测试设备的制造方法_4

文档序号:9493544阅读:来源:国知局
实体的不同组分的配体,提高检测的可能性和阳性信号的强度。结合目标实体的不同组分的用于相同目标实体的不同配体可以被设计和在检定中一起使用以优化目标的检测。在HIV的情况下,例如,HIV病毒粒子或HIV病毒粒子的组分可以是目标实体。因此,HIV的RNA基因组、HIV病毒粒子的组分,可以是目标实体,特别用于结合一个区域的RNA基因组的配体可用于检测病毒。可替代地,可以使用特别用于结合RNA基因组的不同序列或区域的不同配体。另外,例如,特别用于HIV病毒粒子的其它组分的配体可以另外使用,如特别用于外壳蛋白P24的配体,和特别用于gpl20衣壳蛋白的配体。
[0041]关于时间的考虑和目标实体的选择,特别是关于检测HIV,所述检定可以使用在感染后约5天内存在于被感染个体的血液中的目标实体进行。现有技术和当前可用的HIV测试检测对HIV的抗体,而且这些抗体直到感染后约6个月才会出现在被感染的个体中。HIV抗体直到感染后12个月才会出现在被感染的婴儿体内。相应地,可以在检定中用于检测HIV的目标实体包括在感染后约5天内被感染个体的血液中存在的非常低水平的HIV病毒粒子或病毒粒子的组分。
[0042]为了解决用于在从个体收集到测试装置内的生物样品中检测HIV的测试装置、测试成套用具、检定和方法的挑战,HIV的结构、活动和生物学等方面应被理解和考虑。对理解人类HIV感染的结构性质和行为性质,以及理解可影响诊断及治疗的方面有指导意义地,参考 Fiebig 等人在 AIDS2003,17:1871-1879 的 HIV 分期的文献 “Dynamics of HIVviremia and antibody seroconvers1n in plasma donors:1mplicat1ns for diagnosisand staging of primary HIV infect1n”,其中对HIV感染初期的负载浓度进行了分析和讨论。Feibig等人的文献在此通过引用整体并入本文。
[0043]HIV在体内的生物学在此相关。释放的HIV颗粒显示出从120_200nm的很大的直径范围。HIV上的大多数病毒粒子都有一个单核。HIV病毒粒子涂覆有gpl20的三聚体蛋白组合的72个刺状突起(spikes),病毒表面锚定有gp41蛋白,图1。病毒核心(或衣壳)由蛋白质P24制成。核心的内部是HIV复制所需的三种酶,称为逆转录酶、整合酶和蛋白酶。核心内还保持有HIV的遗传物质,其包括两个相同的RNA链。HIV是一种逆转录病毒并且其基因由RNA(核糖核酸)组成。HIV有九个基因:gag, pol, env, tat, rev, nef, vif, vprvpuo直径约150nm的病毒粒子将具有约70,685nm2的球形表面面积,其上驻留有72个刺状突起。HIV有许多可能的标记物,包括gpl20和p24抗体,以及HIV RNA序列。本发明的基于RNA的HIV检测测试具有约每滴血液1份HIV的灵敏度以便在疑似接触后约5天内检测到HIV感染。当前,还没有基于等离子体的非常低的病毒粒子检定被FDA批准用于诊断HIV-1感染,并且可能在感染后15天或之后检测的任何早期测试都不能在医疗机构以外进行。
[0044]在用溶液检测HIV的情况下,HIV病毒粒子上的一个目标实体可以是gpl20,因为病毒粒子涂覆有gpl20蛋白。特别用于病毒粒子表面上的gpl20蛋白的一部分的抗体可以缀合到金纳米颗粒。HIV病毒粒子的表面积Surface Area = 4pi r2其中r = 1/2半径约150nm或r =约75nm的表面积约=4 X 3.14 X 752 = 70 6 8 5nm 20纳米颗粒的表面积例如在直径为15nm时=4 X 3.14 X 7.52 = 706.5nm20病毒粒子的表面积除以直径15nm的纳米颗粒的表面积似乎在病毒粒子表面上为100个纳米颗粒提供了结合空间。由于有72个gpl20刺状突起,每一个刺状突起有3个gpl20蛋白,采取保守的方法来预测空间问题等,介于20和60个之间的纳米颗粒可以结合一个HIV病毒粒子,创建一个庞大的纳米颗粒簇,其将清楚地显示可见光光谱从红色到蓝色的变化。如果纳米颗粒之间的距离小于任何一个纳米颗粒的直径,发生可见光谱中显示的等离子体变化。因此,纳米颗粒越小,它们必须在结合其目标时相互更加接近以促进变色。等离子共振和变色的原理依赖于纳米颗粒的聚集,目标分析物的低水平可被补偿以用于通过确保足够的适当直径的纳米颗粒缀合到病毒粒子的大量目标上,使得纳米颗粒相互间隔的距离比纳米颗粒的直径更小。影响检定的灵敏度的另一个因素还在于多少配体缀合至每个纳米颗粒上。纳米颗粒涂覆有足够但不过量的结合配体以便于结合至HIV病毒粒子的组分。最后,使用贵金属纳米颗粒缀合物的检测可通过所谓的“拥挤”检定技术来优化。拥挤是向溶液增加散装分子以在溶液中的实体之间产生空间并且还使所述实体在溶液中移动以更加靠近彼此。因此,检测的优化可以通过添加公知的大分子而在检定中实现,大分子是例如8千道尔顿(8K)的聚乙二醇(PEG),PEG 20K,PEG 35K,聚蔗糖70,聚蔗糖400,葡聚糖70K,葡聚糖500K,葡聚糖2000K等试剂。参见BMCB1technology 2011,11:50do1: 10.1186/1472-6750-11-50。另参见 Hill CS-Moleculardiagnostic testing for infect1us diseases using TMA technology0 Expert RevMolDiagn 2001,1(4):445_455。这两篇文献均全文并入本申请。
[0045]检测HIV可以通过首先用裂解剂/溶解剂(lysing agent)接触所述生物样品以裂解病毒粒子和病毒衣壳来完成。裂解剂可以是,例如,异硫氰酸胍。裂解剂将从衣壳释放mRNA,以及形成衣壳p24的蛋白。包含HIV基因组的互补序列的缀合到配体的纳米颗粒则可以沿着所述RNA的长度结合HIV RNA(通过缀合的配体)以及潜在的具有两个RNA链的单个病毒粒子将可使用基于纳米颗粒的比色检测法检测到。直径为至少60nm的聚集体,以及优选多个这样的聚集体在HIV RNA上形成并且使溶液的红色变成蓝色。最佳地,为了在溶液中使用整个RNA长度来通过纳米颗粒锁定目标,纳米颗粒可以缀合到与RNA基因组上的序列互补的不同序列,以增加溶液中聚集在一起的纳米颗粒的数量。可用于形成互补的配体以在基于比色纳米颗粒检测的检定中结合病毒粒子的HIV病毒粒子内的潜在的目标序列的细节参见 Moore MD,NikolaitchikOA,Chen J,Hammarskjo’ Id M_L,Rekosh D 等人(2009 年)的 Probing HIV-lGenomic RNA Trafficking Pathway and Dimerizat1n byGenetic Recombinat1n and Single Vir1n Analyses, PLoSPathog 5(10):el000627.doi:10.1371/journal, ppat.1000627。Moore等人的参考整体并入本文。还需注意的是,从个体取得的血浆样本可以被裂解,和RNA可以被稳定化并被捕获在含有聚(dT)寡核苷酸和与病毒RNA互补的寡核苷酸的磁性颗粒上。
[0046]用于检测传染物的测试装置和成套用具可以有确保活的病毒被灭活的装置或部件。在HIV的情况下一一已知如果不在活细胞内传染则非常微弱甚至没有能力感染个体一一并且通过在宿主体外发现的病毒粒子感染是不大可能的。然而,测试装置的设计可以包括在检定完成后中和活病毒的特征。由于HIV对碱性或酸性的变化非常敏感并因而低于7或高于8的pH水平不适合HIV的长期存活,可以在检定的之前、之后或期间通过添加酸或碱完成简单的用于病毒的灭活方案。由纽约血液中心(New York Blood Center)开发的溶剂/去污剂(S/D)灭活是迄今为止最广泛使用的病毒灭活方法。它主要用于血浆行业,但这个过程仅对包在脂质外膜内的病毒有效。在这种方法中使用的洗涤剂中断了病毒的脂质包膜中的分子之间的相互作用。大多数的包膜的病毒没有其脂质外膜就不能存活,所以当接触到这些洗涤剂时它们死亡。其它病毒可能仍然为活性,但无法繁殖,使其不具感染性。溶剂创建一个脂质包膜和洗涤剂之间的聚集反应在其中发生得更快的环境。通常使用的洗涤剂是Triton-X100o
[0047]该装置也可以设计成
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