предложенных согласно настоящему изобретению, включают усиление изменений проводимости раствора в результате амплификации нуклеиновой кислоты. Согласно некоторым вариантам реализации хелатирование пирофосфата («PPi»), которое является результатом амплификации нуклеиновой кислоты, может использоваться для усиления изменений проводимости раствора по мере продолжения реакции амплификации. Без связи с конкретной теорией, изменения проводимости, которые могут происходить во время амплификации нуклеиновых кислот, могут быть основаны на осаждении катионов магния и ионов PPi из раствора. Некоторые варианты реализации способов, предложенных согласно настоящему изобретению, могут включать увеличение изменения проводимости путем изменения равновесных состояний, что в ином случае приводит к осаждению катионов магния и ионов PPi. Согласно некоторым вариантам реализации это осуществляют путем добавления молекул, конкурирующих с катионами магния за PPi. Согласно некоторым таким вариантам реализации предложены соединения с высокой подвижностью ионов, которые обеспечивают значительный вклад в чистую проводимость раствора. Соответственно, удаление указанного соединения из раствора путем осаждения указанных соединений PPi обеспечивает резкое изменение проводимости раствора. Согласно некоторым вариантам реализации предложенных согласно настоящему изобретению способов, соединения/комплексы, которые могут связывать PPi и приводят к изменениям и/или усилению изменений проводимости раствора по мере продолжения амплификации, включают Cd2+-циклен-кумарин; комплексы Zn2+ с бис(2-пиридилметил)аминовой (DPA) единицей; DРА-2Zn2+-феноксид; акридин-DPA-Zn2+; DPA-Zn2+-пирен; и комплексы азакраун-Cu2+. См. например, источники: Kim S.K. et al., (2008) Accounts of Chemical Research 42: 23-31; и Lee D-H, et al., (2007) Bull. Korean Chem. Soc. 29: 497-498; Credo G.M. et al., (2011) Analyst 137:1351-1362; и Haldar B.C. (1950) "Pyrophosphato-Complexes of Nickel and Cobalt in Solution" Nature 4226:744-745, каждый из которых явным образом и полностью включен в настоящий документ посредством ссылки.[0407] Some embodiments of the methods, systems, and compositions of the present invention include amplifying changes in solution conductivity as a result of nucleic acid amplification. In some embodiments, pyrophosphate ("PPi") chelation that results from nucleic acid amplification can be used to amplify changes in solution conductivity as the amplification reaction continues. Without wishing to be bound by a particular theory, the conductivity changes that may occur during nucleic acid amplification may be based on precipitation of magnesium cations and PPi ions from solution. Some embodiments of the methods proposed according to the present invention may include increasing the change in conductivity by changing the equilibrium states, which otherwise leads to the precipitation of magnesium cations and PPi ions. In some embodiments, this is done by adding molecules that compete with magnesium cations for PPi. In some such embodiments, high ionic mobility compounds are provided that contribute significantly to the net conductivity of a solution. Accordingly, removing said compound from solution by precipitating said PPi compounds provides a dramatic change in the conductivity of the solution. In some embodiments of the methods of the present invention, compounds/complexes that can bind PPi and result in changes and/or amplification of changes in solution conductivity as amplification continues, include Cd 2+ -cyclen-coumarin; complexes of Zn 2+ with bis(2-pyridylmethyl)amine (DPA) unit; DPA-2Zn 2+ -phenoxide; acridine-DPA-Zn 2+ ; DPA-Zn 2+ -pyrene; and azacrown-Cu 2+ complexes. See, for example, references: Kim SK et al., (2008) Accounts of Chemical Research 42: 23-31; and Lee DH, et al., (2007) Bull. Korean Chem. soc. 29:497-498; Credo GM et al., (2011) Analyst 137:1351-1362; and Haldar BC (1950) "Pyrophosphato-Complexes of Nickel and Cobalt in Solution" Nature 4226:744-745, each expressly incorporated herein by reference in its entirety.
[0408] Некоторые варианты реализации включают такие соединения, как 2-амино-6-меркапто-7-метилпуриновый рибонуклеозид (MESG). MESG используют в наборах для обнаружения пирофосфата, таких как EnzChek® Pyrophosphate Assay Kit (ThermoFischer Scientific), где фермент пуриновая нуклеозидфосфорилаза (PNP) преобразует MESG в рибоза-1-фосфат и 2-амино-6-меркапто-7-метилпурин в присутствии неорганического фосфата. Ферментативное преобразование MESG приводит к сдвигу максимума поглощения с 330 нм до 360 нм. PNP катализирует преобразование пирофосфата на два эквивалента фосфата. Затем фосфат уходит в реакцию MESG/PNP и обнаруживается по увеличению поглощения при 360 нм. Дополнительную чувствительность обеспечивает амплификация одной молекулы пирофосфата с получением двух молекул фосфата. Другой набор включает PIPER Pyrophosphate Assay Kit (ThermoFischer Scientific).[0408] Some embodiments include compounds such as 2-amino-6-mercapto-7-methylpurine ribonucleoside (MESG). MESG is used in pyrophosphate detection kits such as the EnzChek® Pyrophosphate Assay Kit (ThermoFischer Scientific), where the enzyme purine nucleoside phosphorylase (PNP) converts MESG to ribose-1-phosphate and 2-amino-6-mercapto-7-methylpurine in the presence of an inorganic phosphate. Enzymatic conversion of MESG leads to a shift in the absorption maximum from 330 nm to 360 nm. PNP catalyzes the conversion of pyrophosphate to two phosphate equivalents. The phosphate then goes into the MESG/PNP reaction and is detected by an increase in absorbance at 360 nm. Additional sensitivity is provided by the amplification of one molecule of pyrophosphate to obtain two molecules of phosphate. Another kit includes the PIPER Pyrophosphate Assay Kit (ThermoFischer Scientific).
[0409] Согласно некоторым вариантам реализации усиление изменений проводимости раствора в результате амплификации нуклеиновой кислоты включают соединения, которые связывают амплифицированную ДНК. Согласно некоторым таким вариантам реализации по мере продолжения амплификации вещества-носители заряда связывается с возрастающими количествами амплифицированной ДНК, что приводит к абсолютному снижению проводимости раствора. Согласно некоторым вариантам реализации заряженные вещества-носители могут включать положительно заряженные молекулы, обычно используемые для окрашивания/ в качестве красителей для ДНК/РНК, такие как бромид этидия, кристаллический фиолетовый, SYBR, которые связываются с нуклеиновыми кислотами за счет электростатического притяжения. Связывание указанных малых заряженных молекулярных веществ с большими и менее подвижными продуктами амплификации может уменьшать проводимость раствора за счет эффективного уменьшения подвижности заряженных молекул красителя. Следует отметить, что хотя указанное электростатическое притяжение представляет собой механизм, часто используемый при окрашивании ДНК для гель-электрофореза, молекулы, которые связываются с ампликонами, не обязательно представлены соединениями, традиционно применяемыми для окрашивания ДНК. Поскольку указанные молекулы используют ввиду их функции носителей заряда (вносящих вклад в проводимость раствора), а также их способности связываться с ампликоном, они необязательно обладают способностью к какому-либо окрашиванию ДНК.[0409] In some embodiments, amplification of solution conductivity changes resulting from nucleic acid amplification include compounds that bind amplified DNA. In some such embodiments, as amplification continues, charge carrier substances bind to increasing amounts of amplified DNA, resulting in an absolute decrease in the conductivity of the solution. In some embodiments, charged carrier substances may include positively charged molecules commonly used for staining/as dyes for DNA/RNA, such as ethidium bromide, crystal violet, SYBR, which bind to nucleic acids by electrostatic attraction. Coupling these small charged molecular species to larger and less mobile amplification products can decrease the conductivity of the solution by effectively reducing the mobility of the charged dye molecules. It should be noted that although this electrostatic attraction is a mechanism often used in DNA staining for gel electrophoresis, the molecules that bind to the amplicons are not necessarily the compounds traditionally used for DNA staining. Since these molecules are used because of their function as charge carriers (contributing to the conductivity of the solution) as well as their ability to bind to the amplicon, they do not necessarily have the ability to stain DNA in any way.
[0410] Некоторые варианты реализации включают применение антител или аптамеров связан с наночастицей. Согласно некоторым таким вариантам реализации присутствие целевого антигена приводит к агрегации антител и изменению проводимости раствора. Без связи с конкретной теорией, эффективная электрическая проводимость коллоидных наносуспензий в жидкости может демонстрировать комплексную зависимость от характеристик двойного электрического слоя (ДЭС), объемного содержания, ионных концентраций и других физико-химических свойств. См., например, источник: Angayarkanni SA., et al., Journal of Nanofluids, 3: 17-25, который явным образом и полностью включен в настоящий документ посредством ссылки. Конъюгированные с антителами наночастицы хорошо известны в данной области техники. См., например, источники: Arruebo М. et al., Journal of Nanomaterials 2009: Article ID 439389; и Zawrah MF., et al., HBRC Journal 2014.12.001, каждый из которых явным образом и полностью включен в настоящий документ посредством ссылки. Примеры наночастиц, которые подходят для применения в способах, предложенных согласно настоящему изобретению, включают γ-Al2O3, SiO2, TiO2 и α-Al2O3, и золотые наночастицы, см. например, источник: Abdelhalim, MAK., et al., International Journal of the Physical Sciences, 6:5487-5491, явным образом и полностью включенный в настоящий документ посредством ссылки. Применение антител, связанных с наночастицами, может также усиливать сигнал, генерированный на поверхности, при измерениях, проводимых с применением электрохимической импедансной спектроскопии (ЭИС). См., например, источник: Lu J., et al., Anal Chem. 84:327-333 который полностью включен посредством ссылки в настоящий документ.[0410] Some embodiments include the use of antibodies or aptamers associated with the nanoparticle. In some such embodiments, the presence of the target antigen results in antibody aggregation and a change in the conductivity of the solution. Without being bound by a particular theory, the effective electrical conductivity of colloidal nanosuspensions in a liquid may exhibit a complex dependence on electrical double layer (EDL) characteristics, volume content, ionic concentrations, and other physicochemical properties. See, for example, Angayarkanni SA., et al., Journal of Nanofluids, 3: 17-25, which is expressly and fully incorporated herein by reference. Antibody-conjugated nanoparticles are well known in the art. See, for example, sources: Arruebo M. et al., Journal of Nanomaterials 2009: Article ID 439389; and Zawrah MF., et al., HBRC Journal 2014.12.001, each of which is hereby expressly incorporated by reference in its entirety. Examples of nanoparticles that are suitable for use in the methods proposed according to the present invention include γ-Al 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 and α-Al 2 O 3 and gold nanoparticles, see for example, source: Abdelhalim, MAK. , et al., International Journal of the Physical Sciences, 6:5487-5491, expressly incorporated herein by reference in its entirety. The use of antibodies bound to the nanoparticles can also enhance the signal generated at the surface when measured using electrochemical impedance spectroscopy (EIS). See, for example, Lu J., et al., Anal Chem. 84:327-333 which is hereby incorporated by reference in its entirety.
[0411] Некоторые варианты реализации способов, систем и композиций, предложенных согласно настоящему изобретению, включают применение антител или аптамеров, связанных с ферментом. Согласно некоторым вариантам реализации активность фермента обеспечивает изменение проводимости раствора. Согласно некоторым таким вариантам реализации изменение проводимости обнаруживают по переносу заряда на подложку, контактирующую с компонентами анализа.[0411] Some embodiments of the methods, systems, and compositions of the present invention include the use of enzyme-linked antibodies or aptamers. In some embodiments, the activity of the enzyme provides a change in the conductivity of the solution. In some such embodiments, a change in conductivity is detected by charge transfer to the substrate in contact with the assay components.
Обзор примеров вирусных мишенейOverview of examples of viral targets
[0412] Некоторые варианты реализации способов, систем и композиций, предложенных согласно настоящему изобретению, включают обнаружение определенных вирусов и вирусных мишеней. Вирусная мишень может включать вирусную нуклеиновую кислоту, вирусный белок и/или продукт вирусной активности, такой как фермент или его активность. Примеры вирусных белков, которые обнаруживают с применением способов и устройств, предложенных согласно настоящему изобретению, включают белки вирусного капсида, вирусные структурные белки, вирусные гликопротеины, вирусные белки слияния с мембраной, вирусные протеазы или вирусные полимеразы. Последовательности вирусных нуклеиновых кислот (РНК и/или ДНК), соответствующие по меньшей мере части гена, кодирующего вышеупомянутые вирусные белки, также обнаруживают с применением способов и устройств, описанных в настоящем документе. Последовательности нуклеотидов таких мишеней легко получить из общедоступных баз данных. Праймеры, подходящие для изотермической амплификации, легко разработать на основе последовательностей нуклеиновых кислот требуемых вирусных мишеней. Антитела и аптамеры к белкам таких вирусов также легко получить коммерческим путем и/или с применением методик, хорошо известных в данной области техники. Примеры вирусов, которые обнаруживают с применением способов, систем и композиций, предложенных согласно настоящему изобретению, включают ДНК-вирусы, такие как двухцепочечные ДНК-вирусы и одноцепочечные вирусы; РНК-вирусы, такие как двухцепочечные РНК-вирусы, одноцепочечные (+) РНК-вирусы и одноцепочечные (-) РНК-вирусы; а также обратно-транскрибируемые вирусы, такие как одноцепочечные обратно-транскрибируемые РНК-вирусы и двухцепочечные обратно-транскрибируемые ДНК-вирусы. Вирусы, которые обнаруживают с применением указанной технологии, включают вирусы животных, такие как вирусы человека, вирусы домашних животных, вирусы домашнего скота или вирусы растений. Примеры вирусов человека, которые обнаруживают с применением способов, систем и композиций, предложенных согласно настоящему изобретению, включают перечисленные в таблице 2 ниже, где также приведены примеры последовательностей нуклеотидов, на основе которых могут быть легко разработаны праймеры, подходящие для амплификации.[0412] Some embodiments of the methods, systems and compositions proposed according to the present invention include the detection of certain viruses and viral targets. The viral target may include a viral nucleic acid, a viral protein, and/or a product of viral activity such as an enzyme or activity thereof. Examples of viral proteins that are detected using the methods and devices of the present invention include viral capsid proteins, viral structural proteins, viral glycoproteins, viral membrane fusion proteins, viral proteases, or viral polymerases. Viral nucleic acid sequences (RNA and/or DNA) corresponding to at least a portion of the gene encoding the aforementioned viral proteins are also detected using the methods and devices described herein. The nucleotide sequences of such targets are easily obtained from public databases. Primers suitable for isothermal amplification are easily designed based on the nucleic acid sequences of the desired viral targets. Antibodies and aptamers to the proteins of such viruses are also readily available commercially and/or using techniques well known in the art. Examples of viruses that are detected using the methods, systems and compositions proposed according to the present invention include DNA viruses, such as double-stranded DNA viruses and single-stranded viruses; RNA viruses such as double-stranded RNA viruses, single-stranded (+) RNA viruses, and single-stranded (-) RNA viruses; as well as reverse transcribed viruses such as single strand reverse transcribed RNA viruses and double strand reverse transcribed DNA viruses. Viruses that are detected using this technology include animal viruses such as human viruses, domestic animal viruses, livestock viruses or plant viruses. Examples of human viruses that are detected using the methods, systems and compositions of the present invention include those listed in Table 2 below, which also provides examples of nucleotide sequences from which primers suitable for amplification can be easily designed.
Обзор примеров бактериальных мишенейOverview of examples of bacterial targets
[0413] Некоторые варианты реализации способов, систем и композиций, предложенных согласно настоящему изобретению, включают обнаружение определенных бактерий и бактериальных мишеней. Бактериальная мишень включает бактериальную нуклеиновую кислоту, бактериальный белок и/или продукт бактериальной активности, такой как токсины, и активности ферментов. Последовательности нуклеотидов, указывающие на определенные бактерии, легко получить из общедоступных баз данных. Праймеры, подходящие для изотермической амплификации, легко разработать на основе последовательностей нуклеиновых кислот таких бактериальных мишеней. Антитела и аптамеры к белкам определенных бактерий легко получить коммерческим путем и/или с применением методик, хорошо известных в данной области техники. Примеры бактерий, которые обнаруживают с применением способов, систем и композиций, предложенных согласно настоящему изобретению, включают грамотрицательные или грамположительные бактерии. Примеры бактерий, которые обнаруживают с применением способов, систем и композиций, предложенных согласно настоящему изобретению, включают: Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas acidovorans, Pseudomonas alcaligenes, Pseudomonas putida, Stenotrophomonas maltophilia, Burkholderia cepacia, Aeromonas hydrophilia, Escherichia coli, Citrobacter freundii, Salmonella typhimurium, Salmonella typhi, Salmonella paratyphi, Salmonella enteritidis, Shigella dysenteriae, Shigella Jlexneri, Shigella sonnei, Enterobacter cloacae, Enterobacter aerogenes, Klebsiella pneumoniae, Klebsiella oxytoca, Serratia marcescens, Francisella tularensis, Morganella morganii, Proteus mirabilis, Proteus vulgaris, Providencia alcalifaciens, Providencia rettgeri, Providencia stuartii, Acinetobacter baumannii, Acinetobacter calcoaceticus, Acinetobacter haemolyticus, Yersinia enterocolitica, Yersinia pestis, Yersinia pseudotuberculosis, Yersinia intermedia, Bordetella pertussis, Bordetella parapertussis, Bordetella bronchiseptica, Haemophilus influenzae, Haemophilus parainfluenzae, Haemophilus haemolyticus, Haemophilus parahaemolyticus, Haemophilus ducreyi, Pasteurella multocida, Pasteurella haemolytica, Branhamella catarrhalis, Helicobacter pylori, Campylobacter fetus, Campylobacter jejuni, Campylobacter coli, Borrelia burgdorferi, Vibrio cholerae, Vibrio parahaemolyticus, Legionella pneumophila, Listeria monocytogenes, Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitidis, Kingella, Moraxella, Gardnerella vaginalis, Bacteroides fragilis, Bacteroides distasonis, группу гомологии Bacteroides 3452A, Bacteroides vulgatus, Bacteroides ovalus, Bacteroides thetaiotaomicron, Bacteroides uniformis, Bacteroides eggerthii, Bacteroides splanchnicus, Clostridium difficile, Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium avium, Mycobacterium intracellulare, Mycobacterium leprae, Corynebacterium diphtheriae, Corynebacterium ulcerans, Streptococcus pneumoniae, Streptococcus agalactiae, Streptococcus pyogenes, Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus saprophyticus, Staphylococcus intermedius, Staphylococcus hyicus, подвид hyicus, Staphylococcus haemolyticus, Staphylococcus hominis и/или Staphylococcus saccharolyticus. Дополнительные примеры включают В. anthracis, В. globigii, Brucella, E. herbicola или F. tularensis.[0413] Some embodiments of the methods, systems and compositions of the present invention include the detection of certain bacteria and bacterial targets. A bacterial target includes a bacterial nucleic acid, a bacterial protein, and/or a product of bacterial activity such as toxins and enzyme activities. Nucleotide sequences pointing to certain bacteria are easily obtained from public databases. Primers suitable for isothermal amplification are readily designed based on the nucleic acid sequences of such bacterial targets. Antibodies and aptamers to certain bacterial proteins are readily obtained commercially and/or using techniques well known in the art. Examples of bacteria that are detected using the methods, systems and compositions proposed according to the present invention include gram-negative or gram-positive bacteria. Examples of bacteria that are detected using the methods, systems and compositions of the present invention include: Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas acidovorans, Pseudomonas alcaligenes, Pseudomonas putida, Stenotrophomonas maltophilia, Burkholderia cepacia, Aeromonas hydrophilia, Escherichia coli, Citrobacter freundii, Salmonella typhimurium Salmonella typhi Salmonella paratyphi Salmonella enteritidis Shigella dysenteriae Shigella Jlexneri Shigella sonnei Enterobacter cloacae Enterobacter aerogenes Klebsiella pneumoniae Klebsiella oxytoca Serratia marcescens Francisella tularensis Morganella morganii , Providencia rettgeri, Providencia stuartii, Acinetobacter baumannii, Acinetobacter calcoaceticus, Acinetobacter haemolyticus, Yersinia enterocolitica, Yersinia pestis, Yersinia pseudotuberculosis, Yersinia intermedia, Bordetella pertussis, Bordetella parapertus sis Bordetella bronchiseptica Haemophilus influenzae Haemophilus parainfluenzae Haemophilus haemolyticus Haemophilus parahaemolyticus Haemophilus ducreyi Legionella pneumophila, Listeria monocytogenes, Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitidis, Kingella, Moraxella, Gardnerella vaginalis, Bacteroides fragilis, Bacteroides distasonis, группу гомологии Bacteroides 3452A, Bacteroides vulgatus, Bacteroides ovalus, Bacteroides thetaiotaomicron, Bacteroides uniformis, Bacteroides eggerthii, Bacteroides splanchnicus, Clostridium difficile , Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium avium, Mycobacterium intracellulare, Mycobacterium leprae, Corynebacterium diphtheriae, Corynebacterium ulcerans, Streptococcus pneumoniae, Streptococcus agalactiae, Streptococcus pyogenes , Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus saprophyticus, Staphylococcus intermedius, Staphylococcus hyicus, subspecies hyicus, Staphylococcus haemolyticus, Staphylococcus hominis and/or Staphylococcus saccharolyticus. Additional examples include B. anthracis, B. globigii, Brucella, E. herbicola, or F. tularensis.
Обзор примеров антигенных мишенейOverview of examples of antigenic targets
[0414] Некоторые варианты реализации способов, систем и композиций, предложенных согласно настоящему изобретению, включают обнаружение определенных антигенных мишеней. Антигены обнаруживают с применением антител, их связывающих фрагментов или аптамеров, соединенных с праймерами, сконфигурированными таким образом, чтобы обеспечивать амплификацию, такую как изотермическая амплификация. Антитела и аптамеры к определенным антигенам легко получить коммерческим путем и/или с применением методик, хорошо известных в данной области техники. В настоящем документе «антиген» включает соединение или композицию, которые специфически связывает антитело, его связывающий фрагмент или аптамер. Примеры антигенов, которые обнаруживают с применением способов, систем и композиций, предложенных согласно настоящему изобретению, включают белки, полипептиды, нуклеиновые кислоты и малые молекулы, такие как фармацевтические соединения. Дополнительные примеры аналитов включают токсины, такие как рицин, абрин, ботулотоксин или стафилококковый энтеротоксин В.[0414] Some embodiments of the methods, systems and compositions of the present invention include the detection of certain antigenic targets. Antigens are detected using antibodies, their binding fragments, or aptamers coupled to primers configured to allow amplification, such as isothermal amplification. Antibodies and aptamers for certain antigens are readily available commercially and/or using techniques well known in the art. As used herein, "antigen" includes a compound or composition that specifically binds an antibody, its binding fragment, or an aptamer. Examples of antigens that are detected using the methods, systems and compositions of the present invention include proteins, polypeptides, nucleic acids and small molecules such as pharmaceutical compounds. Additional examples of analytes include toxins such as ricin, abrin, botulinum toxin, or staphylococcal enterotoxin B.
Обзор примеров паразитарных мишенейReview of examples of parasitic targets
[0415] Некоторые варианты реализации способов, систем и композиций, предложенных согласно настоящему изобретению, включают обнаружение определенных паразитарных мишеней. Паразитарная мишень включает нуклеиновую кислоту паразита, белок паразита и/или продукт активности паразита, такой как токсин и/или фермент, или ферментной активности. Последовательности нуклеотидов, указывающие на определенных паразитов, легко получить из общедоступных баз данных. Праймеры, подходящие для изотермической амплификации, легко разработать на основе последовательностей нуклеиновых кислот таких паразитарных мишеней. Антитела и аптамеры к белкам определенных паразитов легко получить коммерческим путем и/или с применением методик, хорошо известных в данной области техники. Примеры паразитов, которые обнаруживают с применением способов, систем и композиций, предложенных согласно настоящему изобретению, включают определенных эндопаразитов, таких как организмы, относящиеся к простейшим, например, Acanthamoeba spp.Babesia spp., В. divergens, В. bigemina, В. equi, В. microfti, В. duncani, Balamuthia mandrillaris, Balantidium coli, Blastocystis spp., Cryptosporidium spp., Cyclospora cayetanensis, Dientamoeba fragilis, Entamoeba histolytica, Giardia lamblia, Isospora belli, Leishmania spp., Naegleria fowleri, Plasmodium falciparum, Plasmodium vivax, Plasmodium ovale curtisi, Plasmodium ovale wallikeri, Plasmodium malariae, Plasmodium knowlesi, Rhinosporidium seeberi, Sarcocystis bovihominis, Sarcocystis suihominis, Toxoplasma gondii, Trichomonas vaginalis, Trypanosoma brucei или Trypanosoma cruzi. Определенные организмы, относящиеся к гельминтам, такие как Bertiella mucronata, Bertiella studeri, Cestoda, Taenia multiceps, Diphyllobothrium latum, Echinococcus granulosus, Echinococcus multilocularis, E. vogeli, E. oligarthrus, Hymenolepis nana, Hymenolepis diminuta, Spirometra erinaceieuropaei, Taenia saginata или Taenia solium. Определенные организмы, относящиеся к трематодам, такие как Clonorchis sinensis; Clonorchis viverrini, Dicrocoelium dendriticum, Echinostoma echinatum, Fasciola hepatica, Fasciola gigantica, Fasciolopsis buski, Gnathostoma spinigerum, Gnathostoma hispidum, Metagonimus yokogawai, Metorchis conjunctus, Opisthorchis viverrini, Opisthorchis felineus, Clonorchis sinensis, Paragonimus westermani; Paragonimus africanus; Paragonimus caliensis; Paragonimus kellicotti; Paragonimus skrjabini; Paragonimus uterobilateralis, Schistosoma haematobium, Schistosoma japonicum, Schistosoma mansoni и Schistosoma intercalatum, Schistosoma mekongi, Schistosoma sp, Trichobilharzia regenti или Schistosomatidae. Определенные организмы, относящиеся к аскаридам, такие как Ancylostoma duodenale, Necator americanus, Angiostrongylus costaricensis, Anisakis, Ascaris sp. Ascaris lumbricoides, Baylisascaris procyonis, Brugia malayi, Brugia timori, Dioctophyme renale, Dracunculus medinensis, Enterobius vermicularis, Enterobius gregorii, Halicephalobus gingivalis, возбудитель лоаоза, Mansonella streptocerca, Onchocerca volvulus, Strongyloides stercoralis, Thelazia californiensis, Thelazia callipaeda, Toxocara canis, Toxocara cati, Trichinella spiralis, Trichinella britovi, Trichinella nelsoni, Trichinella nativa, Trichuris trichiura, Trichuris vulpis или Wuchereria bancrofti. Другие паразиты, такие как Archiacanthocephala, Moniliformis moniliformis, Linguatula serrata, Oestroidea, Calliphoridae, Sarcophagidae, Cochliomyia hominivorax (семейство Calliphoridae), Tungapenetrans, Cimicidae: Cimex lectularius или Dermatobia hominis. Дополнительные примеры паразитов включают эктопаразитов, таких как Pediculus humanus, Pediculus humanus corporis, Pthirus pubis, Demodex folliculorum/brevis/canis, Sarcoptes scabiei, или таких паукообразных, как Trombiculidae, или Pulex irritans, или таких паукообразных, как Ixodidae и/или Argasidae.[0415] Some embodiments of the methods, systems, and compositions of the present invention include the detection of certain parasitic targets. The parasitic target includes a parasite nucleic acid, a parasite protein, and/or a parasite activity product, such as a toxin and/or an enzyme, or an enzyme activity. Nucleotide sequences indicating certain parasites are readily available from public databases. Primers suitable for isothermal amplification are readily designed based on the nucleic acid sequences of such parasitic targets. Antibodies and aptamers to proteins of certain parasites are readily obtained commercially and/or using techniques well known in the art. Examples of parasites that are detected using the methods, systems and compositions of the present invention include certain endoparasites such as protozoan organisms such as Acanthamoeba spp. Babesia spp., B. divergens, B. bigemina, B. equi , B. microfti, B. duncani, Balamuthia mandrillaris, Balantidium coli, Blastocystis spp., Cryptosporidium spp., Cyclospora cayetanensis, Dientamoeba fragilis, Entamoeba histolytica, Giardia lamblia, Isospora belli, Leishmania spp., Naegleria fowleri, Plasmodium falciparum, Plamodium vivax , Plasmodium ovale curtisi, Plasmodium ovale wallikeri, Plasmodium malariae, Plasmodium knowlesi, Rhinosporidium seeberi, Sarcocystis bovihominis, Sarcocystis suihominis, Toxoplasma gondii, Trichomonas vaginalis, Trypanosoma brucei, or Trypanosoma cruzi. Certain helminth organisms such as Bertiella mucronata, Bertiella studeri, Cestoda, Taenia multiceps, Diphyllobothrium latum, Echinococcus granulosus, Echinococcus multilocularis, E. vogeli, E. oligarthrus, Hymenolepis nana, Hymenolepis diminuta, Spirometra erinaceieuropaei, Taenia saginata, or Taenia saginata solium. Certain trematode organisms such as Clonorchis sinensis; Clonorchis viverrini, Dicrocoelium dendriticum, Echinostoma echinatum, Fasciola hepatica, Fasciola gigantica, Fasciolopsis buski, Gnathostoma spinigerum, Gnathostoma hispidum, Metagonimus yokogawai, Metorchis conjunctus, Opisthorchis viverrini, Opisthorchis felineus, Clonorchis sinensis, Paragonimus westermani; Paragonimus africanus; Paragonimus caliensis; Paragonimus kellicotti; Paragonimus skrjabini; Paragonimus uterobilateralis, Schistosoma haematobium, Schistosoma japonicum, Schistosoma mansoni and Schistosoma intercalatum, Schistosoma mekongi, Schistosoma sp, Trichobilharzia regenti or Schistosomatidae. Certain ascaris organisms such as Ancylostoma duodenale, Necator americanus, Angiostrongylus costaricensis, Anisakis, Ascaris sp. Ascaris lumbricoides, Baylisascaris procyonis, Brugia malayi, Brugia timori, Dioctophyme renale, Dracunculus medinensis, Enterobius vermicularis, Enterobius gregorii, Halicephalobus gingivalis, pathogen of loiasis, Mansonella streptocerca, Onchocerca volvulus, Strongyloides stercoraliaeis, Thelazia, Toxara californiensis, The catarociporniensis , Trichinella spiralis, Trichinella britovi, Trichinella nelsoni, Trichinella nativa, Trichuris trichiura, Trichuris vulpis or Wuchereria bancrofti. Other parasites such as Archiacanthocephala, Moniliformis moniliformis, Linguatula serrata, Oestroidea, Calliphoridae, Sarcophagidae, Cochliomyia hominivorax (family Calliphoridae), Tungapenetrans, Cimicidae: Cimex lectularius or Dermatobia hominis. Additional examples of parasites include ectoparasites such as Pediculus humanus, Pediculus humanus corporis, Pthirus pubis, Demodex folliculorum/brevis/canis, Sarcoptes scabiei or arachnids such as Trombiculidae or Pulex irritans or arachnids such as Ixodidae and/or Argasidae.
Обзор примеров микроРНК-мишенейOverview of examples of target miRNAs
[0416] Некоторые варианты реализации способов, систем и композиций, предложенных согласно настоящему изобретению, включают обнаружение определенных микроРНК- (миРНК-)мишеней. миРНК включают малые некодирующие молекулы РНК, которые функционируют при сайленсинге РНК или посттранскрипционной регуляции генной экспрессии. Некоторые миРНК ассоциированы с разрегуляцией при различных заболеваниях человека, которые обусловлены аномальными эпигенетическими паттернами, в том числе аномальными метилированием ДНК и паттернами модификации гистонов. Например, присутствие или отсутствие определенных миРНК в образце от субъекта указывает на заболевание или болезненное состояние. Праймеры, подходящие для обнаружения миРНК и подходящие для изотермической амплификации, легко разработать на основе последовательностей нуклеотидов миРНК. Последовательности нуклеотидов миРНК легко получить из общедоступных баз данных. Примеры миРНК-мишеней, которые обнаруживают с применением способов, систем и композиций, предложенных согласно настоящему изобретению, включают: hsa-miR-1, hsa-miR-1-2, hsa-miR-100, hsa-miR-100-1, hsa-miR-100-2, hsa-miR-101, hsa-miR-101-1, hsa-miR-101a, hsa-miR-101b-2, hsa-miR-102, hsa-miR-103, hsa-miR-103-1, hsa-miR-103-2, hsa-miR-104, hsa-miR-105, hsa-miR-106a, hsa-miR-106a-1, hsa-miR-106b, hsa-miR-106b-1, hsa-miR-107, hsa-miR-10a, hsa-miR-10b, hsa-miR-122, hsa-miR-122a, hsa-miR-123, hsa-miR-124a, hsa-miR-124a-1, hsa-miR-124a-2, hsa-miR-124a-3, hsa-miR-125a, hsa-miR-125a-5p, hsa-miR-125b, hsa-miR-125b-1, hsa-miR-125b-2, hsa-miR-126, hsa-miR-126-5p, hsa-miR-127, hsa-miR-128a, hsa-miR-128b, hsa-miR-129, hsa-miR-129-1, hsa-miR-129-2, hsa-miR-130, hsa-miR-130a, hsa-miR-130a-1, hsa-miR-130b, hsa-miR-130b-1, hsa-miR-132, hsa-miR-133a, hsa-miR-133b, hsa-miR-134, hsa-miR-135a, hsa-miR-135b, hsa-miR-136, hsa-miR-137, hsa-miR-138, hsa-miR-138-1, hsa-miR-138-2, hsa-miR-139, hsa-miR-139-5p, hsa-miR-140, hsa-miR-140-3p, hsa-miR-141, hsa-miR-142-3p, hsa-miR-142-5p, hsa-miR-143, hsa-miR-144, hsa-miR-145, hsa-miR-146a, hsa-miR-146b, hsa-miR-147, hsa-miR-148a, hsa-miR-148b, hsa-miR-149, hsa-miR-15, hsa-miR-150, hsa-miR-151, hsa-miR-151-5p, hsa-miR-152, hsa-miR-153, hsa-miR-154, hsa-miR-155, hsa-miR-15a, hsa-miR-15a-2, hsa-miR-15b, hsa-miR-16, hsa-miR-16-1, hsa-miR-16-2, hsa-miR-16a, hsa-miR-164, hsa-miR-170, hsa-miR-172a-2, hsa-miR-17, hsa-miR-17-3p, hsa-miR-17-5p, hsa-miR-17-92, hsa-miR-18, hsa-miR-18a, hsa-miR-18b, hsa-miR-181a, hsa-miR-181a-1, hsa-miR-181a-2, hsa-miR-181b, hsa-miR-181b-1, hsa-miR-181b-2, hsa-miR-181c, hsa-miR-181d, hsa-miR-182, hsa-miR-183, hsa-miR-184, hsa-miR-185, hsa-miR-186, hsa-miR-187, hsa-miR-188, hsa-miR-189, hsa-miR-190, hsa-miR-191, hsa-miR-192, hsa-miR-192-1, hsa-miR-192-2, hsa-miR-192-3, hsa-miR-193a, hsa-miR-193b, hsa-miR-194, hsa-miR-195, hsa-miR-196a, hsa-miR-196a-2, hsa-miR-196b, hsa-miR-197, hsa-miR-198, hsa-miR-199a, hsa-miR-199a-1, hsa-miR-199a-1-5p, hsa-miR-199a-2, hsa-miR-199a-2-5p, hsa-miR-199a-3p, hsa-miR-199b, hsa-miR-199b-5p, hsa-miR-19a, hsa-miR-19b, hsa-miR-19b-1, hsa-miR-19b-2, hsa-miR-200a, hsa-miR-200b, hsa-miR-200c, hsa-miR-202, hsa-miR-203, hsa-miR-204, hsa-miR-205, hsa-miR-206, hsa-miR-207, hsa-miR-208, hsa-miR-208a, hsa-miR-20a, hsa-miR-20b, hsa-miR-21, hsa-miR-22, hsa-miR-210, hsa-miR-211, hsa-miR-212, hsa-miR-213, hsa-miR-214, hsa-miR-215, hsa-miR-216, hsa-miR-217, hsa-miR-218, hsa-miR-218-2, hsa-miR-219, hsa-miR-219-1, hsa-miR-22, hsa-miR-220, hsa-miR-221, hsa-miR-222, hsa-miR-223, hsa-miR-224, hsa-miR-23a, hsa-miR-23b, hsa-miR-24, hsa-miR-24-1, hsa-miR-24-2, hsa-miR-25, hsa-miR-26a, hsa-miR-26a-1, hsa-miR-26a-2, hsa-miR-26b, hsa-miR-27a, hsa-miR-27b, hsa-miR-28, hsa-miR-296, hsa-miR-298, hsa-miR-299-3p, hsa-miR-299-5p, hsa-miR-29a, hsa-miR-29a-2, hsa-miR-29b, hsa-miR-29b-1, hsa-miR-29b-2, hsa-miR-29c, hsa-miR-301, hsa-miR-302, hsa-miR-302a, hsa-miR-302b, hsa-miR-302c, hsa-miR-302c, hsa-miR-302d, hsa-miR-30a, hsa-miR-30a-3p, hsa-miR-30a-5p, hsa-miR-30b, hsa-miR-30c, hsa-miR-30c-1, hsa-miR-30d, hsa-miR-30e, hsa-miR-30e, hsa-miR-30e-5p, hsa-miR-31, hsa-miR-31a, hsa-miR-32, hsa-miR-32, hsa-miR-320, hsa-miR-320-2, hsa-miR-320a, hsa-miR-322, hsa-miR-323, hsa-miR-324-3р, hsa-miR-324-5p, hsa-miR-325, hsa-miR-326, hsa-miR-328, hsa-miR-328-1, hsa-miR-33, hsa-miR-330, hsa-miR-331, hsa-miR-335, hsa-miR-337, hsa-miR-337-3р, hsa-miR-338, hsa-miR-338-5p, hsa-miR-339, hsa-miR-339-5p, hsa-miR-34a, hsa-miR-340, hsa-miR-340, hsa-miR-341, hsa-miR-342, hsa-miR-342-3p, hsa-miR-345, hsa-miR-346, hsa-miR-347, hsa-miR-34a, hsa-miR-34b, hsa-miR-34c, hsa-miR-351, hsa-miR-352, hsa-miR-361, hsa-miR-362, hsa-miR-363, hsa-miR-355, hsa-miR-365, hsa-miR-367, hsa-miR-368, hsa-miR-369-5p, hsa-miR-370, hsa-miR-371, hsa-miR-372, hsa-miR-373, hsa-miR-374, hsa-miR-375, hsa-miR-376a, hsa-miR-376b, hsa-miR-377, hsa-miR-378, hsa-miR-378, hsa-miR-379, hsa-miR-381, hsa-miR-382, hsa-miR-383, hsa-miR-409-3р, hsa-miR-419, hsa-miR-422a, hsa-miR-422b, hsa-miR-423, hsa-miR-424, hsa-miR-429, hsa-miR-431, hsa-miR-432, hsa-miR-433, hsa-miR-449a, hsa-miR-451, hsa-miR-452, hsa-miR-451, hsa-miR-452, hsa-miR-452, hsa-miR-483, hsa-miR-483-3р, hsa-miR-484, hsa-miR-485-5p, hsa-miR-485-3р, hsa-miR-486, hsa-miR-487b, hsa-miR-489, hsa-miR-491, hsa-miR-491-5p, hsa-miR-492, hsa-miR-493-3р, hsa-miR-493-5p, hsa-miR-494, hsa-miR-495, hsa-miR-497, hsa-miR-498, hsa-miR-499, hsa-miR-5, hsa-miR-500, hsa-miR-501, hsa-miR-503, hsa-miR-508, hsa-miR-509, hsa-miR-510, hsa-miR-511, hsa-miR-512-5p, hsa-miR-513, hsa-miR-513-1, hsa-miR-513-2, hsa-miR-515-3p, hsa-miR-516-5p, hsa-miR-516-3p, hsa-miR-518b, hsa-miR-519a, hsa-miR-519d, hsa-miR-520a, hsa-miR-520c, hsa-miR-521, hsa-miR-532-5p, hsa-miR-539, hsa-miR-542-3р, hsa-miR-542-5p, hsa-miR-550, hsa-miR-551a, hsa-miR-561, hsa-miR-563, hsa-miR-565, hsa-miR-572, hsa-miR-582, hsa-miR-584, hsa-miR-594, hsa-miR-595, hsa-miR-598, hsa-miR-599, hsa-miR-600, hsa-miR-601, hsa-miR-602, hsa-miR-605, hsa-miR-608, hsa-miR-611, hsa-miR-612, hsa-miR-614, hsa-miR-615, hsa-miR-615-3р, hsa-miR-622, hsa-miR-627, hsa-miR-628, hsa-miR-635, hsa-miR-637, hsa-miR-638, hsa-miR-642, hsa-miR-648, hsa-miR-652, hsa-miR-654, hsa-miR-657, hsa-miR-658, hsa-miR-659, hsa-miR-661, hsa-miR-662, hsa-miR-663, hsa-miR-664, hsa-miR-7, hsa-miR-7-1, hsa-miR-7-2, hsa-miR-7-3, hsa-miR-708, hsa-miR-765, hsa-miR-769-3р, hsa-miR-802, hsa-miR-885-3р, hsa-miR-9, hsa-miR-9-1, hsa-miR-9-3, hsa-miR-9-3р, hsa-miR-92, hsa-miR-92-1, hsa-miR-92-2, hsa-miR-9-2, hsa-miR-92, hsa-miR-92a, hsa-miR-93, hsa-miR-95, hsa-miR-96, hsa-miR-98, hsa-miR-99a и/или hsa-miR-99b.[0416] Some embodiments of the methods, systems, and compositions of the present invention include the detection of certain microRNA (miRNA) targets. miRNAs include small non-coding RNA molecules that function in RNA silencing or post-transcriptional regulation of gene expression. Some miRNAs are associated with dysregulation in various human diseases that are driven by abnormal epigenetic patterns, including abnormal DNA methylation and histone modification patterns. For example, the presence or absence of certain siRNAs in a sample from a subject is indicative of a disease or disease state. Primers suitable for siRNA detection and suitable for isothermal amplification are easily designed based on siRNA nucleotide sequences. MiRNA nucleotide sequences are easily obtained from public databases. Examples of miRNA targets that are detected using the methods, systems and compositions proposed according to the present invention include: hsa-miR-1, hsa-miR-1-2, hsa-miR-100, hsa-miR-100-1, hsa-miR-100-2, hsa-miR-101, hsa-miR-101-1, hsa-miR-101a, hsa-miR-101b-2, hsa-miR-102, hsa-miR-103, hsa- miR-103-1, hsa-miR-103-2, hsa-miR-104, hsa-miR-105, hsa-miR-106a, hsa-miR-106a-1, hsa-miR-106b, hsa-miR- 106b-1, hsa-miR-107, hsa-miR-10a, hsa-miR-10b, hsa-miR-122, hsa-miR-122a, hsa-miR-123, hsa-miR-124a, hsa-miR- 124a-1, hsa-miR-124a-2, hsa-miR-124a-3, hsa-miR-125a, hsa-miR-125a-5p, hsa-miR-125b, hsa-miR-125b-1, hsa- miR-125b-2, hsa-miR-126, hsa-miR-126-5p, hsa-miR-127, hsa-miR-128a, hsa-miR-128b, hsa-miR-129, hsa-miR-129- 1, hsa-miR-129-2, hsa-miR-130, hsa-miR-130a, hsa-miR-130a-1, hsa-miR-130b, hsa-miR-130b-1, hsa-miR-132, hsa-miR-133a, hsa-miR-133b, hsa-miR-134, hsa-miR-135a, hsa-miR-135b, hsa-miR-136, hsa-miR-137, hsa-miR-138, hsa- miR-138-1, hsa-miR-138-2, hsa-miR-139, hsa-miR-139-5p, hsa- miR-140, hsa-miR-140-3p, hsa-miR-141, hsa-miR-142-3p, hsa-miR-142-5p, hsa-miR-143, hsa-miR-144, hsa-miR- 145, hsa-miR-146a, hsa-miR-146b, hsa-miR-147, hsa-miR-148a, hsa-miR-148b, hsa-miR-149, hsa-miR-15, hsa-miR-150, hsa-miR-151, hsa-miR-151-5p, hsa-miR-152, hsa-miR-153, hsa-miR-154, hsa-miR-155, hsa-miR-15a, hsa-miR-15a- 2, hsa-miR-15b, hsa-miR-16, hsa-miR-16-1, hsa-miR-16-2, hsa-miR-16a, hsa-miR-164, hsa-miR-170, hsa- miR-172a-2, hsa-miR-17, hsa-miR-17-3p, hsa-miR-17-5p, hsa-miR-17-92, hsa-miR-18, hsa-miR-18a, hsa- miR-18b, hsa-miR-181a, hsa-miR-181a-1, hsa-miR-181a-2, hsa-miR-181b, hsa-miR-181b-1, hsa-miR-181b-2, hsa- miR-181c, hsa-miR-181d, hsa-miR-182, hsa-miR-183, hsa-miR-184, hsa-miR-185, hsa-miR-186, hsa-miR-187, hsa-miR- 188, hsa-miR-189, hsa-miR-190, hsa-miR-191, hsa-miR-192, hsa-miR-192-1, hsa-miR-192-2, hsa-miR-192-3, hsa-miR-193a, hsa-miR-193b, hsa-miR-194, hsa-miR-195, hsa-miR-196a, hsa-miR-196a-2, hsa-miR-196b, hsa-miR-197, hsa-miR-198, hsa-miR-199a, hsa-miR-199a-1, hsa-miR-19 9a-1-5p, hsa-miR-199a-2, hsa-miR-199a-2-5p, hsa-miR-199a-3p, hsa-miR-199b, hsa-miR-199b-5p, hsa-miR- 19a, hsa-miR-19b, hsa-miR-19b-1, hsa-miR-19b-2, hsa-miR-200a, hsa-miR-200b, hsa-miR-200c, hsa-miR-202, hsa- miR-203, hsa-miR-204, hsa-miR-205, hsa-miR-206, hsa-miR-207, hsa-miR-208, hsa-miR-208a, hsa-miR-20a, hsa-miR- 20b, hsa-miR-21, hsa-miR-22, hsa-miR-210, hsa-miR-211, hsa-miR-212, hsa-miR-213, hsa-miR-214, hsa-miR-215, hsa-miR-216, hsa-miR-217, hsa-miR-218, hsa-miR-218-2, hsa-miR-219, hsa-miR-219-1, hsa-miR-22, hsa-miR- 220, hsa-miR-221, hsa-miR-222, hsa-miR-223, hsa-miR-224, hsa-miR-23a, hsa-miR-23b, hsa-miR-24, hsa-miR-24- 1, hsa-miR-24-2, hsa-miR-25, hsa-miR-26a, hsa-miR-26a-1, hsa-miR-26a-2, hsa-miR-26b, hsa-miR-27a, hsa-miR-27b, hsa-miR-28, hsa-miR-296, hsa-miR-298, hsa-miR-299-3p, hsa-miR-299-5p, hsa-miR-29a, hsa-miR- 29a-2, hsa-miR-29b, hsa-miR-29b-1, hsa-miR-29b-2, hsa-miR-29c, hsa-miR-301, hsa-miR-302, hsa-miR-302a, hsa-miR-302b, hsa-miR-302c, hsa-miR-302c, hsa-miR-302d, hsa-miR- 30a, hsa-miR-30a-3p, hsa-miR-30a-5p, hsa-miR-30b, hsa-miR-30c, hsa-miR-30c-1, hsa-miR-30d, hsa-miR-30e, hsa-miR-30e, hsa-miR-30e-5p, hsa-miR-31, hsa-miR-31a, hsa-miR-32, hsa-miR-32, hsa-miR-320, hsa-miR-320- 2, hsa-miR-320a, hsa-miR-322, hsa-miR-323, hsa-miR-324-3p, hsa-miR-324-5p, hsa-miR-325, hsa-miR-326, hsa- miR-328, hsa-miR-328-1, hsa-miR-33, hsa-miR-330, hsa-miR-331, hsa-miR-335, hsa-miR-337, hsa-miR-337-3р, hsa-miR-338, hsa-miR-338-5p, hsa-miR-339, hsa-miR-339-5p, hsa-miR-34a, hsa-miR-340, hsa-miR-340, hsa-miR- 341, hsa-miR-342, hsa-miR-342-3p, hsa-miR-345, hsa-miR-346, hsa-miR-347, hsa-miR-34a, hsa-miR-34b, hsa-miR- 34c, hsa-miR-351, hsa-miR-352, hsa-miR-361, hsa-miR-362, hsa-miR-363, hsa-miR-355, hsa-miR-365, hsa-miR-367, hsa-miR-368, hsa-miR-369-5p, hsa-miR-370, hsa-miR-371, hsa-miR-372, hsa-miR-373, hsa-miR-374, hsa-miR-375, hsa-miR-376a, hsa-miR-376b, hsa-miR-377, hsa-miR-378, hsa-miR-378, hsa-miR-379, hsa-miR-381, hsa-miR-382, hsa- miR-383, hsa-miR-409-3р, hsa-miR-419, hsa-miR- 422a, hsa-miR-422b, hsa-miR-423, hsa-miR-424, hsa-miR-429, hsa-miR-431, hsa-miR-432, hsa-miR-433, hsa-miR-449a, hsa-miR-451, hsa-miR-452, hsa-miR-451, hsa-miR-452, hsa-miR-452, hsa-miR-483, hsa-miR-483-3р, hsa-miR-484, hsa-miR-485-5p, hsa-miR-485-3p, hsa-miR-486, hsa-miR-487b, hsa-miR-489, hsa-miR-491, hsa-miR-491-5p, hsa- miR-492, hsa-miR-493-3р, hsa-miR-493-5p, hsa-miR-494, hsa-miR-495, hsa-miR-497, hsa-miR-498, hsa-miR-499, hsa-miR-5, hsa-miR-500, hsa-miR-501, hsa-miR-503, hsa-miR-508, hsa-miR-509, hsa-miR-510, hsa-miR-511, hsa- miR-512-5p, hsa-miR-513, hsa-miR-513-1, hsa-miR-513-2, hsa-miR-515-3p, hsa-miR-516-5p, hsa-miR-516- 3p, hsa-miR-518b, hsa-miR-519a, hsa-miR-519d, hsa-miR-520a, hsa-miR-520c, hsa-miR-521, hsa-miR-532-5p, hsa-miR- 539, hsa-miR-542-3р, hsa-miR-542-5p, hsa-miR-550, hsa-miR-551a, hsa-miR-561, hsa-miR-563, hsa-miR-565, hsa- miR-572, hsa-miR-582, hsa-miR-584, hsa-miR-594, hsa-miR-595, hsa-miR-598, hsa-miR-599, hsa-miR-600, hsa-miR- 601, hsa-miR-602, hsa-miR-605, hsa-miR- 608, hsa-miR-611, hsa-miR-612, hsa-miR-614, hsa-miR-615, hsa-miR-615-3р, hsa-miR-622, hsa-miR-627, hsa-miR- 628, hsa-miR-635, hsa-miR-637, hsa-miR-638, hsa-miR-642, hsa-miR-648, hsa-miR-652, hsa-miR-654, hsa-miR-657, hsa-miR-658, hsa-miR-659, hsa-miR-661, hsa-miR-662, hsa-miR-663, hsa-miR-664, hsa-miR-7, hsa-miR-7-1, hsa-miR-7-2, hsa-miR-7-3, hsa-miR-708, hsa-miR-765, hsa-miR-769-3р, hsa-miR-802, hsa-miR-885-3р, hsa-miR-9, hsa-miR-9-1, hsa-miR-9-3, hsa-miR-9-3р, hsa-miR-92, hsa-miR-92-1, hsa-miR-92- 2, hsa-miR-9-2, hsa-miR-92, hsa-miR-92a, hsa-miR-93, hsa-miR-95, hsa-miR-96, hsa-miR-98, hsa-miR- 99a and/or hsa-miR-99b.
Обзор примеров аналитов сельскохозяйственного значенияOverview of examples of agricultural analytes
[0417] Некоторые варианты реализации способов, систем и композиций, предложенных согласно настоящему изобретению, включают обнаружение определенных аналитов сельскохозяйственного значения. Аналиты сельскохозяйственного значения включают нуклеиновые кислоты, белки или малые молекулы. Последовательности нуклеотидов, указывающие на определенные аналиты сельскохозяйственного значения, легко получить из общедоступных баз данных. Праймеры, подходящие для изотермической амплификации, легко разработать на основе последовательностей нуклеиновых кислот таких аналитов сельскохозяйственного значения. Антитела и аптамеры к белкам определенных аналитов сельскохозяйственного значения легко получить коммерческим путем и/или с применением методик, хорошо известных в данной области техники.[0417] Some embodiments of the methods, systems and compositions proposed according to the present invention include the detection of certain analytes of agricultural importance. Agricultural analytes include nucleic acids, proteins or small molecules. Nucleotide sequences indicating certain analytes of agricultural importance are readily available from public databases. Primers suitable for isothermal amplification are easily designed based on the nucleic acid sequences of such agricultural analytes. Antibodies and aptamers to proteins of certain agricultural analytes are readily available commercially and/or using techniques well known in the art.
[0418] Некоторые варианты реализации способов и устройств, предложенных согласно настоящему изобретению, применяют для идентификации присутствия организма или продукта указанного организма в мясной продукт, рыбный продукт или дрожжевой продукт, такой как пиво, вино или хлеб. Согласно некоторым вариантам реализации видоспецифические антитела или аптамеры, или видоспецифические праймеры используют для идентификации присутствия определенного организма в пищевом продукте.[0418] Some embodiments of the methods and devices of the present invention are used to identify the presence of an organism or product of said organism in a meat product, fish product, or yeast product such as beer, wine, or bread. In some embodiments, species-specific antibodies or aptamers or species-specific primers are used to identify the presence of a particular organism in a food product.
[0419] Некоторые варианты реализации способов, систем и композиций, предложенных согласно настоящему изобретению, включают обнаружение пестицидов. Согласно некоторым вариантам реализации пестициды обнаруживают в таких образцах, как образцы почв или образцы пищи. Примеры пестицидов, которые обнаруживают с применением устройств и способов, описанных в настоящем документе, включают гербициды, инсектициды или фунгициды. Примеры гербицидов включают 2,4-дихлорфеноксиуксусную кислоту (2,4-D), атразин, глифосат, мекопроп, дикамбу, паракват, глюфосинат, метам-натрий, дазомет, дитопир, пендиметалин, ЕРТС, трифлуралин, флазасульфурон, метсульфурон-метил, диурон, нитрофен, нитрофторфен, ацифлуорфен, мезотрион, сулкотрион или нитизинон. Примеры инсектицидов, которые обнаруживают с применением устройств и способов, описанных в настоящем документе, включают хлорорганические соединения, фосфорорганические соединения, карбаматы, пиретроиды, неоникотиноиды или рианоиды. Примеры фунгицидов, которые обнаруживают с применением устройств и способов, описанных в настоящем документе, включают карбендазим, диэтофенкарб, азоксистробин, металаксил, металаксил-М, стрептомицин, окситетрациклин, хлороталонил, тебуконазол, цинеб, манкоцеб, тебуконазол, миклобутанил, триадимефон, фенбуконазол, дезоксиниваленол или манкоцеб.[0419] Some embodiments of the methods, systems, and compositions of the present invention include pesticide detection. In some embodiments, the pesticides are found in samples such as soil samples or food samples. Examples of pesticides that are detected using the devices and methods described herein include herbicides, insecticides, or fungicides. Examples of herbicides include 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), atrazine, glyphosate, mecoprop, dicamba, paraquat, glufosinate, metham sodium, dazomet, ditopyr, pendimethalin, EPTC, trifluralin, flazasulfuron, metsulfuron-methyl, diuron , nitrofen, nitrofluorfen, acifluorfen, mesotrione, sulcotrione, or nitisinone. Examples of insecticides that are detected using the devices and methods described herein include organochlorines, organophosphates, carbamates, pyrethroids, neonicotinoids, or ryanoids. Examples of fungicides that are detected using the devices and methods described herein include carbendazim, diethophencarb, azoxystrobin, metalaxyl, metalaxyl-M, streptomycin, oxytetracycline, chlorothalonil, tebuconazole, zineb, mancozeb, tebuconazole, myclobutanil, triadimefon, fenbuconazole, deoxynivalenol or mancozeb.
Обзор примеров биомаркеровOverview of examples of biomarkers
[0420] Некоторые варианты реализации способов, систем и композиций, предложенных согласно настоящему изобретению, включают обнаружение определенных биомаркеров определенных расстройств. Биомаркеры могут включать нуклеиновые кислоты, белки, фрагменты белков и антигены. Некоторые биомаркеры могут включать мишень, предложенную согласно настоящему изобретению. Примеры расстройств включают рак, такой как рак молочной железы, рак ободочной и прямой кишки, рак желудка, желудочно-кишечные стромальные опухоли, лейкозы и лимфомы, рак легкого, меланомы, рак головного мозга и рак поджелудочной железы. Некоторые варианты реализации могут включать обнаружение присутствия или отсутствия биомаркера, или уровня биомаркера в образце. Указанный биомаркер может указывать на присутствие, отсутствие или стадию определенного расстройства. Примеры биомаркеров включают рецептор эстрогена, рецептор прогестерона, HER-2/neu, рЭФР, KRAS, UGT1A1, C-KIT, CD20, CD30, FIP1L1-рТРФ-альфа, рТРФ, филадельфийскую хромосому (BCR/ABL), PML/RAR-альфа, ТРМТ, UGT1A1, EML4/ALK, BRAF и повышенные уровни определенных аминокислот, таких как лейцин, изолейцин и валин.[0420] Some embodiments of the methods, systems and compositions of the present invention include the detection of certain biomarkers of certain disorders. Biomarkers may include nucleic acids, proteins, protein fragments, and antigens. Some biomarkers may include the target proposed according to the present invention. Examples of disorders include cancer such as breast cancer, colon cancer, gastric cancer, gastrointestinal stromal tumors, leukemias and lymphomas, lung cancer, melanomas, brain cancer, and pancreatic cancer. Some implementation options may include detecting the presence or absence of a biomarker, or the level of a biomarker in a sample. Said biomarker may indicate the presence, absence, or stage of a particular disorder. Examples of biomarkers include estrogen receptor, progesterone receptor, HER-2/neu, rEGFR, KRAS, UGT1A1, C-KIT, CD20, CD30, FIP1L1-rTRF-alpha, rTRF, Philadelphia chromosome (BCR/ABL), PML/RAR-alpha , TPMT, UGT1A1, EML4/ALK, BRAF, and elevated levels of certain amino acids such as leucine, isoleucine, and valine.
ПРИМЕРЫEXAMPLES
Пример 1. Пре/постамплификационная ƒC4D LAMP обнаружение в ПДМСExample 1 Pre/Post ƒC4D LAMP detection in PDMS
[0421] Реакционную смесь для LAMP получали в соответствии со стандартным протоколом NEB, с использованием нетранслируемой 5' области генома Н. influenza в качестве мишени. Аликвоты смеси помещали в преамплификационный сосуд (- контроль) и постамплификационный сосуд (+ контроль).[0421] The reaction mixture for LAMP was prepared according to the standard NEB protocol, using the untranslated 5' region of the H. influenza genome as a target. Aliquots of the mixture were placed in the pre-amplification vessel (- control) and post-amplification vessel (+ control).
Преамплификационный сосуд инактивировали нагреванием при 85°С в течение 20 минут для предотвращения амплификации. Постамплификационный сосуд амплифицировали при 63°С в течение 60 минут. Аликвоты из каждого сосуда вносили последовательно, чередуя два сосуда, при комнатной температуре, на полидиметилсилоксановый (ПДМС)/стеклянный чип v.1.1, проводя сбор данных в режиме реального времени. На фиг. 24 приведен график, отражающий напряжение сенсора на протяжении периода времени.The preamplification vessel was inactivated by heating at 85°C for 20 minutes to prevent amplification. Postamplification vessel was amplified at 63°C for 60 minutes. Aliquots from each vessel were applied sequentially, alternating two vessels, at room temperature, onto a polydimethylsiloxane (PDMS)/v.1.1 glass chip, with real-time data collection. In FIG. 24 is a graph showing sensor voltage over a period of time.
Пример 2. Пре/постамплификационная ƒC4D обнаружение с цельной кровью в ПДМСExample 2 Pre/Postamp ƒC4D Whole Blood PDMS Detection
[0422] Реакционную смесь получали с использованием нетранслируемой 5' области генома Н. influenza в качестве мишени, с 0%, 1% и 5% цельной крови (по объему). Аликвоты смеси помещали в преамплификационный сосуд (- контроль) и постамплификационный сосуд (+ контроль). Преамплификационный сосуд инактивировали нагреванием при 85°С в течение 20 минут для предотвращения амплификации. Постамплификационный сосуд амплифицировали при 63°С в течение 60 минут. Аликвоты из каждого сосуда вносили последовательно, чередуя два сосуда, при комнатной температуре, на ПДМС/стеклянный чип v.1.1, проводя сбор данных в режиме реального времени. На фиг. 25, фиг. 26 и фиг. 27 приведены графики, отражающие напряжение сенсора на протяжении периода времени до амплификации (- контроль) и после амплификации (+ контроль) для 0%, 1% и 5% цельной крови, соответственно.[0422] The reaction mixture was prepared using the untranslated 5' region of the H. influenza genome as a target, with 0%, 1% and 5% whole blood (by volume). Aliquots of the mixture were placed in the pre-amplification vessel (- control) and post-amplification vessel (+ control). The preamplification vessel was inactivated by heating at 85°C for 20 minutes to prevent amplification. Postamplification vessel was amplified at 63°C for 60 minutes. Aliquots from each vessel were applied sequentially, alternating two vessels, at room temperature, onto a PDMS/glass chip v.1.1, with real-time data collection. In FIG. 25, fig. 26 and FIG. 27 are plots of sensor voltage over time before amplification (- control) and after amplification (+ control) for 0%, 1%, and 5% whole blood, respectively.
Пример 3. Фильтрация до/после амплификации LAMPExample 3 Filtration before/after LAMP amplification
[0423] Образцы получали согласно примеру 1. Перед измерением все образцы (за исключением одного, контрольного) фильтровали центрифугированием с фильтром с отсечением по массе 50 кД. Аликвоты из каждого сосуда вносили последовательно, чередуя два сосуда, при комнатной температуре, на ПДМС/стеклянный чип v.1.1, проводя сбор данных в режиме реального времени. Фильтрация улучшала отношение сигнала/шум и изменение проводимости. На фиг. 28 и фиг. 29 приведены графики, отражающие напряжение сенсора на протяжении периода времени до амплификации (- контроль) и после амплификации (+ контроль) с 0% цельной крови, для нефильтрованного образца и фильтрованного образца, соответственно.[0423] Samples were obtained according to example 1. Before measurement, all samples (with the exception of one control) were filtered by centrifugation with a filter with a cut-off mass of 50 kD. Aliquots from each vessel were applied sequentially, alternating two vessels, at room temperature, onto a PDMS/glass chip v.1.1, with real-time data collection. The filtering improved the signal-to-noise ratio and the change in conductance. In FIG. 28 and FIG. 29 are plots of sensor voltage over time before amplification (- control) and after amplification (+ control) with 0% whole blood, for an unfiltered sample and a filtered sample, respectively.
Пример 4. Обнаружение проводимости для 103-106 копий мишениExample 4 Detection of Conductivity for 10 3 -10 6 Target Copies
[0424] Реакционную смесь получали с использованием нетранслируемой 5' области генома Н. influenza в качестве мишени. Обнаружение выполняли с применением инструмента ƒC4D. Усредняли данные для 3 повторностей. На фиг. 30 приведен график зависимости времени от нагрузки мишенью; планками погрешностей показано стандартное отклонение. Ни один из матричных отрицательных контролей не демонстрировал отсутствие сигнала при нагревании в течение 60 минут.[0424] The reaction mixture was prepared using the untranslated 5' region of the H. influenza genome as a target. Detection was performed using the ƒC 4 D instrument. Data were averaged over 3 replicates. In FIG. 30 is a plot of time versus target load; error bars show the standard deviation. None of the matrix negative controls showed no signal when heated for 60 minutes.
Пример 5. Пре/постамплификационная обнаружение ƒC4D с цельной кровью в ПДМСExample 5 Pre/postamplification detection of ƒC4D with whole blood in PDMS
[0425] Реакционную смесь получали с использованием нетранслируемой 5' области генома Н. influenza в качестве мишени, с 0% или 1% цельной крови (по объему). Аликвоты смеси помещали в преамплификационный сосуд (- контроль) и постамплификационный сосуд (+ контроль). Преамплификационный сосуд инактивировали нагреванием при 85°С в течение 20 минут для предотвращения амплификации. Постамплификационный сосуд амплифицировали при 63°С в течение 60 минут. Аликвоты из каждого сосуда вносили последовательно, чередуя два сосуда, при комнатной температуре, на ПДМС/стеклянный чип v.1.1, проводя сбор данных в режиме реального времени. На фиг. 31 приведен график проводимости для различных образцов из преамплификационного сосуда (- контроль) и постамплификационного сосуда (+ контроль).[0425] The reaction mixture was prepared using the untranslated 5' region of the H. influenza genome as a target, with 0% or 1% whole blood (by volume). Aliquots of the mixture were placed in the pre-amplification vessel (- control) and post-amplification vessel (+ control). The preamplification vessel was inactivated by heating at 85°C for 20 minutes to prevent amplification. Postamplification vessel was amplified at 63°C for 60 minutes. Aliquots from each vessel were applied sequentially, alternating two vessels, at room temperature, onto a PDMS/glass chip v.1.1, with real-time data collection. In FIG. 31 is a graph of conductivity for various samples from the pre-amplification vessel (- control) and the post-amplification vessel (+ control).
Пример 6. Обнаружение поверхностного антигена гепатита В с применением MAIAExample 6 Hepatitis B Surface Antigen Detection Using MAIA
[0426] Биотинилированное поликлональное антитело - зонд захвата (анти-HBsAg) конъюгировали с функционализированными стрептавидином магнитными микросферами размером 1 мкм (Dynal Т1). Химерные комплексы для обнаружения синтезировали путем конъюгации биотинилированного поликлонального зонда захвата (анти-HBsAg) со стрептавидином, и конъюгации комплекса стрептавидин-антитело с биотинилированной ДНК-мишенью. Функционализированные антителом гранулы захватывали HBsAg из раствора. HBsAg детектировали по связыванию химерного комплекса антитела и ДНК с последующей амплификацией ДНК-матричной части химерного комплекса. На фиг. 32 изображено связывание антигена с антителом, конъюгированным с нуклеиновыми кислотами. На фиг. 33 приведен график, отражающий обнаружение поверхностного антигена гепатита В.[0426] A biotinylated polyclonal capture probe antibody (anti-HBsAg) was conjugated to streptavidin-functionalized 1 μm magnetic microspheres (Dynal T1). Chimeric detection complexes were synthesized by conjugation of a biotinylated polyclonal capture probe (anti-HBsAg) with streptavidin, and conjugation of the streptavidin-antibody complex with a biotinylated target DNA. The antibody-functionalized beads captured HBsAg from solution. HBsAg was detected by binding of the chimeric complex of antibody and DNA, followed by amplification of the DNA-template part of the chimeric complex. In FIG. 32 depicts the binding of an antigen to a nucleic acid conjugated antibody. In FIG. 33 is a graph showing the detection of hepatitis B surface antigen.
Пример 7. Обнаружение с буфером с низкой ионной силойExample 7 Detection with Low Ionic Strength Buffer
[0427] Коммерческий раствор для амплификации и раствор для амплификации Т10 готовили из реагентов, перечисленных в таблице 3 и таблице 4, соответственно. Коммерческий раствор для амплификации, как правило, использовали для общих реакций амплификации. Раствор для амплификации Т10 отличается пониженным содержанием Tris-HCl и отсутствием сульфата аммония. Готовили по 400 мкл каждого раствора, и приблизительно по 15 мкл каждого раствора вносили в разные каналы экспериментального картриджа. Растворы нагревали до 63,0°С. Данные собирали с использованием панели сбора данных.[0427] A commercial amplification solution and a T10 amplification solution were prepared from the reagents listed in Table 3 and Table 4, respectively. Commercial amplification solution has generally been used for general amplification reactions. The T10 amplification solution is characterized by a reduced content of Tris-HCl and the absence of ammonium sulfate. 400 μl of each solution was prepared, and approximately 15 μl of each solution was added to different channels of the experimental cartridge. The solutions were heated to 63.0°C. Data was collected using a data collection panel.
[0428] Результаты приведены на фиг. 34. Буфер для амплификации Т10 обеспечивал по меньшей мере на 30% более сильный сигнал по сравнению с сигналом, обеспечиваемым коммерческим раствором для амплификации.[0428] The results are shown in FIG. 34. The T10 amplification buffer provided at least 30% stronger signal compared to the signal provided by the commercial amplification solution.
Пример 8. Характеристики импеданса картриджа для текучей средыExample 8 Fluid Cartridge Impedance Characteristics
[0429] Каналы картриджа для текучей среды, изображенные на фиг. 17А, наполняли референсным буфером с проводимостью 1288 мСм/см, и частоту возбуждения доводили с менее чем приблизительно 100 Гц до более чем приблизительно 1 МГц, и измеряли импеданс («|Z|») или arg Z в зависимости от частоты. Результаты показаны на фиг. 35, в виде либо |Z|, либо arg Z в зависимости от частоты.[0429] The fluid cartridge channels shown in FIG. 17A was filled with a reference buffer with a conductivity of 1288 mS/cm and the drive frequency was adjusted from less than about 100 Hz to more than about 1 MHz and the impedance ("|Z|") or arg Z was measured as a function of frequency. The results are shown in FIG. 35 as either |Z| or arg Z depending on the frequency.
Пример 9. Амплификация нуклеиновых кислот, содержащих последовательности HCVExample 9 Amplification of Nucleic Acids Containing HCV Sequences
[0430] Образцы, содержащие нуклеиновые кислоты, содержащие последовательности вируса гепатита С (HCV), амплифицировали в ходе ряда экспериментов с применением LAMP в различных условиях, и определяли значения порогового цикла (Ct) наряду со стандартными отклонениями (SD), и относительное стандартное отклонение в % (RSD). Нуклеиновые кислоты включали синтетические нуклеиновые кислоты, содержащие последовательность HCV; синтетическую РНК, содержащую последовательность HCV. Все реакции содержали 5% Tween-20. Для экспериментов с реакциями, содержащими приблизительно миллион копий синтетических нуклеиновых кислот, содержащих последовательность HCV, среднее значение Ct составляло 856, при SD, равном 15, и RSD, равном 1,72%.[0430] Samples containing nucleic acids containing hepatitis C virus (HCV) sequences were amplified in a series of experiments using LAMP under various conditions, and cycle threshold (C t ) values were determined along with standard deviations (SD), and relative standard deviation in % (RSD). Nucleic acids included synthetic nucleic acids containing the HCV sequence; synthetic RNA containing the HCV sequence. All reactions contained 5% Tween-20. For experiments with reactions containing approximately one million copies of synthetic nucleic acids containing the HCV sequence, the mean Ct was 856, with an SD of 15 and an RSD of 1.72%.
[0431] Образцы плазмы, содержащие синтетическую РНК, содержащую последовательность HCV, амплифицировали с применением LAMP в различных условиях, в том числе: без обработки, после обработки нагреванием до добавления указанной синтетической РНК, с нагреванием после добавления указанной синтетической РНК и с добавлением 100 мМ ДТТ. Каждая реакция содержала приблизительно 25 тысяч копий нуклеиновой кислоты. В таблице 5 обобщены результаты.[0431] Plasma samples containing synthetic RNA containing the HCV sequence were amplified using LAMP under various conditions, including: no treatment, after heat treatment before the addition of said synthetic RNA, with heat after the addition of said synthetic RNA, and with the addition of 100 mM DTT. Each reaction contained approximately 25,000 copies of the nucleic acid. Table 5 summarizes the results.
[0432] Добавление 100 мМ ДТТ или обработка плазмы нагреванием до добавления указанной синтетической РНК улучшало амплификацию, как видно по RSD, по сравнению с необработанными образцами. Добавление ДТТ или обработка плазмы нагреванием до добавления указанной синтетической РНК также обеспечивало более быструю амплификацию (приблизительно в 50 раз более быструю) по сравнению с необработанными образцами (Р=0,03 и 0,002, соответственно).[0432] Addition of 100 mM DTT or heat treatment of plasma prior to addition of said synthetic RNA improved amplification as seen by RSD compared to untreated samples. The addition of DTT or heat treatment of the plasma prior to addition of said synthetic RNA also resulted in faster amplification (approximately 50 times faster) than untreated samples (P=0.03 and 0.002, respectively).
[0433] Образцы плазмы, содержащие HCV (SeraCare, Милфорд, Массачусетс) амплифицировали с применением LAMP в различных условиях, в том числе: при обработке плазмы нагреванием, при добавлении 100 мМ ДТТ, при добавлении ДСН и/или ДТТ. В таблице 6 обобщены результаты.[0433] Plasma samples containing HCV (SeraCare, Milford, Massachusetts) were amplified using LAMP under various conditions, including: heat treatment of plasma, addition of 100 mM DTT, addition of SDS and/or DTT. Table 6 summarizes the results.
[0434] Обработка плазмы нагреванием или добавление ДТТ улучшало результаты амплификации по сравнению с необработанной плазмой, как видно по значениям RSD. Добавление либо 0,05%, либо 0,1% ДСН снижало воспроизводимость и скорость амплификации по сравнению с плазмой, которая не была обработана, была обработана нагреванием или в которую был добавлен ДТТ.[0434] Treatment of plasma with heat or addition of DTT improved amplification results compared to untreated plasma as seen from RSD values. The addition of either 0.05% or 0.1% SDS reduced the reproducibility and rate of amplification compared to plasma that was untreated, heat treated, or to which DTT was added.
Пример 10. Амплификация клинических образцов, содержащих HCVExample 10 Amplification of Clinical Specimens Containing HCV
[0435] Клинические образцы плазмы, содержащие HCV, амплифицировали с применением LAMP, используя различные концентрации ДТТ. Мастер-микс WarmStart для LAMP (New England Biolabs) использовали для получения образцов в четырех повторностях. Образцы включали: 5% плазму (SeraCare, Милфорд, Массачусетс), содержащую приблизительно ~20 тысяч копий HCV на реакцию, 50 Ед на реакцию ингибитора РНКазы мышей, при различных концентрациях Tween и ДТТ. Образцы, содержащие синтетические нуклеиновые кислоты, содержащие последовательность HCV (1 млн копий на реакцию), тестировали с 1% и 5% Tween. Также тестировали контроли без мишени (NTC). Проводили LAMP при 67°С и измеряли результаты с применением системы Zeus QS3 в течение 60 циклов по 1 мин/цикл, данные регистрировали в течение каждого цикла, и после завершения LAMP использовали восходящую/нисходящую кривую плавления. Результаты обобщены в таблице 7.[0435] Clinical plasma samples containing HCV were amplified using LAMP using various concentrations of DTT. WarmStart Master Mix for LAMP (New England Biolabs) was used to obtain samples in quadruplicate. Samples included: 5% plasma (SeraCare, Milford, Massachusetts) containing approximately ~20k copies of HCV per reaction, 50 U per mouse RNase inhibitor reaction, at various concentrations of Tween and DTT. Samples containing synthetic nucleic acids containing the HCV sequence (1 million copies per reaction) were tested with 1% and 5% Tween. No-target controls (NTC) were also tested. LAMP was run at 67°C and the results were measured using the Zeus QS3 system for 60 cycles of 1 min/cycle, data was recorded during each cycle, and after the completion of LAMP, an ascending/descending melting curve was used. The results are summarized in Table 7.
[0436] Образцы, содержащие 5% Tween, отличались улучшенной амплификацией по сравнению с образцами, содержащими 1% Tween, как видно по значениям RSD. Аналогичное исследование проводили, дополнительно варьируя концентрации Tween в реакционных пробирках. Результаты обобщены в таблице 8.[0436] Samples containing 5% Tween had improved amplification compared to samples containing 1% Tween, as seen from the RSD values. A similar study was carried out by additionally varying the concentration of Tween in the reaction tubes. The results are summarized in Table 8.
[0437] Реакционные объемы с более высокими концентрациями Tween и ДТТ отличались лучшей воспроизводимостью результатов амплификации образцов HCV, в частности, в повторных реакциях было меньше экстремальных выбросов, меньше неуспешных реакций амплификации, и меньшими значениями RSD для амплифицированных повторностей. При 5 мМ ДТТ и 10 мМ ДТТ неамплифицируемые повторности отсутствовали при любых концентрациях Tween. Сходным образом, при 4% и 5% Tween отсутствовали неуспешные повторности или экстремальные выбросы, кроме случаев использования низких (1 мМ и ниже) концентраций ДТТ.[0437] Reaction volumes with higher concentrations of Tween and DTT had better reproducibility of amplification results of HCV samples, in particular, there were fewer extreme outliers in replicates, fewer failed amplification reactions, and lower RSD values for amplified replicates. At 5 mM DTT and 10 mM DTT, non-amplified repeats were absent at any concentration of Tween. Similarly, there were no failed replicates or extreme outliers at 4% and 5% Tween, except when using low (1 mM and below) DTT concentrations.
Пример 11. Амплификация мишеней с картриджамиExample 11 Cartridge Target Amplification
[0438] Проводили серию из трех экспериментов с использованием картриджа, по существу аналогичного картриджу, изображенному на фиг. 2, с шестью ячейками, каждая из которых содержит кольцевой электрод. Каждая ячейка была связана с измеряемым каналом. Образцы включали целевые нуклеиновые кислоты, содержащие последовательности Haemophilus influenza (Hinf) или вируса гепатита В (HBV). Образцы амплифицировали с применением LAMP, и измеряли изменения импеданса.[0438] A series of three experiments was carried out using a cartridge substantially similar to the cartridge shown in FIG. 2 with six cells each containing a ring electrode. Each cell was associated with a measured channel. Samples included target nucleic acids containing Haemophilus influenza (Hinf) or hepatitis B virus (HBV) sequences. Samples were amplified using LAMP, and impedance changes were measured.
[0439] Ячейки подготавливали, предварительно нагревая картридж до 72°С в течение 20 минут, наполняя каждую ячейку 25 мкл «контрольного буфера без матрицы и праймеров» (NTPC), блокируя указанный буфер минеральным маслом, нагревания картриджа до 72°С в течение 20 минут, удаления пузырьков из ячеек, охлаждения картриджа при комнатной температуре в течение 10 минут. Образцы вводили на дно предварительно заполненных ячеек и картридж помещали в условия с температурой 67°С или 76,5°С для проведения LAMP в конкретном эксперименте. Для исследований с Hinf использовали частоту 60 кГц. Образцы и соответствующие ячейки/каналы для каждого картриджа перечислены в таблице 9. Целевые последовательностей и праймеры перечислены в таблице 10. Компоненты реакции перечислены в таблице 11.[0439] The wells were prepared by preheating the cartridge to 72°C for 20 minutes, filling each well with 25 µl of "template and primer free control buffer" (NTPC), blocking said buffer with mineral oil, heating the cartridge to 72°C for 20 minutes, removing bubbles from the cells, cooling the cartridge at room temperature for 10 minutes. Samples were introduced to the bottom of the pre-filled wells and the cartridge was placed under conditions of 67° C. or 76.5° C. to conduct LAMP in a particular experiment. For studies with Hinf, a frequency of 60 kHz was used. Samples and corresponding wells/channels for each cartridge are listed in Table 9. Target sequences and primers are listed in Table 10. Reaction components are listed in Table 11.
[0440] Данные для LAMP, проведенной на картридже при 65°С, приведены на фиг. 36А и 36В. На фиг. 36А приведен график не совпадающей по фазе части аттенуированного сигнала возбуждения, обнаруживаемого в тестовой ячейке картриджа по фиг. 2, где по оси X отмечено время, и отмечены линии, которые соответствуют LAMP на образцах для NTPC, примерам Hinf и синтетического HBV. На фиг. 36В приведен график совпадающей по фазе части аттенуированного сигнала возбуждения, обнаруживаемого в тестовой ячейке картриджа по фиг. 2, где линии соответствуют синтетическому HBV (каналы (Ch) 1-3), NTPC (канал 4) и Hinf (каналы 5-6). Образцы, содержащие синтетический HBV, не амплифицировались на картридже при 65°С. Меченый образец с Hinf демонстрирует пример перепада сигнала, указывающий на положительный образец.[0440] Data for LAMP carried out on a cartridge at 65°C is shown in FIG. 36A and 36B. In FIG. 36A is a graph of the out-of-phase portion of the attenuated drive signal detected in the test cell of the cartridge of FIG. 2 where the x-axis is time and lines are marked which correspond to LAMP on NTPC samples, Hinf examples and synthetic HBV. In FIG. 36B is a plot of the in-phase portion of the attenuated drive signal detected in the test cell of the cartridge of FIG. 2 where the lines correspond to synthetic HBV (channels (Ch) 1-3), NTPC (channel 4) and Hinf (channels 5-6). Samples containing synthetic HBV were not amplified on the cartridge at 65°C. The labeled sample with Hinf shows an example of a spike indicating a positive sample.
[0441] Данные для LAMP, проведенной на картридже при 67°С, приведены на фиг. 36С и 36D. На фиг. 36С приведен график не совпадающей по фазе части аттенуированного сигнала возбуждения, обнаруживаемого в тестовой ячейке картриджа по фиг. 2, где по оси X отмечено время, и отмечены линии, которые соответствуют LAMP на образцах для NTPC, примерам Hinf и синтетического HBV. На фиг. 36D приведен график совпадающей по фазе части аттенуированного сигнала возбуждения, обнаруживаемого в тестовой ячейке картриджа по фиг. 2, где линии соответствуют синтетическому HBV (каналы 1-3), NTPC (канал 4) и Hinf (каналы 5-6). Образцы, содержащие синтетический HBV, амплифицировались на картридже при 67°С приблизительно за 49 минут. Меченый образец с Hinf демонстрирует пример перепада сигнала, указывающий на положительный образец.[0441] Data for LAMP carried out on a cartridge at 67°C is shown in FIG. 36C and 36D. In FIG. 36C is a graph of the out-of-phase portion of the attenuated drive signal detected in the test cell of the cartridge of FIG. 2 where the x-axis is time and lines are marked which correspond to LAMP on NTPC samples, Hinf examples and synthetic HBV. In FIG. 36D is a graph of the in-phase portion of the attenuated drive signal detected in the test cell of the cartridge of FIG. 2, where the lines correspond to synthetic HBV (channels 1-3), NTPC (channel 4) and Hinf (channels 5-6). Samples containing synthetic HBV were amplified on the cartridge at 67° C. in approximately 49 minutes. The labeled sample with Hinf shows an example of a spike indicating a positive sample.
[0442] Данные LAMP, проведенной на картридже при 67°С, приведены на фиг. 36Е и 36F. На фиг. 36Е приведен график не совпадающей по фазе части аттенуированного сигнала возбуждения обнаруживаемого в тестовой ячейке картриджа по фиг. 2, где по оси X отмечено время, и отмечены линии, которые соответствуют LAMP на образцах для NTPC, и примерам Hinf и синтетического HBV. На фиг. 36F приведен график совпадающей по фазе части аттенуированного сигнала возбуждения, обнаруживаемого в тестовой ячейке картриджа по фиг. 2, где линии соответствуют синтетическому HBV (каналы 1-3), NTPC (канал 4) и Hinf (каналы 5-6). Образцы, содержащие синтетический HBV, амплифицировались на картридже при 67°С приблизительно за 46 минут.[0442] LAMP data carried out on the cartridge at 67°C are shown in FIG. 36E and 36F. In FIG. 36E is a graph of the out-of-phase portion of the attenuated drive signal detected in the test cell of the cartridge of FIG. 2, where the x-axis is time, and lines are marked that correspond to LAMP on samples for NTPC, and examples of Hinf and synthetic HBV. In FIG. 36F is a graph of the in-phase portion of the attenuated drive signal detected in the test cell of the cartridge of FIG. 2, where the lines correspond to synthetic HBV (channels 1-3), NTPC (channel 4) and Hinf (channels 5-6). Samples containing synthetic HBV were amplified on the cartridge at 67° C. in approximately 46 minutes.
[0443] Образцы также тестировали с применением количественной ПНР с применением системы ПЦР с реальном времени от Applied Biosystems QuantStudio™ 3 при 67°С. Пороговые циклы (Ct) вычисляли с применением программного обеспечения QS3 от Thermo Fisher при установленном пороге 104 и одинаковом установленном базовом значении для всех наборов одинаковых реакций. В таблице 12 приведены средник значения Ct для образцов, содержащих Hinf или синтетический HBV.[0443] Samples were also tested using quantitative PCR using the Applied
Реализация систем и терминологияSystems Implementation and Terminology
[0444] В вариантах реализации согласно описанию в настоящем документе предложены системы, способы и аппарат для обнаружения присутствия и/или количества целевого аналита. Специалисту в данной области техники будет понятно, что указанные варианты реализации могут быть реализованы в виде аппаратных средств или комбинации аппаратных средств и программного обеспечения, и/или аппаратно- программного обеспечения.[0444] In embodiments as described herein, systems, methods, and apparatus are provided for detecting the presence and/or amount of a target analyte. One skilled in the art will appreciate that these embodiments may be implemented in hardware or a combination of hardware and software and/or firmware.
[0445] Функции обработки сигналов и управления считывающим устройством, описанные в настоящем документе, могут храниться в виде одной или более инструкций на считываемом процессором или машиночитаемом носителе. Термин «машиночитаемый носитель» относится к любой доступной среде, к которой может подключаться компьютер или процессор. Например, без ограничений, такая среда может включать ОЗУ, ПЗУ, ЭСППЗУ, флэш-память, КД-ПЗУ или другие средства хранения на оптических дисках, запоминающее устройство на магнитных дисках или другие магнитные запоминающие устройства, или любую другую среду, которая может быть использована для хранения требуемого программного кода в форме инструкций или структуры данных, и к которой может подключаться компьютер. Следует отметить, что машиночитаемый носитель может быть материальным и долговременным. Термин «компьютерный программный продукт» относится к вычислительному устройству или процессору в комбинации с кодом или инструкциями (например, «программой»), которые могут быть исполнены, обработаны или вычислены указанным вычислительным устройством или процессором. В настоящем документе термин «код» может относиться к программному обеспечению, инструкциям, коду или данным, исполняемому или исполняемым вычислительным устройством или процессором.[0445] The signal processing and reader control functions described herein may be stored as one or more instructions on a processor-readable or computer-readable medium. The term "computer-readable medium" refers to any available medium that a computer or processor can connect to. For example, without limitation, such media may include RAM, ROM, EEPROM, flash memory, CD-ROM or other optical disk storage media, magnetic disk storage or other magnetic storage devices, or any other medium that can be used to store the required program code in the form of instructions or a data structure, and to which a computer can connect. It should be noted that the computer-readable medium may be tangible and durable. The term "computer program product" refers to a computing device or processor in combination with code or instructions (eg, a "program") that can be executed, processed, or computed by said computing device or processor. As used herein, the term "code" may refer to software, instructions, code, or data executable or executable by a computing device or processor.
[0446] Различные иллюстративные логические блоки и модули, описанные применительно к вариантам реализации в настоящем документе, могут быть реализованы или выполнены машиной, например, процессором общего назначения, процессором цифровой обработки сигналов (ЦОС), интегральной схемой специального назначения (ИССН), программируемой пользователем вентильной матрицей (ППВМ) или другим программируемым логическим устройством, логическим элементом на дискретных компонентах или транзисторной логической схемой, дискретными аппаратными компонентами, или любой их комбинацией, разработанной для выполнения функций, описанных в настоящем документе. Процессор общего назначения может представлять собой микропроцессор, однако в альтернативном варианте указанный процессор может представлять собой контроллер, микроконтроллер, их комбинации или т.п. Процессор может также быть реализован в виде комбинации вычислительных устройств, например, комбинации ЦОС и микропроцессора, совокупности микропроцессоров, одного или более микропроцессоров в сочетании с ядром ЦОС или любой другой такой конфигурации. Хотя описание в настоящем документе в первую очередь применимо к цифровой технологии, процессор может также включать в основном аналоговые компоненты. Например, любой из алгоритмов обработки сигналов, описанных в настоящем документе, может быть реализован в аналоговой схеме. Вычислительная среда может включать компьютерную систему любого типа, в том числе, но не ограничиваясь перечисленным, компьютерную систему на основе микропроцессора, большого компьютера, процессора цифровой обработки сигналов, портативного вычислительного устройства, персонального организатора, контроллера устройства и вычислительного механизма в приборе, в числе прочих.[0446] The various illustrative logical blocks and modules described in connection with the embodiments herein may be implemented or implemented by a machine, such as a general purpose processor, a digital signal processor (DSP), a user programmable application specific integrated circuit (ASIC). gate array (FPGA) or other programmable logic device, discrete logic element or transistorized logic circuit, discrete hardware components, or any combination thereof designed to perform the functions described in this document. A general purpose processor may be a microprocessor, however, in the alternative, said processor may be a controller, microcontroller, combinations thereof, or the like. A processor may also be implemented as a combination of computing devices, such as a combination of a DSP and a microprocessor, a collection of microprocessors, one or more microprocessors in combination with a DSP core, or any other such configuration. While the description herein is primarily applicable to digital technology, a processor may also include primarily analog components. For example, any of the signal processing algorithms described herein may be implemented in analog circuitry. The computing environment may include any type of computer system, including, but not limited to, a microprocessor-based computer system, a large computer, a digital signal processor, a portable computing device, a personal organizer, a device controller, and an in-device computing mechanism, among others. .
[0447] Описанные в настоящем документе способы включают один или несколько этапов или действий для реализации описанного способа. Указанные этапы способа и/или действия могут быть взаимно заменены без отступления от объема, определяемого формулой изобретения. Другими словами, если для правильного выполнения описываемого способа не требуется специфический порядок этапов или действий, порядок и/или применение специфических этапов и/или действий могут быть модифицированы без отступления от объема формулы изобретения.[0447] The methods described herein include one or more steps or steps to implement the described method. Said method steps and/or actions may be interchanged without departing from the scope of the claims. In other words, if a specific order of steps or actions is not required for the correct performance of the described method, the order and/or application of specific steps and/or actions can be modified without departing from the scope of the claims.
[0448] Термин «содержащий» в этом документе является синонимом терминов «включающий», «вмещающий» или «характеризующийся» чем-либо, является охватывающим или неограничивающим, и не исключает дополнительных не упоминаемых элементов или этапов.[0448] The term "comprising" in this document is synonymous with the terms "including", "comprising" or "characterized" by something, is inclusive or non-limiting, and does not exclude additional elements or steps not mentioned.
[0449] В вышеприведенном описании раскрыты некоторые способы и материалы, предложенные согласно настоящему изобретению. Настоящим изобретением предусмотрены модификации способов и материалов, а также изменения технологических способов и оборудования. Такие модификации будут очевидными для специалистов в данной области техники после изучения настоящего документа или практической реализации настоящего изобретения согласно описанию в документе. Соответственно, предполагается, что настоящее изобретение не ограничено специфическими вариантами реализации, описанными в настоящем документе, а охватывает все модификации и альтернативы, входящие в объем и соответствующие существу настоящего изобретения.[0449] In the above description, some of the methods and materials proposed according to the present invention are disclosed. The present invention contemplates modifications to methods and materials, as well as changes to process methods and equipment. Such modifications will become apparent to those skilled in the art upon examination of this document or practice of the present invention as described in the document. Accordingly, the present invention is not intended to be limited to the specific embodiments described herein, but to cover all modifications and alternatives falling within the scope and spirit of the present invention.
[0450] Все источники, цитируемые в настоящем документе, в том числе, но без ограничения, опубликованные и неопубликованные заявки, патенты и литературные источники, включены в настоящий документ полностью посредством ссылки и, таким образом, составляют часть настоящего изобретения. В том случае, если публикации и патенты, или заявки на патенты, включенные посредством ссылок, противоречат раскрытому в настоящем описании изобретению, предполагается, что настоящее описание замещает любой такой противоречащий материал и/или имеет преимущественную силу.[0450] All sources cited herein, including, but not limited to, published and unpublished applications, patents, and references, are incorporated herein in their entirety by reference and thus form part of the present invention. To the extent that publications and patents or patent applications incorporated by reference conflict with the invention disclosed herein, the present description is intended to supersede any such conflicting material and/or take precedence.
Claims (112)
Applications Claiming Priority (13)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201662399047P | 2016-09-23 | 2016-09-23 | |
| US201662398955P | 2016-09-23 | 2016-09-23 | |
| US201662398913P | 2016-09-23 | 2016-09-23 | |
| US201662398925P | 2016-09-23 | 2016-09-23 | |
| US201662398959P | 2016-09-23 | 2016-09-23 | |
| US201662398965P | 2016-09-23 | 2016-09-23 | |
| US62/399,047 | 2016-09-23 | ||
| US62/398,965 | 2016-09-23 | ||
| US62/398,955 | 2016-09-23 | ||
| US62/398,959 | 2016-09-23 | ||
| US62/398,913 | 2016-09-23 | ||
| US62/398,925 | 2016-09-23 | ||
| PCT/US2017/052555 WO2018057647A1 (en) | 2016-09-23 | 2017-09-20 | Methods and compositions for detecting analytes |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2019107945A RU2019107945A (en) | 2020-10-23 |
| RU2019107945A3 RU2019107945A3 (en) | 2020-12-28 |
| RU2772116C2 true RU2772116C2 (en) | 2022-05-17 |
Family
ID=
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2415410C2 (en) * | 2004-10-12 | 2011-03-27 | БАЙЕР ХЕЛТКЭА ЭлЭлСи | Electrochemical system for determining concentration of analyte in sample, electrochemical sensor strip and method of increasing accuracy of quantitative determination of analyte |
| US20130143775A1 (en) * | 2008-03-24 | 2013-06-06 | Digital Genomics Inc. | Method for detecting biomolecules electrically and biochip therefor |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2415410C2 (en) * | 2004-10-12 | 2011-03-27 | БАЙЕР ХЕЛТКЭА ЭлЭлСи | Electrochemical system for determining concentration of analyte in sample, electrochemical sensor strip and method of increasing accuracy of quantitative determination of analyte |
| US20130143775A1 (en) * | 2008-03-24 | 2013-06-06 | Digital Genomics Inc. | Method for detecting biomolecules electrically and biochip therefor |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| MAIER T. et al., An Impedimetric Sensor for Real-Time Detection of Antibiotic Resistance Genes Employing Rolling Circle Amplification // Int. J. Electrochem. Sci., 10, 2015, pp. 2026 - 2034. ZHANG X. et al., Quantitative determination of target gene with electrical sensor // Scientific Reports, 24.07.2015, 5:12539, pp.1-8. FANG X. et al., Integrated biochip for label-free and real-time detection of DNA amplification by contactless impedance measurements based on interdigitated electrodes // Biosensors and Bioelectronics, 44, 2013, pp. 241-247. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20230158491A1 (en) | Methods and compositions for detecting analytes | |
| US20220048031A1 (en) | Methods and compositions for detection of amplification products | |
| US20220073975A1 (en) | Isothermal amplification with electrical detection | |
| RU2464578C2 (en) | Automatic detection of infectious diseases | |
| US20180044733A1 (en) | Circulatory MicroRNAs (miRNAs) as Biomarkers for Diabetic Retinopathy (DR) and Age-Related Macular Degeneration | |
| Dastidar et al. | A simple yet highly sensitive and selective aptasensor architecture for rapid and portable miRNA detection | |
| RU2772116C2 (en) | Methods, systems and devices for detecting analytes | |
| CN110938680A (en) | Gene variation site detection method for simultaneously detecting DNA and RNA | |
| HK40011258A (en) | Methods and compositions for detecting analytes | |
| HK40061216A (en) | Methods and compositions for detection of amplification products | |
| HK40061244A (en) | Isothermal amplification with electrical detection | |
| CN220056885U (en) | Multiplex liquid drop digital PCR (polymerase chain reaction) kit for detecting mucor | |
| JP7242081B2 (en) | Methods for detecting small RNA | |
| US20240209418A1 (en) | Diagnostic device for detecting a target nucleic acid molecule in a biological sample | |
| WO2022036005A2 (en) | Nucleic acids for detection of infectious agents | |
| Usman et al. | Revolutionary advances in hypertension detection: Gold nanoparticle-enhanced miRNA-based electrochemical biosensors and emerging nanotechnologies | |
| ATE346170T1 (en) | METHOD FOR DIAGNOSIS OF CANCER | |
| Rathee et al. | Journal of Diagnostics |