快速诊断分析的制作方法

专利名称：快速诊断分析的制作方法
技术领域：
本申请涉及医学诊断，具体的说，涉及快速核酸诊断。
背景技术：
能够快速和准确地诊断医疗状况对于病人、护理从业者、以及付款人具有重大的利益。 对快速出报告时间的渴望引起了便利检测的需求，以便能在护理点交付，即在实时或近实 时诊断检测能被完成的地方，因此，与那些不使用这个系统的检测相比，检测结果能被更 有效地执行。护理点检测是在护理病人的地方或附近进行的检测，无论是否是需要医学护 理的地方。获得检测结果少于10分钟的快速出报告时间能够带来许多好处，包括在证据 基础上的实时的决定，立即治疗病人，不必要的测试的最少化，不必要的经验化的药物处 理的最少化，以及更少的病人失去追踪。当这些好处和诊断准确性结合时，能够为整个医 疗体系带来重要的成本效益。
在护理点快速诊断医疗状况的好处已经被大家所公认。举例来说，美国专利(专利号 6,394,952)公开了一种护理点诊断系统，该系统被设计用于来自众多护理点诊断检测或测 试的病人的数据，这些检测或测试包括免疫测定、心电图、X—射线以及其它测试，并提 供医疗状X^风险或缺乏的提示。大量病人数据的处理是为了用于护理点护理从业者诊断 各种类型的医疗状况。
在护理点护理从业者的设置里，有大量由疾病组引起的组合的临床表现。这个疾病组 包括上呼M感染，下呼吸道感染，性病和其它疾病。作为一个诊断组的例子，虽然本申 请集中在上呼吸道感染(URI)，但是本领域的专业技术人员都知道，本发明同样适用于 其他广义的诊断组。
心血管病的应用也存在于利用核酸的快速传染病检测的分子生物学领域。比如，传染 病已被证明是形成瓣膜疾病(在风湿性心脏病中的GABHS)，以及心脏组织自身炎症(如 病毒性心包炎或心肌炎)的原因。心脏周围的组织或液体标本可以被用于快速预测发病原 因，形成快速、准确的治疗方案。此外，检测特异等位基因可以被用于预测心肌梗塞的风 险。例如，特异的等位基因最近已被证实给心肌梗塞携带者带来约两倍的平均风险。
通过使用用于特定染色体异常快速检测的核酸检测，癌症的检测和治疗可以被加强。 比如，CML涉及9号和22号染色体的一个单独迁移，产生了费城染色体。应用突变特异 引物(比如侵入物分析所使用的)能检测这些异常，然后诊断和治疗可以马上进行。核酸 检测也可以应用于诊断包括突变在内的先天性遗传紊乱，例如点突变的V Leiden因子紊 舌L。 V Leiden因子导致血液变得易于过快凝结，使人易于形成血^i块。对这种紊乱，快速 出报告时间可以影响和提高手术后的护理，也可以在开某些药物，例如雌激素类或避孕药， 的处方之前即被使用。
许多病原体、病毒和细菌都与综合临床表现有关，例如腺体肿胀、发烧、咽喉痛。这 些临床表现与咽炎——一种上呼吸道感染有关。许多引起咽炎的病毒通过可用的治疗没有 效果。其它引起的咽炎的原因，可能与慢性并发症有关，是可以治疗的，而且对于这些病 原体的诊断是非常重要的。这些病原体包括细菌化脓性链球菌，流感A病毒，流感B病 毒，EB病毒(EBV)。对于引起咽炎的其它原因极有可能会有更好的处理方法，当这种 情况发生时，这些病原体可以添加到本发明描述的内容中。
在美国，每年有超过72万人由于上呼吸道感染而就诊。呈现发烧、咽喉疼痛、腺体 肿胀等症状的病人可能是感染了ttJK性链球菌、流感A病毒、流感B病毒、EB病毒(EBV)， 或多种不很严重的病原体。通过不精确的临床表现和症状以及不准确的通用的检验策略， 诊断是复杂的。如前所述，大部分与咽炎有关的传染性因子是病毒。只有5 — 15%成人患 者是被细菌感染，其中A组P—溶血性链球菌(GABHS)是最常见的病因。在儿童中， GABHS是最普遍的，约占咽炎病例的30%。仅仅根据症状很难将流感引起的呼吸道疾病 与其它呼吸道病原体引起的疾病区分开来。
尽管在致病因子方面病毒优势，但在1992年，诊断为咽炎的患者中76%的成人和71 %的儿童是使用抗生素来治疗的。由于抗药性和抗生素的高成本的争论，高比率的使用抗 生素正在被关注。近年来，无论在医学界和一般大众，对过度使用抗生素的关注在不断增 加。能够准确和快速的诊断工具以帮助护理点的护理从业者区分病毒、细菌、真菌和寄生 菌感染，可以大大减少高比率的抗生素的使用，因为护理点的医学护理从业者在病人离开 办公室之前可以获得准确的诊断并完成随后的治疗方案。 目前己有多种可用于咽炎和其它上呼吸道感染的诊断分析，例如细菌培养、血清学、 免疫荧光检测、快速抗原检测和基于实验室的聚合酶链反应(PCR)检测等测试方法是其 中的一部分。这些方法中的每一种都需要使用不同的方法和设备。.
当病人出现咽炎症状时，医生可以使用许多行医模式。例如一些护理从业者进行快速 链球菌抗原检测。但是，由于该检测的准确性不稳定，许多护理从业者随后通过细菌培养 进行阴性检测，甚至在获得阴性检测结果后开抗生素处方，或者不做快速检测。当使用细 菌培养方法时，需要等待一天甚至更长的时间才能获得结果，然后再开抗生素处方，或立 即开始抗生素的治疗过程。
在快速链球菌抗原检测之后，护理从业者可以随后进行快速^;感检测。如果在最初的
24—48小时之内没有诊断到流感，抗病毒的治疗是没有效果的。通常的咽炎诊断操作的 连续性还导致了检测以及跟踪随访所引起的额外的成本，尤其是容易发生诊断排斥的单核 细胞增多症的病例。这种连续的检测技术是劳动密集型且低效的。
本发明利用核酸检测来区分咽炎的可治疗性和非治疗性原因。当然，基于核酸的检测 在这一领域被已知晓了一段时间。PCR技术的发明为生物科学带来了一个新纪元，在美 国专利(专利号4,683,195和4,683,202)有过描述。与其它检测方法，例如免疫检测，相 比，核酸检测具有一些显著的优点。核酸检测一般比抗体/抗原检测更为准确。迄今为止， 核酸检测仅限于在可控环境下、由专业技术人员进行的临床实验室设置。对于免疫功能不 足的个体，例如在化疗过程中或携带HIV的个体来说，核酸检测是非常有利的。这些个 体无法产生足够的免疫应答以在快速免疫检测中产生阳性结果。核酸检测的另一个好处 是，比起免疫检测所需的样品量，核酸检测的灵敏度允许一个更小体积的单一样品，或者 说，单一的样品可以从如咽喉部位采集，比起其它样品的部位例如鼻道，能包含更低浓度 的特殊病原体。本发明的核酸检测的另外的优点是，这种方法能检测出特定的病原体菌株， 比如流感，这样如果发生全国性大流行的情况，医学界能够通过提供更多的时间用于开发 疫苗，以更好的准备并限制生命的损失。
基于PCR的核酸检测典型的是在大规模临床实验室设置的基础上进行的，尽管有一 部分己被预期在一种流体卡上进行。例如，5,994,056号美国专利提出了用于核酸扩增和 检測的同系的方法。但是，其所公开的发明只适用于使用大型自动化设备的实验室设置， 典型的包括48孔或96孔仪器。6,440,725号美国专利公开了一种综合的流体操作卡，其 允许在低拷贝浓度的分析物(如核酸)检测中提高灵敏度.但是，其所公开的设备只能每 张卡澳试一个病原体，且并非设计用于护理点的护理从业者在一个可接受的时间框架内快 速诊断*
此外，许多前述的用于诊断的设备和方法是复杂的和难以使用的，这些设备必须由经 过专业培训的技术人员使用，如果不按照严格的规程操作很容易出错。因此需要提供一种 易于使用，甚至没经过培训的技术人员也能使用的设备。举例来^fc， 1998美国临床实验 室改进修正案(CLIA)对所有实验室检测建立质量标准，以确保病人的检测结果的准确 度，可靠性和及时性，不管病人的检测是在哪里进行的。根据CLIA，如果有问题的检测 被疾病控制中心或食品药品管理局确定为很简单，几乎没有出错的风险，则CLIA法的许 多联邦的要求可以被取消。例如， 一些葡萄糖和胆固醇的检测方法同妊娠检测，大便隐血 检测，以及部分尿检等一起被取消。
因此，始终存在一种对于快速和易于使用的CLIA可取消的诊断工具的需求，以使护 理点护理从业者可以用来明确识别疾病的起因，如URI咽炎，所述疾病具有常见的临床 表现(症状)，以及具有多种根本的致病性病原体。诊断工具必须快速，以便在一定时间 内为忙碌的医生提供检测结果，从而不影响病人的流程。对护理点检测的护理从业者来说 可利用的时间最好少于10分钟，以使快速检测多种病原体的检测被认为可以在不到10 分钟的时间内完成。诊断工具必须易于使用，通过最少的培训，在行医的环境里让医生可 以操作该工具。优选的，诊断工具必须具有高于现有设备的特异性和敏感性。该工具最好 是独立的，从而有利于控制感染的传播，减轻已用设备的配置的压力。

发明内容
因此，本发明的一个目的就在于提供一种快速和易于使用的诊断工具，护理点的护理 从业者可以用来明确识别具有多种根本致病性病原体的临床症状的病因。
本发明的另一个目的在于提供一种诊断工具，能够在一定时间里给护理点的护理从业 者一个检测结果而不影响病人流程。
本发明的另一个目的在于提供一种诊断工具，能够在10分钟内给护理点的护理从业 者提供检测结果。
本发明的另一个目的在于提供一种诊断工具，使护理点的护理从业者在接受最少的培 训的情况下，以及在典型的忙碌的护理点行医环境的限制条件下，也能够进行操作。
本发明的另一个目的在于提供一种快速的和易于使用的诊断工具，护理点的护理从业 者可以用来明确识别具有多种根本致病性病原体的临床症状的病因，且相比现有的设备能 够提高特异性和敏感性。
本发明的另一个目的在于提供一种快速的和易于使用的、单《虫使用的诊断工具，护理 点的护理从业者可以用来明确识别具有多种根本致病性病原体的临床症状的病因，且该工 具是独立的，从而有利于控制感染的传播，以及减轻已用设备配置的负担。
本发明的另一个目的在于提供一种快速的和易于使用的诊断工具，护理点的护理从业 者只需从病人那里获得单一的样品，就可以用所述诊断工具来明确识别具有多种根本致病 性病原体的临床症状的病因。
本发明的另一个目的在于提供一种快速的和易于使用的诊断工具，护理点的护理从业 者只需从病人的单一一个部位获得一个单一的样品，就可以用所述诊断工具来明确识别具 有多种根本致病性病原体的临床症状的病因。
通过提供一种利用核酸检测的诊断工具，以及允许护理点的护理从业者使用一种程 序，包括单独的标样和单独的卡，对多样类型和种类的病原体进行检测，这些以及其它的 一些目的可以被实现。基于单独的卡的核酸方法，允许护理点的护理从业者仅仅使用一张 检测卡就能够诊断常见临床表现或症状的病因，不管根本的病因是什么病原体，如细菌、 病毒、真菌、寄生菌或它们的组合。


图l是本发明的系统的示意图。
图2a是本发明的系统的一部分的样品采集装置示意图。
图2b是本发明的系统的一部分的可选样品采集装置示意图。
图3是本发明的微型流体卡的原理图。
图4a是本发明的微型流体卡的样品插入室的交叉剖视图。
图4b是本发明的微型流体卡的在样品插入室里使用的可选支撑机构和传动杆的分解 示意图。
图5是本发明的系统的一部分的台式装置的顶視图。 图6是本发明可选的台式装置和微型流体卡的原理图。 图7是本发明的快速诊断卡操作的网络和过程的原理图。
具体实施例方式
本发明提供了一种诊断测试方法，可以快速进行，并且可以在护理点，例如在医生的 办公室，在床边，在野外，或在急救室中进行。这里使用的护理点检测是指实时或接近实 时的诊断，能在快速的时间框架内完成，以使与没有使用这个系统的同类检测相比，能够 更快地获得检测结果。护理点检测是在护理病人的地点或附近进行的检测，不论是否需要 医学护理。
这里使用的诊断是指一种预测的过程，在该过程中，疾病、紊乱或其它医疗情况的存 在、缺乏、严重性或治疗过程被评估。这里所指的病人或对象包括任何需要诊断的哺乳动 物，首选的对象是人。
本发明的目的是检测样品中选定的核酸。样品中的核酸可以是一段基因组DNA序列 和/或其它核酸的序列，如线粒体DNA，信使RNA、核糖体RNA或病毒RNA的序列。 适合的核酸样品包含单链或双链DNA或RNA。每一种选定的核酸针对于将被检测的病 原体中的一个是特异性的。信使RNA的检测能够用来区分活体的和死亡的病原体。信使 RNA是活性复制的反映，并且典型地在约30分钟内降解，因此信使RNA的检测是活性 病原体的一个很好的指示剂。
如图1所示，这里诊断工具10使用了一个样品采集装置12，其与一独立的卡14相 结合，设计成为护理点的护理从业者在上呼吸道感染的特异性诊断中使用，其同时也作为 本发明的一个实施例。具体地，卡14接受样品，然后被置于一个便携式和/或台式装置 16中与其发生机械交互作用，优选的是与装置16进行液体的信息交换，下面会做详细说 明。装置16是通过现有技术已知的电源17来供电。如前所述，大多数广义的临床疾病组 的特异性诊断都可以使用本发明，包括但不限于上呼吸道感染，性病、泌尿生殖疾病。 可以选择不同病原体的其它组，以满足其它广义的临床表现，或者在特定的环境下适合于 诊断普通的临床表现，例如在热带或战场的环境下。我们这里描述了一种诊断工具，能够 在一张单独的卡片上快速和有效地对多种病原体进行检测，这些病原体根据它们常规的临
床表现而选择。
本发明的诊断工具的使用包括最初从病人那里采集样品。采集样品的各种方法是现有 技术己知的。比如，在诊断咽炎特异性病因时，样品典型的是从病人的咽喉、口腔或鼻子 采集的，使用设于一根轴的末端的棉签。本领域的技术人员都知道，采集样品的方法是多 种多样的，所选择的方法往往取决于想要获得的特定样品。
在tti^的实施例中，样品采集装置采集目标量的样品。当然，知道所收集样品的精确 的量是有利的，因为某些检测需要必须量的样品液体以给出准确的结果。在一些情况下， 最好限定注入卡14中的样品的量，以便将后续产生的废物的量减到最少。样品的大小可 以通过样品采集装置或卡的构型来限定，可以使用采集口或固体载体的大小的构型，这在 下面将会详细介绍。此外， 一旦知道了注入卡中的样品的量，本领域的熟练技术人员就能 够找出对存在于样品中的病原体进行定量的方法。图2a显示了一个样品采集装置12，或 拭子，的例子。拭子12包括一杆101，其具有合适的长度，以使护理从业者能够在近末 端的地方抓住杆IOI,然后从病人的咽喉后部采集样品。在杆IOI的末梢，设有一个或多
个硬毛103。所述硬毛可以采用任意能够对目标样品液体产生表面张力的材料制成，如亲 水性塑胶。硬毛103具有预定量的表面积，以在硬毛103和目标样品液体间产生表面张力， 从而使特异选定量的样品液体能够留在拭子12上。
如图2b所示的另一个可选实施例中，拭子12具有一设置于杆101末梢的毛细管104, 而不是如前所述的硬毛。该毛细管104通过接触获得液体样品，也就是在咽喉后部与液体 接触，在咽喉后部通过毛细管作用吸取选定量的样品进入到毛细管104。毛细管104可以 包括固相材料，例如但不限于，玻璃筛过滤器，以便在诊断过程的后续步骤中控制住样品。 此外，作为一个可选的实施例，在卡14里，用于采集样品的同样的固相材料可以用作一 个固定载体，用于细胞裂解、洗涤和其它测定步骤，以下将会进一步描述。
一旦获得样品，必须马上将其放置于卡14中。图3显示了卡14的一个优选实施例。 卡14被设计成先接受样品液体，然后从液体样品中分离分析物，特别是核酸。预期的分 析物包括源自多组病原体的核酸，这些病原体包括病毒、细菌、寄生菌和/或真菌。这里， 术语"核酸"是指任何合成的或自然存在的核酸，例如任何可能构型的DNA或RNA， 双链核酸、单链核酸或它们的组合。
卡14上成形有一采集口201，用于将样品引入卡14。样品被置于采集口201内的一 个固体载体结构上(图未示)。本领域的技术人员都知道适合作为固体载体的不同材料， 包括但不限于，过滤器、玻璃珠、纤维、薄膜、玻璃棉、滤纸、聚合物、凝胶和微米/纳 米结构。优选的是玻璃纤维基质。含有样品的拭子12的末梢部分通过采集口201被引入 卡14，且拭子12与固体载体结构接触或非常^ifi，以使样品被转移到载体结构上。然后 拭子12从釆集口 201退出，采集口 201随后被封闭。已知的封闭微型流体卡的方法多种 多样。例如应用于不透水材料封边的压敏胶布可以用来覆盖和密封采集口。
在一个可选的配置中，载体结构可以被用作采集样品的工具，其中所述载体结构整合 于拭子12的末梢部分。如图4a所示，在拭子12被用于获得目标样品后，拭子12的末梢 部分插入卡14的采集口 201 (在图4a中为管状，而在图3中显示为平面)。拭子12被插 入直到拭子12含有样品的部分103充分地抵住顶端止挡部105。采集口 201包括短管106, 其包含于采集口201。 一载体块107， 107a具有一机械切割装置108，该切割装置在末端 109被驱动。末端109的运动转换为切割装置108通过一个成形于载体块107a内的开口 111横切短管106的直径，从而利落地折断或切断拭子12。在拭子12被切断后，拭子12 的近端部分被从采集口 201移除。然后切割装置108回到其原先的位置。最后，留在短管 106里的采集口 201的部分通过载体块107a向载体块107挤压，从而有效密封圆管。
如图4b所示，作为一个可选实施例，位于短管106外部的采集口 201可以被弯曲， 同样能够实现折断拭子和封闭圆管。在这个实施例中，拭子竖直向下插入孔160，通过短 管106进入采集口 201。然后柄09往任意方向旋转约180度，使位于短管106外部的采 集口 201的部分被弯曲。这个运动折断了拭子，并且挤压了位于装置108和载体块107 之间的采集口201，从而有效地将卡密封。
参考图1、 3、 5，在样品被置于固体载体结构上之后，卡14被插入便携式或台式装 置16。装置16包括一与卡14匹配的狭槽状入口 301，以使卡14位于一个能与台式装置 16的不同组件相互结合的位置，这些组件以下将会详细说明。
为了扩增样品的靶核酸序列，该序列必须是扩增系统的组件容易获取的。 一般来说， 这一可获取性通过从天然生物样品中分离核酸得以确保。第一歩是裂解细胞以便获取核 酸。从生物样品中提取核酸的各种技术是现有技术己知的。例如在Maniatis等，分子克 隆实验室手册(New York, Cold Spring Harbor Laboratory, 1982); Airand，核酸探针 的制备，18 — 30页，核酸杂交实用技术(ed Haines andHiggins， IRL Press, 1985)或PCR 实验设计，第18—20章(Innisetal.,ed.，AcademicPress,1990)。在本发明的优选实施例中， 采用化学方法裂解样品中所含的病原体，本领域的技术人员都知道，有非常多的裂解液都 可以用，包括许多市售的酶，以及洗涤剂，如吐温80或TritonX—100。
裂解液储存于卡14内的储液池203中。裂解液通过成形于卡14内的一个液体通道 204进入采集口 201内的固体载体。裂解液通过抽吸作用被导入采集口 201，抽吸作用可 以通过多种途径来提供，例如通过一供气口212，该供气口由台式装置16提供正气压， 这将在下面详细说明。聚积在卡14内的过量空气通过排气口 205被排出，该排气口 205 位于卡14的选定的位置上。该排气口优选的是现有技术已知的过滤排气口，允许气体通 过而将特定的液体留在卡内。
在图5和6所述的可选实施例中，抽吸作用通过一装置16来提供，该装置向微型流 体卡414提供机械能以驱动一个蠕动泵416。位于卡内的所述蠕动泵416通过一个设于台 式装置16上的机械驱动器415驱动。实际上，本领域的技术人员都知道有很多方法可以 为微型流体卡提供机械抽吸作用。在授予WeigI等的美国专利(专利号6,743,399)中， 公开了多种通过微型流体装置驱动液体的方法。该专利公开的方法包括微型流体卡，该微 型流体卡的结构内包含一个电源以驱动液体通过该装置。
裂解液流过位于采集口 201内的固体载体，裂解样品中的细胞。然后裂解液流经通道 232，流过一核酸捕获过滤器206,最后进入废物室210。源自裂解的细胞的靶核酸结合到 核酸捕获滤器206。本领域的技术人员都知道有很多适合的材料可以用于制成核酸捕获过 滤器206。
随后，洗液，优选的是乙醇，可以被储存于设于卡上的洗液储存室(图未示)或者被 储存于装置上的一个储液池里，以下将会作详细说明。乙醇通过一通道207被导向核酸捕 获过滤器206，以除去可能积聚在过滤器上的任何细胞碎片。然后用过的乙醇和细胞碎片 流入废物室210。接下来，空气通过供气口 212a被压入，流过捕获过滤器206以干燥捕 获过滤器206。洗脱液(很多是市售的)被储存在洗脱液室2H。洗脱液被从洗脱液室214 吸出，流过捕获过滤器206，靶核酸被从捕获过滤器206释放，流向混合室216。优选的， 通过在供气口 22a可选地使用气压和真空，洗脱液来回流过捕获过滤器206，这样可以 确保所有的核酸都从过滤器206释放出来。
含有靶核酸的洗脱液被导向扩增检测孔220。优选的，有12个独立的扩增孔220，代 表4种目标病原体的检测，也就是说， 一个扩增孔对应4种目标病原体中的一种，且每个 这样的孔接受l/4的洗脱液。此外，每个病原体都有阳性对照孔和阴性对照孔，这些孔被 预装入适当的物质。这些对照孔用缓冲液再水合，所述缓冲液可以储存于卡14上的缓冲 液室230，也可以储存在装置16里。为了方便描述，图中仅显示了6个扩增孔，仅代表 针对两种目标病原体的检测。本领域的技术人员都知道，扩增孔220的数量根据目标病原 体的数量来决定，这里的描述并非用于限制卡14的配置。
此时，在每一个扩增孔220里，卡进行聚合酶链反应(PCR)扩增。本领域的技术人 员都知道，通过使用一系列针对每一种病原菌的特异性选择的试剂，PCR过程可以作为 自动化过程被执行。在这个过程中，在每一个非对照的扩增孔220里的洗脱液与适当的反 应混合液混合，然后经过变性、引物退火和延伸的温度范围的循环。现有技术已知的有很 多使生物样品快速热循环的方法，如授予Witter等的美国专利(专利号6，787，338)所公 开的。在授予Landers等的美国专利(专利号6,210,882)公开了进行快速热循环的其它方 法，在这里全文引作参考。通过小心控制热循环反应的速度和精密的幅度，通过PCR可 以产生可接受量的核酸。反应混合液在约7分钟内进行35次热循环。优选的，热循环(包 括加热和冷却的阶段)通过珀耳帖(Peltier)装置310产生，该装置310位于台式装置16 上一个选定的位置，以使其能够与扩增孔220相互作用。珀耳帖装置310通过一个微处理 器340控制，以便精密地控制热循环的加热和冷却阶段的持续时间和强度。
此时，反应混合液被转移到含有一种试剂的检测孔222，该试剂能够以一种易于检测 的方式与靶核酸相互作用。优选的，检测孔222含有SYBRGreen ,它如果与靶核酸结 合，在适当的照射下就会发出荧光信号。本领域的技术人员都知道还有其它适合的检测方 法，包含但不限于分子标记。
如图1、 3、 5所示，在卡检测孔222里发出的任何信号都可以通过装封在台式装置 16里的荧光光度计312进行检测。当卡14定位于装置16的适当配置时，荧光光度计312 的位置能够读取卡检测孔222里产生的任意信号。所述荧光信号可以用微处理器340进行 分析，通过将信号与阳性对照和阴性对照所产生的信号相比较。分析的结果被提供给显示 屏320，或者也可以用与装置16—体连接的打印装置325打印。关于结果的信息也可以 通过通信接口 330传输给病历/帐单，该通信接口 330是一种使用调制解调器或无线通信 协议的双向数据传输系统。其它信息或指示可以通过键盘345或现有技术已知的其它无线 通信设置输入装置中。
优选的，卡14包括一个保存信息的工具，例如条形码(图未示)。本领域的技术人员 都知道在卡上保存信息的其他途径。条形码包含的信息包括但不限于被插入装置的卡的 类型，病人的信息，有效期等。装置16包括一个从卡14读取信息的设备，装置16和卡 14之间的相互结合便于快速方便地传输信息。举例来说，装置16可以配置一种类型的卡
(泌尿生殖检测)，而所使用的卡14实际上是一张用于上呼吸道的卡。在这种情况下，装 置16确定与装置相结合的卡14的性质，然后针对所插入的特定的卡应用正确的装置配置
(试剂、热循环时间的选择等)。所述信息的其它用途包括如出错检测功能。例如，装置 16可以向护理从业者发出一个指示信号要求改变装置16的配置，或者卡己经过了有效期。 如图5所示，装置16,而不是卡14，可以收藏诊断系统中使用的一些成分/试剂。如 图3所示，前面已经描述了通过供气口 212和212a为卡14提供气压，如图所示。当卡 14正确地定位于台式装置中后，供气口 212和212a被设置成与所述台式装置进行液体通 信。该台式装置可以包括一个或多个液体通信工具，用于向卡提供空气和/或其它试剂， 并包括一个机械泵510。例如，如图6所示，任何试剂都可以储存在台式装置上的一个单 独的存储室或多个的存储室/储液池502、 504、 506中。然后试剂通过专用针450被提供 给卡414。针450穿过卡414内的弹性密封件452，而适当的试剂储液池被设置成与卡414 上适当的微型流体通道进行液体通信。
如果多个储液池被使用，那么储液池可以一起被封装在一个试剂模块500中，该模块 500在装置16里可被替换。不同的模块500可以使用与需要被分析的卡的类型相匹配的 特异性试剂。如前所述， 一种类型的卡可以含有针对咽炎的上呼吸道面板，另一种类型的 卡可以用于泌尿生殖情况，这两种卡可以使用不同的试剂，因为每种卡都被设计成检测不 同的病原体。tti^地，所述卡可以包括信息存储工具，如可以被装置识别的条形码(图未 示)，以确保正确的试剂模块500被放置在台式设备里。当然，信息存储工具可以包含很 多可以被装置识别的、其它类型的信息，包括但不限于过程变量、有效期、批号和病人 信息。
模块500可以包括多个与适当的储液池502、 504、 506进行液体通信的针450。卡414 包括弹性密封件452，该密封件452被配置成接受适当的针450。当卡414正确地插入台 式装置16时，针450延伸穿过弹性密封件452，从而在适当的储液池和卡上适当的液体 通道间提供液体通信。
在使用时，病人呈现给护理点护理从业者的是来自广义诊断组的一种疾病的普通临床 表现，例如上呼吸道感染。 一种这样的疾病是咽炎。例如，病人会呈现出咽喉疼痛、淋巴 结肿大，以及发烧。在病人刚到时，从业医生使用拭子12从单个部位获得样品，这种情 况下可以取自病人的咽喉、口腔或鼻子。从业医生将拭子12与采集口 201接触，从而将 样品转移到采集口201。然后卡14被密封并插入到装置中，该装置使用一个狭槽型入口 或其它设计成能够紧密且正确地将卡14定位于装置16中的工具。通过使用条形码阅读器 或其它众所周知的方式,装置16从条形码或类似的信息储存工具中获得任意病人的信息。 如果需要，装置16产生信息出现在显示器320上，指示需要在储液池502、 504、 506中 载有特异性试剂的特定模块500以进行核酸测定。正确的模块500被置于装置16中，然 后装置16通过使用键盘345启动。装置16向卡14提供电的和物理的通信，以按照特定 顺序自动进行检测，通过开启和关闭卡14上的阀，从而将适当的样品、试剂和物理变化 (加热和冷却)引入卡14上的适当位置。本领域的技术人员都知道有很多方法可以控制 卡14上的阀以及抽吸作用。例如6,767,194号美国专利描述了一种微型流体系统，包括微 型流体系统的阀和泵。
装置16提供机械能以驱动液体到卡上预期的地方，通过使用泵510或机载蠕动泵416 施加给供气口的正气压。在装置16完成细胞裂解、分离、洗涤、扩增以及检测步骤后， 微处理器340分析测定的结果，并通过显示器320，和/或打印机325，和/或通信接口 330 报告结果。
如图7所示，该图解显示了由快速诊断卡启动的网络和过程。通过提供针对病原体的 快速检测服务，常规疾病的诊断就可以完成，从而无需面对面的和医学专家接触。例如， 病人可以通过任何形式的通信向内科医生求诊701 ，然后特定的症状703可以由医生记录。 然后医生可以指导使用正确的模块诊断试剂盒704，这将核实样品已被采集，结果显示一 种特定的病原体706或多种病原体。此时开出针对特定病原体的正确的治疗处方707，治 疗建议可以被报告给一个接受电子病历708的工具。
可以被预期的是，这种方法可以通过任何通信方式实现。用于记录温度、血压的可核 实的工具以及其它症状的输入可以通过数字记录工具进行收集并汇编成可以通过因特网 传送给医学专家的记录是可能的，诊断卡可以被使用，其身份被记录，且结果也可以通过 网络提供给医学专家，通过结合，医生可以做出诊断。 例如， 一个电子管理问巻可以通过网络被回答，如通过因特网的安全形式，并被传送。 如前所述，内科医生可以识别需使用的正确的诊断卡，远程的样品以及样品测试可以被完 成，结果被传输，从而为病人的诊断提供改进的基础。这可以延伸医疗护理的领域，超越 常规的治疗环境，进入野外，家庭，偏远地区和紧急情况。
权利要求
1.一种装置，其特征在于包括一诊断卡，该诊断卡配置成启动至少一种核酸诊断分析，用于在护理点快速检测多种病原体的存在与否。
2、 如权利要求l所述的装置，其特征在于，所述多种病原体共有一种普通的临床表现。
3、 如权利要求l所述的装置，其特征在于，所述多种病原体包括至少一种第一病原体以及至少一种第二病原体，所述第一病原体选自病毒、细菌、真菌和寄生菌；所述第 二病原体选自病毒、细菌、真菌、和寄生菌。
4、 如权利要求l所述的装置，其特征在于，所述分析包括DNA分析。
5、 如权利要求l所述的装置，其特征在于，所述分析包括RNA分析。
6、 如权利要求l所述的装置，其特征在于，所述核酸分析包括一扩增阶段。
7、 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述扩增阶段包括聚合酶链反应。
8、 如权利要求l所述的装置，其特征在于，所述核酸分析包括针对每一种所述病原 体的一个阳性对照和一个阴性对照。
9、 如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述普通临床表现包括咽喉疼痛、腺体 肿胀以及发烧中的至少一种。
10、 如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述分析被设计用于检测至少两种病原 体的存在，这些病原体选自细菌化脓性链球菌，流感A病毒，流感B病毒，以及EB 病毒。
11、 如权利要求l所述的装置，其特征在于，还包括一进样口，其在样品被引入所述 诊断器后被密封。
12、 如权利要求l所述的装置，其特征在于，所述卡使用至少一种样品来检糖任意所 述病原体的存在与否。
13、 如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述至少一种样品通过一样品采集装 置被引入所述卡中。
14、 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述卡上含有至少一种用于所述分析的 试剂。
15、 如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述至少一种试剂选自裂解试剂、 洗脱试剂、再水合液、抽吸液、干燥试剂、以及聚合酶链反应试剂。
16、 如权利要求l所述的装置，其特征在于，还包括聚合酶链反应室，所述反应室配 置成允许快速热循环。
17、 如权利要求l所述的装置，其特征在于，还包括一机载泵。
18、 如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述泵是蠕动泵。
19、 如权利要求l所述的装置，其特征在于，所述卡包括储存信息的工具。
20、 如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述信息包括有关样品采集和系统运行的数据。
21、 一种医疗诊断系统，其特征在于包括一诊断卡以及一与所述卡相结合的装置，所述卡配置成启动至少一种核酸诊断分析，用于在护理点快速检测多种病原体的存在与否；所述装置包括检测分析工具。
22、 如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述多种病原体共有一种普通的临床 表现。
23、 如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述多种病原体包括至少一种第一病 原体以及至少一种第二病原体，所述第一病原体选自病毒、细菌、真菌和寄生菌；所述 第二病原体选自病毒、细菌、真菌、和寄生菌。
24、 如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述分析包括DNA测定。
25、 如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述分析包括RNA测定。
26、 如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述核酸分析包括一扩增阶段。
27、 如权利要求26所述的系统，其特征在于，所述扩增阶段包括聚合酶链反应。
28、 如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述核酸分析包括针对每一种所述病 原体的一个阳性对照和一个阴性对照。
29、 如权利要求22所述的系统，其特征在于，所述普通临床表现包括咽喉疼痛、腺 体肿胀以及发烧中的至少一种。
30、 如权利要求29所述的系统，其特征在于，所述分析被设计用于检测至少两种病 原体的存在，这些病原体选自细菌化脓性链球菌，流感A病毒，流感B病毒，以及EB 病毒。
31、 如权利要求21所述的系统，其特征在于，还包括一进样口，其在样品被引入所 述诊断器后被密封。
32、 如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述卡使用至少一种样品来检测任意 所述病原体的存在与否。
33、 如权利要求32所述的系统，其特征在于，所述至少一种样品通过一样品采集装 置被引入所述卡中。
34、 如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述卡上含有至少一种用于所述分析 的试剂。
35、 如权利要求34所述的系统，其特征在于，所述至少一种试剂选自裂解试剂、 洗脱试剂、再水合液、抽吸液、干燥试剂、以及聚合酶链反应试剂。
36、 如权利要求21所述的系统，其特征在于，还包括一用于进行聚合酶链反应的反 应室，配置成允许快速热循环。
37、 如权利要求36所述的系统，其特征在于，所述反应室配置成允许快速热循环。
38、 如权利要求21所述的系统，其特征在于，还包括所述装置上的一个泵。
39、 如权利要求38所述的系统，其特征在于，所述泵是蠕动泵。
40、 如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述装置包括一荧光光度计。
41、 如权利要求21所述的系统，其特征在于， 循环的工具。
42、 如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述装置包括一用于确定有关所述卡 的信息的工具。
43、 如权利要求42所述的系统，其特征在于，所述用于确定信息的工具包括一条形 码读取器。
44、 如权利要求43所述的系统，其特征在于，所述装置包括一荧光光度计。
45、 如权利要求43所述的系统，其特征在于， 行的数据。
46、 如权利要求21所述的系统，其特征在于， 所述卡包括一条形码。
47、 如权利要求46所述的系统，其特征在于，所述信息包括有关样品采集和系统运所述装置包括一通信工具*
48、 如权利要求21所述的系统，其特征在于， 所述快速诊断被自动进行.
49、 一种诊断普通临床表现的根本病因的方法，其特征在于，所述方法包括，提供一 诊断卡，所述卡配置成启动至少一种核酸诊断分析，用于在护理点快速检测多种病原体的 存在与否；以及将至少一种样品引入所述卡中。
50、 如权利要求49所述的方法，其特征在于，所述多种病原体共有一种普通的临床 表现。
51、 如权利要求49所述的方法，其特征在于，所述多种病原体包括至少一种第一病 原体以及至少一种第二病原体，所述第一病原体选自病毒、细菌、真菌和寄生菌；所述 第二病原体选自病毒、细菌、真菌、和寄生菌。
52、 如权利要求49所述的方法，其特征在于，所述分析包括DNA测定。
53、 如权利要求49所述的方法，其特征在于，所述分析包括RNA测定。
54、 如权利要求49所述的方法，其特征在于，所述核酸分析包括一扩增阶段。
55、 如权利要求54所述的方法，其特征在于，所述扩增阶段包括聚合酶链反应。
56、 如权利要求49所述的方法，其特征在于，所述核酸分析包括针对每一种所述病 原体的一个阳性对照和一个阴性对照。
57、 如权利要求50所述的方法，其特征在于，所述普通临床表现包括咽喉疼痛、腺 体肿胀以及发烧中的至少一种。
58、 如权利要求57所述的方法，其特征在于，所述分析被设计用于检测至少两种病 原体的存在，这些病原体选自细菌化脓性链球菌，流感A病毒，流感B病毒，以及EB 病毒。
59、 如权利要求49所述的方法，其特征在于，还包括一进样口，其在样品被引入所 述诊断器后被密封。
60、 如权利要求49所述的方法，其特征在于，所述卡使用至少一种样品来检测任意 所述病原体的存在与否。
61、 如权利要求60所述的方法，其特征在于，所述至少一种样品通过一样品采集装 置被引入所述卡中。
62、 如权利要求49所述的方法，其特征在于，所述卡上含有至少一种用于所述分析 的试剂。
63、 如权利要求62所述的方法，其特征在于，所述用于所述核酸分析的至少一种试 剂包含于所述卡上，所述试剂选自裂解试剂、洗脱试剂、再水合液、空气、以及聚合酶 链反应试剂。
64、 如权利要求49所述的方法，其特征在于，还包括一用于进行聚合酶链反应的反 应室，配置成允许快速热循环。
65、 如权利要求49所述的方法，其特征在于，还包括将所述卡与一具有分析工具的 装置相结合，所述装置用于确定所述诊断分析的结果。
66、 如权利要求65所述的方法，其特征在于，所述多种病原体共有一种普通的临床 表现。
67、 如权利要求65所述的方法，其特征在于，所述多种病原体包括至少一种第一病 原体以及至少一种第二病原体，所述第一病原体选自病毒、细菌、真菌和寄生菌；所述 第二病原体选自病毒、细菌、真菌、和寄生菌。
68、 如权利要求65所述的方法，其特征在于，所述分析包括DNA测定。
69、 如权利要求65所述的方法，其特征在于，所述分析包括RNA测定。
70、 如权利要求65所述的方法，其特征在于，所述核酸分析包括一扩增阶段。
71、 如权利要求70所述的方法，其特征在于，所述扩增阶段包括聚合酶链反应。
72、 如权利要求65所述的方法，其特征在于，所述核酸分析包括针对每一种所述病 原体的一个阳性对照和一个阴性对照。
73、 如权利要求66所述的方法，其特征在于，所述普通临床表现包括咽喉疼痛、腺 体肿胀以及发烧中的至少一种。
74、 如权利要求73所述的方法，其特征在于，所述分析被设计用于检测至少两种病 原体的存在，这些病原体选自细菌化脓性链球菌，流感A病毒，流感B病毒，以及EB 病毒。
75、 如权利要求65所述的方法，其特征在于，还包括一进样口，其在样品被引入所 述诊断器后被密封。
76、 如权利要求65所述的方法，其特征在于，所述卡使用至少一种样品来检测任意 所述病原体的存在与否。
77、 如权利要求76所述的方法，其特征在于，所述至少一种样品aa—样品采集装置被引入所述卡中。
78、 如权利要求65所述的方法，其特征在于，所述卡上含有至少一种用于所述分析 的试剂。
79、 如权利要求78所述的方法，其特征在于，所述用于所述核酸分析的至少一种试 剂包含于所述卡上，所述试剂选自裂解试剂、洗脱试剂、再水合液、空气、以及聚合酶 链反应试剂。
80、 如权利要求65所述的方法，其特征在于，还包括一用于进行聚合酶链反应的反 应室，配置成允许快速热循环。
81、 如权利要求65所述的方法，其特征在于，还包括所述装置上的一个泵。
82、 如权利要求81所述的方法，其特征在于，所述泵是蠕动泵。
83、 如权利要求81所述的方法，其特征在于，所述装置包括一用于所述蠕动泵的驱 动器。
84、 如权利要求65所述的方法，其特征在于，所述装置包括一荧光光度计。
85、 如权利要求65所述的方法，其特征在于，所述装置包括一用于给所述卡提供热 循环的工具。
86、 如权利要求65所述的方法，其特征在于，所述装置包括一用于确定有关所述卡 的信息的工具。
87、 如权利要求86所述的方法，其特征在于，所述用于确定信息的工具包括一条形 码读取器。
88、 如权利要求86所述的方法，其特征在于，所述卡包括一条形码。
89、 如权利要求87所述的方法，其特征在于，所述信息包括有关样品采集和系统运 行的数据。
90、 如权利要求65所述的装置，其特征在于，所述装置包括一通信工具。
91、 如权利要求90所述的装置，其特征在于，所述通信工具包括一调制解调器。
92、 如权利要求65所述的装置，其特征在于，在与所述卡相结合后开动所述装置， 所述快速诊断被自动进行。
93、 一用于评价医疗情况的网络，其特征在于包括一用于引导询问病人的可观察到的症状的工具，如果条件允许提供生物样品，该工具将提供肯定的信号；一诊断卡，配置成启动至少一种核酸诊断分析，用于在护理点快速检测多种病原体的 存在与否；一工具，用于指示所述诊断卡对所述样品进行检测，以识别存在于所述样品中的特定 病原体。
94、 如权利要求93所述的网络，其特征在于，所述网络还有用于添加病人的重要症 状的工具。
95、 如权利要求93所述的网络，其特征在于，所述可观察到的症状包括发烧、腺体 肿胀和咽喉疼痛。
96、 如权利要求93所述的网络，其特征在于，所述多种病原体共有一种普通的临床 表现。
97、 如权利要求93所述的网络，其特征在于，所述多种病原体包括至少一种第一病 原体以及至少一种第二病原体，所述第一病原体选自病毒、细菌、真菌和寄生菌；所述 第二病原体选自病毒、细菌、真菌、和寄生菌。
98、 如权利要求97所述的网络，其特征在于，所述网络还有用于将所述检测到的病 原体的特性提供给内科医生的工具。
99、 一诊断系统，其特征在于包括 一诊断卡，配置成启动至少一种核酸诊断分析， 用于在护理点快速检测多种病原体的存在与否。
100、 如权利要求99所述的系统，其特征在于，所述多种病原体共有一种普通的临床表现。
101、 如权利要求99所述的系统，其特征在于，所述多种病原体包括至少一种第一病原体以及至少一种第二病原体，所述第一病原体选自病毒、细菌、真菌和寄生菌；所述 第二病原体选自病毒、细菌、真菌、和寄生菌。
102、 如权利要求99所述的系统，其特征在于，还包括一与所述诊断卡进行通信的装置。
103、 如权利要求102所述的系统，其特征在于，还包括一分析工具，用于分析来自 所述诊断卡的数据。
104、 如权利要求103所述的系统，其特征在于，包括治疗方法。
105、 如权利要求103所述的系统，其特征在于，还包括网络通信工具，用于将检测 结果提供给护SM业者，便于所述护理从业者能够作出诊断。
106、 如权利要求103所述的系统，其特征在于，还包括网络通信工具，用于将检测 结果提供给护理从业者，便于所述护理从业者能够提出治疗方法。
107、 一种诊断普通临床表现的根本病因的方法，其特征在于，所述方法包括提供一诊断卡，配置成启动至少一种核酸诊断分析，用于在护理点快速检测多种病原体的存在与否；引入至少一种样品到所述卡中；将所述卡与一装置相结合；与所述诊断卡相关联的工具，该工具能够指示所述诊断卡检测所述样品，以识别存在 于所述样品中的特定病原体。
108、 如权利要求107所述的方法，其特征在于，所述装置具有分析工具，该工具用 于确定所述诊断分析的结果。
109、 如权利要求107所述的方法，其特征在于，所述多种病原体共有一种普通的临 床表现。
110、 如权利要求107所述的方法，其特征在于，所述多种病原体包括至少一种第一 病原体以及至少一种第二病原体，所述第一病原体选自病毒、细菌、真菌和寄生菌；所 述第二病原体选自病毒、细菌、真菌、和寄生菌。
全文摘要
本发明公开了一种快速和易于使用的诊断工具，护理点检测护理从业者可以用来明确识别病因，如上呼吸道感染咽炎。所述疾病具有多种可能的致病性病原体，并具有多种综合的临床表现。该诊断工具是快速的，以便在一定时间内为忙碌的医生提供分析结果而不影响病人的流程。对护理点的护理从业者来说该时间最好少于10分钟，以使快速检测多种病原体的分析被认为可以在不到10分钟的时间内完成。诊断工具可以在最少的培训以及在受限于医生行医环境的条件下操作。诊断工具具有高于现有设备的特异性和敏感性。该工具是独立的，从而有利于控制感染的传播，减轻已用设备的配置压力。该工具包括一诊断卡，配置成启动多个核酸诊断分析，用于在护理点快速检测多种病原体的存在与否。该工具包括一与卡相结合的装置，且该装置包括检测分析工具。
文档编号C12M1/00GK101374959SQ200580044617
公开日2009年2月25日 申请日期2005年11月4日 优先权日2004年11月4日
发明者多米尼克·达纳, 安德鲁·杰伊·库格勒, 温迪·玛丽·辛塔, 理查德·W·纽曼, 阿兰·I·克劳特 申请人:韦尔奇阿林公司