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病原体的等温扩增

热词 核酸 扩增 序列 核糖核酸 裂解 核糖 rna 聚合酶 样品 烷基
专利类型 发明公开 法律事件 公开; 实质审查;
专利有效性 实质审查 当前状态 实质审查
申请号 CN202280036191.X 申请日 2022-03-18
公开(公告)号 CN117321221A 公开(公告)日 2023-12-29
申请人 贝克顿迪金森公司; 申请人类型 企业
发明人 张红华; 安德鲁·P·米勒; 布里翁·梅尔梅; 蔡立君; 第一发明人 张红华
权利人 贝克顿迪金森公司 权利人类型 企业
当前权利人 贝克顿迪金森公司 当前权利人类型 企业
省份 当前专利权人所在省份: 城市 当前专利权人所在城市:
具体地址 当前专利权人所在详细地址:美国新泽西州 邮编 当前专利权人邮编:
主IPC国际分类 C12Q1/6816 所有IPC国际分类 C12Q1/6816
专利引用数量 0 专利被引用数量 1
专利权利要求数量 60 专利文献类型 A
专利代理机构 北京安信方达知识产权代理有限公司 专利代理人 刘晓杰; 武晶晶;
摘要 本文的公开内容包括用于检测样品中的靶核酸序列的方法、组合物和 试剂 盒 。该方法可以包括使用包含裂解性剂和/或还原剂的裂解缓冲液来处理样品和检测靶核酸序列的存在。在一些实施方案中,该方法包括例如在等温条件下,使包含扩增剂和能够隔离裂解性剂的一种或更多种保护剂(例如,环糊精化合物)的试剂组合物与经处理的样品 接触 ,以产生扩增反应混合物,用于检测。
权利要求

1.一种用于检测样品中的靶核酸序列的方法,包括:
(a)使包含生物实体的样品与裂解缓冲液接触以产生经处理的样品,其中所述裂解缓
冲液包含一种或更多种能够裂解生物实体以释放其中包含的样品核酸的裂解性剂,并且其中所述样品核酸被怀疑包含靶核酸序列;
(b)使试剂组合物与所述经处理的样品接触以产生扩增反应混合物,其中所述试剂组
合物包含一种或更多种保护剂和一种或更多种扩增试剂;
(c)扩增所述扩增反应混合物中的靶核酸序列,由此产生核酸扩增产物;和
(d)检测所述核酸扩增产物,其中所述检测在从所述试剂组合物与所述经处理的样品
接触的时间起小于约20分钟内进行。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述裂解缓冲液和/或试剂组合物包含一种或更多
种还原剂,并且任选地所述一种或更多种还原剂包括以下中的一种或更多种:2‑巯基乙醇、二硫苏糖醇(DTT)、三(2‑羧乙基)膦(TCEP)、二硫赤藓糖醇(DTE)、还原型谷胱甘肽、半胱胺、三正丁基膦(TBP)、二硫赤藓糖醇、三(3‑羟丙基)膦(THPP)、2‑巯基乙胺‑HCl、二硫代丁胺(DTBA)、半胱酸、半胱氨酸‑巯基乙酸酯、亚硫酸盐、巯基乙酸和羟乙基二硫化物(HED)。
3.根据权利要求1‑2中任一项所述的方法,其中所述裂解缓冲液包含硫酸镁、硫酸铵、
EDTA和EGTA中的一种或更多种。
4.根据权利要求1‑3中任一项所述的方法,其中所述裂解缓冲液的pH为约1.0至约
10.0,任选地所述裂解缓冲液的pH为约2.2。
5.根据权利要求1‑4中任一项所述的方法,其中所述样品核酸包括样品核糖核酸和/或
样品脱核糖核酸,任选地所述样品核酸包括细胞RNA、mRNA、微RNA、细菌RNA、病毒RNA或其组合。
6.根据权利要求1‑5中任一项所述的方法,其中所述一种或更多种扩增试剂包括逆转
录酶和/或具有超嗜热生物聚合酶活性的酶,任选地所述具有超嗜热生物聚合酶活性的酶具有逆转录酶活性。
7.根据权利要求1‑6中任一项所述的方法,其中所述试剂组合物包含逆转录酶、具有超
嗜热生物聚合酶活性的酶、第一引物、第二引物和逆转录引物中的一种或更多种。
8.根据权利要求1‑7中任一项所述的方法,其中:
所述扩增在等温扩增条件进行;和/或
检测所述核酸扩增产物包括使用实时检测方法。
9.根据权利要求1‑8中任一项所述的方法,其中所述试剂组合物被冻干、热干燥和/或
包含一种或更多种添加剂,任选地所述一种或更多种添加剂包括:
吐温20、Triton X‑100、吐温80、非离子洗涤剂或其任何组合;
氨基酸;
糖或糖醇,任选地所述糖或糖醇包括蔗糖、乳糖、海藻糖、右旋糖酐、赤藓糖醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、山梨醇、甘露醇或其任何组合;和/或
聚合物,任选地所述聚合物包括聚乙二醇、右旋糖酐、聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素、明胶、聚乙烯吡咯烷、羟乙基纤维素、Ficoll、白蛋白、多肽、胶原肽或其任何组合。
10.根据权利要求1‑9中任一项所述的方法,其中所述一种或更多种保护剂与所述一种
或更多种扩增试剂的摩尔比在约10:1至约1:10之间,任选地所述摩尔比为约2:1。
11.根据权利要求1‑10中任一项所述的方法,其中所述一种或更多种保护剂包括式(I)
的环糊精化合物:
或其盐、酯、溶剂化物或合物,其中,
每个R独立地是H、烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环基、芳基或杂芳基,其中每一个都是B B B A B
任选地被取代的;或‑C(O)OR、‑OC(O)R、‑C(O)R或‑C(O)NRR;
每个R1独立地为H、烷基、烯基、炔基、环烷基、芳基、杂芳基、卤素、羟基、氨基、‑CN、‑B B B B B B B A B A B
CF3、‑N3、‑NO2、‑OR 、‑SR 、‑SOR 、‑SO2R、‑N(R)S(O2)‑R 、‑N(R)S(O2)NRR 、‑NR R 、‑C(O)B B B A B B B
OR、‑OC(O)R、‑C(O)R、‑C(O)NRR或‑N(R)C(O)R;其中每一个都是任选地被取代的;
A
每个R 独立地是氢、烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烃基、芳基或杂芳基,其中每一个都是任选地被取代的;
B
每个R 独立地是氢、烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烃基、芳基或杂芳基,其中每一个都是任选地被取代的;
n是1、2、3、4、5、6、7、8、9或10;并且
每个m独立地为0、1、2、3、4或5。
12.根据权利要求11所述的方法,其中:
B B B A B
每个R独立地是H、任选地取代的烷基、‑C(O)OR 、‑OC(O)R 、‑C(O)R或‑C(O)NR R,任选地n为1、2或3;和/或
每个R独立地是H、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基或辛基,任选地各自是直链或支链,还任选地n是1、2或3。
13.根据权利要求11‑12中任一项所述的方法,其中所述环糊精化合物是2‑羟丙基‑α‑环糊精、2‑羟丙基‑β‑环糊精(2Η ΡβCD)、羟丙基‑β‑环糊精(ΗΡβCD)、甲基‑β‑环糊精(ΜβCD)、2‑羟丙基‑γ‑环糊精、α‑环糊精、β‑环糊精或γ‑环糊精、或其盐、酯、溶剂化物或水合物。
14.根据权利要求1‑13中任一项所述的方法,其中所述一种或更多种裂解试剂包含:
约0.001%(w/v)至约1.0%(w/v)的经处理的样品,任选地约0.2%(w/v)的经处理的样
品;和/或
洗涤剂,并且任选所述洗涤剂包括阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面
活性剂和两性表面活性剂中的一种或更多种。
15.根据权利要求1‑14中任一项所述的方法,其中所述样品核酸包含含有所述靶核酸
序列的核酸,任选地所述靶核酸序列包含彼此互补的第一链和第二链。
16.根据权利要求1‑15中任一项所述的方法,其中扩增所述靶核酸序列包括:
在等温扩增条件扩增包含彼此互补的第一链和第二链的靶核酸序列,其中所述扩增包
括使包含所述靶核酸序列的核酸与以下接触:
i)第一引物和第二引物,其中所述第一引物能够与所述靶核酸序列的所述第一链的序
列杂交,并且所述第二引物能够与所述靶核酸序列的所述第二链的序列杂交;以及
ii)具有超嗜热生物聚合酶活性的酶,由此产生核酸扩增产物,其中所述核酸扩增产物
包含:
(1)所述第一引物的序列及其反向互补物,
(2)所述第二引物的序列及其反向互补物,以及
(3)间隔序列,其侧翼为(1)所述第一引物的序列及其反向互补物和(2)所述第二引物
的序列及其反向互补物,其中所述间隔序列长1个至10个基。
17.根据权利要求1‑16中任一项所述的方法,其中所述扩增不包括使用除具有超嗜热
生物聚合酶活性的酶之外的任何酶,和/或所述扩增不包括使所述核酸热变性和/或酶促变性,任选地所述方法不包括在步骤(c)之前或期间使所述核酸与单链DNA结合蛋白接触。
18.根据权利要求15‑17中任一项所述的方法,其中所述核酸是双链DNA。
19.根据权利要求15‑18中任一项所述的方法,其中所述核酸是逆转录反应的产物,任
选地所述核酸是从样品核糖核酸产生的逆转录反应的产物,还任选地步骤(c)包括通过逆转录反应产生所述核酸。
20.根据权利要求1‑19中任一项所述的方法,其中所述样品核酸包括样品核糖核酸,并
且其中所述方法包括使样品核糖核酸与逆转录酶和/或逆转录引物接触以产生cDNA。
21.根据权利要求1‑20中任一项所述的方法,其中扩增所述靶核酸序列包括:
(c1)使样品核糖核酸与逆转录酶和/或逆转录引物接触以产生cDNA;
(c2)使所述cDNA与具有超嗜热生物聚合酶活性的酶接触以产生双链DNA(dsDNA),其中
所述dsDNA包含靶核酸序列,并且其中所述靶核酸序列包含彼此互补的第一链和第二链;
(c3)在等温扩增条件下扩增所述靶核酸序列,其中所述扩增包括使所述dsDNA与以下
接触:
(i)第一引物和第二引物,其中所述第一引物能够与所述靶核酸序列的所述第一链的
序列杂交,并且所述第二引物能够与所述靶核酸序列的所述第二链的序列杂交;和
(ii)所述具有超嗜热生物聚合酶活性的酶,由此产生核酸扩增产物,其中所述核酸扩
增产物包含:
(1)所述第一引物的序列及其反向互补物,
(2)所述第二引物的序列及其反向互补物,以及
(3)间隔序列,其侧翼为(1)所述第一引物的序列及其反向互补物和(2)所述第二引物
的序列及其反向互补物,其中所述间隔序列长1个至10个碱基。
22.根据权利要求21所述的方法,其中所述方法不包括使用除逆转录酶和/或具有超嗜
热生物聚合酶活性的酶之外的任何酶。
23.根据权利要求1‑22中任一项所述的方法,其中步骤(d)还包括确定所述样品中包含
所述靶核酸序列的dsDNA和/或核酸的量。
24.根据权利要求1‑23中任一项所述的方法,其中所述具有超嗜热生物聚合酶活性的
酶具有与SEQ ID NO:1的氨基酸序列或其功能片段至少约90%相同的氨基酸序列,任选地所述具有超嗜热生物聚合酶活性的酶具有与SEQ ID NO:1的氨基酸序列至少约95%相同的氨基酸序列,还任选地所述具有超嗜热生物聚合酶活性的酶是包含SEQ ID NO:1的氨基酸序列的聚合酶,任选地所述具有超嗜热生物聚合酶活性的酶具有低外切核酸酶活性或没有外切核酸酶活性。
25.根据权利要求1‑24中任一项所述的方法,其中扩增所述靶核酸序列在约55℃至约
75℃的恒定温度进行,任选地扩增所述靶核酸序列在约65℃的恒定温度进行。
26.根据权利要求7‑25中任一项所述的方法,其中:
所述第一引物、所述第二引物和/或所述逆转录引物长约8个至17个碱基,任选地所述
第一引物、所述第二引物和/或所述逆转录引物包含一个或更多个DNA碱基、修饰的DNA碱基或其组合;
所述核酸扩增产物长约20个至40个碱基;和/或
所述间隔序列包含所述靶核酸序列的一部分,任选地所述间隔序列长1个至10个碱基。
27.根据权利要求1‑26中任一项所述的方法,还包括使所述核酸扩增产物与能够与所
述扩增产物杂交的信号产生寡核苷酸接触,其中所述信号产生寡核苷酸包含荧光团、猝灭剂或二者。
28.根据权利要求1‑27中任一项所述的方法,其中检测所述核酸扩增产物包括检测荧
光信号,任选地所述荧光信号来自分子信标。
29.根据权利要求19‑28中任一项所述的方法,其中所述样品核糖核酸同时与所述逆转
录酶和所述具有超嗜热生物聚合酶活性的酶接触,任选地所述样品核糖核酸同时与逆所述转录酶、所述具有超嗜热生物聚合酶活性的酶以及所述第一引物和所述第二引物接触,还任选地所述样品核糖核酸同时与所述逆转录酶、所述具有超嗜热生物聚合酶活性的酶、所述第一引物、所述第二引物和所述逆转录引物接触。
30.根据权利要求1‑29中任一项所述的方法,其中所述一种或更多种裂解性剂能够使
所述一种或更多种扩增试剂变性,并且其中所述一种或更多种保护剂能够防止所述一种或更多种扩增试剂被所述一种或更多种裂解性剂变性。
31.根据权利要求1‑30中任一项所述的方法,其中所述一种或更多种保护剂能够隔离
所述一种或更多种裂解性剂,从而防止所述一种或更多种扩增试剂被所述一种或更多种裂解性剂变性。
32.根据权利要求1‑31中任一项所述的方法,其中大于约90%的所述一种或更多种裂
解性剂被所述一种或更多种保护剂隔离。
33.根据权利要求1‑32中任一项所述的方法,其中少于约10%的所述一种或更多种扩
增试剂被所述一种或更多种裂解性剂变性。
34.根据权利要求2‑33中任一项所述的方法,其中所述样品包含多于一种核酸酶,其中
所述核酸酶包括核糖核酸酶和/或脱氧核糖核酸酶,并且其中:
所述一种或更多种裂解性剂能够使所述核糖核酸酶变性以产生变性的核糖核酸酶,其
中所述一种或更多种还原剂能够使所述核糖核酸酶还原以产生还原的核糖核酸酶,并且其中所述一种或更多种还原剂和所述一种或更多种裂解性剂能够产生还原变性的核糖核酸
酶;和/或
所述一种或更多种裂解性剂能够使脱氧核糖核酸酶变性以产生变性的脱氧核糖核酸
酶,其中所述一种或更多种还原剂能够使所述脱氧核糖核酸酶还原以产生还原的脱氧核糖核酸酶,并且其中所述一种或更多种还原剂和所述一种或更多种裂解性剂能够产生还原变性的脱氧核糖核酸酶。
35.根据权利要求34所述的方法,其中:
变性的核糖核酸酶和/或还原变性的核糖核酸酶能够随着时间的推移和/或在与所述
一种或更多种裂解性剂的物理相互作用减少时复性,从而产生复性的核糖核酸酶,任选地所述一种或更多种裂解性剂的隔离减少了所述一种或更多种裂解性剂与变性的核糖核酸
酶和/或还原变性的核糖核酸酶的物理相互作用;和/或
变性的脱氧核糖核酸酶和/或还原变性的脱氧核糖核酸酶能够随着时间的推移和/或
在与所述一种或更多种裂解性剂的物理相互作用减少时复性,从而产生复性的脱氧核糖核酸酶,任选地所述一种或更多种裂解性剂的隔离减少了所述一种或更多种裂解性剂与变性的脱氧核糖核酸酶和/或还原变性的脱氧核糖核酸酶的物理相互作用。
36.根据权利要求34‑35中任一项所述的方法,其中变性的脱氧核糖核酸酶、还原的脱
氧核糖核酸酶、还原变性的脱氧核糖核酸酶、变性的核糖核酸酶、还原的核糖核酸酶和/或还原变性的核糖核酸酶是无酶促活性的,并且其中复性的核糖核酸酶和/或复性的脱氧核糖核酸酶是有酶促活性的。
37.根据权利要求34‑36中任一项所述的方法,其中:
还原变性的核糖核酸酶的复性比变性的核糖核酸酶慢至少约1.1倍;和/或
还原变性的脱氧核糖核酸酶的复性比变性的脱氧核糖核酸酶慢至少约1.1倍。
38.根据权利要求1‑37中任一项所述的方法,其中:
与其中裂解缓冲液不包含一种或更多种还原剂的可比方法相比,所述逆转录酶使用多
约1.1倍的样品核糖核酸作为模板来产生cDNA;和/或
与其中裂解缓冲液不包含一种或更多种还原剂的可比方法相比,具有超嗜热生物聚合
酶活性的酶使用多约1.1倍的样品脱氧核糖核酸作为模板来产生核酸扩增产物。
39.根据权利要求1‑38中任一项所述的方法,其中,与其中裂解缓冲液不包含一种或更
多种还原剂的可比方法相比,在步骤(b)和/或步骤(c)后10分钟,所述扩增反应混合物包含低至少1.1倍的核酸酶活性,任选地所述核酸酶活性包括脱氧核糖核酸酶活性和/或核糖核酸酶活性。
40.根据权利要求1‑39中任一项所述的方法,其中所述生物实体包括:
原核细胞、真核细胞、病毒颗粒、外泌体、原生质体和微泡中的一种或更多种;和/或
病毒、细菌、真菌原生动物、其部分或其任何组合。
41.根据权利要求1‑40中任一项所述的方法,其中所述靶核酸序列是病毒、细菌、真菌
或原生动物的核酸序列,任选地所述样品核酸来源于病毒、细菌、真菌或原生动物。
42.根据权利要求40‑41中任一项所述的方法,
其中所述病毒是SARS‑CoV‑2、人类免疫缺陷病毒1型(HIV‑1)、人类T细胞淋巴营养病毒
1型(HTLV‑1)、乙型肝炎病毒(HBV)、丙型肝炎病毒(HCV)、单纯疱疹病毒、疱疹病毒6、疱疹病毒7、EB病毒、呼吸道合胞病毒(RSV)、巨细胞病毒、水痘‑带状疱疹病毒、JC病毒、细小病毒B19、甲型流感病毒、乙型流感病毒、丙型流感病毒、轮状病毒、人类腺病毒、疹病毒、人类肠道病毒、生殖器人类乳头瘤病毒(HPV)或汉坦病毒;
其中所述细菌包括结核分枝杆菌(Mycobacteria tuberculosis)、立氏立克次体
(Rickettsia rickettsii)、查菲埃立克体(Ehrlichia chaffeensis)、伯氏疏螺旋体
(Borrelia burgdorferi)、鼠疫耶尔森菌(Yersinia pestis)、梅毒螺旋体(Treponema 
pallidum)、沙眼衣原体(Chlamydia trachomatis)、炎衣原体(Chlamydia pneumoniae)、肺炎支原体(Mycoplasma pneumoniae)、支原体属种(Mycoplasma sp.)、嗜肺军团菌
(Legionella pneumophila)、杜莫夫军团菌(Legionella dumoffii)、发酵支原体
(Mycoplasma fermentans)、埃立克体属种(Ehrlichia sp.)、流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae)、脑膜炎奈瑟菌(Neisseria meningitidis)、淋病奈瑟菌(Neisseria 
gonorrhoeae)、肺炎链球菌(Streptococcus pneumonia)、无乳链球菌(S.agalactiae)、以及单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes)中的一种或更多种;
其中所述真菌包括新生隐球菌(Cryptococcus  neoformans)、卡氏肺囊虫
(Pneumocystis carinii)、荚膜组织胞浆菌(Histoplasma capsulatum)、皮炎芽生菌
(Blastomyces dermatitidis)、粗球孢子菌(Coccidioides immitis)和红色毛癣菌
(Trichophyton rubrum)中的一种或更多种;和/或
其中所述原生动物包括克氏锥虫(Trypanosoma cruzi)、利什曼原虫属种(Leishmania 
sp.)、疟原虫(Plasmodium)、溶组织内阿米巴(Entamoeba histolytica)、田鼠巴贝斯虫(Babesia microti)、蓝氏贾第鞭毛虫(Giardia lamblia)、环孢子虫属种(Cyclospora 
sp.)、以及球虫属种(Eimeria sp.)中的一种或更多种。
43.根据权利要求1‑42中任一项所述的方法,其中所述扩增步骤包括两种或更多种靶
核酸序列的多重扩增,并且其中所述检测步骤包括来源于所述两种或更多种靶核酸序列的两种或更多种核酸扩增产物的多重检测
44.根据权利要求43所述的方法,其中所述两种或更多种靶核酸序列对两种或更多种
不同生物体是特异性的,任选地所述两种或更多种不同生物体包括以下中的一种或更多
种:沙眼衣原体、淋病奈瑟菌、SARS‑CoV‑2、甲型流感病毒、乙型流感病毒和/或丙型流感病毒。
45.根据权利要求1‑44中任一项所述的方法,其中所述扩增不包括以下中的一种或更
多种:环介导的等温扩增(LAMP)、解旋酶依赖性扩增(HDA)、重组酶聚合酶扩增(RPA)、链置换扩增(SDA)、基于核酸序列的扩增(NASBA)、转录介导的扩增(TMA)、切口酶扩增反应
(NEAR)、滚环扩增(RCA)、多重置换扩增(MDA)、分支扩增(RAM)、环状解旋酶依赖性扩增(cHDA)、单引物等温扩增(SPIA)、信号介导的RNA扩增技术(SMART)、自维持序列复制(3SR)、基因组指数扩增反应(GEAR)和等温多重置换扩增(IMDA),任选地所述扩增不包括环介导的等温扩增(LAMP)。
46.根据权利要求1‑45中任一项所述的方法,其中所述方法不包括以下一项或更多项:
(i)所述经处理的样品的稀释;(ii)所述扩增反应混合物的稀释;(iii)所述经处理的样品的热变性;(iv)所述经处理的样品的声处理;(v)所述扩增反应混合物的声处理;(vi)向所述经处理的样品添加核糖核酸酶抑制剂和/或脱氧核糖核酸酶抑制剂;(vii)向所述扩增反应混合物添加核糖核酸酶抑制剂和/或脱氧核糖核酸酶抑制剂;(viii)所述样品的纯化;
(ix)所述样品核酸的纯化;(x)所述核酸扩增产物的纯化;(xi)从所述经处理的样品或所述扩增反应混合物除去一种或更多种裂解性剂;(xii)在扩增之前和/或扩增期间对所述样品核酸进行热变性和/或酶促变性;和(xiii)向所述经处理的样品或扩增反应混合物添加核糖核酸酶H。
47.一种试剂盒,所述试剂盒用于检测样品中的靶核酸序列,所述试剂盒包括:
(a)裂解缓冲液,包含能够裂解生物实体以释放其中包含的样品核酸的一种或更多种
裂解性剂,其中所述样品核酸被怀疑包含靶核酸序列;和
(b)试剂组合物,包含一种或更多种保护剂和一种或更多种扩增试剂,所述扩增试剂包
含用于在等温扩增条件下扩增所述靶核酸序列的一种或更多种用于扩增的组分,其中所述一种或更多种用于扩增的组分包括:
(i)第一引物和第二引物,其中所述第一引物能够与所述靶核酸序列的第一链的序列
杂交,并且所述第二引物能够与所述靶核酸序列的第二链的序列杂交;和
(ii)具有能够产生核酸扩增产物的超嗜热生物聚合酶活性的酶。
48.根据权利要求47所述的试剂盒,其中所述裂解缓冲液和/或试剂组合物包含一种或
更多种还原剂,任选地所述一种或更多种还原剂包括以下中的一种或更多种:2‑巯基乙醇、二硫苏糖醇(DTT)、三(2‑羧乙基)膦(TCEP)、二硫赤藓糖醇(DTE)、还原型谷胱甘肽、半胱胺、三正丁基膦(TBP)、二硫赤藓糖醇、三(3‑羟丙基)膦(THPP)、2‑巯基乙胺‑HCl、二硫代丁胺(DTBA)、半胱氨酸、半胱氨酸‑巯基乙酸酯、亚硫酸盐、巯基乙酸和羟乙基二硫化物(HED)。
49.根据权利要求47‑48中任一项所述的试剂盒,还包含为核酸扩增产物提供实时检测
活性的至少一种组分,任选地所述实时检测活性由分子信标提供。
50.根据权利要求47‑49中任一项所述的试剂盒,其中所述试剂组合物包含逆转录酶
和/或逆转录引物。
51.根据权利要求47‑50中任一项所述的试剂盒,其中所述具有超嗜热生物聚合酶活性
的酶具有与SEQ ID NO:1的氨基酸序列或其功能片段至少约90%相同的氨基酸序列,任选地所述具有超嗜热生物聚合酶活性的酶具有与SEQ ID NO:1的氨基酸序列至少约95%相同的氨基酸序列,还任选地,所述具有超嗜热生物聚合酶活性的酶是包含SEQ ID NO:1的氨基酸序列的聚合酶。
52.根据权利要求47‑51中任一项所述的试剂盒,其中所述核酸扩增产物长约20个至40
个碱基,并且其中所述核酸扩增产物包含:
(1)所述第一引物的序列及其反向互补物,
(2)所述第二引物的序列及其反向互补物,以及
(3)间隔序列,其侧翼为(1)所述第一引物的序列及其反向互补物和(2)所述第二引物
的序列及其反向互补物,其中所述间隔序列长1个至10个碱基。
53.根据权利要求47‑52中任一项所述的试剂盒,其中:
所述生物实体包括原核细胞、真核细胞、病毒颗粒、外泌体、原生质体和微泡中的一种
或更多种,任选地所述生物实体包括病毒、细菌、真菌、原生动物、其部分或其任何组合;和/或
所述靶核酸序列是病毒、细菌、真菌或原生动物的核酸序列,任选地所述样品核酸来源
于病毒、细菌、真菌或原生动物。
54.根据权利要求53所述的试剂盒,
其中所述病毒是SARS‑CoV‑2、人类免疫缺陷病毒1型(HIV‑1)、人类T细胞淋巴营养病毒
1型(HTLV‑1)、乙型肝炎病毒(HBV)、丙型肝炎病毒(HCV)、单纯疱疹病毒、疱疹病毒6、疱疹病毒7、EB病毒、呼吸道合胞病毒(RSV)、巨细胞病毒、水痘‑带状疱疹病毒、JC病毒、细小病毒B19、甲型流感病毒、乙型流感病毒、丙型流感病毒、轮状病毒、人类腺病毒、风疹病毒、人类肠道病毒、生殖器人类乳头瘤病毒(HPV)和汉坦病毒;
其中所述细菌包括结核分枝杆菌、立氏立克次体、查菲埃立克体、伯氏疏螺旋体、鼠疫
耶尔森菌、梅毒螺旋体、沙眼衣原体、肺炎衣原体、肺炎支原体、支原体属种、嗜肺军团菌、杜莫夫军团菌、发酵支原体、埃立克体属种、流感嗜血杆菌、脑膜炎奈瑟菌、淋病奈瑟菌、肺炎链球菌、无乳链球菌、以及单核细胞增生李斯特菌中的一种或更多种;
其中所述真菌包括新生隐球菌、卡氏肺囊虫、荚膜组织胞浆菌、皮炎芽生菌、粗球孢子
菌和红色毛癣菌中的一种或更多种;和/或
其中所述原生动物包括克氏锥虫、利什曼原虫属种、疟原虫、溶组织内阿米巴、田鼠巴
贝斯虫、蓝氏贾第鞭毛虫、环孢子虫属种、以及艾美耳球虫属种中的一种或更多种。
55.根据权利要求47‑54中任一项所述的试剂盒,其中所述试剂组合物被冻干和/或热
干燥并且包含一种或更多种添加剂,其中所述一种或更多种添加剂包括:
吐温20、Triton X‑100、吐温80、非离子洗涤剂或其任何组合;
氨基酸;
糖或糖醇,任选地所述糖或糖醇包括蔗糖、乳糖、海藻糖、右旋糖酐、赤藓糖醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、山梨醇、甘露醇或其任何组合;和/或
聚合物,任选地所述聚合物包括聚乙二醇、右旋糖酐、聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、羟乙基纤维素、Ficoll、白蛋白、多肽、胶原肽或其任何组合。
56.根据权利要求47‑55中任一项所述的试剂盒,其中所述一种或更多种保护剂包括式
(I)的环糊精化合物:
或其盐、酯、溶剂化物或水合物,其中,
每个R独立地是H、烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烃基、芳基或杂芳基,其中每一个都是B B B A B
任选地被取代的;或‑C(O)OR、‑OC(O)R、‑C(O)R或‑C(O)NRR;
每个R1独立地为H、烷基、烯基、炔基、环烷基、芳基、杂芳基、卤素、羟基、氨基、‑CN、‑B B B B B B B A B A B
CF3、‑N3、‑NO2、‑OR 、‑SR 、‑SOR 、‑SO2R、‑N(R)S(O2)‑R 、‑N(R)S(O2)NRR 、‑NR R 、‑C(O)B B B A B B B
OR、‑OC(O)R、‑C(O)R、‑C(O)NRR或‑N(R)C(O)R;其中每一个都是任选地被取代的;
A
每个R 独立地是氢、烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烃基、芳基或杂芳基,其中每一个都是任选地被取代的;
B
每个R 独立地是氢、烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烃基、芳基或杂芳基,其中每一个都是任选地被取代的;
n是1、2、3、4、5、6、7、8、9或10;并且
每个m独立地为0、1、2、3、4或5。
57.根据权利要求56所述的试剂盒,其中:
B B B A B
每个R独立地是H、任选地取代的烷基、‑C(O)OR 、‑OC(O)R 、‑C(O)R或‑C(O)NR R,任选地n为1、2或3;和/或
每个R独立地是H、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基或辛基,任选地各自是直链或支链,还任选地n是1、2或3。
58.根据权利要求56‑57中任一项所述的试剂盒,其中所述环糊精化合物是2‑羟丙基‑
α‑环糊精、2‑羟丙基‑β‑环糊精(2ΗΡβCD)、羟丙基‑β‑环糊精(ΗΡβCD)、甲基‑β‑环糊精(ΜβCD)、2‑羟丙基‑γ‑环糊精、α‑环糊精、β‑环糊精或γ‑环糊精、或其盐、酯、溶剂化物或水合物。
59.根据权利要求47‑58中任一项所述的试剂盒,其中所述一种或更多种裂解性剂包含
洗涤剂,并且其中所述洗涤剂包括阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂中的一种或更多种。
60.根据权利要求47‑59中任一项所述的试剂盒,其中所述一种或更多种保护剂能够隔
离所述一种或更多种裂解性剂,从而防止所述一种或更多种扩增试剂被所述一种或更多种裂解性剂变性。

说明书全文

病原体的等温扩增

[0001] 相关申请
[0002] 本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求2021年3月19日提交的美国临时申请第63/163,399号的优先权以及2022年2月5日提交的美国临时申请第63/307,099号的优先权。这
些申请的全部内容特此明确地通过引用以其整体并入。
[0003] 对序列表的引用
[0004] 本申请连同电子格式的序列表一起提交。序列表被提供为题为Sequence_Listing_68EB‑317309‑WO的文件,创建于2022年3月17日,大小是16.0千字节。电子格式的序列表的信息通过引用以其整体并入本文。
[0005] 背景
[0006] 领域
[0007] 本公开内容总体上涉及用于核酸扩增(例如,等温扩增)的方法和组合物。
[0008] 对现有技术的描述
[0009] 基于核酸的诊断可用于快速检测感染、疾病和/或遗传变异。例如,样品中细菌或病毒核酸的鉴定可用于诊断特定类型的感染。其他实例包括用于疾病管理或法医学的单核
苷酸多态性的鉴定,以及指示遗传修饰的食物产品的遗传变异的鉴定。通常,基于核酸的诊断测定需要扩增样品中特定部分的核酸。核酸扩增的常用技术是聚合酶链式反应(PCR)。该技术通常需要温度循环(即热循环)来进行变性(例如,双链DNA(dsDNA)复合物中链的分
离)、寡核苷酸引物(互补DNA序列的短链)的退火以及通过聚合酶沿着互补靶延伸引物的步
骤。这样的热循环可以是一个耗时的过程,通常需要专的机器。因此,对于无需热循环即可进行的更快的核酸扩增方法存在需求。例如,这样的方法对于现场测试和护理点诊断可
以是有用的。此外,对于这样的核酸检测组合物和方法存在需求,其中防止用于裂解生物实体(例如,病毒颗粒、细菌)的裂解性剂(lytic agents)使扩增试剂(例如,聚合酶)失活,并且其中核酸酶(例如,还原的脱核糖核酸酶、还原的核糖核酸酶)的有害活性在所有阶段
都被抑制。
[0010] 概述
[0011] 本文的公开内容包括用于检测样品中的靶核酸序列的方法。在一些实施方案中,该方法包括:(a)使包含生物实体的样品与裂解缓冲液接触以产生经处理的样品,其中裂解缓冲液包含一种或更多种能够裂解生物实体以释放其中包含的样品核酸的裂解性剂,其中
样品核酸被怀疑包含靶核酸序列。该方法可以包括:(b)使试剂组合物(例如,干燥的组合
物)与经处理的样品接触以产生扩增反应混合物,其中该试剂组合物包含一种或更多种保
护剂和一种或更多种扩增试剂。该方法可以包括:(c)扩增扩增反应混合物中的靶核酸序
列,由此产生核酸扩增产物。该方法可以包括:(d)检测该核酸扩增产物,其中该检测在从该试剂组合物与该经处理的样品接触的时间起小于约20分钟内进行。
[0012] 裂解缓冲液和/或试剂组合物可以包含一种或更多种还原剂。在一些实施方案中,裂解缓冲液的pH为约1.0至约10.0(例如,约2.2)。在一些实施方案中,裂解缓冲液包含硫酸镁、硫酸铵、EDTA和EGTA中的一种或更多种。在一些实施方案中,样品核酸包括样品核糖核酸和/或样品脱氧核糖核酸。样品核糖核酸可以包括细胞RNA、mRNA、微RNA、细菌RNA、病毒RNA或其任何组合。该一种或更多种扩增试剂可包含逆转录酶和/或具有超嗜热生物聚合酶
活性的酶。在一些实施方案中,具有超嗜热生物(hyperthermophile)聚合酶活性的酶具有
逆转录酶活性。在一些实施方案中,使干燥的组合物与经处理的样品接触包括将干燥的组
合物溶解在经处理的样品中。在一些实施方案中,试剂组合物包含逆转录酶、具有超嗜热生物聚合酶活性的酶、第一引物、第二引物和逆转录引物中的一种或更多种。扩增可以在等温扩增条件进行。检测核酸扩增产物可以包括使用实时检测方法。该一种或更多种还原剂可
以包括2‑巯基乙醇、二硫苏糖醇(DTT)、三(2‑羧乙基)膦(TCEP)、二硫赤藓糖醇(DTE)、还原型谷胱甘肽、半胱胺、三正丁基膦(TBP)、二硫赤藓糖醇、三(3‑羟丙基)膦(THPP)、2‑巯基乙胺‑HCl、二硫代丁胺(DTBA)、半胱酸、半胱氨酸‑巯基乙酸酯、亚硫酸盐、巯基乙酸和羟乙基二硫化物(HED)中的一种或更多种。
[0013] 试剂组合物可以被冻干和/或热干燥。试剂组合物可以包含一种或更多种添加剂(例如,氨基酸、聚合物、糖或糖醇)。糖或糖醇可包括蔗糖、乳糖、海藻糖、右旋糖酐、赤藓糖醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、山梨醇、甘露醇或其任何组合。聚合物可包括聚乙二醇、右旋糖酐、聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素、明胶、聚乙烯吡咯烷、羟乙基纤维素、Ficoll、白蛋白、多肽、胶原肽或其任何组合。
[0014] 一种或更多种保护剂与一种或更多种扩增试剂的摩尔比可以在约10:1至约1:10之间(例如,约2:1)。一种或更多种保护剂与一种或更多种裂解试剂的摩尔比可以在约10:1至约1:10之间(例如,约2:1)。一种或更多种添加剂可包括吐温20、Triton X‑100、吐温80、非离子洗涤剂(例如,非离子表面活性剂)或其任何组合。在一些实施方案中,一种或更多种添加剂帮助反应组合物的冻干和/或干燥颗粒的溶解。一种或更多种添加剂可包括试剂组
合物(例如,干燥组合物,诸如干燥颗粒)中浓度为约0.01%的非离子洗涤剂。在一些实施方案中,在低浓度(诸如0.01%),干燥颗粒中一种或更多种添加剂(例如吐温80加Triton x‑
100、非离子洗涤剂)的存在改善了APA反应重复。在一些实施方案中,即使在冻干颗粒中不存在非离子洗涤剂的情况下,仅由一种或更多种保护剂(例如HP‑βCD)中和离子洗涤剂也是足够的。在一些实施方案中,一种或更多种保护剂包括式(I)的环糊精化合物:
[0015]
[0016] 或其盐、酯、溶剂化物或合物,其中,
[0017] 每个R独立地是H、烷基、烯基、炔基、环烷基(cycloalkyl)、杂环基B
(heterocycloalkyl)、芳基或杂芳基,其中每一个都是任选地被取代的;或‑C(O)OR 、‑OCB B A B
(O)R、‑C(O)R或‑C(O)NRR;
[0018] 每个R1独立地为H、烷基、烯基、炔基、环烷基、芳基、杂芳基、卤素、羟基、氨基、‑B B B B B B B A B A BCN、‑CF3、‑N3、‑NO2、‑OR、‑SR 、‑SOR 、‑SO2R、‑N(R)S(O2)‑R 、‑N(R)S(O2)NR R、‑NRR、‑CB B B A B B B
(O)OR、‑OC(O)R、‑C(O)R、‑C(O)NRR或‑N(R)C(O)R;其中每一个都是任选地被取代的;
[0019] 每个RA独立地是氢、烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烃基、芳基或杂芳基,其中每一个都是任选地被取代的;
[0020] 每个RB独立地是氢、烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烃基、芳基或杂芳基,其中每一个都是任选地被取代的;
[0021] n是1、2、3、4、5、6、7、8、9或10;并且
[0022] 每个m独立地为0、1、2、3、4或5。
[0023] 在一些实施方案中,每个R独立地是H、任选地取代的烷基、‑C(O)ORB、‑OC(O)RB、‑CB A B(O)R 或‑C(O)NRR 。在一些实施方案中,n是1、2或3。在一些实施方案中,每个R独立地是H、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基或辛基;其中每一个都是直链或支链的。在一些实施方案中,环糊精化合物是2‑羟丙基‑α‑环糊精、2‑羟丙基‑β‑环糊精(2Η ΡβCD)、羟丙基‑β‑环糊精(Η ΡβCD)、甲基‑β‑环糊精(ΜβCD)、2‑羟丙基‑γ‑环糊精、α‑环糊精、β‑环糊精或γ‑环糊精或其盐、酯、溶剂化物或水合物。在一些实施方案中,2‑羟丙基‑α‑环糊精对较小的抑制剂比ΗΡβCD更有效。
[0024] 一种或更多种裂解试剂可构成经处理的样品的约0.001%(w/v)至约1.0%(w/v),例如经处理的样品的约0.2%(w/v)。在一些实施方案中,一种或更多种裂解性剂包括洗涤
剂。在一些实施方案中,洗涤剂包括阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂中的一种或更多种。阴离子表面活性剂可以是本文公开的任何一种
+ + + +
或更多种阴离子表面活性剂。在一些实施方案中,阴离子表面活性剂包含NH4、K 、Na或Li作为抗衡离子。阳离子表面活性剂可以是本文公开的任何一种或更多种阳离子表面活性
‑ ‑ ‑
剂。在一些实施方案中,阳离子表面活性剂包含I、Br或Cl作为抗衡离子。
[0025] 样品核酸可以包括包含靶核酸序列的核酸。在一些实施方案中,靶核酸序列包含彼此互补的第一链和第二链。在一些实施方案中,扩增靶核酸序列包括:在等温扩增条件扩增包含彼此互补的第一链和第二链的靶核酸序列,其中扩增包括使包含靶核酸序列的核酸
与以下接触:i)第一引物和第二引物,其中第一引物能够与靶核酸序列的第一链的序列杂
交,并且第二引物能够与靶核酸序列的第二链的序列杂交;和ii)具有超嗜热生物聚合酶活性的酶,从而产生核酸扩增产物,其中核酸扩增产物包含:(1)第一引物及其反向互补物的序列,(2)第二引物及其反向互补物的序列,和(3)侧翼为(1)第一引物及其反向互补物的序列和(2)第二引物及其反向互补物的序列的间隔序列,其中间隔序列长1个至10个基。在
一些实施方案中,扩增不包括使用除具有超嗜热生物聚合酶活性的酶之外的任何酶,并且
扩增不包括核酸的热变性和/或酶促变性。在一些实施方案中,该方法不包括在步骤(c)之
前或期间使核酸与单链DNA结合蛋白接触。在一些实施方案中,核酸是双链DNA。在一些实施方案中,核酸是逆转录反应的产物。在一些实施方案中,核酸是由样品核糖核酸产生的逆转录反应的产物。在一些实施方案中,步骤(c)包括通过逆转录反应产生核酸。在一些实施方案中,该方法不包括样品核酸的热变性或酶促变性。
[0026] 在一些实施方案中,样品核酸包括样品核糖核酸,并且其中该方法包括使样品核糖核酸与逆转录酶和/或逆转录引物接触以产生cDNA。在一些实施方案中,扩增靶核酸序列包括:(c1)使样品核糖核酸与逆转录酶和/或逆转录引物接触以产生cDNA;(c2)使cDNA与具有超嗜热生物聚合酶活性的酶接触以产生双链DNA(dsDNA),其中该dsDNA包含靶核酸序列,并且其中靶核酸序列包含彼此互补的第一链和第二链;(c3)在等温扩增条件下扩增靶核酸
序列。在一些实施方案中,扩增包括使dsDNA与以下接触:(i)第一引物和第二引物,其中第一引物能够与靶核酸序列的第一链的序列杂交,并且第二引物能够与靶核酸序列的第二链
的序列杂交;和(ii)具有超嗜热生物聚合酶活性的酶,由此产生核酸扩增产物,其中核酸扩增产物包含:(1)第一引物及其反向互补物的序列,(2)第二引物及其反向互补物的序列,和(3)侧翼为(1)第一引物及其反向互补物的序列和(2)第二引物及其反向互补物的序列的间
隔序列,其中间隔序列长1个至10个碱基。在一些实施方案中,该方法不包括使用除逆转录酶和/或具有超嗜热生物聚合酶活性的酶之外的任何酶。
[0027] 在一些实施方案中,步骤(d)还包括确定样品中dsDNA和/或包含靶核酸序列的核酸的量。在一些实施方案中,具有超嗜热生物聚合酶活性的酶具有与SEQ ID NO:1的氨基酸序列或其功能片段至少约90%相同或至少约95%相同的氨基酸序列。在一些实施方案中,
具有超嗜热生物聚合酶活性的酶是包含SEQ ID NO:1的氨基酸序列的聚合酶。在一些实施
方案中,具有超嗜热生物聚合酶活性的酶具有低外切核酸酶活性或没有外切核酸酶活性。
扩增靶核酸序列可以在约55摄氏度(“℃”)至约75℃(例如约65℃)的恒定温度进行。
[0028] 第一引物、第二引物或二者可以长约8个至17个碱基。在一些实施方案中,第一引物、第二引物或二者包含一个或更多个DNA碱基、修饰的DNA碱基或其组合。核酸扩增产物可长约20个至40个碱基。在一些实施方案中,间隔序列包含靶核酸序列的一部分。在一些实施方案中,间隔序列长1个至10个碱基。
[0029] 在一些实施方案中,该方法包括:使核酸扩增产物与能够与扩增产物杂交的信号产生寡核苷酸接触,其中信号产生寡核苷酸包含荧光团、猝灭剂或二者。在一些实施方案
中,检测核酸扩增产物包括检测荧光信号。在一些实施方案中,荧光信号来自分子信标。在一些实施方案中,该方法在单个反应容器中进行。在一些实施方案中,样品核糖核酸同时与逆转录酶和具有超嗜热生物聚合酶活性的酶接触。在一些实施方案中,样品核糖核酸同时
与逆转录酶、具有超嗜热生物聚合酶活性的酶以及第一引物和第二引物接触。在一些实施
方案中,样品核糖核酸同时与逆转录酶、具有超嗜热生物聚合酶活性的酶、第一引物、第二引物和逆转录引物接触。
[0030] 在一些实施方案中,一种或更多种裂解性剂能够使一种或更多种扩增试剂变性,并且其中一种或更多种保护剂能够防止一种或更多种扩增试剂被一种或更多种裂解性剂
变性。在一些实施方案中,一种或更多种保护剂能够隔离一种或更多种裂解性剂,从而防止一种或更多种扩增试剂被一种或更多种裂解性剂变性。在一些实施方案中,大于约90%的
一种或更多种裂解性剂被一种或更多种保护剂隔离。在一些实施方案中,少于约10%的一
种或更多种扩增试剂被一种或更多种裂解性剂变性。
[0031] 在一些实施方案中,样品包含多于一种核酸酶(例如,脱氧核糖核酸酶、核糖核酸酶)。在一些实施方案中,一种或更多种裂解性剂能够使核酸酶(例如,脱氧核糖核酸酶、核糖核酸酶)变性以产生变性的核酸酶(例如,变性的脱氧核糖核酸酶、变性的核糖核酸酶),其中一种或更多种还原剂能够还原核酸酶以产生还原的核酸酶(例如,还原的脱氧核糖核
酸酶、还原的核糖核酸酶),并且其中一种或更多种还原剂和一种或更多种裂解性剂能够产生还原变性的核酸酶(例如,还原变性的脱氧核糖核酸酶、还原变性的核糖核酸酶)。在一些实施方案中,变性的核糖核酸酶和/或还原变性的核糖核酸酶能够随着时间的推移和/或在
与一种或更多种裂解性剂的物理相互作用减少时复性,从而产生复性的核糖核酸酶。在一
些实施方案中,变性的脱氧核糖核酸酶和/或还原变性的脱氧核糖核酸酶能够随着时间的
推移和/或在与一种或更多种裂解性剂的物理相互作用减少时复性,从而产生复性的脱氧
核糖核酸酶。在一些实施方案中,一种或更多种裂解性剂的隔离减少了一种或更多种裂解
性剂与变性的脱氧核糖核酸酶、还原变性的脱氧核糖核酸酶、变性的核糖核酸酶和/或还原变性的核糖核酸酶的物理相互作用。在一些实施方案中,变性的脱氧核糖核酸酶、还原的脱氧核糖核酸酶、还原变性的脱氧核糖核酸酶、变性的核糖核酸酶、还原的核糖核酸酶和/或还原变性的核糖核酸酶是无酶促活性的,并且其中复性的核糖核酸酶和/或复性的脱氧核
糖核酸酶是有酶促活性的。在一些实施方案中,还原变性的核糖核酸酶的复性比变性的核
糖核酸酶慢至少约1.1倍。在一些实施方案中,还原变性的脱氧核糖核酸酶的复性比变性的脱氧核糖核酸酶慢至少约1.1倍。在一些实施方案中,与其中裂解缓冲液不包含一种或更多种还原剂的可比方法相比,逆转录酶使用多约1.1倍的样品核糖核酸作为模板来产生cDNA。
在一些实施方案中,与其中裂解缓冲液不包含一种或更多种还原剂的可比方法相比,具有
超嗜热生物聚合酶活性的酶使用多约1.1倍的样品脱氧核糖核酸作为模板来产生核酸扩增
产物。在一些实施方案中,与其中裂解缓冲液不包含一种或更多种还原剂的可比方法相比,扩增反应混合物在步骤(b)和/或步骤(c)后10分钟包含低至少1.1倍的核酸酶(例如,脱氧
核糖核酸酶、核糖核酸酶)活性。
[0032] 生物实体可以包括原核细胞、真核细胞、病毒颗粒、外泌体、原生质体和微泡中的一种或更多种。在一些实施方案中,生物实体包括病毒、细菌、真菌原生动物、其部分或其任何组合。在一些实施方案中,靶核酸序列是病毒、细菌、真菌或原生动物的核酸序列。在一些实施方案中,样品核酸来源于病毒、细菌、真菌或原生动物。病毒可包括SARS‑CoV‑2、人类免疫缺陷病毒1型(HIV‑1)、人类T细胞淋巴营养病毒1型(HTLV‑1)、乙型肝炎病毒(HBV)、丙型肝炎病毒(HCV)、单纯疱疹病毒、疱疹病毒6、疱疹病毒7、EB病毒、呼吸道合胞病毒(RSV)、巨细胞病毒、水痘‑带状疱疹病毒、JC病毒、细小病毒B19、甲型流感病毒、乙型流感病毒、丙型流感病毒、轮状病毒、人类腺病毒、疹病毒、人类肠道病毒、生殖器人类乳头瘤病毒(HPV)和汉坦病毒中的一种或更多种。在一些实施方案中,细菌包括结核分枝杆菌
(Mycobacteria tuberculosis)、立氏立克次体(Rickettsia rickettsii)、查菲埃立克体
(Ehrlichia chaffeensis)、伯氏疏螺旋体(Borrelia burgdorferi)、鼠疫耶尔森菌
(Yersinia pestis)、梅毒螺旋体(Treponema pallidum)、沙眼衣原体(Chlamydia 
trachomatis)、炎衣原体(Chlamydia pneumoniae)、肺炎支原体(Mycoplasma 
pneumoniae)、支原体属种(Mycoplasma sp.)、嗜肺军团菌(Legionella pneumophila)、杜莫夫军团菌(Legionella dumoffii)、发酵支原体(Mycoplasma fermentans)、埃立克体属
种(Ehrlichia sp.)、流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae)、脑膜炎奈瑟菌(Neisseria meningitidis)、淋病奈瑟菌(Neisseria gonorrhoeae)、肺炎链球菌(Streptococcus 
pneumonia)、无乳链球菌(S.agalactiae)、以及单核细胞增生李斯特菌(Listeria 
monocytogenes)中的一种或更多种。在一些实施方案中,真菌包括新生隐球菌
(Cryptococcus neoformans)、卡氏肺囊虫(Pneumocystis carinii)、荚膜组织胞浆菌
(Histoplasma capsulatum)、皮炎芽生菌(Blastomyces dermatitidis)、粗球孢子菌
(Coccidioides immitis)、以及红色毛癣菌(Trichophyton rubrum)中的一种或更多种。在一些实施方案中,原生动物包括克氏锥虫(Trypanosoma  cruzi)、利什曼原虫属种
(Leishmania sp.)、疟原虫(Plasmodium)、溶组织内阿米巴(Entamoeba histolytica)、田鼠巴贝斯虫(Babesia microti)、蓝氏贾第鞭毛虫(Giardia lamblia)、环孢子虫属种
(Cyclospora sp.)、以及球虫属种(Eimeria sp.)中的一种或更多种。在一些实施方案中,扩增步骤包括两种或更多种靶核酸序列的多重扩增,并且其中检测步骤包括衍生自
所述两种或更多种靶核酸序列的两种或更多种核酸扩增产物的多重检测。在一些实施方案
中,两种或更多种靶核酸序列对两种或更多种不同生物体是特异性的。在一些实施方案中,两种或更多种不同生物体包括沙眼衣原体、淋病奈瑟菌、SARS‑CoV‑2、甲型流感病毒、乙型流感病毒和/或丙型流感病毒中的一种或更多种。
[0033] 在一些实施方案中,扩增包括和/或不包括以下的一种或更多种:环介导的等温扩增(LAMP)、解旋酶依赖性扩增(HDA)、重组酶聚合酶扩增(RPA)、链置换扩增(SDA)、基于核酸序列的扩增(NASBA)、转录介导的扩增(TMA)、切口酶扩增反应(NEAR)、滚环扩增(RCA)、多重置换扩增(MDA)、分支扩增(RAM)、环状解旋酶依赖性扩增(cHDA)、单引物等温扩增(SPIA)、信号介导的RNA扩增技术(SMART)、自维持序列复制(3SR)、基因组指数扩增反应(GEAR)和等温多重置换扩增(IMDA)。在一些实施方案中,扩增不包括LAMP。在一些实施方案中,该方法不包括以下的一个或更多个:(i)经处理的样品的稀释;(ii)扩增反应混合物的稀释;(iii)经处理的样品的热变性;(iv)经处理的样品的声处理;(v)扩增反应混合物的声处理;(vi)向经处理的样品添加核糖核酸酶抑制剂和/或脱氧核糖核酸酶抑制剂;(vii)向扩增反应混
合物添加核糖核酸酶抑制剂和/或脱氧核糖核酸酶抑制剂;(viii)样品的纯化;(ix)样品核酸的纯化;(x)核酸扩增产物的纯化;(xi)从经处理的样品或扩增反应混合物除去一种或更多种裂解性剂;(xii)在扩增之前和/或扩增期间对样品核酸进行热变性和/或酶促变性;和(xiii)向经处理的样品或扩增反应混合物添加核糖核酸酶H。在一些实施方案中,样品保持在扩增温度(例如,67℃)。在一些实施方案中,在扩增反应之前,样品保持在室温和反应温度之间的温度1‑2分钟,以促进RNA样品的逆转录反应。
[0034] 本文的公开内容包括用于检测样品中的靶核酸序列的试剂盒。在一些实施方案中,试剂盒包括:(a)包含一种或更多种裂解性剂的裂解缓冲液,其中一种或更多种裂解性剂能够裂解生物实体以释放其中包含的样品核酸,其中该样品核酸被怀疑包含靶核酸序
列;和(b)包含一种或更多种保护剂和一种或更多种扩增试剂的试剂组合物(例如,干燥的
组合物),其中一种或更多种扩增试剂包含用于在等温扩增条件下扩增靶核酸序列的一种
或更多种组分。在一些实施方案中,所述组分包括:(i)第一引物和第二引物,其中第一引物能够与靶核酸序列的第一链的序列杂交,并且第二引物能够与靶核酸序列的第二链的序列
杂交;和(ii)具有能够产生核酸扩增产物的超嗜热生物聚合酶活性的酶。在一些实施方案
中,裂解缓冲液和/或试剂组合物包含一种或更多种还原剂。一种或更多种还原剂可包括2‑巯基乙醇、DTT、TCEP、DTE、还原型谷胱甘肽、半胱胺、TBP、二硫赤藓糖醇、THPP、2‑巯基乙胺‑HCl、DTBA、半胱氨酸、半胱氨酸‑巯基乙酸酯、亚硫酸盐、巯基乙酸和HED中的一种或更多种。
[0035] 试剂盒可以包括:为核酸扩增产物提供实时检测活性的至少一种组分。在一些实施方案中,实时检测活性由分子信标提供。在一些实施方案中,试剂组合物(例如,干燥的组合物)包含逆转录酶和/或逆转录引物。具有超嗜热生物聚合酶活性的酶可以具有与SEQ ID NO:1的氨基酸序列或其功能片段至少约90%相同或至少约95%相同的氨基酸序列。在一些
实施方案中,具有超嗜热生物聚合酶活性的酶是包含SEQ ID NO:1的氨基酸序列的聚合酶。
在一些实施方案中,核酸扩增产物长约20个至40个碱基,且其中核酸扩增产物包含:(1)第一引物及其反向互补物的序列,(2)第二引物及其反向互补物的序列,和(3)侧翼为(1)第一引物及其反向互补物的序列和(2)第二引物及其反向互补物的序列的间隔序列,其中间隔
序列长1个至10个碱基。
[0036] 一种或更多种保护剂与一种或更多种扩增试剂的摩尔比可以在约10:1至约1:10之间(例如,约2:1)。在一些实施方案中,一种或更多种添加剂包括吐温20、Triton X‑100、吐温80、非离子洗涤剂(例如,非离子表面活性剂)或其任何组合。在一些实施方案中,一种或更多种保护剂包括式(I)的环糊精化合物。在一些实施方案中,一种或更多种保护剂能够隔离一种或更多种裂解性剂,从而防止一种或更多种扩增试剂被一种或更多种裂解性剂变
性。在一些实施方案中,一种或更多种裂解试剂构成经处理的样品的约0.001%(w/v)至约
1.0%(w/v),例如经处理的样品的约0.2%(w/v)。在一些实施方案中,一种或更多种裂解性剂包括洗涤剂。洗涤剂可包括阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂中的一种或更多种。
[0037] 附图简述
[0038] 图1A‑图1B示出了本文提供的等温扩增反应的非限制性示例性示意图。
[0039] 图2A‑图2B描绘了与阴离子洗涤剂SDS和HP‑βCD对淋病奈瑟菌DNA扩增的影响相关的数据。示出了无保护剂的测定(图2A)或有4% HP‑βCD的测定(图2B)。
[0040] 图3A‑图3B描绘了与阳离子洗涤剂CTAB对沙眼衣原体DNA扩增的影响相关的数据。
[0041] 图4描绘了与沙眼衣原体的裂解相关的数据。
[0042] 图5A‑图5B描绘了与羟丙基‑β‑环糊精(HPβCD)保护对乙型流感病毒检测的影响相关的数据。
[0043] 图6描绘了与添加顺序测定相关的数据。
[0044] 图7描绘了与在不同温度在存在CTAB的情况下DTT对RNA酶A失活的不可逆性的影响相关的数据。
[0045] 图8描绘了与DTT和HP‑βCD对RNA酶A失活的影响相关的数据。
[0046] 图9描绘了与不可逆RNA酶失活的要求相关的数据。
[0047] 图10A描绘了与保护RNA免受鼻拭子核糖核酸酶相关的数据。图10B描绘了与评估保护程度的测定校准相关的数据。
[0048] 图11A‑图11B描绘了与在58℃无βCD(图11A)和有βCD(图11B)时RNA酶A活性相关的数据。
[0049] 图12A‑图12B描绘了在ELB(洗脱/裂解缓冲液)中用DTT进行的乙型流感测定中与RNA酶A灭活相关的数据。
[0050] 图13描绘了与鼻核糖核酸酶失活的快速不可逆性相关的数据。
[0051] 图14A‑图14B描绘了在存在和不存在临床基质的情况下与用于等温乙型流感病毒检测的直接裂解相关的数据。
[0052] 详细描述
[0053] 在以下详细描述中,参考了构成本文的一部分的附图。在附图中,除非上下文另有指示,否则相似的符号通常标识相似的部件。在详细描述、附图和权利要求书中描述的说明性实施方案不意味着是限制性的。在不脱离本文提出的主题的精神或范围的情况下,可以利用其他实施方案,并且可以做出其他改变。将容易理解的是,如本文一般描述的以及附图中图示的本公开内容的方面能够以各种不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计,所有这些都在本文中明确设想并且构成本公开内容的一部分。
[0054] 本文提及的所有专利、公开的专利申请、其他出版物和来自GenBank的序列,以及其他数据库关于相关技术通过引用以其整体并入本文。
[0055] 除非另外定义,否则本文使用的技术术语和科学术语具有与本公开内容所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。参见例如,Singleton等人,Dictionary of 
Microbiology and Molecular Biology,第2版,J.Wiley&Sons(New York,NY 1994);
Sambrook等人,Molecular Cloning,A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Press
(Cold Spring Harbor,NY 1989)。出于本公开内容的目的,以下术语在下文定义。
[0056] 本文的公开内容包括用于检测样品中的靶核酸序列的方法。在一些实施方案中,该方法包括:(a)使包含生物实体的样品与裂解缓冲液接触以产生经处理的样品,其中裂解缓冲液包含一种或更多种裂解性剂,其中一种或更多种裂解性剂能够裂解生物实体以释放
其中包含的样品核酸,其中样品核酸被怀疑包含靶核酸序列。该方法可以包括:(b)使试剂组合物(例如,干燥的组合物)与经处理的样品接触以产生扩增反应混合物,其中试剂组合
物包含一种或更多种保护剂和一种或更多种扩增试剂。该方法可以包括:(c)扩增扩增反应混合物中的靶核酸序列,由此产生核酸扩增产物。该方法可以包括:(d)检测核酸扩增产物,其中检测在从试剂组合物与经处理的样品接触的时间起小于约20分钟、约15分钟、约10分
钟、约5分钟或约2.5分钟内进行。
[0057] 本文的公开内容包括用于检测样品中的靶核酸序列的试剂盒。在一些实施方案中,试剂盒包括:(a)包含一种或更多种裂解性剂的裂解缓冲液,其中一种或更多种裂解性剂能够裂解生物实体以释放其中包含的样品核酸,其中样品核酸被怀疑包含靶核酸序列;
和(b)包含一种或更多种保护剂和一种或更多种扩增试剂的试剂组合物(例如,干燥的组合
物),其中一种或更多种扩增试剂包含用于在等温扩增条件下扩增靶核酸序列的一种或更
多种组分。在一些实施方案中,所述组分包括:(i)第一引物和第二引物,其中第一引物能够与靶核酸序列的第一链的序列杂交,并且第二引物能够与靶核酸序列的第二链的序列杂
交;和(ii)具有能够产生核酸扩增产物的超嗜热生物聚合酶活性的酶。裂解缓冲液和/或试剂组合物可包含一种或更多种还原剂(包括但不限于2‑巯基乙醇、DTT、TCEP、DTE、还原型谷胱甘肽、半胱胺、TBP、二硫赤藓糖醇、THPP、2‑巯基乙胺‑HCl、DTBA、半胱氨酸、半胱氨酸‑巯基乙酸酯、亚硫酸盐、巯基乙酸和HED中的一种或更多种)。
[0058] 本文提供了用于扩增核酸的方法和组合物。传统的核酸扩增方法通常需要热循环过程、核酸变性、促进链解链、链分离和/或链交换的蛋白(例如,酶)(例如,解旋酶、重组酶)和/或内切核酸酶剂(例如,限制性内切酶、切口酶),并且通常需要20分钟至30分钟的最小反应时间。本文提供的核酸扩增方法可以在没有热循环、没有样品核酸的热变性和/或酶促变性、没有添加促进链解链、链分离和/或链交换的蛋白(例如,酶)、没有内切核酸酶剂并且在约10‑15分钟的反应时间内进行。
[0059] 核酸扩增方法
[0060] 本文提供的公开内容包括用于例如在基于离子洗涤剂的裂解溶液中扩增(例如,等温扩增)来源于样品的核酸的方法和组合物。在一些实施方案中,方法包括裂解样品中的生物实体(例如,病原体),然后直接进行释放的RNA靶序列的等温扩增和实时检测。在一些实施方案中,这些方法有利地显示了核酸酶(例如,脱氧核糖核酸酶、核糖核酸酶)的失活和防止临床和生理样品中的DNA和/或RNA降解。本文还提供了在等温核酸扩增和实时检测之
前直接裂解临床样品中的病毒和细菌病原体的方法和组合物,而无任何纯化或分离步骤。
在一些实施方案中,本文公开了一种两步方法,包括使用灭活核酸酶的裂解性剂化学裂解
含有核酸酶(例如,脱氧核糖核酸酶、核糖核酸酶)的临床样品中的病毒颗粒或细菌细胞的
第一步,随后是其中化学剂可以在有利于酶活性的后续反应条件下防止核酸酶的再活化的
第二步。在一些实施方案中,本文提供的两步方法不包括样品纯化和/或核酸分离/纯化。本文还提供了一步方法,包括当裂解性剂和还原剂都存在于裂解缓冲液中时,同时化学裂解
和核酸酶(例如,脱氧核糖核酸酶、核糖核酸酶)的灭活。在一些实施方案中,本文提供的方法是两步方法。
[0061] 本文提供的公开内容包括用于临床样品中直接病原体裂解的方法和组合物,以实现使用古细菌聚合酶的等温扩增和核酸的实时检测。可以开发不需要样品纯化的快速护理
点(POC)诊断。病毒颗粒、细菌细胞或其他病原体仍然需要裂解,以便它们的DNA和RNA可以从细胞释放出来,并可用于扩增反应。传统的化学裂解方法(例如,使用强碱、离子洗涤剂和离液剂)与酶的功能不相容,因为这些剂也会使任何DNA聚合酶或其他酶失活。因此,与酶功能相容且不需要任何核酸纯化步骤来去除裂解试剂的有效化学裂解方法具有重要价值。
[0062] 在一些实施方案中,将含有病原体的临床样品添加到含有洗涤剂(例如,强效离子洗涤剂)的裂解缓冲液中,以裂解生物实体(例如,靶病原体)以释放核酸。裂解溶液可以直接转移到含有冻干的扩增试剂和针对离子洗涤剂的保护剂的反应中,离子洗涤剂有效中和
裂解缓冲液中使用的化学洗涤剂,从而使反应能够在没有中间纯化或分离步骤的情况下进
行。本文提供的方法和组合物有利地能够用患者样品进行直接、快速的靶扩增反应(本文使用的,术语“直接”可以意指在样品递送到设计为释放靶生物体的保护层的基于离子洗涤剂的裂解溶液中之后,没有样品的核酸纯化或稀释)。然后该溶液可用于溶解干燥的反应试
剂。由于裂解离子洗涤剂与扩增化学不相容,完成该化学的干燥试剂可以包括环糊精,其隔离离子洗涤剂,防止本来会与反应化学中的酶发生有害的相互作用。本文提供的试剂和干
燥条件可以使得,在将裂解溶液递送到干燥的试剂时,环糊精比酶溶解得更快和/或起作用足够快以保护酶,因为即使酶非常短暂地暴露于离子洗涤剂也足以使酶失活。虽然核酸扩
增方法诸如PCR和RT‑PCR测定具有每个反应一个基因组拷贝的理论检测极限,但临床样品
中抑制剂的存在会限制用于核酸扩增的酶的功能。因此,对于临床样品中病原体的分子检
测,目前可用的方法通常涉及用于核酸(DNA或RNA)扩增的纯化或分离步骤。离子洗涤剂通
常用于细菌细胞裂解和RNA或DNA提取。由于离子洗涤剂对扩增方法诸如使用Taq聚合酶的
PCR的强变性影响和抑制,离子洗涤剂在没有分离或纯化步骤的情况下不能用于病原体裂
解。不同于其他方法,所公开的组合物和方法提供了使用离子洗涤剂直接裂解临床样品中
的病原体,并允许释放的核酸的等温扩增和实时检测,而无纯化或分离步骤,从而减少了测定时间和复杂性,以及污染的风险。
[0063] 本文公开的组合物和方法可以克服在开发用于快速、护理点、等温靶扩增/检测患者呼吸样品中的RNA病毒如流感病毒或冠状病毒的系统时遇到的一系列障碍。作为最有效
的病毒裂解方法,选择了强效离子洗涤剂,诸如十二烷基硫酸钠(SDS)进行原理验证实验。
SDS可以抑制样品中通常存在的多种有害酶。在直接测试中,可以抑制有害酶的相同裂解性剂也可以抑制完成扩增/检测反应所需的酶。为了克服这一障碍,通过在含有用于随后扩增释放的核糖核酸的酶的冻干反应混合物中包含环糊精化合物来隔离SDS。然而,随后发现,这种隔离也可以允许样品中有害的核糖核酸酶活性的快速再活化。为了克服该再活化障
碍,可以在裂解步骤期间包含还原剂。因此,有害的核糖核酸酶活性可以迅速且不可逆地被灭活,从而产生完整的准备用于扩增的核糖核酸,无需分离或纯化。更准确地说,含有RNA病毒的患者呼吸样品不可避免地含有普遍存在的核糖核酸酶。在对这些病毒RNA进行快速分
子古细菌聚合酶扩增(APA)测试的预期程序期间,可能有两个步骤,在此期间靶RNA易受这
些核糖核酸酶的破坏。第一个裂解步骤发生在将样品递送到含有裂解性剂的裂解缓冲液中
之后,裂解性剂被设计成从病毒的保护层中释放病毒RNA,以产生裂解物。因此,释放的RNA将不再被保护免受核糖核酸酶活性。第二个反应步骤可以从干燥的APA试剂的这种裂解物
的直接溶解开始,RNA对样品核糖核酸酶持续敏感。RNA破坏的风险可能持续存在,直到包含的酶—逆转录酶—完成了RNA靶区段的DNA拷贝,作为通过APA过程或任何等温过程扩增和
检测该DNA拷贝的前奏。离子洗涤剂,诸如SDS和/或十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),可以在本文提供的方法和组合物中用作裂解性剂,并且可以允许有效裂解,并且还通过变性抑制
核糖核酸酶,从而在裂解步骤期间保护靶RNA。然而,随后的直接、快速分子测试反应,由裂解的样品直接溶解干燥的反应混合物而起始,而无分离或核酸纯化,可能需要快速去除SDS(和/或CTAB),因为SDS(和/或CTAB)也会使反应所需的酶—逆转录酶和聚合酶—变性。然
而,去除一些用于使核糖核酸酶变性的剂可能因此使其再活化,即恢复其酶促活性。如本文所公开的,SDS(和/或CTAB)的快速去除可以通过在干燥的反应混合物中包含环糊精来实
现。事实上,这种快速去除也可能加速一些变性蛋白质的重折叠。如本文所公开的,确实表明在存在环糊精的情况下核糖核酸酶再活化非常迅速,使靶RNA不受保护。在一些变性剂对核糖核酸酶的变性期间添加还原剂可以延迟在变性剂和还原剂的相对缓慢去除后的再活
化,通常数小时。如本文所述,在裂解步骤期间添加还原剂,连同SDS(和/或CTAB),立即使核糖核酸酶灭活充分不可逆,实现酶介导的分子检测,尽管在短暂的裂解步骤后,由于环糊精快速去除SDS(和/或CTAB),核糖核酸酶重折叠可能加速。还原剂可以与酶促检测相容,因此在一些实施方案中不需要去除。
[0064] 本文提供的方法和组合物提供了优于目前可用的核酸检测方法和组合物的各种意想不到的优点,目前可用的核酸检测方法和组合物例如以下中描述的那些:美国专利第
5705345号、第5422241号、第6777210号和第6204375号;美国专利申请公布第20170152546号和第20140322761号,Anfinsen,Christian B.等人.(Proc Natl Acad Sci USA 47.9
(1961):1309),Anand(IJC 2013),以及Yamaguchi,Hiroshi(Biomolecules 4.1(2014):
235‑251)。
[0065] 例如,目前可用的方法使用环糊精来中和含离子洗涤剂的裂解溶液,以实现在湿反应(无干燥的试剂)中进行后续扩增。这些可用的方法需要向洗涤剂裂解物中添加环糊
精,这是与本文公开的护理点分子诊断不一致的额外步骤。在本文提供的方法的一些实施
方案中,在CD可以在酶之前溶解的条件下,将裂解物添加到含有CD的干燥试剂中。相比之
下,目前可用的方法,在0.5% SDS中和洗涤剂后,使用稀释进入扩增反应混合物中以获得最终的0.05%SDS(即,稀释到扩增反应中,与护理点不一致)。本文提供的中和和扩增可以在0.2% SDS的同一溶液中发生。目前可用的方法还包括将核酸固定在固体支持物诸如FTE
纸上,并将裂解试剂包埋在固体基质上。然而,尽管样品类型可以扩展到易于裂解的人类血液,这样的方法也不能为难以裂解的病原体提供有效的裂解或扩增。因此,这些目前可用的方法对于临床样品的用途有限,并且也实质上不同于本文所公开的方法。此外,在没有SDS或SDS加环糊精的情况下目前可用的方法无法用逆转录酶实现对RNA靶的同等的表现。
[0066] 目前可用的组合物和方法(例如,用于核糖核酸酶灭活)在本文设想的应用的上下文中被示出是不足的。例如,那些目前可用的组合物和方法仅在灭活后显示效,而在灭活期间(例如,在这种情况下,分别在反应步骤和裂解步骤期间)不显示效力。此外,目前可用的方法为了不可逆需要在60℃至少4分钟,而本文提供的组合物和方法可以允许在68℃几
乎立即不可逆灭活,从而实现更快速的裂解步骤,这是护理点应用中的基本要素。例如,
Myhrvold等人(Science.2018April 27;360(6387):444‑448)公开了用多步骤、繁琐且慢得不可接受的现有技术方法灭活RNA酶,并且没有公开本文提供的组合物(例如,裂解缓冲液、保护剂)和方法。另外,目前可用的方法采用未知灵敏度的未校准方法来评估残留的核糖核酸酶活性,而本文提供的灭活后核糖核酸酶活性的评估使用预期的分子诊断测试作为效力
测试。此外,目前可用的方法只能在最大200ng/ml时实现不可逆的核糖核酸酶灭活,而本文提供的组合物和方法以10μg/ml显示出实用性,以适应患者样品中潜在的更大量。此外,目前可用的方法试图在核糖核酸酶灭活后显示效力,而不是在灭活期间。另外,目前可用的方法设计用于分析应用,其中在添加变性剂之前有意混合和孵育纯RNA和核糖核酸酶,并具有另外的提取、分离或纯化步骤,包括用试剂处理,该试剂将通过沉淀纯化未消化的RNA和核糖核酸酶,对核糖核酸酶活性的恢复具有未探索的影响,该过程与快速护理点应用不相容。
与目前可用的方法不同,目前可用的方法显示了在存在变性剂尿素和还原剂的情况下长时
间变性并且然后相对缓慢地去除二者后核糖核酸酶的延迟的再活化,本文提供了当通过仅
快速去除变性离子洗涤剂实现快速复性时,对充分防止核糖核酸酶再活化实现类似但快
速、立即影响的条件。此外,目前环糊精对各种蛋白质的重折叠有影响但不一定对它们的再活化有影响的假设还没有应用于核糖核酸酶。另外,目前尚不清楚环糊精处理核糖核酸酶
(例如,RNA酶A)后涉及复性和再活化的时间尺度是否遵循与所研究的模式蛋白相同的去折
叠和重折叠途径。此外,目前可用的方法考虑包含核糖核酸酶抑制剂,以使该过程能够在去除离子洗涤剂后进行下一个酶促步骤(而不是在灭活期间包含还原剂)。
[0067] 尽管目前可用的方法考虑了在用还原剂灭活核糖核酸酶后,直接在含有核糖核酸酶的样品中有效逆转录RNA,而无核酸纯化,但是没有一种方法被这样设计成能够包含刺激性化学病毒裂解试剂,诸如阴离子洗涤剂SDS或阳离子洗涤剂CTAB,如本文所述的快速分子诊断所需的。意想不到的是,并且如本文所示,变性剂和还原剂基本上瞬间灭活了核糖核酸酶,允许直接的随后逆转录,其速度与本文设想的应用所需的速度一样快。
[0068] 意想不到的是,并且如本文所述,在快速分子测试所需的条件下,操作性核糖核酸酶(operational ribonuclease irreversibility)不可逆性除了需要还原剂之外,还需要离子洗涤剂,随后选择性快速去除洗涤剂。Bender等人(J Mol Diagn.2020Aug;22(8):
1030‑1040)公开了使用包括长时间孵育、蛋白酶K和/或升高的孵育温度的方法使内源性核糖核酸酶失活,这被本文提供的方法和组合物有利地避免。本文提供的方法和组合物克服
了目前可用的方法中的各种问题,以实现患者样品中真正直接、快速的分子RNA测试。具体而言,本文提供的裂解性剂可以是离子洗涤剂,诸如SDS或CTAB,其也在裂解步骤期间使核酸酶(例如,脱氧核糖核酸酶、核糖核酸酶)失活。包含第二组分即还原剂,诸如二硫苏糖醇(DTT)或半胱氨酸,可以确保在反应步骤期间,在环糊精去除洗涤剂时,防止核糖核酸酶再活化,至少足够长的时间,直到产生病毒RNA的DNA拷贝。如本文所公开的,在68℃裂解期间,核糖核酸酶失活的操作不可逆性几乎可以立即实现。仅使用离子洗涤剂,但不使用还原剂,尽管核糖核酸酶活性在裂解期间被阻止(在存在洗涤剂的情况下),但在用环糊精处理去除
洗涤剂后,核糖核酸酶活性被完全和快速恢复,并干扰病毒RNA检测。如本文所公开的,没有离子洗涤剂而只有还原剂核糖核酸酶活性使得RNA不可检测,这可能是由于核糖核酸酶在
裂解期间和反应期间两者的活性。因此,如本文所述,为了在这些条件下成功检测,需要用离子洗涤剂和还原剂同时处理。
[0069] 在一些实施方案中,所公开的方法和组合物能够实现核酸的等温扩增和实时检测,而不需要用于临床样品中的直接病原体裂解的护理点分子诊断的样品分离或纯化。在
一些实施方案中,提供了含有强效离子洗涤剂的裂解缓冲液,其可用于裂解临床样品中的
病原体。扩增试剂可以包含针对裂解试剂的保护剂,并且可以被干燥(例如,冻干、热干燥)并用于在护理点设置中扩增释放的核酸。
[0070] 本文提供的组合物和方法能够对临床样品中的RNA/RNA病毒进行护理点分子诊断,其可以快速且不可逆地灭活核酸酶(例如,脱氧核糖核酸酶、核糖核酸酶),而不需要分离、纯化或提取以扩增脱氧核糖核酸和/或核糖核酸。本文提供的方法和组合物与多种裂解缓冲液和裂解性剂相容,包括但不限于阴离子洗涤剂、烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、胆盐和阳离子洗涤剂,包括具有各种烷基链长度的烷基三甲基铵表面活性剂。
[0071] 离子洗涤剂是强效的细胞裂解化学物质。离子洗涤剂诸如SDS溶解细胞膜的磷脂和蛋白质组分,导致细胞裂解和细胞内容物的释放。SDS在大于0.01%(w/v)的浓度下对Taq聚合酶的PCR以及古细菌聚合酶的扩增可以具有抑制作用。环糊精(CD)是环状寡糖,类似于具有疏水内腔和亲水性外表面的截短锥体。天然环糊精包括α、β和γ‑CD。这些CD可以具有有限的溶解度,而化学修饰的CD衍生物诸如羟丙基β‑CD在水性介质中的溶解度可提高多达
50%。β‑CD与离子洗涤剂诸如十二烷基硫酸钠(SDS)以主要1:1的化学计量比形成强包合络合物(inclusion complex)(比α‑CD和γ‑CD更强)。离子洗涤剂可用在用于细胞裂解/样品制备的裂解缓冲液中。如本文所述,环糊精可以掺入含有酶和其他测定组分的干燥(例如,冻干、热干燥)颗粒中,作为防止离子洗涤剂的有害作用的保护剂。在裂解步骤之后,样品溶液可以与含有环糊精的干燥(例如,冻干、热干燥)颗粒混合,以促进CD和SDS包合络合
(inclusion complexation)。
[0072] 对呼吸样品中的RNA病毒进行快速、直接的分子测试需要初始裂解步骤,以从包含水化合物、脂肪和蛋白质的保护层释放病毒RNA。裂解必须以不可逆的方式充分破坏例如变性蛋白质结构,以使RNA完整并可用于随后的酶介导的扩增步骤。直接分子测试意味着,该同一苛刻的裂解溶液然后必须溶解反应试剂/酶,并且从而与酶介导的扩增步骤相容。因为酶是蛋白质,所以完成裂解的蛋白质变性要素必须被去除,而且在这种情况下要快速去
除。为了使裂解溶液与扩增步骤相容,在一些实施方案中,提供了包含环糊精化合物的干燥扩增试剂,该环糊精化合物在用裂解溶液溶解干燥试剂时,在离子洗涤剂使扩增酶变性之
前,立即隔离离子洗涤剂。在一些实施方案中,干燥试剂的溶解被设计成使得获得这种溶解顺序。在一些实施方案中,干燥试剂的溶解被设计成使得这种顺序的事件发生。含有RNA病毒的呼吸样品也含有潜在的干扰核糖核酸酶。取决于用于实现裂解的方法,病毒RNA的释放可能使其易受这些核糖核酸酶的破坏。通过离子洗涤剂裂解的一个优点是,核糖核酸酶作
为蛋白质也被变性,并且因此在裂解步骤期间是失活的。然而,与大多数其他蛋白质相比,核糖核酸酶显示出非常不寻常的特性,即变性可以是可逆的,例如,在去除变性剂时发生复性(酶促活性恢复)。因此,在溶解干燥的试剂后通过本文提供的环糊精去除离子洗涤剂时,样品核糖核酸酶可以被再活化并能够干扰RNA逆转录。先前没有显示离子洗涤剂在处理后
的隔离加速了核糖核酸酶的复性。在核糖核酸酶的变性期间添加还原剂,例如,用尿素等变性剂而不是洗涤剂,可以在二者相对缓慢地去除后延迟复性。这可能是因为还原剂引起了
核糖核酸酶巯基氨基酸残基的修饰,阻止了它们在指导核糖核酸酶重折叠和酶促活性恢复
中的重要作用。如本文所述,还原剂确实防止或充分延迟了核糖核酸酶随后的再活化,核糖核酸酶将在用环糊精隔离离子洗涤剂变性剂时干扰RNA检测。本公开内容提供了首次证明
所公开的处理组合(例如离子洗涤剂与还原剂)的有效性,使得在用环糊精选择性、快速去
除离子洗涤剂后,核糖核酸酶灭活足够快速和持久。所有这些特性在对呼吸样品中RNA病毒的快速、直接分子检测中都可以是必不可少的。
[0073] 本文提供的方法和组合物可应用于用于样品制备的其它扩增方法而无纯化或分离,例如PCR、RT‑PCR或其它等温扩增方法。本文提供的方法和组合物也可应用于需要样品制备步骤的基因组测序方法或任何核酸(DNA或RNA)扩增或检测方法。本文提供的方法和组
合物也可用于基因分型、诊断和法医学。所公开的方法和组合物不限于等温扩增方法,而是可以应用于其他扩增/检测方法,例如RT‑PCR、WGS测序,并且也可以应用于RNA纯化/提取而无分离。
[0074] 如本文所述,意想不到地发现,在羟丙基β‑CD和SDS的摩尔比为2:1时,羟丙基β‑CD的动力学足够快。在存在还原剂的情况下通过变性使核糖核酸酶失活,并且在去除灭活剂期间或之后会发生再活化。然而,先前没有展示在存在还原剂的情况下用离子洗涤剂变性
后,环糊精快速去除洗涤剂时的再活化动力学。意想不到的是,并且如本文所述,发现在这些条件下,在不存在还原剂的情况下,再活化的动力学足够快,使得它们可以干扰随后由酶逆转录酶介导的RNA的DNA拷贝的产生。尽管事实上只有非常短的、约30个核苷酸的RNA区段在几秒钟内被逆转录,但情况确实如此。尽管先前在本领域中没有展示,但如本文所述,意想不到地发现在环糊精处理之前包含还原剂充分延迟了核糖核酸酶的再活化,从而能够完
成逆转录和随后的DNA拷贝的扩增和检测。有利的是,在本文公开的方法、试剂盒和组合物的实践期间如此观察到的核糖核酸酶的有效不可逆灭活实际上是瞬时的,不同于目前可用
的基于热的方法,并且目前可用的方法,诸如以上描述的那些,在各种不同的条件下,不是足够不可逆的,不能有效地用于本文描述的条件下的快速诊断应用。
[0075] 本文的公开内容包括用于检测样品中的靶核酸序列的方法。在一些实施方案中,该方法包括:(a)使包含生物实体的样品与裂解缓冲液接触以产生经处理的样品,其中裂解缓冲液包含一种或更多种裂解性剂,其中一种或更多种裂解性剂能够裂解生物实体以释放
其中包含的样品核酸,其中该样品核酸被怀疑包含靶核酸序列。该方法可以包括:(b)使试剂组合物(例如,干燥的组合物)与经处理的样品接触以产生扩增反应混合物,其中试剂组
合物包含一种或更多种保护剂和一种或更多种扩增试剂。该方法可以包括:(c)扩增扩增反应混合物中的靶核酸序列,由此产生核酸扩增产物。该方法可以包括:(d)检测核酸扩增产物,其中从试剂组合物与经处理的样品接触起在小于约20分钟(例如,约20、19、18、17、16、
15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2或1分钟,或这些值中的任何两个之间的数量或范围)内进行检测。在一些实施方案中,步骤(b)和(c)同时进行(例如,在干燥的组合物和经处理的样品接触发生后,扩增就开始)。在一些实施方案中,试剂组合物包括两种或更多种试剂组合物(包含相同或不同的组分)。在一些实施方案中,裂解缓冲液包括两种或更多种裂
解缓冲液(包含相同或不同的组分)。
[0076] 样品核酸可以包括样品核糖核酸和/或样品脱氧核糖核酸。样品核糖核酸可以包括细胞RNA、mRNA、微RNA、细菌RNA、病毒RNA或其任何组合。一种或更多种扩增试剂可包含逆转录酶和/或具有超嗜热生物聚合酶活性的酶。在一些实施方案中,具有超嗜热生物聚合酶活性的酶具有逆转录酶活性。使试剂组合物(例如,干燥的组合物)与经处理的样品接触可
以包括将试剂组合物溶解在经处理的样品中。试剂组合物可以包含逆转录酶、具有超嗜热
生物聚合酶活性的酶、第一引物、第二引物和逆转录引物中的一种或更多种。扩增可以在等温扩增条件进行。检测核酸扩增产物可以包括使用实时检测方法。
[0077] 一种或更多种裂解试剂可构成经处理的样品的约0.001%(w/v)至约1.0%(w/v),例如经处理的样品的约0.2%(w/v)。样品核酸可以包含含有靶核酸序列的核酸。靶核酸序
列可包含彼此互补的第一链和第二链。
[0078] 扩增靶核酸序列可以包括:在等温扩增条件扩增包含彼此互补的第一链和第二链的靶核酸序列,其中扩增包括使包含靶核酸序列的核酸与以下接触:i)第一引物和第二引
物,其中第一引物能够与靶核酸序列的第一链的序列杂交,并且第二引物能够与靶核酸序
列的第二链的序列杂交;和ii)具有超嗜热生物聚合酶活性的酶,从而产生核酸扩增产物,其中核酸扩增产物包含:(1)第一引物及其反向互补物的序列,(2)第二引物及其反向互补
物的序列,和(3)侧翼为(1)第一引物及其反向互补物的序列和(2)第二引物及其反向互补
物的序列的间隔序列,其中间隔序列长1个至10个碱基。
[0079] 在一些实施方案中,扩增不包括使用除具有超嗜热生物聚合酶活性的酶之外的任何酶,并且扩增不包括使核酸变性。在一些实施方案中,该方法不包括在步骤(c)之前或期间使核酸与单链DNA结合蛋白接触。在一些实施方案中,该方法不包括样品核酸的热变性或酶促变性。
[0080] 核酸可以是双链DNA。核酸可以是逆转录反应的产物。核酸可以是从样品核糖核酸产生的逆转录反应的产物。步骤(c)可以包括通过逆转录反应产生核酸。
[0081] 样品核酸可以包括样品核糖核酸。该方法可以包括使样品核糖核酸与逆转录酶和/或逆转录引物接触以产生cDNA。扩增靶核酸序列可包括:(c1)使样品核糖核酸与逆转录酶和/或逆转录引物接触以产生cDNA;(c2)使cDNA与具有超嗜热生物聚合酶活性的酶接触
以产生dsDNA,其中该dsDNA包含靶核酸序列,并且其中靶核酸序列包含彼此互补的第一链
和第二链;(c3)在等温扩增条件下扩增靶核酸序列,其中该扩增包括使dsDNA与以下接触:
(i)第一引物和第二引物,其中第一引物能够与靶核酸序列的第一链的序列杂交,并且第二引物能够与靶核酸序列的第二链的序列杂交;和(ii)具有超嗜热生物聚合酶活性的酶,由
此产生核酸扩增产物,其中核酸扩增产物包含:(1)第一引物及其反向互补物的序列,(2)第二引物及其反向互补物的序列,和(3)侧翼为(1)第一引物及其反向互补物的序列和(2)第
二引物及其反向互补物的序列的间隔序列,其中间隔序列长1个至10个碱基。
[0082] 在一些实施方案中,该方法不包括使用除逆转录酶和/或具有超嗜热生物聚合酶活性的酶之外的任何酶。步骤(d)还可以包括确定样品中包含靶核酸序列的dsDNA和/或核
酸的量。在一些实施方案中,具有超嗜热生物聚合酶活性的酶具有与SEQ ID NO:1的氨基酸序列或其功能片段至少约90%或至少约95%相同的氨基酸序列。具有超嗜热生物聚合酶活
性的酶可以是包含SEQ ID NO:1的氨基酸序列的聚合酶。在一些实施方案中,具有超嗜热生物聚合酶活性的酶具有低外切核酸酶活性或没有外切核酸酶活性。
[0083] 扩增靶核酸序列可以在约55℃至约75℃(例如约65℃)的恒定温度进行。第一引物、第二引物或二者可以长约8个至17个碱基。第一引物、第二引物或二者可以包含一个或更多个DNA碱基、修饰的DNA碱基或其组合。核酸扩增产物可长约20个至40个碱基。间隔序列可以包含靶核酸序列的一部分。间隔序列可以长1个至10个碱基。
[0084] 在一些实施方案中,该方法包括:使核酸扩增产物与能够与扩增产物杂交的信号产生寡核苷酸接触。信号产生寡核苷酸可以包含荧光团、猝灭剂或二者。检测核酸扩增产物可以包括检测荧光信号。荧光信号可以来自分子信标。该方法可以在单个反应容器中进行。
样品核糖核酸可以同时与逆转录酶和具有超嗜热生物聚合酶活性的酶接触。样品核糖核酸
可以同时与逆转录酶、具有超嗜热生物聚合酶活性的酶以及第一和第二引物接触。在一些
实施方案中,样品核糖核酸同时与逆转录酶、具有超嗜热生物聚合酶活性的酶、第一引物、第二引物和逆转录引物接触。样品核糖核酸的逆转录可以通过添加逆转录引物来发生。在
一些实施方案中,逆转录引物是寡(dT)引物、随机六核苷酸引物或靶特异性寡核苷酸引物。
通常,寡(dT)引物的长度是12‑18个核苷酸,并且与mRNA的3’端的内源多(A)尾结合。随机六核苷酸引物可以在多个互补位点与样品核糖核酸结合。靶特异性寡核苷酸引物通常选择性
地引发感兴趣的样品核糖核酸。第一引物和/或第二引物可以是逆转录引物。
[0085] 扩增步骤可以包括两种或更多种靶核酸序列的多重扩增。检测步骤可以包括衍生自所述两种或更多种靶核酸序列的两种或更多种核酸扩增产物的多重检测。两种或更多种
靶核酸序列可以对两种或更多种不同生物体是特异性的,所述生物体包括但不限于沙眼衣
原体、淋病奈瑟菌、SARS‑CoV‑2、甲型流感病毒、乙型流感病毒和/或丙型流感病毒中的一种或更多种。
[0086] 在一些实施方案中,扩增包括以下一种或更多种扩增方法:APA、LAMP、HDA、RPA、SDA、NASBA、TMA、NEAR、RCA、MDA、RAM、cHDA、SPIA、SMART、3SR、GEAR和IMDA。在一些实施方案中,扩增不包括以下一种或更多种:LAMP、HDA、RPA、SDA、NASBA、TMA、NEAR、RCA、MDA、RAM、cHDA、SPIA、SMART、3SR、GEAR和IMDA。在一些实施方案中,扩增不包括LAMP。
[0087] 在一些实施方案中,该方法不包括以下的一个或更多个或任何一个:(i)经处理的样品的稀释;(ii)扩增反应混合物的稀释;(iii)经处理的样品的热变性;(iv)经处理的样品的声处理;(v)扩增反应混合物的声处理;(vi)向经处理的样品添加核酸酶抑制剂;(vii)向扩增反应混合物添加核酸酶抑制剂;(viii)样品的纯化;(ix)样品核酸的纯化;(x)核酸扩增产物的纯化;(xi)从经处理的样品或扩增反应混合物去除一种或更多种裂解性剂;
(xii)在扩增之前和/或扩增期间对样品核酸进行热变性和/或酶促变性;和(xiii)向经处
理的样品或扩增反应混合物添加核糖核酸酶H。在一些实施方案中,样品保持在扩增温度
(例如,67℃)。步骤(a)、步骤(b)、步骤(c)和/或步骤(d)可以进行约20、15、10、5、2.5或1分钟的时间段。在一些实施方案中,步骤(a)、步骤(b)、步骤(c)和/或步骤(d)包括声处理、渗透冲击、化学处理、加热或其任何组合。
[0088] 一种或更多种裂解性剂能够使一种或更多种扩增试剂变性。一种或更多种保护剂能够防止一种或更多种扩增试剂被一种或更多种裂解性剂变性。一种或更多种保护剂能够
隔离(例如,络合)一种或更多种裂解性剂,从而防止一种或更多种扩增试剂被一种或更多
种裂解性剂变性。在一些实施方案中,扩增反应混合物中至少约5%(例如,至少约5%、
10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、
85%、90%、95%或100%,或这些值中任何两个之间的数量或范围)的一种或更多种裂解性剂被一种或更多种保护剂隔离。在一些实施方案中,少于约40%、30%、20%、10%、5%、
3%、1%、0.1%、0%或这些值中任何两个之间的数量或范围的一种或更多种扩增试剂被一种或更多种裂解性剂变性。
[0089] 样品可以包含多于一种核酸酶(例如,脱氧核糖核酸酶、核糖核酸酶)。一种或更多种裂解性剂能够使核酸酶变性以产生变性的核酸酶(例如,变性的脱氧核糖核酸酶、变性的核糖核酸酶)。一种或更多种还原剂能够还原核糖核酸酶以产生还原的核酸酶(例如,还原的脱氧核糖核酸酶、还原的核糖核酸酶)。一种或更多种还原剂和一种或更多种裂解性剂能够产生还原变性的核酸酶(例如,还原变性的脱氧核糖核酸酶、还原变性的核糖核酸酶)。变性的核糖核酸酶和/或还原变性的核糖核酸酶能够随着时间的推移和/或在与一种或更多
种裂解性剂的物理相互作用减少时复性,从而产生复性的核糖核酸酶。在一些实施方案中,变性的脱氧核糖核酸酶和/或还原变性的脱氧核糖核酸酶能够随着时间的推移和/或在与
一种或更多种裂解性剂的物理相互作用减少时复性,从而产生复性的脱氧核糖核酸酶。在
一些实施方案中,一种或更多种裂解性剂的隔离减少了一种或更多种裂解性剂与变性的脱
氧核糖核酸酶、还原变性的脱氧核糖核酸酶、变性的核糖核酸酶和/或还原变性的核糖核酸酶的物理相互作用。变性的脱氧核糖核酸酶、还原的脱氧核糖核酸酶、还原变性的脱氧核糖核酸酶、变性的核糖核酸酶、还原的核糖核酸酶和/或还原变性的核糖核酸酶可以是无酶促活性的。复性的核酸酶可以具有酶促活性。复性可以包括重折叠。本文使用的“重折叠”应赋予其普通含义,并且还应描述将含有二硫键的多肽从不适当折叠或未折叠状态转化为天然
或适当折叠的二硫键构象的任何过程、反应或方法。
[0090] 还原变性的核酸酶(例如,还原变性的脱氧核糖核酸酶、还原变性的核糖核酸酶)可以比变性的核酸酶(例如,变性的脱氧核糖核酸酶、变性的核糖核酸酶)慢至少约1.1倍
(例如1.1倍、1.3倍、1.5倍、1.7倍、1.9倍、2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍、20倍、
30倍、40倍、50倍、60倍、70倍、80倍、90倍、100倍、1000倍、10000倍或这些值中任何两个之间的数量或范围)地复性。与其中裂解缓冲液不包含一种或更多种还原剂的可比方法相比,逆转录酶和/或具有超嗜热生物聚合酶活性的酶可以分别使用多至少约1.1倍(例如1.1倍、
1.3倍、1.5倍、1.7倍、1.9倍、2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍、20倍、30倍、40倍、
50倍、60倍、70倍、80倍、90倍、100倍、1000倍、10000倍、或这些值中任何两个之间的数量或范围)的样品核糖核酸和/或样品脱氧核糖核酸作为模板来产生cDNA和/或核酸扩增产物。
[0091] 与其中裂解缓冲液不包含一种或更多种还原剂的可比方法相比,在本文提供的方法的步骤(b)和/或步骤(c)后1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、和/或20分钟,扩增反应混合物可包含低至少1.1倍(例如1.1倍、1.3倍、1.5倍、1.7倍、1.9倍、2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍、20倍、30倍、40倍、50倍、60倍、70倍、80倍、90倍、
100倍、1000倍、10000倍、或这些值中任何两个之间的数量或范围)的核酸酶(例如,脱氧核糖核酸酶、核糖核酸酶)活性。在一些实施方案中,样品、经处理的样品和/或扩增反应混合物中至少约5%(例如,至少约5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、
55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或100%,或这些值中任何两个之间的数量或范围)的核酸酶是无酶促活性的。
[0092] 在一些实施方案中,cDNA和/或核酸扩增产物分别从至少约5%(例如,至少约5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、
85%、90%、95%或100%、或这些值中任何两个之间的数量或范围)的样品核糖核酸和/或样品脱氧核糖核酸产生。在一些实施方案中,少于约30%(例如,30%、20%、10%、5%、3%、
1%、0.1%、或这些值中任何两个之间的数量或范围)的样品核糖核酸和/或样品脱氧核糖
核酸在分别用作逆转录反应和/或扩增反应中的模板之前被核酸酶降解。
[0093] 术语“等温扩增反应”应赋予其通常含义,并且还应包括其中在反应期间温度没有显著变化的反应。在一些实施方案中,在发生扩增的主要酶促反应步骤期间,等温扩增反应的温度偏差不超过10℃,例如不超过5℃或不超过2℃。取决于核酸等温扩增的方法,可以使用不同的酶进行扩增。等温扩增组合物和方法在公布为WO2017176404的PCT申请中描述,其内容通过引用以其整体并入本文。
[0094] 在一些实施方案中,本文描述的方法和组分包括储存稳定的裂解缓冲液。在一些实施方案中,裂解缓冲液在储存条件下一段时间内抵抗沉淀物的形成(例如,储存稳定的裂解缓冲液)。其中裂解缓冲液抵抗沉淀的组合物、试剂盒和方法在2022年2月5日提交的题为“NON‑OPAQUE LYTIC BUFFER COMPOSITION FORMULATIONS”的美国临时专利申请第63/307,
092号中描述,其内容通过引用以其整体并入本文。
[0095] 除了酸和/或低pH条件之外,本文提供的方法和组合物的一些实施方案不包括使核酸变性(例如,促进链分离和/或促进解链)的剂和/或条件。其中核酸链在低pH条件下解
离(例如,通过与酸性裂解缓冲液接触)以促进随后的快速扩增和检测的用于核酸检测的组
合物、试剂盒和方法在2022年2月5日提交的题为“METHOD FOR SEPARATING GENOMIC DNA 
FOR AMPLIFICATION OF SHORT NUCLEIC ACID TARGETS”的美国临时专利申请第63/307,
085号中描述,其内容通过引用以其整体并入本文。
[0096] 本文提供的公开内容包括用于扩增核酸的方法。在一些实施方案中,该方法包括在等温扩增条件下使样品核酸与包含以下的组分接触:a)至少一种寡核苷酸,该至少一种
寡核苷酸包含与样品核酸中的靶序列互补的多核苷酸,和b)至少一种提供超嗜热生物聚合
酶活性的组分,从而产生核酸扩增产物。在一些实施方案中,该方法包括在等温扩增条件下使样品核酸与以下接触:a)包含至少一种寡核苷酸的非酶组分,该至少一种寡核苷酸包含
与样品核酸中的靶序列互补的多核苷酸,和b)由超嗜热生物聚合酶或包含与超嗜热生物聚
合酶至少约90%相同的氨基酸序列的聚合酶组成的酶组分,从而产生核酸扩增产物。在一
些实施方案中,该方法包括在等温扩增条件下使样品核酸与以下接触:a)包含至少一种寡
核苷酸的非酶组分,该至少一种寡核苷酸包含与样品核酸中的靶序列互补的多核苷酸,和
b)由i)超嗜热生物聚合酶活性和任选地ii)逆转录酶活性组成的酶促活性,从而产生核酸
扩增产物。
[0097] 本文提供的公开内容还包括用于确定样品核酸中靶序列的存在、不存在或量的方法,包括a)扩增样品核酸中的靶序列,其中靶序列包含第一链和第二链,第一链和第二链彼此互补,并且扩增包括在无解旋酶和/或无重组酶等温扩增条件下使样品核酸与以下接触:
i)第一寡核苷酸和第二寡核苷酸,其中第一寡核苷酸包含与第一链中的序列连续互补的第
一多核苷酸或由其组成,并且第二寡核苷酸包含与第二链中的序列连续互补的第二多核苷
酸或由其组成;和ii)提供超嗜热生物聚合酶活性的至少一种组分,由此产生核酸扩增产
物,其中核酸扩增产物阳离子产物包含以下或由以下组成:1)与第一寡核苷酸的第一多核
苷酸连续互补或大体上相同的第一核苷酸序列,2)与第二寡核苷酸的第二多核苷酸连续互
补或大体上相同的第二核苷酸序列,和3)包含1个至10个碱基的间隔序列,并且间隔序列侧翼是第一核苷酸序列和第二核苷酸序列;和b)检测核酸扩增产物,其中检测核酸扩增产物
包括使用实时检测方法,并且在从样品核酸与(a)(i)和(a)(ii)接触的时间起的10分钟或
更短时间内进行,由此确定样品核酸中靶序列的存在、不存在或量。
[0098] 核酸、受试者、样品和核酸加工
[0099] 本文提供了用于扩增核酸的方法和组合物。术语“核酸”和“核酸分子”在本文中可以可互换使用。这些术语指任何组成的核酸,诸如DNA(例如,互补DNA(cDNA)、基因组DNA(gDNA)等)、RNA(例如,信使RNA(mRNA)、短抑制性RNA(siRNA)、核糖体RNA(rRNA)、tRNA、微RNA和/或DNA或RNA类似物(例如,含有碱基类似物、糖类似物和/或非天然主链等)、RNA/DNA杂合体和聚酰胺核酸(PNA),所有这些都可以是单链或双链形式,并且除非另有限制,否则可以涵盖天然核苷酸的已知类似物,其可以以与天然存在的核苷酸类似的方式发挥作用。
核酸可以是或可以来自质粒、噬菌体、自主复制序列(ARS)、着丝粒、人工染色体、染色体或其他能够在体外或在宿主细胞、细胞、细胞核、线粒体或细胞的细胞质中复制或被复制的核酸。除非特别限定,否则该术语涵盖含有天然核苷酸的已知类似物的核酸,这些类似物具有与参考核酸相似的结合特性,并以类似于天然存在的核苷酸的方式代谢。除非另有指示,否则特定的核酸序列还隐含地涵盖其保守修饰的变体(例如,简并密码子取代)、等位基因、种间同源物、单核苷酸多态性(SNP)、和互补序列以及明确指示的序列。具体来说,简并密码子取代可以通过产生其中一个或更多个选择的(或所有)密码子的第三位置被混合碱基和/或
脱氧肌苷残基取代的序列来实现。术语核酸可以与基因座、基因、cDNA和基因编码的mRNA可互换使用。作为等同物,该术语还可以包括从核苷酸类似物、单链(“有义”或“反义”、“正”链或“负”链、“正向”阅读框或“反向”阅读框、“正向”链或“反向”链)和双链多核苷酸合成的RNA或DNA的衍生物、变体和类似物。术语“基因”意指参与产生多肽链的DNA区段;并且通常包括参与基因产物的转录/翻译和转录/翻译的调节的编码区之前和之后的区域(前导和后
导),以及各个编码区段(外显子)之间的中间序列(内含子)。核苷酸或碱基通常是指核酸的嘌呤和嘧啶分子单位(例如,腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、嘌呤(G)和胞嘧啶(C))。对于RNA,碱基胸腺嘧啶被尿嘧啶代替。核酸的长度或大小可以用碱基的数量来表示。
[0100] 在本文提供的方法的一些实施方案中,扩增一种或更多种核酸靶。靶核酸可以被称为靶序列、靶多核苷酸和/或靶多核苷酸序列,并且可以包括双链和单链核酸分子。靶核酸可以是例如DNA或RNA。当靶核酸是RNA分子时,该分子可以是例如双链、单链的,或者RNA分子可以包含单链的靶序列。当靶核酸为双链时,靶核酸通常包括第一链和第二链。第一链和第二链可以被称为正向链和反向链,并且通常彼此互补。当靶核酸是单链时,可以例如通过聚合和/或逆转录产生互补链,使靶核酸为双链并具有第一/正向链和第二/反向链。
[0101] 靶序列可以指核酸序列的有义链或反义链,并且也可以指存在于原始靶序列的靶核酸、扩增拷贝或扩增产物上的序列。靶序列可以是较大多核苷酸内的子序列。例如,靶序列可以是被靶向扩增的核酸片段、染色体、质粒内的短序列(例如,20个至50个碱基)。在一些实施方案中,靶序列可以指靶核酸中与用于扩增核酸的寡核苷酸(例如,引物)互补的序
列。因此,靶序列可以指被靶向扩增的整个序列,或者可以指靶核酸中寡核苷酸结合的子序列。扩增产物可以是包含靶序列以及至少一个其它序列或其它核苷酸的较大分子。扩增产
物可以与靶序列的长度大致相同,例如与靶序列的长度完全相同。扩增产物可以包含靶序
列或由靶序列组成。
[0102] 靶序列的长度和/或鸟苷胞嘧啶(GC)浓度(百分比)可以部分地取决于运行扩增反应的温度,并且该温度可以部分地取决于反应中使用的聚合酶的稳定性。可以进行样品测
定,以确定对一组反应条件合适的靶序列长度和GC浓度。例如,如果聚合酶在高达60℃至65℃是稳定的,那么靶序列的长度可以是例如19个至50个核苷酸,或者例如约40个至50个、20个至45个、20个至40个或20个至30个核苷酸。在这些条件下的GC浓度可以是例如小于60%、小于55%、小于50%或小于45%。
[0103] 靶核酸可以包括例如基因组核酸、质粒核酸、线粒体核酸、细胞核酸、细胞外核酸、细菌核酸和病毒核酸。在一些实施方案中,靶核酸可以包括基因组DNA、染色体DNA、质粒DNA、线粒体DNA、基因、任何类型的细胞RNA、信使RNA、细菌RNA、病毒RNA或合成寡核苷酸。基因组核酸可以包括来自任何基因组,例如动物、植物、昆虫、病毒和细菌基因组(例如,孢子中存在的基因组)的任何核酸。在一些实施方案中,基因组靶核酸位于特定基因组基因座或多于一个基因组基因座内。基因组基因座可以包括开放阅读框DNA、非转录DNA、内含子序
列、外显子序列、启动子序列、增强子序列、侧翼序列或被认为与给定基因组基因座相关的任何序列的任何或组合。
[0104] 靶序列可以包括一个或更多个重复元件(例如,多重重复序列、反向重复序列、回文序列、串联重复序列、微卫星、小卫星等)。在一些实施方案中,靶序列作为重复元件(例如,多重重复序列、反向重复序列、回文序列、串联重复序列、微卫星重复序列、小卫星重复序列等)存在于样品核酸中(例如,在核酸片段、染色体、基因组、质粒中)。例如,靶序列可以作为重复元件出现多次,并且可以使用本文描述的方法扩增重复元件中靶序列的一个、一
些或所有出现(例如,使用单对引物)。在一些实施方案中,靶序列作为重复和/或旁系同源物存在于样品核酸中(例如,在核酸片段、染色体、基因组、质粒中)。
[0105] 靶核酸可以包括微RNA。微RNA、miRNA或小时序RNA(stRNA)是参与基因调节的短(例如,长约21个至23个核苷酸)和单链RNA序列。微RNA可以干扰信使RNA的翻译,并与信使RNA部分地互补。靶核酸可以包括微RNA前体,诸如初级转录物(pri‑miRNA)和被进一步加工成miRNA的前miRNA茎环结构RNA。靶核酸可以包括短干扰RNA(siRNA),其是参与RNA干扰(例如,病毒复制或基因表达的下调)的短的(例如,长约20个至25个核苷酸)和至少部分双链
RNA分子。
[0106] 本文所述方法中使用的核酸可以从任何合适的生物样本或样品获得,例如从获自受试者的样品分离。受试者可以是任何活的或非活的生物体,包括但不限于人类、非人类动物、植物、细菌、真菌、病毒或原生生物。可以选择任何人类或非人类动物,包括但不限于哺乳动物、爬行动物、鸟类、两栖动物、鱼类、类动物、反刍动物科动物(例如,牛)、科动物(例如,马)、山羊类(caprine)和绵羊类(ovine)(例如,绵羊(sheep)、山羊(goat))、猪科动物(例如,猪)、骆驼科动物(例如,骆驼、美洲驼、羊驼)、猴子、猿(例如,大猩猩、黑猩猩)、熊科动物(例如,熊)、家禽、狗、猫、小鼠、大鼠、鱼、海豚、鲸鱼和鲨鱼。受试者可以是雄性或雌性,并且受试者可以是任何年龄(例如,胚胎、胎儿、婴儿、儿童、成人)。
[0107] 样品或测试样品可以是从受试者或其部分分离或获得的任何样本。样本的非限制性实例包括来自受试者的流体或组织,包括但不限于血液或血液产品(例如,血清、血浆
等)、脐带血、骨髓、绒毛膜绒毛、羊水脑脊液、脊髓液、灌洗液(例如,支气管肺泡液、胃液、腹膜液、导管液、耳液、关节镜液)、血清、血浆、尿液、抽吸物、活检样品、腹腔穿刺样品、细胞(例如,血细胞)或其部分(例如,线粒体、细胞核、提取物等)、女性生殖道的洗液、尿液、粪便、痰、唾液、鼻黏液、前列腺液、灌洗液、精液、淋巴液、胆汁、眼泪、汗液、母乳、乳腺液、硬组织(例如,肝、脾、肾、肺或卵巢)等或其组合。术语血液涵盖全血、血液产品或血液的任何级分,诸如血清、血浆、血沉棕黄层或常规定义的类似物。血浆是指用抗凝剂处理的血液离心产生的全血的级分。血清是指血液样品凝固后剩余的流体的含水部分。通常根据医院或诊
所通常遵循的标准方案收集流体或组织样品。对于血液,通常收集适量的外周血(例如,在
3‑40毫升之间),并且可以在制备之前或之后根据标准程序储存。
[0108] 样品可以包括含有孢子、病毒、细胞、来自原核生物或真核生物的核酸和/或任何游离核酸的样品。例如,本文描述的方法可用于检测孢子外部的核酸(例如,不需要裂解)。
样品可以从任何怀疑含有靶序列的材料中分离,诸如从上述受试者分离。在一些实施方案
中,靶序列存在于空气、植物、土壤或其他怀疑含有生物有机体的材料中。
[0109] 核酸可以通过本领域已知的方法从一个或更多个来源获得(例如,分离、提取、纯化)。任何合适的方法都可以用于从生物样品分离、提取和/或纯化核酸,包括本领域的DNA制备方法,以及各种商购可得的试剂或试剂盒,诸如Qiagen的QIAamp循环核酸试剂盒、
QiaAmp DNA微型试剂盒或QiaAmp DNA血液微型试剂盒(Qiagen,Hilden,Germany)、
TM TM
GenomicPrep 血液DNA分离试剂盒(Promega,Madison,Wis.)、GFX 基因组血液DNA纯化试
剂盒(Amersham,Piscataway,N.J.)等或其组合。美国专利第7,888,006号提供了DNA纯化方
法,但没有公开本文提供的组合物(例如,裂解缓冲液、保护剂)和方法。
[0110] 在一些实施方案中,进行细胞裂解程序。细胞裂解可以在本文所述的扩增反应开始之前进行(例如,从细胞释放DNA和/或RNA用于扩增)。细胞裂解程序和试剂是本领域已知的,并且可以通过化学(例如,洗涤剂、低渗溶液、酶促程序等,或其组合)、物理(例如,弗氏细胞压碎(French press)、声处理等)或电解裂解方法来进行。例如,化学方法通常使用裂解性剂来破坏细胞并从细胞提取核酸,然后用离液盐处理。在一些实施方案中,细胞裂解包括使用洗涤剂(例如,离子、非离子、阴离子、两性离子洗涤剂)。在一些实施方案中,细胞裂解包括使用离子洗涤剂(例如,十二烷基硫酸钠(SDS)、月桂基硫酸钠(SLS)、脱氧胆酸盐、胆酸盐、sarkosyl)。物理方法诸如冷冻/解冻后研磨、使用细胞压碎等也可以是有用的。也可以使用高盐裂解程序。例如,可以使用碱裂解程序。后一种程序传统上结合使用苯酚‑氯仿溶液,并且可以使用涉及三种溶液的替代的无苯酚‑氯仿程序。在后一种程序中,一种溶液可以含有15mM Tris,pH 8.0;10mM EDTA和100μg/ml RNA酶A;第二种溶液可以含有0.2N NaOH和1% SDS;并且第三种溶液例如可以包含pH 5.5的3M KOAc。在一些实施方案中,细胞裂解缓冲液与本文描述的方法和组分结合使用。
[0111] 可以提供核酸用于进行本文所述的方法,而不加工含有核酸的样品。例如,可以提供核酸用于进行本文所述的扩增方法,而不事先进行核酸纯化。在一些实施方案中,直接从样品扩增靶序列(例如,不进行任何核酸提取、分离、纯化和/或部分纯化步骤)。在一些实施方案中,在加工含有核酸的样品后,提供核酸用于进行本文所述的方法。例如,可以从样品提取、分离、纯化或部分纯化核酸。术语“分离的”通常是指从其原始环境(例如,如果它是天然存在的,则为自然环境,如果是外源表达的,则为宿主细胞)取出,并且因此通过人类干预(例如,“通过人类的手”)从其原始环境改变的核酸。术语“分离的核酸”可以指从受试者(例如,人类受试者)取出的核酸。分离的核酸可以提供比源样品中存在的非核酸组分(例如,蛋白质、脂质、碳水化合物)量更少的非核酸组分。包含分离的核酸的组合物可以约50%至大于99%地不含非核酸组分。包含分离的核酸的组合物可以约90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或大于99%地不含非核酸组分。术语“纯化的”通常是指所提供的核酸包含的非核酸组分(例如,蛋白质、脂质、碳水化合物)少于对核酸进行纯化程序之前存在的非核酸组分的量。包含纯化的核酸的组合物可以约80%、81%、82%、83%、84%、
85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或大于99%地不含其它非核酸组分。
[0112] 可以提供核酸用于进行本文所述的方法,而不修饰核酸。修饰可以包括例如异质序列的变性、消化、切口、解链、掺入和/或连接、表观遗传修饰的添加、标记(例如,放射性
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记,诸如 P、P、 I或 S;酶标记,诸如碱性磷酸酶;荧光标记,诸如异硫氰酸荧光素
(FITC);或其他标记,诸如生物素、抗生物素蛋白、地高辛烯、抗原、半抗原、荧光染料)的添加等。因此,在一些实施方案中,扩增未修饰的核酸。
[0113] 本文公开的用于检测样品中的靶核酸序列(单链或dsDNA和/或RNA)的方法可以以高度的灵敏度检测靶核酸序列(例如,DNA或RNA)。在一些实施方案中,该方法可用于检测存在于包含多于一种RNA/DNA(包括靶RNA/DNA和多于一种非靶RNA/DNA)的样品中的靶DNA/
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RNA,其中靶RNA/DNA以每10、20、25、50、100、500、10 、5×10、10、5×10 、10、5×10 、10 或
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10个非靶DNA/RNA一个或更多个拷贝存在。本文使用的,术语“RNA/DNA”和“RNAs/DNAs”应被赋予其普通含义,并且还应指DNA、或RNA、或DNA和RNA的组合。
[0114] 对于检测样品中的靶RNA/DNA的方法,检测阈值可以是例如10nM或更小。术语“检测阈值”应赋予其普通含义,并且还应描述样品中为发生检测而必须存在的靶RNA/DNA的最小量。作为说明性实例,当检测阈值为10nM时,则可以在靶RNA/DNA以10nM或更高的浓度存在于样品中时,检测到信号。在一些实施方案中,公开的方法具有5nM或更小、1nM或更小、
0.5nM或更小、0.1nM或更小、0.05nM或更小、0.01nM或更小、0.005nM或更小、0.001nM或更小、0.0005nM或更小、0.0001nM或更小、0.00005nM或更小、0.00001nM或更小、10pM或更小、
1pM或更小、500fM或更小、250fM或更小、100fM或更小、50fM或更小、500aM(阿托摩尔/升)或更小、250aM或更小、100aM或更小、50aM或更小、10aM或更小、或1aM或更小的检测阈值。在一些实施方案中,公开的组合物或方法表现出渺摩尔(aM)、飞摩尔(fM)、皮摩尔(pM)和/或纳摩尔(nM)的检测灵敏度。
[0115] 样品可以包含样品核酸(例如,多于一个样品核酸)。术语“多于一个”在本文用于意指两个或更多个。因此,在一些实施方案中,样品包含两个或更多个(例如,3个或更多个、5个或更多个、10个或更多个、20个或更多个、50个或更多个、100个或更多个、500个或更多个、1,000个或更多个、5,000个或更多个)样品核酸(例如,DNA/RNA)。公开的方法可用作检测样品中存在的靶核酸(例如,核酸的复杂混合物诸如DNA/RNA)的非常灵敏的方法。在一些
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实施方案中,样品包含5、10、20、25、50、100、500、10 、5×10、10、5×10 、10、5×10、10 或
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10 、50个或更多个在序列上彼此不同的DNA/RNA。在一些实施方案中,样品包含来自细胞
(例如,真核细胞、哺乳动物细胞或人类细胞)或细胞裂解物(例如,真核细胞裂解物、哺乳动物细胞裂解物、人类细胞裂解物、原核细胞裂解物、植物细胞裂解物等)的DNA/RNA。
[0116] 本文使用的术语“样品”应赋予其普通含义,并应包括包含RNA和/或DNA的任何样品(例如,为了确定靶DNA和/或靶RNA是否存在于RNA和/或DNA群体中)。样品可以来源于任
何来源,例如,样品可以是纯化的DNA和/或RNA的合成组合;样品可以是细胞裂解物、富含DNA/RNA的细胞裂解物或从细胞裂解物分离和/或纯化的DNA/RNA。样品可以来自患者(例
如,为了诊断的目的)。样品可以来自透化的细胞、交联的细胞、组织切片或其组合。样品可以来自通过交联然后通过去脂化和调节以形成均匀折射率制备的组织。样品可以包含靶核
酸(例如,靶DNA/RNA)和多于一种非靶DNA/RNA。在一些实施方案中,靶DNA/RNA以每10、20、
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25、50、100、500、10、5×10、10、5×10、10、5×10、10或10个非靶DNA/RNA一个拷贝存在于样品中。
[0117] 关于患者的样品涵盖生物来源的血液和其他液体样品、实体组织样品,诸如活检样本或组织培养物或从其衍生的细胞及其后代,以及在获得后以任何方式操作(诸如通过
用试剂处理);洗涤;或者针对某些细胞群体(例如,癌细胞)或特定类型的分子(例如,RNA)进行富集的样品。样品可以包括生物样品或者是生物样品,包括但不限于临床样品,诸如血液、血浆、血清、抽吸物、脑脊液(CSF),并且还包括通过手术切除获得的组织、通过活检获得的组织、培养物中的细胞、细胞上清液、细胞裂解物、组织样品、器官、骨髓等。生物样品可以包括从其(例如,癌细胞、感染细胞等)衍生的生物流体,例如包含从这样的细胞获得的RNA的样品(例如,细胞裂解物或包含RNA的其他细胞提取物)。
[0118] 样品的来源可以是(或怀疑是)病变细胞、流体、组织或器官;或正常(非病变)细胞、流体、组织或器官。在一些实施方案中,样品的来源是(或怀疑是)病原体感染的细胞、组织或器官。例如,样品的来源可以是可能被感染或可能未被感染的个体,并且样品可以是从个体收集的任何生物样品(例如,血液、唾液、活检、血浆、血清、支气管肺泡灌洗液、痰、粪便样品、脑脊液、细针抽吸物、拭子样品(例如,口腔拭子、宫颈拭子、鼻拭子)、间质液、滑液、鼻涕、眼泪、血沉棕黄层、黏膜样品、上皮细胞样本(例如,上皮细胞刮擦)等)。样品可以是无细胞液体样品或包含细胞的液体样品。病原体可以是病毒、真菌、蠕虫、原生动物、疟疾寄生虫、疟原虫(Plasmodium)寄生虫、弓形虫(Toxoplasma)寄生虫、血吸虫(Schistosoma)寄生虫等等。“蠕虫”包括蛔虫、心丝虫、植食性线虫(线虫纲(Nematoda))、吸虫(吸虫纲
(Tematoda))、棘头虫和绦虫(绦虫纲(Cestoda))。原生动物感染包括贾第鞭毛虫属种、毛滴虫属种(Trichomonas spp.)、非洲锥虫病、阿米巴痢疾、巴贝斯虫病、结肠小袋纤毛虫痢疾(balantidial dysentery)、恰加斯病病、球虫病、疟疾和弓形虫病感染。病原体诸如寄生虫/原生动物病原体的实例包括但不限于:恶性疟原虫(Plasmodium falciparum)、间日疟
原虫(Plasmodium vivax)、克氏锥虫和刚地弓形虫(Toxoplasma gondii)。真菌病原体包括但不限于:新型隐球菌、荚膜组织胞浆菌、粗球孢子菌、皮炎芽生菌、沙眼衣原体,以及白色念珠菌(Candida albicans)。致病病毒包括例如免疫缺陷病毒(例如,HIV);流感病毒;登革热;西尼罗河病毒;疱疹病毒;黄热病病毒;丙型肝炎病毒;甲型肝炎病毒;乙型肝炎病毒;乳头瘤病毒;等等。致病病毒可以包括DNA病毒,诸如:乳头状病毒(例如,HPV、多瘤病毒);肝DNA病毒;疱疹病毒(例如,HSV(例如,HSV I、HSV II)、水痘带状疱疹病毒(VZV)、EB病毒(EBV)、巨细胞病毒(CMV)、嗜淋巴疱疹病毒、玫瑰糠疹(Pityriasis Rosea)、卡波西肉瘤相关疱疹病毒)、腺病毒(例如,富AT腺病毒(atadenovirus)、禽腺病毒(aviadenovirus)、鱼腺病毒(ichtadenovirus)、哺乳动物腺病毒(mastadenovirus)、唾液酸酶病毒
(siadenovirus);痘病毒(例如,天花、痘苗病毒、牛痘病毒、猴痘病毒、orf病毒、假牛痘、牛丘疹性口炎病毒;塔纳痘病毒(tanapox virus)、yaba猴肿瘤病毒(yaba monkey tumor 
virus);传染性软疣病毒(MCV));细小病毒(例如,腺相关病毒(AAV)、细小病毒B19、人类博卡病毒、布法病毒(bufavirus)、人类parv4 G1);双生病毒科(Geminiviridae);矮化病毒科(Nanoviridae);藻类DNA病毒科(Phycodnaviridae);等等。病原体的非限制性实例包括结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)、无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)、
耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin‑resistant Staphylococcus aureus)、嗜肺军
团菌、化脓性链球菌(Streptococcus pyogenes)、大肠杆菌(Escherichia coli)、淋病奈瑟菌、脑膜炎奈瑟菌、肺炎球菌(Pneumococcus)、新型隐球菌、荚膜组织胞浆菌、流感嗜血杆菌(Hemophilus influenzae)B、梅毒螺旋体、莱姆病螺旋体、绿假单胞菌(Pseudomonas 
aeruginosa)、麻风分枝杆菌(Mycobacterium leprae)、流产布鲁氏菌(Brucella 
abortus)、狂犬病病毒、人类血清细小样病毒、呼吸道合胞病毒、麻疹病毒、腺病毒、人类T细胞白血病病毒、鼠白血病病毒、腮腺炎病毒、水泡性口炎病毒、辛德比斯病毒、淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒、疣病毒、蓝舌病毒、仙台病毒、猫白血病病毒、呼肠孤病毒、脊髓灰质炎病毒、猿猴病毒40、小鼠乳腺肿瘤病毒、登革热病毒、风疹病毒、刚地弓形虫、兰氏锥虫
(Trypanosoma rangeli)、克氏锥虫、罗得西亚锥虫(Trypanosoma rhodesiense)、布氏锥虫(Trypanosoma brucei)、曼氏血吸虫(Schistosoma mansoni)、日本血吸虫(Schistosoma 
japonicum)、牛巴贝斯虫(Babesia bovis)、柔嫩艾美耳球虫(Eimeria tenella)、盘尾丝虫(Onchocerca volvulus)、热带利什曼原虫(Leishmania tropica)、旋毛虫(Trichinella 
spiralis)、微小泰勒虫(Theileria parva)、泡状带绦虫(Taenia hydatigena)、羊带绦虫(Taenia  ovis)、牛带绦虫(Taenia  saginata)、细粒棘球绦虫(Echinococcus 
granulosus)、科氏中绦虫(Mesocestoides corti)、关节炎支原体(Mycoplasma 
arthritidis)、猪鼻支原体(M.hyorhinis)、口腔支原体(M.orale)、精氨酸支原体
(M.arginini)、莱氏无胆甾原体(Acholeplasma laidlawii)、唾液支原体(M.salivarium)
和肺炎支原体(M.pneumoniae)。
[0119] 扩增
[0120] 本文提供了用于扩增核酸的方法。在一些实施方案中,使用合适的扩增方法扩增核酸。核酸扩增通常涉及核酸扩增子(拷贝)的酶促合成,其包含与被扩增的核苷酸序列互
补的序列。在一些实施方案中,在单个容器、单个室和/或单个体积(即,连续体积)中进行扩增方法。在一些实施方案中,扩增方法和检测方法(例如,本文描述的检测方法)在单个容
器、单个室和/或单个体积(即,连续体积)中进行。
[0121] 术语“扩增(amplify)”、“扩增(amplification)”、“扩增反应”或“扩增(amplifying)”是指任何用于使靶核酸拷贝倍增的体外过程。扩增有时是指靶核酸的“指
数”增加。“扩增”也可以指靶核酸数量的线性增加,但不同于一次、单一引物延伸步骤。在一些实施方案中,可以进行有限的扩增反应,也称为预扩增。预扩增是其中由于进行了少量的循环,例如10个循环,所以发生了有限的扩增量的方法。预扩增可以允许一些扩增,但是在指数期之前停止扩增,并且通常产生约500个拷贝的期望的核苷酸序列。预扩增的使用可以限制在某些扩增反应中与耗尽的反应物相关的不准确性,并且还可以减少由于靶的核苷酸
序列或物种丰度引起的扩增偏差。在一些实施方案中,一次引物延伸可以作为线性或指数
扩增的前奏来进行。
[0122] 本文呈现了扩增过程的一般性描述。引物(例如,本文描述的寡核苷酸)和靶核酸接触,并且例如互补序列彼此退火或杂交。引物可以在感兴趣的序列处或附近(例如,邻近、邻接等)与靶核酸退火。与靶退火的引物可以被称为引物‑靶杂合体、杂交的引物‑靶或引物‑靶双链体。当提到感兴趣的核苷酸序列时,术语附近或邻近是指引物末端和靶的一个或更多个核苷酸(例如,核苷酸序列)之间的距离(例如,碱基数)或区域。通常,邻近是距离感兴趣的核苷酸或核苷酸序列约1个核苷酸至约50个核苷酸的范围(例如,约1、2、3、4、5、6、7、
8、9、10、20、30、40或50个核苷酸)。在一些实施方案中,一组引物(例如,一对引物、正向和反向引物、第一寡核苷酸和第二寡核苷酸)在距离感兴趣的核苷酸或核苷酸序列的约1个至20
个核苷酸内退火,并产生扩增产物。在一些实施方案中,引物在感兴趣的核苷酸或核苷酸序列内退火。退火后,每个引物由聚合酶沿着靶(即,模板链)延伸,以产生互补链。例如,可以进行若干个循环的引物退火和延伸,直到产生可检测量的扩增产物。在一些实施方案中,当靶核酸是RNA时,在扩增步骤之前或期间通过逆转录合成靶RNA的DNA拷贝(cDNA)。
[0123] 扩增反应的组分(例如,一种或更多种扩增试剂)可以包括例如一种或更多种引物(例如,单个引物、引物对、引物组、寡核苷酸、用于多重扩增的多个引物组等)、核酸靶(例如,来自样品的靶核酸)、一种或更多种聚合酶、核苷酸(例如,dNTP等)和合适的缓冲液(例如,包含洗涤剂、还原剂、单价离子和二价离子的缓冲液)。扩增反应还可以包括以下一种或更多种:逆转录酶、逆转录引物和一种或更多种检测剂。
[0124] 核酸扩增可以在存在天然核苷酸的情况下进行,例如双脱氧核糖核苷三磷酸(dNTP)和/或衍生的核苷酸。天然核苷酸通常是指腺苷酸、鸟苷酸、胞苷酸、胸苷酸或尿苷酸。衍生的核苷酸通常是不同于天然核苷酸的核苷酸。核糖核苷三磷酸被称为NTP或rNTP,其中N可以是A、G、C、U。脱氧核苷三磷酸底物被称为dNTP,其中N可以是A、G、C、T或U。单体核苷酸亚基在本文中可以表示为A、G、C、T或U,没有特别提及DNA或RNA。在一些实施方案中,可以使用非天然存在的核苷酸或核苷酸类似物,诸如含有可检测标记(例如,荧光或比色标
记)的类似物。例如,核酸扩增可以在存在标记的dNTP的情况下进行,例如放射性标记,诸
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如 P、P、 I或 S;酶标记,诸如碱性磷酸酶;荧光标记,诸如异硫氰酸荧光素(FITC);或其他标记,诸如生物素、抗生物素蛋白、地高辛烯、抗原、半抗原或荧光染料。在一些实施方案中,核酸扩增可以在存在修饰的dNTP的情况下进行,例如,热激活的dNTP(例如,来自
TM
TriLink的CleanAmp dNTP)。
[0125] 一种或更多种扩增试剂可包括非酶组分和酶组分。非酶组分可以包括例如引物、核苷酸、缓冲液、盐、还原剂、洗涤剂和离子。在一些实施方案中,非酶组分不包括蛋白质(例如,核酸结合蛋白)、酶或具有酶活性的蛋白质,例如聚合酶、逆转录酶、解旋酶、拓扑异构酶、连接酶、外切核酸酶、内切核酸酶、限制性内切酶、切口酶、重组酶等。在一些实施方案中,酶组分由聚合酶组成或由聚合酶和逆转录酶组成。因此,这样的酶组分将排除其他蛋白质(例如,核酸结合蛋白和/或具有酶活性的蛋白质),例如解旋酶、拓扑异构酶、连接酶、外切核酸酶、内切核酸酶、限制性内切酶、切口酶、重组酶等。
[0126] 在一些实施方案中,扩增条件包括酶促活性(例如,由聚合酶提供的酶促活性或由聚合酶和逆转录酶提供的酶促活性)。在一些实施方案中,酶促活性不包括由聚合酶和/或
逆转录酶以外的酶,例如解旋酶、拓扑异构酶、连接酶、外切核酸酶、内切核酸酶、限制性内切酶、切口酶、重组酶等提供的酶促活性。聚合酶活性和逆转录酶活性可以由单独的酶或单独的酶类型(例如,聚合酶和逆转录酶)提供,或者由单一的酶或酶类型(例如,聚合酶)提
供。
[0127] 核酸的扩增可以包括非热循环类型的PCR。在一些实施方案中,核酸的扩增包括等温扩增过程,例如等温聚合酶链式反应(iPCR)。等温扩增通常是在恒定温度进行的扩增过
程。诸如等温条件、等温地和恒定温度的术语通常是指在扩增反应过程期间反应温度基本
保持恒定的反应条件。等温扩增条件通常不包括扩增过程中的热循环(即,在较高温度和较低温度之间循环)组分。当在等温条件下扩增时,反应可以保持在基本恒定的温度,这意味着温度可以不精确地维持在一个温度。例如,在等温扩增过程中,由于例如环境或基于设备的变量,可能会出现温度的小波动(例如±1℃至5℃)。通常,整个反应体积保持在基本恒定的温度,并且本文的等温反应通常不包括依赖于反应容器内产生的温度梯度和/或基于对
流的温度循环的扩增条件。
[0128] 本文的等温扩增反应可以在基本恒定的温度进行。在一些实施方案中,本文的等温扩增反应在约55℃的温度至约75℃的温度进行,例如在以下的温度或在约以下的温度进
行:55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃、61℃、62℃、63℃、64℃、65℃、66℃、67℃、68℃、69℃、70℃、71℃、72℃、73℃、74℃或约75℃,或在这些值中的任何两个之间的数量或范围。在一些实施方案中,温度元件(例如,热源)保持在基本恒定的温度,例如在或低于约75℃、在或低于约70℃、在或低于约65℃、或在或低于约60℃的基本恒定的温度。
[0129] 本文的扩增过程可以进行一定时间长度,例如直到产生可检测的核酸扩增产物。核酸扩增产物可以通过任何合适的检测过程和/或本文描述的检测过程来检测。扩增过程
可以进行约20分钟或更短时间、或者约10分钟或更短时间内的时间长度。例如,扩增过程可以进行约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20分钟内,或者在这些值中的任何两个之间的数量或范围。
[0130] 在一些实施方案中,核酸靶可以在不暴露于使核酸变性的剂或条件的情况下被扩增。在一些实施方案中,在扩增步骤(和/或其他步骤)期间,可以在不暴露于促进链分离的剂或条件的情况下扩增核酸靶。在一些实施方案中,在扩增步骤(和/或其他步骤)期间,可以在不暴露于促进解链的剂或条件的情况下扩增核酸靶。使核酸变性和/或促进链分离和/
或促进解链的剂或条件可以包括例如热条件(例如,高温)、pH条件(例如,高或低pH)、化学剂、蛋白质(例如,酶促剂)等。
[0131] 在一些实施方案中,本文公开的方法不包括核酸的热变性(例如,将含有核酸的溶液加热到高温,诸如例如高于75℃、80℃、90℃或95℃或更高的温度)或基于蛋白质的(例
如,酶促)变性。基于蛋白质的(例如,酶促)变性可以包括使核酸与解旋酶、拓扑异构酶、连接酶、外切核酸酶、内切核酸酶、限制性内切酶、切口酶、重组酶、RNA复制酶和核酸结合蛋白(例如,单链结合蛋白)中的一种或更多种接触。在一些实施方案中,本文提供的组合物不包含解旋酶、拓扑异构酶、连接酶、外切核酸酶、内切核酸酶、限制性内切酶、切口酶、重组酶、RNA复制酶和/或核酸结合蛋白(例如,单链结合蛋白)。在一些实施方案中,本文提供的组合物和方法不包括嵌入剂、烷化剂和/或化学品,诸如甲酰胺、甘油、尿素、二甲基亚砜(DMSO)或N,N,N‑三甲基甘氨酸(甜菜碱)。在一些实施方案中,公开的方法不包括使核酸与变性剂(例如,甲酰胺)接触。在一些实施方案中,扩增步骤不包括使核酸变性(例如,促进链分离和/或促进解链)的剂和/或条件。在一些实施方案中,除了聚合酶(例如,超嗜热生物聚合
酶)之外,扩增步骤(例如,步骤(c))不包括使核酸变性(例如,促进链分离和/或促进解链)的剂和/或条件。在一些实施方案中,除了聚合酶(例如,超嗜热生物聚合酶)和/或低pH条件(例如,与酸接触)之外,本文提供的方法和组合物不包括使核酸变性(例如,促进链分离和/或促进解链)的剂和/或条件。
[0132] 核酸靶可以在不暴露于促进链分离和/或解链的剂或条件的情况下被扩增,所述剂例如解旋酶、拓扑异构酶、连接酶、外切核酸酶、内切核酸酶、限制性内切酶、切口酶、重组酶、RNA复制酶、核酸结合蛋白(例如,单链结合蛋白)或其任何组合。例如,核酸靶可以在不暴露于解旋酶的情况下被扩增,解旋酶包括但不限于DNA解旋酶和RNA解旋酶。不包括使用
解旋酶的扩增条件是无解旋酶的扩增条件。
[0133] 核酸靶可以在不暴露于重组酶的情况下被扩增,重组酶包括但不限于Cre重组酶、Hin重组酶、Tre重组酶、FLP重组酶、RecA、RAD51、RadA、T4 uvsX。在一些实施方案中,核酸靶在不暴露于重组酶辅助蛋白,例如重组酶加载因子(例如,T4 uvsY)的情况下被扩增。核酸靶可以在不暴露于核酸结合蛋白(例如,单链结合蛋白或单链DNA结合蛋白(SSB)),例如T4 gp32的情况下被扩增。在一些实施方案中,核酸靶在不暴露于拓扑异构酶的情况下被扩增。
核酸靶可以在暴露于或不暴露于使核酸去稳定的剂或条件下被扩增。如本文所用,术语“去稳定”应赋予其普通含义,并且还应指由倾斜、滚动、扭曲、滑动和翻转效应中的一种或更多种对核酸分子(例如,双螺旋结构)的整体组织和几何取向的破坏(例如,如Lenglet等人,
(2010)Journal of Nucleic Acids Volume 2010,Article ID 290935,17页中所述)。去稳定通常不是指核酸链的解链或分离(例如变性)。核酸去稳定可以通过例如暴露于诸如嵌入
剂或烷化剂的剂和/或诸如甲酰胺、尿素、二甲基亚砜(DMSO)或N,N,N‑三甲基甘氨酸(甜菜碱)的化学物质来实现。在一些实施方案中,本文提供的方法包括使用一种或更多种去稳定剂。在一些实施方案中,本文提供的方法排除了去稳定剂的使用。在一些实施方案中,核酸靶在不暴露于连接酶和/或RNA复制酶的情况下被扩增。
[0134] 在一些实施方案中,核酸靶可以在没有裂解或消化的情况下被扩增。例如,核酸靶可以在不预先暴露于一种或更多种裂解剂(cleavage agents)的情况下被扩增,并且完整的核酸被扩增。在一些实施方案中,核酸靶在扩增期间不暴露于一种或更多种裂解剂的情
况下被扩增。在一些实施方案中,核酸靶在扩增后不暴露于一种或更多种裂解剂的情况下
被扩增。不包括使用裂解剂的扩增条件在本文中可以称为无裂解剂扩增条件。术语“裂解
剂”通常是指可以在一个或更多个特异性或非特异性位点裂解核酸的剂,有时是化学物质
或酶。特异性裂解剂通常根据在特定位点的特定核苷酸序列特异性裂解。裂解剂可以包括
内切核酸酶(例如,限制性内切酶、切口酶等);外切核酸酶(DNA酶、RNA酶(例如,RNA酶H)、5’至3’外切核酸酶(例如,外切核酸酶II)、3’至5’外切核酸酶(例如,外切核酸酶I)和多(A)特异性3’至5’外切核酸酶);和化学裂解剂。
[0135] 核酸靶可以在不使用限制性内切酶和/或切口酶的情况下被扩增。在一些实施方案中,核酸在没有预先暴露于限制性内切酶和/或切口酶的情况下被扩增。在一些实施方案中,核酸在扩增期间不暴露于限制性内切酶和/或切口酶的情况下被扩增。在一些实施方案中,核酸在扩增后不暴露于限制性内切酶和/或切口酶的情况下被扩增。核酸靶可以无外切核酸酶处理地扩增。外切核酸酶包括例如DNA酶、RNA酶(例如,RNA酶H)、5’至3’外切核酸酶(例如,外切核酸酶II)、3’至5’外切核酸酶(例如,外切核酸酶I)和多(A)特异性3’至5’外切核酸酶。在一些实施方案中,核酸在扩增之前、期间和/或之后没有外切核酸酶处理的情况下被扩增。不包括使用外切核酸酶的扩增条件是无外切核酸酶的扩增条件。在一些实施方
案中,核酸在没有DNA酶处理和/或RNA酶处理的情况下被扩增。在一些实施方案中,核酸在没有RNA酶H处理的情况下被扩增。
[0136] 扩增的核酸在本文中可以被称为核酸扩增产物或扩增子。在一些实施方案中,扩增产物包含天然存在的核苷酸、非天然存在的核苷酸、核苷酸类似物等以及前述的组合。扩增产物通常具有与样品核酸中的序列(例如,靶序列)或其互补物相同或大体上相同的核苷
酸序列。扩增产物中“大体上相同”的核苷酸序列通常将与被扩增的核苷酸序列或其互补物具有高度的序列同一性(例如,约75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、
84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、
99%或大于99%的序列同一性),并且变异有时是聚合酶不保真(infidelity)或其他变量
的结果。
[0137] 在一些实施方案中,核酸扩增产物包含与样品核酸中的靶序列连续互补或大体上相同的多核苷酸。连续互补通常是指第一链中的核苷酸序列,例如,其中每个有序的碱基
(例如,读数为5’至3’)与第二链中对应的有序的碱基配对,并且在被认为是连续互补的序列中没有缺口、另外序列或不配对的碱基。换句话说,连续互补通常是指第一链中核苷酸序列的所有连续碱基与第二链中核苷酸序列的对应的连续碱基互补。例如,具有序列5’‑
ATGCATGCATGC‑3’(SEQ ID NO:3)的第一链将被认为与具有序列5’‑GCATGCATGCAT‑3’(SEQ ID NO:4)的第二链连续互补,其中第一链中的所有连续碱基与第二链中的所有对应的连续
碱基互补。然而,具有序列5’‑ATGCATAAAAAAGCATGC‑3’(SEQ ID NO:5)的第一链将不被认为与具有序列5’‑GCATGCATGCAT‑3’(SEQ ID NO:4)的第二链连续互补,因为第一条链中间的六个腺嘌呤(6个A)序列不会与第二条链中的碱基配对。连续互补序列有时长度为约5个至
约25个连续碱基,例如长度为约5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、
23、24、25个连续碱基,或这些值中任何两个之间的范围。在一些实施方案中,核酸扩增产物由与样品核酸中的靶序列连续互补或大体上相同的多核苷酸组成。因此,在一些实施方案
中,核酸扩增产物不包含与靶序列不连续互补或大体上相同的任何另外序列(例如,在5’
和/或3’末端,或在产物内),例如,通过加尾引物或连接掺入扩增产物中的另外序列,和/或提供裂解剂识别位点(例如,切口酶识别位点)的另外序列。通常,除非靶序列包含串联重复序列,否则扩增产物不包含串联重复序列形式的产物。
[0138] 核酸扩增产物可以包含与扩增反应中使用的一个或更多个引物互补或大体上相同的序列。在一些实施方案中,核酸扩增产物包含与第一引物序列连续互补或相同的第一
核苷酸序列,以及与第二引物序列连续互补或相同的第二核苷酸序列。
[0139] 核酸扩增产物可以包含间隔序列。如本文所述,扩增产物中的间隔序列是与样品核酸中靶序列的一部分连续互补或大体上相同的序列(1个或更多个碱基),并且侧翼是扩
增产物中与扩增反应中使用的一个或更多个引物互补或大体上相同的序列。侧翼为扩增产
物中的序列的间隔序列通常位于第一序列(与第一引物互补或大体上相同)和第二序列(与
第二引物互补或大体上相同)之间。因此,扩增产物通常包括第一序列,后跟间隔序列,后跟第二序列。间隔序列通常与引物中的序列不互补或大体上相同。间隔序列可以是或可以包
含约1个至10个碱基,包括1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个碱基。在一些实施方案中,核酸扩增产物由与第一引物序列连续互补或相同的第一核苷酸序列、与第二引物序列连续互补或相同
的第二核苷酸序列和间隔序列组成或基本上由其组成。在一些实施方案中,核酸扩增产物
不包含任何另外序列(例如,在5’和/或3’末端;或在产物内),该另外序列不与第一引物序列和第二引物序列连续互补或相同,并且不是间隔序列的一部分,例如,通过加尾或环化引物、连接或其他机制掺入扩增产物中的另外序列。在一些实施方案中,核酸扩增产物通常不包含另外序列(例如,在5’和/或3’末端;或在产物内),该另外序列不与第一引物序列和第二引物序列连续互补或相同,并且不是间隔序列的一部分,例如,通过加尾或环化引物、连接或其他机制掺入扩增产物中的另外序列。然而,在这样的实施方案中,核酸扩增产物可以包含例如通过扩增过程中的错误或混杂引入产物中的一些错配的(即,非互补的)碱基或一
个或更多个额外碱基(例如,在5’和/或3’末端;或在产物内)。
[0140] 核酸扩增产物的长度可多达50个碱基,包括10、15、20、25、30、35、40、45、50个碱基,或者长这些值中的任何两个之间的数量或范围的碱基。在一些实施方案中,给定靶序列的核酸扩增产物具有相同的长度或大体上相同的长度(例如,在1个至10个碱基内)。因此,给定靶序列的核酸扩增产物可以产生单个信号(例如,电泳凝胶上的条带),并且通常不产生指示多个长度的多个信号(例如,电泳凝胶上的梯状物或拖尾)。对于多重反应,不同靶序列的核酸扩增产物可以具有不同的长度。
[0141] 本文描述的方法和组分可用于多重扩增,其通常是指多于一个感兴趣的核酸的扩增(例如,多于一个靶序列的扩增)。例如,多重扩增可以指来自同一样品的多个序列的扩增或样品中若干个序列之一的扩增。多重扩增也可以指同时或以逐步方式扩增存在于多个样
品中的一个或更多个序列。例如,多重扩增可用于扩增至少两个能够被扩增的靶序列(例
如,扩增反应包括合适的引物和酶来扩增至少两个靶序列)。在一些实施方案中,制备扩增反应以检测至少两个靶序列,但是在被测试的样品中只有一个靶序列存在,使得虽然两个
序列都能够被扩增,但是只有一个序列被扩增。在一些实施方案中,当存在两个靶序列时,扩增反应导致两个靶序列的扩增。多重扩增反应可以导致一个、一些或所有靶序列的扩增,其中包含适当的引物和酶。在一些实施方案中,制备扩增反应以用一对引物检测两个序列,其中一个序列是靶序列,并且一个序列是对照序列(例如,能够被与靶序列相同的引物扩增并具有与靶不同的间隔碱基或序列的合成序列)。在一些实施方案中,制备扩增反应以检测具有对应引物对的多组序列,其中每组序列包括靶序列和对照序列。
[0142] 引物
[0143] 核酸扩增通常在存在一个或更多个引物的情况下进行。引物通常被表征为寡核苷酸,其包括能够在特定感兴趣区域(即靶序列)处或附近(例如邻近)与靶核酸杂交或退火的
核苷酸序列。例如,引物可以允许靶核酸核苷酸序列的特异性确定或靶核酸或其特征的检
测(例如,序列的存在或不存在)。引物可以是天然存在的或合成的。术语特异,或特异性,通常是指一个分子与另一个分子的结合或杂交,诸如用于靶多核苷酸的引物。也就是说,特异或特异性是指两个分子之间稳定复合物的识别、接触和形成,相比之下,这两个分子中的任何一个与其他分子的识别、接触或复合物形成要少得多。术语退火或杂交通常是指两个分
子之间稳定复合物的形成。当提及引物时,术语引物、寡聚物或寡核苷酸在本文中可以可互换使用。
[0144] 引物可以使用合适的方法设计和合成,并且可以具有适合于与靶序列杂交并进行本文所述扩增过程的任何长度。引物通常根据靶核酸中的序列设计。一些实施方案中的引
物长度可以是约5个至约30个碱基,例如长度为5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、
19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30个碱基。引物可以包含天然存在和/或非天然存在的核苷酸(例如,修饰的核苷酸、标记的核苷酸)或其混合物。修饰和修饰的碱基可以包括TM
例如磷酸化(例如,3’磷酸化、5’磷酸化);附接化学或接头修饰(例如,Acrydite 、腺苷酸TM
化、叠氮化物(NHS酯)、地高辛(NHS酯)、胆固醇‑TEG、I‑Linker 、氨基修饰剂(例如,氨基修TM
饰剂C6、氨基修饰剂C12、氨基修饰剂C6 dT、Uni‑Link 氨基修饰剂)、炔烃(例如,5’己炔基、
5‑辛二炔基dU)、生物素化(例如,生物素、生物素(叠氮化物)、生物素dT、生物素‑TEG、双重生物素、PC生物素、脱硫生物素‑TEG)、硫醇修饰(例如,硫醇修饰剂C3 S‑S、二硫醇、硫醇修TM TM
饰剂C6 S‑S));荧光团(例如,Freedom 染料、Alexa 染料,LI‑COR  ATTO 染
料、罗丹明染料、WellRED染料,6‑FAM(叠氮化物)、Texas (NHS酯)、 640
(NHS酯)、Dy 750(NHS酯))、Iowa 暗猝灭剂修饰(例如,Iowa FQ、Iowa
RQ)、暗猝灭剂修饰(例如,Black Hole Black Hole Dabcyl);间隔
物(C3间隔物、PC间隔物、己二醇、间隔物9、间隔物18、1’,2’‑双脱氧核糖(dSpacer);修饰的碱基(例如,2‑氨基嘌呤、2,6‑二氨基嘌呤(2‑氨基‑dA)、5‑溴dU、脱氧尿苷、反向dT、反向双脱氧‑T、双脱氧‑C、5‑甲基dC、脱氧肌苷、Super Super 核酸(LNA’s)、5‑硝基吲哚、
2’‑O‑甲基RNA碱基、羟甲基dC、UNA解锁核酸(例如,UNA‑A、UNA‑U、UNA‑C、UNA‑G)、异dC、异dG、氟C、氟U、氟A、氟G);硫代磷酸酯(PS)键修饰(例如,硫代磷酸化的DNA碱基、硫代磷酸化的RNA碱基、硫代磷酸化的2’‑O‑甲基碱基、硫代磷酸化的LNA碱基);和点击化学修饰。在一些实施方案中,修饰和修饰的碱基包括尿嘧啶碱基、核糖核苷酸碱基、O‑甲基RNA碱基、PS连接、3’磷酸基团、间隔物碱基(诸如,C3间隔物碱基或其他间隔物碱基)。例如,引物可以包含一个或更多个O‑甲基RNA碱基(例如,2’‑O‑甲基RNA碱基)。2’‑O‑甲基RNA通常是在tRNA和其他小RNA中发现的RNA的转录后修饰。可以直接合成包含2’‑O‑甲基RNA碱基的引物。例如,这种修饰可以增加RNA:RNA双链体的Tm,并在存在单链核糖核酸酶和DNA酶的情况下提供稳定
性。2’‑O‑甲基RNA碱基可以被包含在引物中,例如,以增加稳定性和与靶序列的结合亲和力。在一些实施方案中,引物可以包含一个或更多个硫代磷酸酯(PS)连接(例如,PS键修
饰)。PS键用硫原子取代引物磷酸主链中的非桥接氧。这种修饰通常使核苷酸间连接抵抗核酸酶降解。例如,PS键可以引入引物5’‑端或3’‑端的约最后3个至5个核苷酸之间,以抑制外切核酸酶降解。在一些实施方案中,包含在整个引物中的PS键可以帮助减少内切核酸酶的
攻击。引物可以例如包含3’磷酸基团。在某些情况下,3’磷酸化可以抑制某些3’‑外切核酸酶的降解,并可用于阻断DNA聚合酶的延伸。在一些实施方案中,引物包含一个或更多个间隔物碱基(例如,一个或更多个C3间隔物)。C3间隔物亚磷酰胺可以掺入引物内部或5’端。例如,可以在引物的任一端添加多个C3间隔物,以引入长的亲水间隔物臂,用于附接荧光团或其他悬垂基团。
[0145] 引物可以包含DNA碱基、RNA碱基或二者,其中一个或更多个DNA碱基和RNA碱基是修饰或未修饰的。例如,引物可以是DNA碱基和RNA碱基的混合物。引物可由DNA碱基(例如,修饰的DNA碱基和/或未修饰的DNA碱基)组成。在一些实施方案中,引物由未修饰的DNA碱基组成。在一些实施方案中,引物由修饰的DNA碱基组成。引物可以由RNA碱基(例如,修饰的RNA碱基和/或未修饰的RNA碱基)组成。在一些实施方案中,引物由未修饰的RNA碱基组成。
在一些实施方案中,引物由修饰的RNA碱基组成。在一些实施方案中,引物不包含RNA碱基。
在一些实施方案中,引物不包含DNA碱基。在一些实施方案中,引物不包含裂解剂识别位点(例如,不包含切口酶识别位点)。在一些实施方案中,引物不包含尾(例如,不包含切口酶识别位点的尾)。
[0146] 在一些实施方案中,引物序列的全部或部分可以与靶核酸互补或大体上互补。关于序列的大体上互补通常是指将彼此杂交的核苷酸序列。杂交条件的严格性可以改变,以
容忍不同数量的序列错配。靶序列和引物序列可以例如彼此至少75%互补,包括彼此75%、
76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、
91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或100%互补。与靶核酸序列大体上互补的引物通常也与靶核酸序列的互补物(即,靶核酸反义链的序列)大体上相同。引物和靶
核酸的反义链在序列上可以至少75%相同,例如彼此75%、76%、77%、78%、79%、80%、
81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、
96%、97%、98%、99%或100%相同。
[0147] 在一些实施方案中,引物包括一对引物。一对引物可以包括正向引物和反向引物(例如,与靶核酸的有义和反义链结合的引物)。在一些实施方案中,引物由一对引物(即,正向引物和反向引物)组成。因此,在一些实施方案中,使用一对引物进行靶序列的扩增,并且在靶序列的扩增中不包括另外的引物或寡核苷酸(例如,扩增反应组分不包含给定靶序列
的另外引物对、不包含巢式引物、不包含缓冲引物(bumper primer)、不包含除引物以外的寡核苷酸、不包含探针等)。在一些实施方案中,引物由一对引物组成。在一些实施方案中,扩增反应可以包含用于扩增不同靶序列的另外引物对,诸如在多重扩增中。在一些实施方
案中,引物由一对引物组成,然而,在一些实施方案中,扩增反应可以包含用于检测过程的另外引物、寡核苷酸或探针,它们不被认为是扩增的一部分。在一些实施方案中,引物成组使用。扩增引物组可以包括用于给定靶序列的一对正向和反向引物。对于多重扩增,扩增第一靶序列的引物被认为是引物组,并且扩增第二靶序列的引物被认为是不同的引物组。
[0148] 扩增反应组分可以包含与样品核酸的第一链(例如,有义链、正向链)中的靶序列互补的第一引物(第一寡核苷酸)和与样品核酸的第二链(例如,反义链、反向链)中的靶序
列互补的第二引物(第二寡核苷酸)或由其组成。在一些实施方案中,第一引物(第一寡核苷酸)包含与样品核酸的第一链中的靶序列连续互补的第一多核苷酸,并且第二引物(第二寡
核苷酸)包含与样品核酸的第二链中的靶序列连续互补的第二多核苷酸。引物‑靶的连续互补通常是指引物中的核苷酸序列,其中每个碱基按顺序与靶序列中对应的有序的碱基配
对,并且序列中缺口、另外序列或未配对的碱基不被认为是连续互补的。在一些实施方案
中,引物不包含与靶序列不连续互补的任何另外序列(例如,在5’和/或3’末端,或在引物内),例如,存在于加尾引物或环化引物中的另外序列,和/或提供裂解剂识别位点(例如,切口酶识别位点)的另外序列。在一些实施方案中,扩增反应组分不包含含有另外序列(即,除了与靶序列连续互补的序列之外的序列)的引物,例如,加尾引物、环化引物、能够形成茎环结构的引物、发夹结构和/或提供裂解剂识别位点(例如,切口酶识别位点)的另外序列等。
[0149] 在一些实施方案中,引物可以包含修饰,诸如一种或更多种肌苷、无碱基位点、锁核酸、小沟结合剂、双链体稳定剂(例如,吖啶、亚精胺)、Tm修饰物或改变引物结合特性的任何修饰物。在一些实施方案中,引物可以包含可检测的分子或实体(例如,荧光团、放射性同位素、比色剂、颗粒、酶等)。
[0150] 聚合酶
[0151] 扩增反应组分(例如,一种或更多种扩增试剂)可以包含一种或更多种聚合酶。聚合酶是能够针对核酸靶序列(例如,引物与其退火)催化核苷酸特异性掺入以延伸引物分子
(例如本文所述的扩增引物)的3’羟基末端的蛋白。聚合酶的非限制性实例包括在升高的反应温度(例如,高于55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃或100℃)具有活性的嗜热或超嗜热的聚合酶。超嗜热的聚合酶可以被称为超嗜热生物聚合酶。聚合酶可以具
有也可以不具有链置换能力。在一些实施方案中,聚合酶可以在单次合成中掺入约1个至约
50个核苷酸,例如在单次合成中掺入约1、5、10、15、20、25、30、35、40、45或50个核苷酸,或者这些值中的任何两个之间的数量或范围。
[0152] 扩增反应组分可包含一种或更多种选自以下的DNA聚合酶:9°N DNA聚合酶;9°TM TM TM TM
Nm DNA聚合酶;Therminator DNA聚合酶;Therminator IIDNA聚合酶;Therminator III 
TM
DNA聚合酶;Therminator γDNA聚合酶;Bst DNA聚合酶;Bst DNA聚合酶(大片段);
Phi29DNA聚合酶、DNA聚合酶I(大肠杆菌(E.coli))、DNA聚合酶I、大(Klenow)片段;KlenowTM
片段(3′‑5′外切);T4 DNA聚合酶;T7 DNA聚合酶;Deep VentR (外切)DNA聚合酶;Deep TM TM TM TM
VentR DNA聚合酶;DyNAzyme EXT DNA;DyNAzyme II热启动DNA聚合酶;Phusion 高保真
TM
DNA聚合酶; DNA聚合酶; (外切)DNA聚合酶;RepliPHI Phi29 DNA聚合酶;
TM TM TM
rBst DNA聚合酶,大片段(IsoTherm DNA聚合酶);MasterAmp  AmpliTherm  DNA聚合酶;
Tag DNA聚合酶;Tth DNA聚合酶;Tfl DNA聚合酶;Tgo DNA聚合酶;SP6 DNA聚合酶;Tbr DNA聚合酶;DNA聚合酶β;和ThermoPhi DNA聚合酶。
[0153] 在一些实施方案中,扩增反应组分包含一种或更多种超嗜热生物DNA聚合酶(例如,在高温热稳定的超嗜热生物DNA聚合酶)。超嗜热生物DNA聚合酶可以具有在95℃的半衰期为约5小时至10小时,并且在100℃的半衰期为约1小时至3小时。例如,扩增反应组分可包含来自古细菌的一种或更多种超嗜热生物DNA聚合酶(例如,来自嗜热球菌属
(Thermococcus)的超嗜热生物DNA聚合酶、或来自热球菌科古细菌(Thermococcaceaen 
archaean)的超嗜热生物DNA聚合酶)。在一些实施方案中,扩增反应组分包含来自热球菌属(Pyrococcus)、甲烷球菌科(Methanococcaceae)、甲烷球菌属(Methanococcus)或栖热菌属(Thermus)的一种或更多种超嗜热生物DNA聚合酶。在一些实施方案中,扩增反应组分包含
一种或更多种来自嗜热栖热菌(Thermus thermophiles)的超嗜热生物DNA聚合酶。
[0154] 在一些实施方案中,扩增反应组分包含超嗜热生物DNA聚合酶或其功能片段。功能片段通常保留全长聚合酶的一种或更多种功能,例如聚合DNA的能力(例如,在扩增反应
中)。在一些情况下,功能片段以全长聚合酶功能水平的至少约50%、至少约75%、至少约
90%、至少约95%的水平执行功能(例如,在扩增反应中聚合DNA)。聚合酶活性的水平可以例如使用可检测的核酸扩增方法来评估,诸如本文所述的方法。在一些实施方案中,扩增反应组分包含超嗜热生物DNA聚合酶,其包含SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2的氨基酸序列或SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2的功能片段。
[0155] 在一些实施方案中,扩增反应组分(例如,一种或更多种扩增试剂)包含聚合酶,该聚合酶包含与超嗜热生物聚合酶或其功能片段至少约90%相同的氨基酸序列。在一些实施方案中,扩增反应组分包含聚合酶,该聚合酶包含与SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2的氨基酸
序列或其功能片段至少约90%、95%或99%相同的氨基酸序列。
[0156] 聚合酶可以具有逆转录能力。在这样的实施方案中,扩增反应可以在不使用单独的逆转录酶的情况下,例如在单个步骤中扩增RNA靶。具有逆转录酶能力的聚合酶的非限制TM TM
性实例包括Bst(大片段)、9°N  DNA聚合酶、9°Nm DNA聚合酶、Therminator 、
TM
Therminator II等。扩增反应组分可以包含一种或更多种单独的逆转录酶。在一些实施方
案中,扩增反应中包含多于一种聚合酶。例如,扩增反应可以包含具有逆转录酶活性的聚合酶和不具有逆转录酶活性的第二聚合酶。
[0157] 在一些实施方案中,在扩增期间使用一种或更多种具有外切核酸酶活性的聚合酶。在一些实施方案中,在扩增期间使用一种或更多种不具有或具有低外切核酸酶活性的
聚合酶。在一些实施方案中,不具有或具有低外切核酸酶活性的聚合酶包含降低或消除聚
合酶的外切核酸酶活性的一种或更多种修饰(例如,氨基酸取代)。例如,与未修饰的聚合酶相比,具有低外切核酸酶活性的修饰的聚合酶可以具有10%或更少的外切核酸酶活性,例
如与未修饰的聚合酶相比,小于约10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%或1%的外切核酸酶活性。在一些实施方案中,聚合酶不具有或具有低5’至3’外切核酸酶活性,和/或不具有或具有低3’至5’外切核酸酶活性。在一些实施方案中,聚合酶不具有或具有低单链依赖性外切核酸酶活性,和/或不具有或具有低双链依赖性外切核酸酶活性。可降低或消除聚合酶的外切核酸酶活性的修饰的非限制性实例包括在SEQ ID NO:1的位置141和/或143和/
或458处(例如,D141A、E143A、E143D和A485L)或者在对应于SEQ ID NO:1的位置141和/或
143和/或458的位置处的一个或更多个氨基酸取代。
[0158] 检测和定量
[0159] 本文描述的方法可以包括检测和/或定量核酸扩增产物。例如,可以通过本文描述的任何合适的检测和/或定量方法来检测和/或定量扩增产物。检测和/或定量方法的非限
制性实例包括分子信标(例如,实时、终点)、侧向流、荧光共振能量转移(FRET)、荧光偏振(FP)、表面捕获、5’至3’外切核酸酶水解探针(例如,TAQMAN)、嵌入/结合染料、吸光度法(例如,比色法、浊度法)、电泳(例如,凝胶电泳、毛细管电泳)、质谱、核酸测序、数字扩增、引物TM
延伸法(例如,iPLEX )、来自Affymetrix的分子倒置探针(MIP)技术、限制性片段长度多态性(RFLP分析)、等位基因特异性寡核苷酸(ASO)分析、甲基化特异性PCR(MSPCR)、焦磷酸测序分析、acycloprime分析、反向斑点印迹、基因芯片微阵列、动态等位基因特异性杂交
(DASH)、肽核酸(PNA)和锁核酸(LNA)探针、AlphaScreen、SNPstream、遗传位分析(genetic bit analysis)(GBA)、多重微测序、SNaPshot、GOOD测定、微阵列微测序、阵列引物延伸
(APEX)、微阵列引物延伸、Tag阵列、编码微球、模板指导的掺入(TDI)、比色寡核苷酸连接测定(OLA)、序列编码OLA、微阵列连接、连接酶链式反应、挂锁(padlock)探针、侵入物测定(invader assay)、使用至少一个探针的杂交、使用至少一个荧光标记探针的杂交、克隆和测序、杂交探针的使用和定量实时聚合酶链式反应(QRT‑PCR)、纳米孔测序、芯片及其组合。
在一些实施方案中,检测核酸扩增产物包括使用实时检测方法(即,在扩增过程期间检测
和/或连续监测产物)。在一些实施方案中,检测核酸扩增产物包括使用终点检测方法(即,在完成或停止扩增过程后检测产物)。核酸检测方法也可以采用使用直接掺入靶序列中或
含有靶互补序列的探针中的标记的核苷酸。这样的标记本质上可以为放射性的和/或荧光
的,并且可以以本文讨论的任何方式来分辨。在一些实施方案中,核酸扩增产物的定量可以使用下述一种或更多种检测方法来实现。在一些实施方案中,检测方法可以与信号强度的
测量和/或用于定量核酸扩增产物的标准曲线和/或查找表的产生(或参考)联合使用。
[0160] 检测核酸扩增产物可以包括使用分子信标技术。术语分子信标通常是指一种可检测的分子,其中分子的可检测特性在某些条件下是可检测的,从而使分子能够作为特定的
和提供信息的信号发挥作用。可检测特性的非限制性实例包括光学特性(例如,荧光)、电特性、磁特性、化学特性和通过已知尺寸开口的时间或速度。用于检测核酸分子的分子信标可以是例如发夹状寡核苷酸,其一端含有荧光团,并且另一端含有猝灭染料。发夹的环可以包含与靶序列互补的探针序列,而茎通过位于探针序列任一侧上的互补臂序列的退火形成。
荧光团和猝灭分子可以在每个臂的相对端共价连接。在阻止寡核苷酸与其互补靶杂交的条
件下,或者当分子信标在溶液中是游离的时,荧光分子和猝灭分子彼此接近,从而防止
FRET。当分子信标遇到靶分子(例如,核酸扩增产物)时,可以发生杂交,并且环结构转化为稳定的更刚性的构象,导致荧光团和猝灭分子分离,从而产生荧光。由于探针的特异性,荧光的产生通常完全是由于预期扩增产物的合成。在一些情况下,分子信标探针序列与扩增
产物中的序列杂交,该序列与靶核酸中的序列相同或互补。在一些情况下,分子信标探针序列与扩增产物中的序列杂交,该序列与靶核酸中的序列不相同或互补(例如,与通过加尾扩增引物或连接添加到扩增产物的序列杂交)。分子信标是高度特异性的,并且可以辨别单核苷酸多态性。分子信标也可以用不同颜色的荧光团和不同的靶序列合成,从而能够在同一
反应中(例如,在多重反应中)同时检测若干种产物。对于定量扩增过程,分子信标可以在每个扩增周期后特异性结合到扩增的靶,并且因为未杂交的分子信标是暗的,所以没有必要
分离探针‑靶杂合体来定量地确定扩增产物的量。产生的信号与扩增产物的量成正比。使用分子信标的检测可以实时完成,也可以作为终点检测方法。
[0161] 检测核酸扩增产物可以包括使用侧向流。侧向流的使用通常包括侧向流装置的使用,该装置包括但不限于试纸条测定和具有各种适当涂层的薄层色谱板。固定在流动路径
上的是用于样品的各种结合试剂、结合配偶体或涉及用于样品和信号产生系统的结合配偶
体的缀合物。
[0162] 检测核酸扩增产物可以包括使用FRET,FRET是两个发色团(供体和受体分子)之间的能量转移机制。简而言之,供体荧光团分子在特定的激发波长被激发。当供体分子返回到其基态时,供体分子随后的发射可以通过长程偶极‑偶极相互作用将激发能量转移到受体
分子。受体分子的发射强度可以被监测,并且随着供体和受体之间的距离、供体发射光谱和受体吸收光谱的重叠以及供体发射偶极矩和受体吸收偶极矩的取向而变化。FRET可用于定
量分子动力学,例如,在对分子信标描述的DNA‑DNA相互作用中。为了监测特定产物的产生,探针可以在一端上用供体分子而在另一端上用受体分子标记。探针‑靶杂交导致供体和受
体的距离或取向发生变化,并且观察到FRET变化。
[0163] 检测核酸扩增产物可以包括使用荧光偏振(FP)。FP技术是基于这样的原理,即当被线性偏振光激发时,荧光标记的化合物将发射荧光,其偏振度与其旋转速率成反比。因
此,当具有荧光标记的分子诸如示踪剂‑核酸缀合物被线性偏振光激发时,发射的光保持高偏振,因为荧光团在光被吸收和发射的时间之间受到限制而无法旋转。当游离示踪剂化合
物(即未与核酸结合)被线性偏振光激发时,其旋转比对应的示踪剂‑核酸缀合物快得多,并且分子更随机取向,因此,发射的光被去偏振。因此,荧光偏振提供了一种定量方法,用于测量扩增反应中产生的示踪剂‑核酸缀合物的量。
[0164] 检测核酸扩增产物可以包括使用表面捕获,例如通过将特定寡核苷酸固定到表面来实现,从而产生高度灵敏和选择性两者的生物传感器。可用于附接探针的实例表面包括
金和碳。检测核酸扩增产物可以包括使用5’至3’外切核酸酶水解探针(例如,TAQMAN)。例如,TAQMAN探针是可以增加定量扩增方法(例如,定量PCR)特异性的水解探针。TAQMAN探针原理依赖于1)Taq聚合酶的5’至3’外切核酸酶活性,以在与互补靶序列杂交期间裂解双重标记的探针和2)基于荧光团的检测。产生的荧光信号允许在扩增的指数阶段期间定量测量
扩增产物的积累,并且TAQMAN探针可以显著增加检测的特异性。
[0165] 检测核酸扩增产物可以包括使用嵌入和/或结合染料,包括特异性染色核酸的染料(例如,嵌入染料在与DNA或RNA结合时表现出增强的荧光)。染料可以包括DNA或RNA嵌入
荧光团,包括但不限于 82、吖啶橙、溴化乙锭、Hoechst染料、 碘化丙锭、
I(不对称花青染料)、 II、TOTO(噻唑橙二聚体)和YOYO(噁唑黄二聚体)。检
测核酸扩增产物可以包括使用吸光度方法(例如,比色法、浊度法)。在一些实施方案中,核酸的检测和/或定量可以通过将吸光度(例如,260nm处的UV吸光度测量值)直接转换为浓度
来实现。核酸的直接测量值可以使用Beer Lambert定律转换为浓度,该定律使用测量的路
径长度和消光系数将吸光度与浓度相关联。检测核酸扩增产物可以包括使用电泳(例如,凝胶电泳、毛细管电泳)和/或使用质谱。质谱是一种分析技术,可用于确定核酸的结构和数
量,并可用于提供复杂混合物的快速分析。扩增后,可以将样品离子化,产生的离子根据它们的质荷比在电场和/或磁场中分离,并且检测器测量离子的质荷比。质谱方法包括例如
MALDI、MALDI‑TOF和电喷雾。这些方法可以与气相色谱(GC/MS)和液相色谱(LC/MS)组合使用。质谱(例如,基质辅助激光脱附/离子化质谱(MALDI MS))由于高速信号采集和脱离固体表面的自动化分析而可具有高通量。
[0166] 检测核酸扩增产物可以包括使用核酸测序。可以确定扩增产物的整个序列或部分序列,并且确定的核苷酸序列可以被称为读段。例如,可以直接分析线性扩增产物,而无进一步扩增(例如,通过使用单分子测序方法)。在一些实施方案中,线性扩增产物进行进一步扩增,并且然后进行分析(例如,使用连接测序或焦磷酸测序方法)。测序方法的非限制性实例包括单端测序、成对端测序、基于可逆终止子的测序、连接测序、焦磷酸测序、合成测序、单分子测序、多重测序、固相单核苷酸测序和纳米孔测序。检测核酸扩增产物可以包括使用数字扩增(例如,数字PCR)。用于核酸的数字扩增和分析的系统是可用的(例如,
公司)。
[0167] 裂解缓冲液
[0168] 裂解性剂
[0169] 如本文所公开的,裂解性剂可以包括洗涤剂。该洗涤剂可包括阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂中的一种或更多种。阴离子表面+ + + + ‑ ‑ ‑
活性剂可包含NH4、K、Na或Li作为抗衡离子。阳离子表面活性剂可包含I 、Br或Cl作为抗
衡离子。
[0170] 阴离子表面活性剂可选自月桂酸硬脂酸三乙醇胺、月桂基硫酸铵、十二烷基硫酸锂、月桂基硫酸钠、烷基硫酸钠(C8‑16)、十二烷基硫酸钠、烷基聚氧乙烯硫酸盐、海藻酸钠、磺基琥珀酸二辛酯钠、磷脂酰甘油、磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸、磷脂酸及其盐、甘油酯、羧甲基纤维素钠、胆汁酸及其盐、胆酸、脱氧胆酸、甘氨胆酸、牛磺胆酸、甘脱氧胆酸、烷基磺酸盐、芳基磺酸盐、烷基磷酸盐、烷基磺酸盐、硬脂酸及其盐、硬脂酸、磷酸盐、羧甲基纤维素钠、磺基琥珀酸二辛酯、磺基琥珀酸钠的二烷基酯、磷脂和羧甲基纤维素钙。
[0171] 阳离子表面活性剂可以选自季铵化合物、苯扎氯铵、十六烷基三甲基溴化铵、脱水‑甘露糖酸、月桂基二甲基苄基氯化铵、酰基肉碱盐酸盐、烷基卤化吡啶、十六烷基氯化吡啶、阳离子脂质、聚甲基丙烯酸甲酯三甲基溴化铵、锍化合物、聚乙烯吡咯烷酮‑2‑二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯二甲基硫酸酯、十六烷基三甲基溴化铵、鏻化合物、季铵化合物、苄基‑二(2‑氯乙基)乙基溴化铵、椰子三甲基氯化铵、椰子三甲基溴化铵、椰子甲基二羟乙基氯化铵、椰子甲基二羟乙基溴化铵、癸基三乙基氯化铵、癸基二甲基羟乙基氯化铵、癸基二甲基羟乙基氯化溴化铵、C12‑15‑二甲基羟乙基氯化铵、C12‑15‑二甲基羟乙基氯化溴化铵、椰子二甲基羟乙基氯化铵、椰子二甲基羟乙基溴化铵、肉豆蔻基三甲基甲基硫酸铵、月桂基二甲基苄基氯化铵、月桂基二甲基苄基溴化铵、月桂基二甲基(乙氧基)4氯化铵、月桂基二甲基(乙氧基)4溴化铵、N‑烷基(C12‑18)二甲基苄基氯化铵、N‑烷基(C14‑18)二甲基苄基氯化铵、N‑十四烷基二甲基苄基氯化铵一水合物、二甲基双癸基氯化铵、N‑烷基(C12‑14)二甲基1‑甲基氯化铵、三甲基卤化铵烷基三甲基铵盐、二烷基二甲基铵盐、月桂基三甲基氯化铵、乙氧基化烷基酰胺烷基二烷基铵盐、乙氧基化三烷基铵盐、二烷基苯二烷基氯化铵、N‑二癸基二甲基氯化铵、N‑十四烷基二甲基苄基氯化铵一水合物、N‑烷基(C12‑14)二甲基1‑萘基甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、二烷基苯烷基氯化铵、月桂基三甲基氯化铵、烷基苄基甲基氯化铵、烷基苄基二甲基溴化铵、C8‑16三甲基溴化铵、C8‑16三甲基氯化铵、C15三甲基溴化铵、C17三甲基溴化铵、十二烷基苄基三乙基氯化铵、聚二烯丙基二甲基氯化铵、二甲基氯化铵、烷基二甲基卤化铵、三十六烷基甲基氯化铵、癸基三甲基溴化铵、十二烷基三乙基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、甲基三辛基氯化铵、POLYQUAT 10、四丁基溴化铵、苄基三甲基溴化铵、胆碱酯、苯扎氯铵、司拉氯铵(stearalkonium chloride)、十六烷基溴化吡啶、十六烷基氯化吡啶、季铵化聚氧乙基烷基胺的卤化物盐、MIRAPOL Alkaquat、烷基吡啶盐、胺、胺盐、酰亚胺唑鎓盐(imide azolinium salt)、质子化季丙烯酰胺、甲基化四元聚合物、阳离子瓜尔胶、苯扎氯铵、十二烷基三甲基溴化铵、三乙醇胺和泊洛沙胺(poloxamine)。
[0172] 非离子表面活性剂可选自聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯蓖麻油衍生物、脱水山梨醇酯、甘油酯、单硬脂酸甘油酯、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丙二醇酯、鲸蜡醇、鲸蜡硬脂醇、硬脂醇、芳基烷基聚醚醇、聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物、泊洛沙姆、泊洛沙胺、甲基纤维素、羟基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、邻苯二甲酸羟丙基甲基纤维素、非晶纤维素、多糖、淀粉、淀粉衍生物、羟乙基淀粉、聚乙烯醇、硬脂酸三乙醇胺、氧化胺、右旋糖酐、甘油、阿拉伯树胶、胆固醇、黄蓍胶和聚乙烯吡咯烷酮。非离子表面活性剂可以是烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、脂肪酸皂、羟基脂肪酸盐、氢过氧脂肪酸盐、多羟基脂肪酸盐、环氧脂肪酸盐、单羧酸盐和多羧酸盐、前列腺烷酸(prostanoic acid)和前列腺素、白三烯和
lipoxine、烷基磷酸盐、烷基膦酸盐、二烷基磺基琥珀酸钠、正烷基乙氧基化硫酸盐、胆汁盐的胆酸盐和脱氧胆酸盐、全氟羧酸、氟脂肪族膦酸盐或氟脂肪族硫酸盐。
[0173] 本文提供的裂解性剂能够充当变性剂。本文使用的“变性剂(denaturing agent)”或“变性剂(denaturant)”应赋予其普通含义,并包括将导致蛋白质可逆解折叠的任何化合物或材料。变性剂(denaturing agent)或变性剂(denaturant)的强度将由特定变性剂(denaturing agent)或变性剂(denaturant)的特性和浓度两者决定。合适的变性剂
(denaturing agent)或变性剂(denaturant)包括离液剂、洗涤剂、有机溶剂、水混溶性溶
剂、磷脂或两种或更多种这样的剂的组合。合适的离液剂包括但不限于尿素、胍和硫氰酸
钠。有用的洗涤剂可包括但不限于强洗涤剂,诸如十二烷基硫酸钠或聚氧乙烯醚(例如吐温或Triton洗涤剂)、十二烷基肌酸钠(sarkosyl)、温和的非离子洗涤剂(例如,毛地黄皂苷)、温和的阳离子洗涤剂(例如N‑>2,3‑(二油基氧)‑丙基‑N,N,N‑三甲基铵)、温和的离子洗涤剂(例如,胆酸钠或脱氧胆酸钠)或两性离子洗涤剂,包括但不限于磺基甜菜碱
(Zwittergent)、3‑(3‑氯酰胺丙基)二甲基铵基‑1‑丙烷硫酸盐(CHAPS)和3‑(3‑氯酰胺丙基)二甲基铵基‑2‑羟基‑1‑丙烷磺酸盐(CHAPSO)。有机的、可与水混溶的溶剂诸如乙腈、低级烷醇(尤其是C2‑C4烷醇,诸如乙醇或异丙醇),或低级烷二醇(尤其是C2‑C4烷二醇诸如乙二醇)可用作变性剂。磷脂可以是天然存在的磷脂,诸如磷脂酰乙醇胺、磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸和磷脂酰肌醇,或者是合成的磷脂衍生物或变体,诸如二己酰磷脂酰胆碱或二庚酰
磷脂酰胆碱。
[0174] 合适的表面活性剂水平可以是总组合物按重量计的约0.1%至约25%、约0.25%至约10%或约0.5%至约5%。在一些实施方案中,表面活性剂是阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、阳离子表面活性剂及其混合物。在一些实施方案中,使用阴离子、两性、非离子和两性离子表面活性剂(及其混合物)可以是有利的。
[0175] 本文中有用的阴离子表面活性剂包括烷基中具有10个至18个碳原子的烷基硫酸盐和烷基醚硫酸盐水溶性盐,以及具有10个至18个碳原子的脂肪酸的磺化单甘油酯的水
溶性盐。月桂基硫酸钠和椰子单甘油酯磺酸钠是这种类型的阴离子表面活性剂的实例。
[0176] 合适的阳离子表面活性剂可以广义地定义为具有含有约8个至18个碳原子的长烷基链的脂肪族季铵化合物的衍生物,诸如月桂基三甲基氯化铵;十六烷基吡啶氯化物;苯扎氯铵;十六烷基三甲基溴化铵;二异丁基苯氧乙基二甲基苄基氯化铵;椰子烷基三甲基亚硝酸铵;十六烷基吡啶氟化物;等。在本文公开的组合物中,某些阳离子表面活性剂也可以充当杀菌剂
[0177] 可用于本公开内容的组合物、方法和试剂盒中的合适的非离子表面活性剂可广义地定义为通过氧化亚烷基基团(本质上是亲水性的)与本质上可以是脂肪族和/或芳香族的
有机疏水化合物缩合产生的化合物。合适的非离子表面活性剂的实例包括泊洛沙姆;脱水
山梨醇衍生物,诸如脱水山梨醇二异硬脂酸酯;氢化蓖麻油的环氧乙烷缩合物,诸如PEG‑30氢化蓖麻油;脂肪醇或烷基酚的环氧乙烷缩合物;环氧乙烷与环氧丙烷和乙二胺的反应产
物缩合产生的产物;长链叔胺氧化物;长链叔膦氧化物;长链二烷基亚砜及这些材料的混合物。这些材料可用于稳定泡沫,而不会对消费产品组合物造成过高的黏度。
[0178] 两性离子表面活性剂可以广义地描述为脂肪族季铵、膦和砜化合物的衍生物,其中脂肪族基团可以是直链或支链的,并且其中一个脂肪族取代基包含约8个至18个碳原子,并且一个包含阴离子水溶性基团,例如羧基、磺酸盐、硫酸盐、磷酸盐或膦酸盐。
[0179] 示例性的阴离子、单链表面活性剂包括烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐和饱和或不饱和脂肪酸及其盐。阳离子表面活性剂中包含极性头基团的部分可以包括例如季铵、吡啶、锍(sulfonium)和/或鏻基团。例如,极性头基团可以包括三甲基铵。示例性阳离子、单链表面活性剂包括烷基三甲基卤化铵、烷基三甲基甲苯磺酸铵和N‑烷基吡啶卤化物。
[0180] 烷基硫酸盐可以包括辛基硫酸钠、癸基硫酸钠、十二烷基硫酸钠和十四基硫酸钠。烷基磺酸盐可以包括辛基磺酸钠、癸基磺酸钠和十二烷基磺酸钠。烷基苯磺酸盐可以包括
辛基苯磺酸钠、癸基苯磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠。脂肪酸盐可以包括辛酸钠、癸酸钠、十二酸钠和油酸钠盐。
[0181] 烷基三甲基卤化铵可以包括辛基三甲基溴化铵、癸基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、肉豆蔻基三甲基溴化铵和十六烷基三甲基溴化铵。烷基三甲基甲苯磺酸铵可
以包括辛基三甲基甲苯磺酸铵、癸基三甲基甲苯磺酸铵、十二烷基三甲基甲苯磺酸铵、肉豆蔻基三甲基甲苯磺酸铵和十六烷基三甲基甲苯磺酸铵。例如,N‑烷基卤化吡啶可以包括氯癸基吡啶、氯十二烷基吡啶、氯十六烷基吡啶、溴癸基吡啶、溴十二烷基吡啶、溴十六烷基吡啶、碘癸基吡啶、碘十二烷基吡啶、碘十六烷基吡啶。
[0182] 阳离子表面活性剂可包含选自以下的至少一种化合物:十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基二甲基溴化铵、(C1至C30烷基)‑三甲基溴化铵、(C1至C30烷基)胺、(C1至C30烷基)咪唑啉、乙氧基化胺、季化合物、季酯、(C1至C30烷基)氧化胺、月桂胺氧化物、二鲸蜡基二甲基氯化铵、西曲氯铵、伯聚乙氧基化脂肪胺盐、仲聚乙氧基化脂肪胺盐、叔聚乙氧基化脂肪胺盐、季铵盐、四(C1至C30烷基)卤化铵、(C1至C30烷基)酰胺‑(C1至C30烷基)卤化铵、三(C1至C30烷基)苄基卤化铵、三(C1至C30烷基)羟基‑(C1至C30烷基)卤化铵、(C1至C30烷基)氯化吡啶、(C1至C30烷基)溴化吡啶和氧化胺。
[0183] 阴离子表面活性剂可包含选自以下的至少一种化合物:十二烷基硫酸钠、(C6至C30烷基)苯磺酸盐、C6至C30α烯烃磺酸盐、石蜡磺酸盐、(C6至C30烷基)酯磺酸盐、(C6至C30烷基)硫酸盐、(C6至C30烷基烷氧基)硫酸盐、(C6至C30烷基)磺酸盐、(C6至C30烷基烷氧基)羧酸盐、(C6至C30烷基烷氧基化)硫酸盐、单(C1至C30烷基)(醚)磷酸盐、二(C6至C30烷基)(醚)磷酸盐、(C6至C30烷基)肌氨酸盐、磺基琥珀酸盐、双(2‑乙基己基)磺基琥珀酸钠、乙氧基化4‑壬基苯基醚乙醇酸、(C1至C30烷基)羟乙基磺酸盐、牛磺酸盐、月桂基硫酸铵、月桂醇聚醚硫酸铵、三乙胺月桂基硫酸盐、三乙胺月桂醇聚醚硫酸盐、三乙醇胺月桂基硫酸盐、三乙醇胺月桂醇聚醚硫酸盐、单乙醇胺月桂基硫酸盐、单乙醇胺月桂醇聚醚硫酸盐、二乙醇胺月桂基硫酸盐、二乙醇胺月桂醇聚醚硫酸盐、月桂单甘油酯硫酸钠、月桂基硫酸钠、月桂醇聚醚硫酸钠、月桂基硫酸钾、月桂醇聚醚硫酸钾、月桂基磷酸钠、十三烷基磷酸钠、山嵛基磷酸钠、月桂醇聚醚‑2磷酸钠、鲸蜡醇聚醚‑3磷酸钠、十三烷醇聚醚‑4磷酸钠、二月桂基磷酸钠、二十三烷基磷酸钠、二十三烷醇聚醚‑6磷酸钠、月桂酰肌氨酸钠、月桂酰肌氨酸、椰油酰肌氨酸、椰油酰硫酸铵、椰油酰硫酸钠、十三烷醇聚醚硫酸钠、十三烷基硫酸钠、十三烷醇聚醚硫酸铵、十三烷基硫酸铵、椰油酰羟乙基磺酸钠、月桂醇聚醚磺基琥珀酸二钠、甲基油酰牛磺酸钠、月桂醇聚醚羧酸钠、十三烷醇聚醚钠、月桂基硫酸钠、椰油酰硫酸钾、月桂基硫酸钾、单乙醇胺椰油酰硫酸盐、十三烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠。
[0184] 非离子表面活性剂可包含选自以下的至少一种化合物:C6至C18烷基醇、(C6至C18烷基)苯酚、(C6至C18烷基)乙氧基化物、(C6至C18烷基)苯酚(C1至C3烷氧基化物)、C6至C18烷基苯酚的嵌段氧基(C1至C3亚烷基)缩合物、烷醇的氧基(C1至C3亚烷基)缩合物、氧乙烯/氧丙烯嵌段共聚物、氧化胺、氧化膦、具有8个至50个碳原子的烷基胺氧化物、单或二(C8至C30)烷基烷醇酰胺、(C6至C30烷基)多糖、脱水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇酯脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇酯、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯酸、聚氧乙烯醇、椰油单乙醇酰胺、椰油二乙醇酰胺、椰油二糖苷、(C8至C30烷基)多糖苷、椰油酰胺丙基、月桂胺氧化物、聚氧乙烯(20)脱水山梨醇单月桂酸酯、乙氧基化线性C8至C30醇、鲸蜡硬脂醇、羊毛脂醇、硬脂酸酸、硬脂酸甘油酯、聚乙二醇100硬脂酸酯、4‑(1,1,3,3‑四甲基丁基)苯基聚乙二醇、聚氧乙烯(10)十六烷基醚、二十碳乙二醇十八烷基醚和HO(CH2CH2O)20(CH2CH(CH3)O)70
(CH2CH2O)20H。
[0185] 还原剂
[0186] 裂解缓冲液和/或试剂组合物(例如,干燥组合物)可以包含一种或更多种还原剂。“还原剂”可以是一种化合物或一组化合物。如本文使用的,“还原剂(reducing agent)”,也称为“还原剂(reductant)”、“还原物”或“还原等价物”,可以指向另一种物质提供电子的元素或化合物。特别地,还原剂通常是通过还原来破坏二硫键的化合物,从而克服那些由二硫键稳定的三级蛋白质折叠和四级蛋白质结构(寡聚亚基)。合适还原剂的实例包括但不限于
2‑巯基乙醇、DTT、TCEP、DTE、还原型谷胱甘肽、半胱胺、TBP、二硫赤藓糖醇、THPP、2‑巯基乙胺‑HCl、DTBA、半胱氨酸、半胱氨酸‑巯基乙酸酯、亚硫酸盐、巯基乙酸和HED。在本文提供的方法、组合物和试剂盒的一些实施方案中,裂解缓冲液和/或试剂组合物(例如,干燥组合
物)不包含一种或更多种还原剂。
[0187] 试剂组合物
[0188] 本文所述的试剂组合物(例如,干燥组合物)可以以“干燥形式”或不悬浮在液体介质中的形式提供。组合物的“干燥形式”可以包括干粉、冻干组合物、喷雾干燥或沉淀组合物。“干燥形式”组合物可以包含一种或更多种冻干保护剂,诸如糖及其对应的糖醇,诸如蔗糖、乳糖、海藻糖、右旋糖酐、赤藓糖醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、山梨醇和甘露醇;氨基酸,诸如精氨酸或组氨酸;感胶离子盐(lyotropic salt),诸如硫酸镁;多元醇,诸如丙二醇、甘油、聚(乙二醇)或聚(丙二醇);以及它们的组合。另外的示例性冻干保护剂包括明胶、糊精、改性淀粉和羧甲基纤维素。本文使用的,术语“冻干”、“冻干的”和“冷冻干燥”是指首先冷冻待干燥的材料,然后通过在真空环境中升华来除去或冷冻溶剂的过程。“冻干物”是指冻干的物质。
[0189] 试剂组合物(例如,干燥的组合物)可以冷冻或冻干或喷雾干燥。试剂组合物可以热干燥。试剂组合物可以包含一种或更多种添加剂(例如,氨基酸、聚合物、糖或糖醇)。糖或糖醇可包括蔗糖、乳糖、海藻糖、右旋糖酐、赤藓糖醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、山梨醇、甘露醇或其任何组合。聚合物可包括聚乙二醇、右旋糖酐、聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、羟乙基纤维素、Ficoll、白蛋白、多肽、胶原肽或其任何组合。冻干试剂可以包括聚rA、EGTA、EDTA、吐温80和/或吐温20。
[0190] 冷冻或冻干或喷雾干燥或热干燥组合物或用于制备冷冻或冻干或喷雾干燥组合物的水性组合物可包含以下一种或更多种:(i)非水溶剂,诸如乙二醇、甘油、二甲基亚砜和二甲基甲酰胺。(ii)表面活性剂,诸如吐温80、Brij 35、Brij 30、Lubrol‑px、Triton X‑10;
Pluronic F127(聚氧乙烯‑聚氧丙烯共聚物)也称为泊洛沙姆、泊洛沙胺和十二烷基硫酸
钠。(iii)二糖,诸如海藻糖、蔗糖、乳糖和麦芽糖。(iv)聚合物(其可以具有不同的MW),诸如聚乙二醇、右旋糖酐、聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、羟乙基纤维素、Ficoll和白蛋白。(v)氨基酸,诸如甘氨酸、脯氨酸、4‑羟脯氨酸、L‑丝氨酸、谷氨酸、丙氨酸、赖氨酸、肌氨酸和γ‑氨基丁酸。
[0191] 如本文公开的,试剂组合物(例如,干燥的组合物)可以包含一种或更多种保护剂和一种或更多种扩增试剂。
[0192] 保护剂
[0193] 本文提供了包含一种或更多种保护剂和/或一种或更多种添加剂的方法和组合物。一种或更多种添加剂可包括吐温20、Triton X‑100、吐温80、非离子洗涤剂(例如,非离子表面活性剂)或其任何组合。一种或更多种保护剂可包括环糊精化合物(例如,式I化合
物)。环糊精(CD)可用于与裂解性剂(例如,SDS)络合。环糊精(CD)可以是具有疏水内腔和亲水外表面的类似截短锥体的环状寡糖。最常用的天然环糊精包括6、7和8个葡萄糖单元,称为α、β和γ‑CD。天然CD可以具有溶解性。化学修饰的CD诸如羟丙基衍生物将在水性介质中的溶解度提高了多达50%。 是WACKER环糊精衍生物的商品名,包括多种α、β和
γ‑CD衍生物。β‑CD可以与十二烷基硫酸钠(SDS)形成强包合络合物(比α‑CD和β‑CD更强),‑1 ‑1
化学计量比主要为1:1。β‑CD与SDS的结合常数的范围可为2100M 至2500M 。
[0194] 本文所述的保护剂(例如,环糊精化合物)可与包含用于络合的裂解性剂(例如,SDS)的裂解缓冲液一起使用,诸如用于沙眼衣原体和/或淋病奈瑟菌检测的裂解缓冲液。
SDS是衣原体细胞溶解最常用的试剂之一。SDS可以溶解细胞膜的磷脂和蛋白质组分,导致
细胞溶解和细胞内容物的释放。SDS还可以相当特异性地结合蛋白质,在高浓度范围使蛋白质变性。SDS在浓度大于0.01%(w/v)时对Taq聚合酶的PCR可以具有抑制作用。本文提供的
公开内容包括方法中的组合物,其中CD‑SDS络合在用于沙眼衣原体和/或淋病奈瑟菌检测
的实时测定中发生。SDS可用在用于细胞裂解/样品制备的裂解缓冲液中。CD可以掺入含有
酶和其他测定组分的干燥(例如,冻干、热干燥)颗粒中。在裂解步骤之后,样品溶液可以与含有环糊精的干燥(例如,冻干、热干燥)颗粒混合,以促进CD和SDS包合络合。本文提供的方法和组合物可以包含含有SDS的衣原体细胞裂解缓冲液(例如,RIPA缓冲液:50mM Tris(pH 
7.5)、150mM NaCl、0.1% SDS、0.5%脱氧胆酸钠、1% NP‑40;1% SDS缓冲液:50mM Tris(pH 7.5)、150mM NaCl、1% SDS)。一种或更多种保护剂可包括(2‑羟丙基)‑β‑环糊精(目录#332593‑5G),其可包含平均Mw~1,380和0.6摩尔/升取代。一种或更多种保护剂可包括(2‑羟丙基)‑β‑环糊精(目录#389145‑5G),其可包含平均Mw~1,540和1.0摩尔/升取代糊精。一种或更多种保护剂可包括(2‑羟丙基)‑γ ‑环糊精(目录#H125‑5G‑I),其可包含
450mg/mL的水溶性。一种或更多种保护剂可包括α‑环糊精(目录#C4642‑5G),其可包含
50mg/mL的水溶性。
[0195] 扩增反应混合物中的一种或更多种保护剂与一种或更多种扩增试剂(例如,扩增反应组分)的摩尔比可以在约10:1至约1:10之间,例如,约2:1。比例可以是以下,是约以下,是至少以下或是至多以下:1:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1、1.6:1、1.7:1、1.8:1、
1.9:1、2:1、2.5:1、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、20:1、21:1、22:1、23:1、24:1、25:1、26:1、27:1、28:1、29:1、30:1、31:1、
32:1、33:1、34:1、35:1、36:1、37:1、38:1、39:1、40:1、41:1、42:1、43:1、44:1、45:1、46:1、
47:1、48:1、49:1、50:1、51:1、52:1、53:1、54:1、55:1、56:1、57:1、58:1、59:1、60:1、61:1、
62:1、63:1、64:1、65:1、66:1、67:1、68:1、69:1、70:1、71:1、72:1、73:1、74:1、75:1、76:1、
77:1、78:1、79:1、80:1、81:1、82:1、83:1、84:1、85:1、86:1、87:1、88:1、89:1、90:1、91:1、
92:1、93:1、94:1、95:1、96:1、97:1、98:1、99:1、100:1、200:1、300:1、400:1、500:1、600:1、
700:1、800:1、900:1、1000:1、2000:1、3000:1、4000:1、5000:1、6000:1、7000:1、8000:1、
9000:1、10000:1,或这些值中的任何两个之间的数量或范围。
[0196] 一种或更多种保护剂可包括环糊精化合物,诸如式(I)的环糊精化合物:
[0197]
[0198] 或其盐、酯、溶剂化物或水合物,其中,
[0199] 每个R独立地是H、烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烃基、芳基或杂芳基,其中每一个B B B A B都是任选地被取代的;或‑C(O)OR、‑OC(O)R、‑C(O)R或‑C(O)NRR;
[0200] 每个R1独立地为H、烷基、烯基、炔基、环烷基、芳基、杂芳基、卤素、羟基、氨基、‑B B B B B B B A B A BCN、‑CF3、‑N3、‑NO2、‑OR、‑SR 、‑SOR 、‑SO2R、‑N(R)S(O2)‑R 、‑N(R)S(O2)NR R、‑NRR、‑CB B B A B B B
(O)OR、‑OC(O)R、‑C(O)R、‑C(O)NRR或‑N(R)C(O)R;它们中的每一个都任选地被取代;
[0201] 每个RA独立地是氢、烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烃基、芳基或杂芳基,其中每一个都是任选地被取代的;
[0202] 每个RB独立地是氢、烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烃基、芳基或杂芳基,其中每一个都是任选地被取代的;
[0203] n是1、2、3、4、5、6、7、8、9或10;并且
[0204] 每个m独立地为0、1、2、3、4或5。
[0205] 在一些实施方案中,每个R独立地是H、任选地取代的烷基、‑C(O)ORB、‑OC(O)RB、‑CB A B(O)R或‑C(O)NR R。在一些实施方案中,n是1、2或3。每个R可以独立地是H、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基或辛基;其中每一个可以是直链或支链的。
[0206] 环糊精化合物可以是2‑羟丙基‑α‑环糊精、2‑羟丙基‑β‑环糊精(2Η ΡβCD)、羟丙基‑β‑环糊精(Η ΡβCD)、甲基‑β‑环糊精(ΜβCD)、2‑羟丙基‑γ‑环糊精、α‑环糊精、β‑环糊精或γ‑环糊精或其盐、酯、溶剂化物或水合物。
[0207] 烃基取代基中的碳原子数可以通过前缀“Cx‑Cy”指示,其中x是取代基中碳原子数的最小值,并且y是取代基中碳原子数的最大值。同样,Cx链意指含有x个碳原子的烃链。
[0208] 前缀“卤”指示,前缀所附接的取代基被一个或更多个独立选择的卤素基团取代。例如,“C1‑C6卤代烷基”意指C1‑C6烷基取代基,其中至少一个氢基团被卤素基团代替。
[0209] 如果所描绘的结构中的连接元件“不存在”或是“键”,则所描绘的结构中的左元件直接连接到所描绘的结构中的右元件。例如,如果一个化学结构被描绘为X‑(L)n‑Y,其中L不存在或n为0,则化学结构为X‑Y。
[0210] 本文使用的术语“烷基”是指饱和的直链或支链烃基。例如,“C1‑C8烷基”含有一到八个碳原子。烷基的实例包括但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、ieri‑丁基、新戊基、正己基、庚基、辛基等。
[0211] 本文使用的术语“烯基”表示含有一个或更多个双键的直链或支链烃基。例如,“C2‑C8烯基”含有两到八个碳原子。烯基基团包括但不限于例如乙烯基、丙烯基、丁烯基、1‑甲基‑2‑丁烯‑1‑基、庚烯基、辛烯基等。
[0212] 本文使用的术语“炔基”表示含有一个或更多个三键的直链或支链烃基。例如,“C2‑C8炔基”含有两到八个碳原子。代表性炔基基团包括但不限于例如乙炔基、1‑丙炔基、1‑丁炔基、庚炔基、辛炔基等。
[0213] 术语“环烷基(cycloalkyl)”表示从单环或多环饱和碳环化合物衍生的单价基团。环烷基的实例包括但不限于环丙基、环丁基、环戊基、环己基、双环[2.2.1]庚基和双环
[2.2.2]辛基等。术语“碳环”或“碳环的”或“碳环基”是指含有零杂原子环原子的饱和(例如,“环烷基”)、部分饱和(例如,“环烯基”或“环炔基”)或完全不饱和(例如,“芳基”)环系统。碳环基可以是但不限于单个环,或两个或更多个稠合环,或桥接环或螺环。碳环基可以包含例如3个至10个环成员(即,C3‑C10碳环基,诸如C3‑C10环烷基)。取代的碳环基可以具有顺式或反式几何形状。碳环基基团的代表性实例包括但不限于环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环戊烯基、环戊二烯基、环己二烯基、金刚烷基、十氢萘基、八氢茚基、环己烯基、苯基、萘基、芴基、茚基、1,2,3,4‑四氢萘基、茚基、异茚基、双环癸基、蒽基、菲、苯并萘基(也称为“非那烯(phenalenyl)”)、十氢萘基和降蒎烷基(norpinanyl),等等。碳环基基团可以通过基团的任何可取代的碳原子附接到母体分子部分。
[0214] 术语“芳基”是指含有6个至14个碳环原子的芳香族碳环基。芳基的非限制性实例包括苯基、萘基、蒽基和茚基等。芳基基团可以通过基团中任何可取代的碳原子连接到母体分子部分。
[0215] 术语“杂芳基”意指通常包含5个至18个环原子的芳香杂环基,其中至少一个环原子是杂原子。杂芳基可以是单个环,或两个或更多个稠合环。五元杂芳基的非限制性实例包括咪唑基;呋喃基;苯硫基(或噻吩基或硫代呋喃基);吡唑基;噁唑基;异噁唑基;噻唑基;1,
2,3‑、1,2,4‑、1,2,5‑和1,3,4‑噁二唑基;和异噻唑基。六元杂芳基的非限制性实例包括吡啶基;吡嗪基;嘧啶基;哒嗪基;和1,3,5‑、1,2,4‑和1,2,3‑三嗪基。6/5元稠合环杂芳基的非限制性实例包括苯并硫代呋喃基、异苯并硫代呋喃基、苯并异噁唑基、苯并噁唑基、嘌呤基和邻氨基苯甲酰基。6/6元稠合环杂芳基的非限制性实例包括喹啉基;异喹啉基;和苯并噁嗪基(包括噌啉基和喹唑啉基)。
[0216] 术语“杂环烃基(heterocycloalkyl)”是指非芳香的3‑、4‑、5‑、6‑或7‑元环或双环或三环基稠合系统,其中至少一个环原子是杂原子,并且其中(i)每个5元环具有0至1个双键,并且每个6元环具有0至2个双键,(ii)氮和硫杂原子可以任选地被氧化,(iii)氮杂原子可以任选地被季铵化,以及(iv)上述任何一个环可以稠合到苯环。代表性的杂环烃基基团
包括但不限于[1,3]二氧戊环、吡咯烷基、吡唑啉基、吡唑烷基、咪唑啉基、咪唑烷基、哌啶基、哌嗪基、噁唑烷基、异噁唑烷基、吗啉基、噻唑烷基、异噻唑烷基和四氢呋喃基等。
[0217] 术语“杂环的”或“杂环”或“杂环基”是指饱和(例如“杂环烷基(heterocycloalkyl)”)、部分不饱和(例如“杂环烯基”或“杂环炔基”)或完全不饱和(例如“杂芳基”)的环系统,其中至少一个环原子是杂原子(即,氮、氧或硫),其余的环原子独立地选自碳、氮、氧和硫。杂环基基团可以通过基团中任何可取代的碳或氮原子连接到母体分子部分,只要产生稳定的分子。杂环基可以是但不限于单个环。单环杂环基的非限制性实例包括呋喃基、二氢呋喃基、吡咯基、异吡咯基、吡咯啉基、吡咯烷基、咪唑基、异咪唑基、咪唑啉基、咪唑烷基、吡唑基、吡唑啉基、吡唑烷基、三唑基、四唑基、二硫杂环戊二烯基
(dithiolyl)、氧硫杂环戊二烯基、噁唑基、异噁唑基、噻唑基、异噻唑基、噻唑啉基、异噻唑啉基、噻唑烷基、异噻唑烷基、噻二唑基、氧杂噻唑基、噁二唑基、吡喃基、二氢吡喃基、吡啶基、哌啶基、哒嗪基、嘧啶基、吡嗪基、哌嗪基、三嗪基、异噁嗪基、噁唑烷基、异噁唑烷基、氧噻嗪基、噁二嗪基、吗啉基、氮杂 基(azepinyl)、氧杂 基(oxepinyl)、噻频基
(thiepinyl)或二氮杂 基。杂环基还可以包括但不限于稠合在一起的两个或更多个环,例
如萘啶基、噻唑嘧啶基、噻吩并嘧啶基、嘧啶并嘧啶基或吡啶并嘧啶基。杂环基可以包含一个或更多个硫原子作为环成员;并且在一些情况下,硫原子被氧化成SO或SO2。杂环基中的氮杂原子可以或可以不被季铵化,并且可以或可以不被氧化成N‑氧化物。另外,氮杂原子可以是N‑保护的,也可以不是N‑保护的。
[0218] 本文使用的术语“任选取代的”、“任选取代的烷基”、“任选取代的“任选取代的烯基”、“任选取代的炔基”、“任选取代的碳环”、“任选取代的芳基”、“任选取代的杂芳基”、“任选取代的杂环”以及任何其他任选取代的基团,是指通过用典型的取代基独立代替其上的一个、两个或三个或更多个氢原子而取代或未取代的基团,该典型的取代基包括但不限
于:‑烷基、‑烯基、‑炔基、‑芳基、‑芳基烷基、‑杂芳基、‑杂芳基烷基、‑杂环烃基、‑环烷基、‑碳环、‑杂环、‑F、‑Cl、‑Br、‑I、‑OH、受保护的羟基、烷氧基、氧代、硫氧代、‑NO2、‑CN、CF3、N3、‑NH2、受保护的氨基、‑NH烷基、‑NH烯基、‑NH炔基、‑NH环烷基、‑NH‑芳基、‑NH‑杂芳基、‑NH‑杂环、‑二烷基氨基、‑二芳基氨基、‑二杂芳基氨基、‑O‑烷基、‑O‑烯基、‑O‑炔基、‑O‑环烷基、‑O‑芳基、‑O‑杂芳基、‑O‑杂环、‑C(O)‑烷基、‑C(O)‑烯基、‑C(O)‑炔基、‑C(O)‑环烷基、‑C(O)‑芳基、‑C(O)‑杂芳基、‑C(O)‑杂环烃基、‑CONH2、‑CONH‑烷基、‑CONH‑烯基、‑CONH‑炔基、‑CONH‑环烷基、‑CONH‑芳基、‑CONH‑杂芳基、‑CONH‑杂环烃基、‑OCO2‑烷基、‑OCO2‑烯基、‑OCO2‑炔基、‑OCO2‑环烷基、‑OCO2‑芳基、‑OCO2‑杂芳基、‑OCO2‑杂环烃基、‑OCONH2、‑OCONH‑烷基、‑OCONH‑烯基、‑OCONH‑炔基、‑OCONH‑环烷基、‑OCONH‑芳基、‑OCONH‑杂芳基、‑OCONH‑杂环烃基、‑NHC(O)‑烷基、‑NHC(O)‑烯基、‑NHC(O)‑炔基、‑NHC(O)‑环烷基、‑NHC(O)‑芳基、‑NHC(O)‑杂芳基、‑NHC(O)‑杂环烃基、‑NHCO2‑烷基、‑NHCO2‑烯基、‑NHCO2‑炔基、‑NHCO2‑环烷基、‑NHCO2‑芳基、‑NHCO2‑杂芳基、‑NHCO2‑杂环烃基、‑NHC(O)NH2、‑NHC(O)NH‑烷基、‑NHC(O)NH‑烯基、‑NHC(O)NH‑炔基、‑NHC(O)NH‑环烷基、‑NHC(O)NH‑芳基、‑NHC(O)NH‑杂芳基、‑NHC(O)NH‑杂环烃基、NHC(S)NH2、‑NHC(S)NH‑烷基、‑NHC(S)NH‑烯基、‑NHC(S)NH‑炔基、‑NHC(S)NH‑环烷基、‑NHC(S)NH‑芳基、‑NHC(S)NH‑杂芳基、‑NHC(S)NH‑杂环烃基、‑NHC(NH)NH2、‑NHC(NH)NH‑烷基、‑NHC(NH)NH‑烯基、‑NHC(NH)NH‑炔基、‑NHC(NH)NH‑环烷基、‑NHC(NH)NH‑芳基、‑NHC(NH)NH‑杂芳基、‑NHC(NH)NH‑杂环烃基、‑NHC(NH)‑烷基、‑NHC(NH)‑烯基、‑NHC(NH)‑炔基、‑NHC(NH)‑环烷基、‑NHC(NH)‑芳基、‑NHC(NH)‑杂芳基、‑NHC(NH)‑杂环烃基、‑C(NH)NH‑烷基、‑C(NH)NH‑烯基、‑C(NH)NH‑炔基、‑C(NH)NH‑环烷基、‑C(NH)NH‑芳基、‑C(NH)NH‑杂芳基、‑C(NH)NH‑杂环烃基、‑S(O)‑烷基、‑S(O)‑烯基、‑S(O)‑炔基、‑S(O)‑环烷基、‑S(O)‑芳基、‑S(O)‑杂芳基、‑S(O)‑杂环烃基、‑SO2NH2、‑SO2NH‑烷基、‑SO2NH‑烯基、‑SO2NH‑炔基、‑SO2NH‑环烷基、‑SO2NH‑芳基、‑SO2NH‑杂芳基、‑SO2NH‑杂环烃基、‑NHSO2‑烷基、‑NHSO2‑烯基、‑NHSO2‑炔基、‑NHSO2‑环烷基、‑NHSO2‑芳基、‑NHSO2‑杂芳基、‑NHSO2杂环烃基、‑CH2NH2、‑CH2SO2CH3、聚烷氧基烷基、聚烷氧基、‑甲氧基甲氧基、‑甲氧基乙氧基、‑SH、‑S‑烷基、‑S‑烯基、‑S‑炔基、‑S‑环烷基、‑S‑芳基、‑S‑杂芳基、‑S‑杂环烃基或甲基硫甲基。
[0219] 应当理解,芳基、杂芳基、碳环、杂环、烷基等可以被进一步取代。
[0220] 本文使用的,术语“卤素(halo)”和“卤素(halogen)”是指选自氟、氯、溴和碘的原子。
[0221] 本文使用的术语“离去基团”或“LG”是指在涉及基团的化学反应过程中离去的任何基团,并且包括但不限于例如卤素、对溴苯磺酸酯、甲磺酸酯、甲苯磺酸酯、三氟甲磺酸酯、对硝基苯甲酸酯、膦酸酯基团。
[0222] 本文使用的术语“受保护的羟基”是指由羟基保护基团保护的羟基基团,如上所述,包括例如苯甲酰基、乙酰基、三甲基甲烷基、三乙基甲硅烷基、甲氧基甲基基团。
[0223] 本文使用的术语“羟基保护基团”是指本领域已知的在合成程序期间保护羟基基团免受不期望的反应的不稳定化学部分。在所述合成程序之后,可以选择性地去除本文所
述的羟基保护基团。羟基保护基团的非限制性实例包括苄氧羰基、4‑硝基苄氧羰基、4‑溴苄氧羰基、4‑甲氧苄氧羰基、甲氧羰基、叔丁氧羰基、异丙氧羰基、二苯基甲氧羰基、2,2,2‑三氯乙氧羰基、2‑(三甲基甲硅烷基)乙氧羰基、2‑糠氧羰基、烯丙氧羰基、乙酰基、甲酰基、氯乙酰基、三氟乙酰基、甲氧乙酰基、苯氧乙酰基、苯甲酰基、甲基、叔丁基、2,2,2‑三氯乙基、
2‑三甲基甲硅烷基乙基、1,1‑二甲基‑2‑丙烯基、3‑甲基‑3‑丁烯基、烯丙基、苄基、对甲氧基苄基二苯基甲基、三苯基甲基(三苯甲基)、四氢呋喃基、甲氧基甲基、甲基硫甲基、苄氧基甲基、2,2,2‑三氯乙氧基甲基、2‑(三甲基甲硅烷基)乙氧基甲基、甲磺酰基、对甲苯磺酰基、三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三异丙基甲硅烷基等。在一些实施方案中,羟基保护基团是乙酰基(Ac或‑C(O)CH3、苯甲酰基(Bz或‑C(O)C6H5)和三甲基甲硅烷基(TMS或‑Si(CH3)3)。
[0224] 本文使用的术语“氨基保护基团”是指本领域已知的在合成程序期间保护氨基基团免受不期望的反应的不稳定化学部分。在所述合成程序之后,可以选择性地去除本文所
述的氨基保护基团。氨基保护基团的实例包括但不限于叔丁氧基羰基、9‑芴基甲氧基羰基、苄氧基羰基等。
[0225] 本文使用的术语“受保护的氨基”是指用如上定义的氨基保护基团保护的氨基基团。
[0226] 术语“烷基氨基”是指具有‑N(RaRb)结构的基团,其中Ra和Rb是独立的H或烷基。
[0227] 可接受的盐的实例包括但不限于无毒的酸加成盐,或氨基与无机酸诸如盐酸、氢溴酸、磷酸、硫酸和高氯酸或与有机酸诸如乙酸、马来酸、酒石酸柠檬酸、琥珀酸或丙二酸形成的盐,或通过使用本领域中使用的其他方法诸如离子交换形成的盐。其他可接受的盐
包括但不限于己二酸盐、海藻酸盐、抗坏血酸盐、天冬氨酸盐、苯磺酸盐、苯甲酸盐、硫酸氢盐、酸盐、丁酸盐、樟脑酸盐、樟脑磺酸盐、柠檬酸盐、环戊丙酸盐、二葡萄糖酸盐、十二烷基硫酸盐、乙磺酸盐、甲酸盐、富马酸盐、葡庚糖酸盐、甘油磷酸盐、葡萄糖酸盐、半硫酸盐、庚酸盐、己酸盐、氢碘化物、2‑羟基‑乙磺酸盐、乳糖酸盐、乳酸盐、月桂酸盐、月桂基硫酸盐、苹果酸盐、马来酸盐、丙二酸盐、甲磺酸盐、2‑萘磺酸盐、烟酸盐、硝酸盐、油酸盐、草酸盐、棕榈酸盐、双羟萘酸盐(pamoate)、果胶酸盐、过硫酸盐、3‑苯基丙酸盐、磷酸盐、苦味酸盐、新戊酸盐、丙酸盐、硬脂酸盐、琥珀酸盐、硫酸盐、酒石酸盐、硫氰酸盐、对甲苯磺酸盐、十一烷酸盐、戊酸盐等。代表性的碱金属盐或碱土金属盐包括钠盐、锂盐、钾盐、钙盐或镁盐等。当适当时,另外可接受的盐包括使用抗衡离子形成的无毒的铵、季铵和胺阳离子,例如卤化
物、氢氧化物、羧酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐、具有1至6个碳原子的烷基、磺酸盐和芳基磺酸盐。
[0228] 本文使用的,术语“酯”可以指通过本文公开的方法形成的化合物的酯,其在体内水解,并且包括那些在人体内容易分解以留下母体化合物或其盐的化合物。合适的酯基团包括例如衍生自可接受的脂肪族羧酸,特别是烷酸、烯酸、环烷酸和烷二酸的酯基团,其中每个烷基或烯基部分有利地具有不超过6个碳原子。特定酯的实例包括但不限于甲酸酯、乙酸酯、丙酸酯、丁酸酯、丙烯酸酯和琥珀酸乙酯。
[0229] 本文所述的化合物含有一个或更多个不对称中心,并且因此产生对映异构体、非对映异构体和其他立体异构体形式,根据绝对立体化学,这些形式可以定义为氨基酸的
(R)‑或(S)‑或(D)‑或(L)‑。本公开内容意在包括所有这样的可能的异构体,以及它们的外消旋形式和光学纯形式。光学异构体可以通过上述程序或通过拆分外消旋混合物从它们各
自的光学活性前体制备。拆分可以在存在拆分剂的情况下,通过色谱或通过重复结晶或通
过本领域技术人员已知的这些技术的某种组合来进行。当本文所述的化合物含有烯烃双键
或其他几何不对称中心时,除非另有说明,否则所述化合物意图包括E和Z几何异构体。同
样,所有互变异构体形式也意图包括在内。本文中出现的任何碳‑碳双键的构型仅为方便而选择,并不意图指定特定的构型,除非上下文如此规定;因此,本文任意描绘为反式的碳‑碳双键可以是顺式、反式或二者以任何比例的混合物。
[0230] 试剂盒
[0231] 本文的公开内容包括用于检测样品中的靶核酸序列的试剂盒。在一些实施方案中,试剂盒包括:(a)包含一种或更多种裂解性剂的裂解缓冲液,其中一种或更多种裂解性剂能够裂解生物实体以释放其中包含的样品核酸,其中该样品核酸被怀疑包含靶核酸序
列;和(b)包含一种或更多种保护剂和一种或更多种扩增试剂的干燥的组合物,其中一种或更多种扩增试剂包含用于在等温扩增条件下扩增靶核酸序列的一种或更多种组分。在一些
实施方案中,所述组分包括:(i)第一引物和第二引物,其中第一引物能够与靶核酸序列的第一链的序列杂交,并且第二引物能够与靶核酸序列的第二链的序列杂交;和(ii)具有能
够产生核酸扩增产物的超嗜热生物聚合酶活性的酶。在一些实施方案中,裂解缓冲液和/或试剂组合物包含一种或更多种还原剂。一种或更多种还原剂可包括2‑巯基乙醇、DTT、TCEP、DTE、还原型谷胱甘肽、半胱胺、TBP、二硫赤藓糖醇、THPP、2‑巯基乙胺‑HCl、DTBA、半胱氨酸、半胱氨酸‑巯基乙酸酯、亚硫酸盐、巯基乙酸和HED中的一种或更多种。
[0232] 试剂盒可以包括:为核酸扩增产物提供实时检测活性的至少一种组分。实时检测活性可以由分子信标提供。试剂组合物(例如,干燥的组合物)可以包含逆转录酶和/或逆转录引物。
[0233] 在一些实施方案中,一种或更多种保护剂与一种或更多种扩增试剂的摩尔比在约10:1至约1:10之间(例如,约2:1)。在一些实施方案中,一种或更多种添加剂包括吐温20、Triton X‑100、吐温80、非离子洗涤剂(例如,非离子表面活性剂)或其任何组合。在一些实施方案中,一种或更多种保护剂包括式(I)的环糊精化合物。在一些实施方案中,一种或更多种裂解试剂构成经处理的样品的约0.001%(w/v)至约1.0%(w/v)(例如,约0.2%(w/
v))。在一些实施方案中,一种或更多种裂解性剂包括洗涤剂。洗涤剂可包括阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂中的一种或更多种。在一些实施方案中,有利的是,一种或更多种保护剂能够隔离一种或更多种裂解性剂,从而防止一种或更多种扩增试剂被一种或更多种裂解性剂变性。
[0234] 试剂盒可以包括例如一种或更多种聚合酶和一种或更多种引物,以及任选的一种或更多种逆转录酶和/或逆转录引物,如本文所述。在扩增一个靶的情况下,试剂盒中可以包括一对引物(正向和反向)。在扩增多个靶序列的情况下,试剂盒中可以包括多于一个引
物对。试剂盒可以包括对照多核苷酸,并且在扩增多个靶序列的情况下,试剂盒中可以包括多于一个对照多核苷酸。
[0235] 具有超嗜热生物聚合酶活性的酶可以具有与SEQ ID NO:1的氨基酸序列或其功能片段至少约90%或95%相同的氨基酸序列。例如,具有超嗜热生物聚合酶活性的酶可以包
括SEQ ID NO:1的氨基酸序列。
[0236] 核酸扩增产物可长约20个至40个碱基。核酸扩增产物可包括:(1)第一引物及其反向互补物的序列,(2)第二引物及其反向互补物的序列,和(3)侧翼为(1)第一引物及其反向互补物的序列和(2)第二引物及其反向互补物的序列的间隔序列,其中间隔序列长1个至10
个碱基。
[0237] 生物实体可以包括原核细胞、真核细胞、病毒颗粒、外泌体、原生质体和微泡中的一种或更多种。生物实体可以包括病毒、细菌、真菌、原生动物、其部分或其任何组合。靶核酸序列可以是病毒、细菌、真菌或原生动物的核酸序列。样品核酸可以来源于病毒、细菌、真菌或原生动物。
[0238] 试剂盒还可以包括任意数量的独立器皿、室、容器、小包、试管、小瓶、微量滴定板等中的一种或更多种组分,或者组分可以在这样的容器中以各种组合方式组合。例如,试剂盒的组分可以存在于一个或更多个容器中。在一些实施方案中,所有组分都在一个容器中提供。在一些实施方案中,酶(例如,聚合酶和/或逆转录酶)可以在与引物分开的容器中提供。组分可以例如是冻干的、热干燥的、冷冻干燥的或在稳定缓冲液中。在一些实施方案中,聚合酶和/或逆转录酶以冻干形式或热干燥形式在单个容器中,并且引物是在不同容器中
冻干的、热干燥的、冷冻干燥的或在缓冲液中。在一些实施方案中,聚合酶和/或逆转录酶以及引物以冻干形式或热干燥形式在单个容器中。
[0239] 试剂盒还可以包括例如反应中使用的dNTP,或用于反应的修饰的核苷酸、器皿、比色皿或其他容器,或用于再水合冻干或热干燥的组分的小瓶的水或缓冲液。例如,所用的缓冲液可以适用于聚合酶和引物退火活性二者。
[0240] 试剂盒还可以包括用于进行本文所述的一种或更多种方法的说明和/或本文所述的一种或更多种组分的描述。说明和/或描述可以是印刷形式,并且可以包含在试剂盒插页中。试剂盒还可以包含提供这样的说明或描述的因特网位置的书面描述。
[0241] 试剂盒还可以包括用于检测方法的试剂,例如用于FRET的试剂、侧向流装置、试纸条、荧光染料、胶体金颗粒、胶乳颗粒、分子信标或聚苯乙烯珠。实施例
[0242] 以上讨论的实施方案的一些方面在以下实例中进一步详细公开,其并非意图以任何方式限制本公开内容的范围。
[0243] 实施例1
[0244] 阴离子洗涤剂SDS和HP‑βCD对淋病奈瑟菌DNA扩增的影响
[0245] 本实施例提供了本文提供的方法和组合物的SDS络合分析。具体地,本实施例展示了阴离子洗涤剂SDS和HP‑βCD对淋病奈瑟菌DNA扩增的影响。>0.01%的阴离子洗涤剂SDS对DNA的APA扩增有抑制作用,但保护剂羟丙基β‑CD(βCD)的存在允许扩增在尽管SDS≤0.2%继续进行。因此,SDS的羟丙基β‑CD隔离动力学在2:1(~14mM:~7mM)的摩尔比足够快地防TM
止SDS灭活9°Nm DNA聚合酶。
[0246] 使用或不使用含有“热启动”CleanAmpTM脱氧核苷酸(CAdNTP)和序列特异性分子信标检测探针的4% Sigma 389145HPβCD的标准APA反应用包含Tris pH 8.4、KCl、MgSO4、和TM(NH4)2SO4 Triton X‑100、9°Nm DNA聚合酶、CAdNTP、引物和探针的冻干的((补充有右旋糖酐40、海藻糖),图2B)或“湿”(无HPβCD,图2A)试剂进行。对于冻干反应,在50μl含MgSO4、和(NH4)2SO4、有(形状)或没有(虚线)500个拷贝的淋病奈瑟菌基因组DNA的溶液中制备样品。
用样品溶解干燥的试剂后,如指示添加各种量的SDS,并涡旋溶液。对于湿反应,将45μl含有所有反应组分的主混合物添加到5μl含有10X SDS(最终浓度如指示的)、有或没有500个拷
贝的淋病奈瑟菌基因组DNA的样品。在90℃激活CAdNTP 2分钟,然后在68℃进行APA 10分
钟,通过每15秒收集的荧光检测NG扩增产物。结果显示,在不存在βCD的情况下>0.01% SDS导致灭活,但在存在βCD的情况下对至少0.2%的SDS具有耐受性(图2A‑图2B)。
[0247] 实施例2
[0248] 阳离子洗涤剂CTAB对沙眼衣原体DNA扩增的影响
[0249] 本实施例类似于实施例1,但提供了阳离子洗涤剂CTAB对沙眼衣原体DNA扩增的影响的展示。含有CAdNTP和序列特异性分子信标检测探针的APA反应如上在冻干(有HP‑βCD;
图3B))或湿反应(无HP‑βCD;图3A)和各种量的阳离子洗涤剂CTAB、不含(“NTC”)或添加有
500个拷贝的沙眼衣原体总细胞DNA中进行。通过在90℃加热2分钟激活CAdNTP,然后通过在
68℃进行APA,每15秒收集荧光。结果显示,在不存在HP‑βCD的情况下>0.01% CTAB完全灭活,但在存在HP‑βCD的情况下对至少0.2% CTAB完全耐受。
[0250] 实施例3
[0251] 裂解沙眼衣原体
[0252] 本实施例展示了本文提供的方法和组合物相比于目前可用的核酸检测方法和组合物的意想不到的优点。例如,尽管目前可用的方法的样品类型可以扩展到易于裂解的人
类血液,但这样的方法可能不能提供对难以裂解的病原体的有效的裂解或扩增。
[0253] 在本实施例中,使用基于APA的测定探测了原体(Elementary body)裂解(~40/反应)。将原体(Acrometrix)添加到冷衣原体转运培养基(含有蔗糖、磷酸盐缓冲液和谷氨酸
的SPD)、TE(Tris‑EDTA 10‑1)或含有0.4% SDS、pH 2.2的裂解缓冲液中。TE或SDS中的样品分别在95℃加热5分钟(热裂解)或在78℃加热2分钟(SDS裂解)。然后将5μl(含有40个原体)添加到如上的“湿”APA反应混合物(pH 7.6,以促进等温CAdNTP激活)中,该混合物含有4%环糊精HP‑βCD,用于等温APA(68℃),每15秒收集来自衣原体特异性分子信标的荧光。
[0254] SDS裂解(虚线)在释放靶DNA方面与热裂解(实线)一样有效。在不存在裂解试剂的情况下,独特地含有刚性交联蛋白质细胞壁的原体是不可检测的(正方形),和非模板对照
(NTC点线)一样(图4)。尽管存在裂解生物体的0.4%离子洗涤剂,但它在APA期间的持久性
TM
(本来会产生抑制作用)由于环糊精对SDS的隔离而对9°Nm DNA聚合酶介导的扩增没有影
响。
[0255] 实施例4
[0256] 羟丙基β‑环糊精(HPβCD)保护对乙型流感病毒检测的影响
[0257] 本实施例展示了本文提供的方法和组合物相比于目前可用的核酸检测方法和组合物的意想不到的优点。例如,与不公开测定灵敏度来确定保护程度的现有方法不同,本实施例显示了+/‑SDS和RNA靶的等效检测时间,以及测定灵敏度确定。用冻干试剂(包含β‑环糊精、dNTP、35个单位的逆转录酶、KCl、EGTA(或EDTA)、Tx‑100、吐温80、聚rA(poly rA)、TM
Tris pH8.4、右旋糖酐40k、4%βCD、海藻糖、引物、探针、9°Nm )进行APA。
[0258] 如图5A所示,预热至58℃的干燥的试剂通过移液预热到58℃的含有0.2% SDS(RBSR)或0.1% Triton X‑100(RBTR)、MgSO4和(NH4)2SO4的50ml裂解溶液,在不含(NTC,点线)或含相当于500IU(感染单位)乙型流感病毒RNA的情况下溶解两分钟。在58℃两分钟(以
促进逆转录)后,温度升高到68℃用于APA和荧光检测。
[0259] 如图5B所示,APA展示测定检测范围(含SDS和病毒)从0(NTC)到5,000IU的乙型流感病毒,显示图5A中使用的500IU完全在测定动态范围内,即具有足够的测定灵敏度,意味着在这些条件下,在存在SDS的情况下,HP‑β‑环糊精几乎完全恢复了测定表现。
[0260] 实施例5
[0261] 添加顺序测定
[0262] 本实施例展示了本文提供的方法和组合物的意想不到的优点。例如,意想不到地发现,羟丙基β‑CD的动力学在羟丙基β‑CD与SDS的摩尔比分别为2:1时足够快。图6描绘了与添加顺序测定相关的数据。
[0263] 添加顺序测定:检测时间取决于酶与SDS短暂相互作用前环糊精的添加。因为SDSTM
迅速且不可逆地灭活了9°Nm DNA聚合酶,相反,当酶同时暴露于SDS和β‑CD时,后两种物质的络合动力学与SDS和酶之间的相互作用速率相比必须非常快。
[0264] 图6描绘了与由CleanAmpTM脱氧核苷酸(CAdNTP)介导的含有Tris pH7.6、KCl、TM
(NH4)2SO4、MgSO4、Triton X‑100、SYBRI、CAdNTP、9°Nm DNA聚合酶的湿“热启动”形式的APA反应检测肠道沙门氏菌(S.enterica)DNA靶(50,000个拷贝)相关的数据,该反应添加0.4% SDS(X)、4%羟丙基β‑CD(正方形),添加SDS然后立即添加β‑CD(圆圈)或添加β‑CD然后添加SDS(实线)并混合。对照(ctrl点线)没有添加。所有样品都包含DNA靶。等温APA在68℃,每15秒收集嵌入染料荧光,以监测所有指数DNA扩增。通过预先添加β‑CD(实线)抵消了来自SDS(X,平的)的扩增障碍,恢复了检测时间,尽管平台期缩短。即使在添加β‑CD之前短暂暴露于TM
SDS(圆形,平的),也足以使9°Nm DNA聚合酶失活,这意味着在β‑CD:SDS的2:1摩尔比的快速隔离动力学。对于每种条件,无肠道沙门氏菌DNA的阴性对照证实了指定扩增产物的特异性(未显示)。
[0265] 实施例6
[0266] RNA酶A灭活测定
[0267] 离子洗涤剂,诸如十二烷基硫酸钠(SDS)和/或十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),可以在本文提供的方法和组合物中用作裂解性剂,并且可以允许有效裂解,并且还通过变性
抑制核糖核酸酶,从而在裂解步骤期间保护靶RNA。然而,由裂解的样品直接溶解干燥的反应混合物起始,而无分离或核酸纯化的随后的直接、快速分子测试反应可能需要快速去除
SDS(和/或CTAB),因为SDS(和/或CTAB)也会使反应所需的酶逆转录酶和聚合酶变性。然而,去除一些用于使核糖核酸酶变性的剂可以因此使其再活化,即恢复其酶促活性。如本文所
示,SDS(和/或CTAB)的快速去除可以通过在干燥的反应混合物中包含环糊精来实现。事实
上,这种快速去除也可以加速一些变性蛋白质的重折叠。如本实施例展示的,确实显示在存在环糊精的情况下核糖核酸酶再活化非常迅速,使靶RNA不受保护。
[0268] 图7描绘了与在各种温度在存在CTAB的情况下DTT对RNA酶A灭活的不可逆性的影TM
响相关的数据。为了模拟真实的反应条件,以冻干形式制备了缺乏9°Nm DNA聚合酶但含有
4% HP‑βCD的标准APA反应试剂。冻干试剂还含有 测定底物,一种在存在活性
RNA酶A的情况下释放荧光的合成猝灭RNA探针。将试剂预孵育2分钟,并在指定温度用含有
20ng RNA酶A(0.4mg/ml)的50ml溶液溶解,该溶液含有(点线)或不含有(形状)10mM DTT,也已在具有编程温度梯度的Bio‑Rad CFx热循环仪上在指定温度预孵育。在所有情况下,CTAB被4% HP‑βCD隔离后,假定的CTAB介导的RNA酶活性灭活(无DTT,形状)的立即可逆性通过包含DTT而变得不可逆,即未检测到恢复的活性(平线)。
[0269] 实施例7
[0270] RNA酶A灭活测定
[0271] 目前可用的方法只能在最大200ng/ml时实现不可逆的核糖核酸酶灭活,而本文提供的组合物和方法以10μg/ml显示出实用性,以适应患者样品中潜在的更大量。图8描绘了与DTT和HP‑βCD对RNA酶A灭活的影响相关的数据。使用RNase Alert测定研究DTT和0.2%阳离子洗涤剂CTAB对RNA酶灭活的影响。将RNA酶A掺入含有0.2% CTAB的溶液中,然后将其与缺乏酶但含有RNase Alert底物和保护剂(4% HP‑βCD)的冻干APA试剂沉淀混合(在68℃预孵育所有溶液后),随后在68℃收集荧光数据。在存在10mM DTT(点线和虚线;图8)的情况
下,RNA酶A被有效地不可逆地灭活,使得在隔离洗涤剂时没有活性被恢复。然而,仅用洗涤剂,活性在隔离后迅速恢复(实线10μg/ml,圆圈1μg/ml)。
[0272] 实施例8
[0273] 不可逆RNA酶灭活的要求
[0274] 本实施例提供了一个展示,与一些现有技术不同,DTT和SDS的组合作用,但不是单独,使得在使用未稀释的样品溶解用于APA的冻干APA试剂之前,粗制样品洗脱液中的RNA酶A在操作上不可逆地灭活,而无进一步处理(图9)。将500ng RNA酶A(即10μg/ml)添加到50ml含MgSO4和(NH4)2SO4的APA运行缓冲液中,该运行缓冲液含有指定添加物(0.2% SDS、10mM DTT、0.1% Triton X‑100),不含(点线)或含有(形状)相当于2500感染单位的纯化B型流感病毒RNA,并在58℃预热2分钟(图9)。然后将加热的溶液用于溶解如实施例4中使用的相似TM
预热的冻干APA试剂,该APA试剂含有9°Nm DNA聚合酶、逆转录酶和4%βCD。在58℃再放置两分钟后(以促进用这组引物进行逆转录),在温度调节到68℃后每15秒收集荧光以监测APA。
以这种形式,单独SDS(正方形)不会阻止4% HPβCD隔离SDS后RNA酶A活性的显著恢复(在最初2分钟58℃孵育期间存在SDS的情况下,其他地方显示没有RNA酶活性)。然而,DTT和SDS的组合作用(X)允许随后的APA表现等同于没有RNA酶A的阳性对照(未显示)。对于不影响RNA
酶A活性的Triton X‑100,没有检测到RNA(菱形),RNA酶A在APA试剂溶解和逆转录启动前后被假定是有活性的。DTT和Triton,但没有离子洗涤剂(三形),不保护RNA,再次显示DTT预处理不足以充分在这种形式中保护RNA。测定校准(未显示)与RNA可检测性降低>99%一致
(图9)。重要的是,本实施例显示,在使用纯化的RNA酶A作为代表性RNA酶的POC测定系统中,现有技术的RNA酶灭活(没有离子洗涤剂的DTT)在保护RNA用于检测方面是无用的。此外,单独的离子洗涤剂是无效的。虽然目前可用的方法只能在最大200ng/ml时实现不可逆的核糖
核酸酶灭活,本文提供的组合物和方法以10μg/ml显示出实用性,以适应患者样品中潜在的更大量。因此,如这里所示,为了在这些条件下成功检测(例如,用纯化的RNA酶A),需要用离子洗涤剂和还原剂同时处理。
[0275] 实施例9
[0276] 保护RNA免受鼻拭子核糖核酸酶
[0277] 本实施例提供了根据本文提供的方法和组合物,保护RNA免受鼻拭子核糖核酸酶的展示。在图10A,将鼻拭子洗脱液(拭子内容物的4%,患者测试期间可能常规遇到的量)在含有0.2%SDS(X)或0.2% SDS+10mM DTT(三角形)的50ml溶液中于58℃加热2分钟。调节至
4%βCD以隔离SDS后,添加乙型流感病毒RNA并继续在58℃孵育。为了监测第二次孵育期间(SDS隔离后)恢复的核糖核酸酶活性,通过标准APA(结合标准RNA酶保护措施)测试5ml(含
有相当于2500感染单位的RNA),即,将冻干试剂和RBSDTT在58℃预孵育,并且然后逆转录
APA如实施例4中继续进行。不含DTT的情况,没有检测到(X),而添加DTT恢复了检测(三角
形),这意味着与对照(没有鼻洗脱液,正方形)相比,不含DTT恢复了RNA酶活性。NTC含有鼻洗脱液,但不含RNA。测定校准(图10B)显示,在58℃孵育2分钟期间,恢复的RNA酶活性足以消除>95%的RNA可检测性。因此,如这里所示,在这些条件下,需要同时用离子洗涤剂和还原剂进行处理才能成功检测。与上面显示的数据一致,通过显示人类鼻腔中核糖核酸酶灭
活的SDS+DTT依赖性不可逆性(例如,在消费者使用期间会遇到的那些),公开的组合物和方法解决了流感病毒RNA可检测性的潜在风险。
[0278] 实施例10
[0279] RNA酶A活性测定
[0280] 本实施例展示了本文提供的方法和组合物相比于目前可用的核酸检测方法和组合物的意想不到的优点。将2ng RNA酶A在58℃在含有10mM DTT+0.2% SDS(+)、0.2% SDS
(三角形)、10mM DTT(正方形)或二者都不含(实线)的50ml溶液中孵育2分钟,并且然后使用RNase Alert测定研究在溶解不含酶但含有RNase Alert底物和保护剂(4%βCD)的冻干APA
试剂并在58℃继续孵育和荧光数据收集后,SDS隔离时任何RNA酶活性的恢复。在存在核糖
核酸酶活性的情况下,RNase alert指示剂底物释放可检测的荧光。如图11B所示,只有DTT和SDS的组合(+)阻止了随后的RNA酶恢复,与其不可逆灭活一致,而单独DTT(正方形)或SDS(三角形)都不足以阻止酶活性的几乎完全恢复,几乎相当于对照(实线)。图11A描绘了在不添加βCD的相同预处理后RNA酶A活性的恢复,在这种情况下,通过转移到RNase alert“湿”反应形式来监测5ml溶液中的活性。以这种形式,仅从不含SDS的样品中得出相关结论,因为SDS会在RNase alert测定期间继续灭活RNA酶A,但结果确实显示,用单独DTT预处理(正方
形)也不会影响RNA酶A活性的恢复,而无随后添加βCD。因此,如这里所示,为了在本文描述的条件下成功的不可逆灭活,需要用离子洗涤剂和还原剂同时处理。此外,如本实施例展示的,确实显示在存在环糊精的情况下核糖核酸酶再活化非常迅速,使靶RNA不受保护。不受任何特定理论的限制,这可能与环糊精和其他APA添加剂对重折叠过程的影响有关。本实施例还提供了进一步证实现有技术和当前可得的方法(例如,使用还原剂但不使用变性剂)在
这些条件下用独立的、商购可得的RNA酶测定是不足够的。
[0281] 实施例11
[0282] 乙型流感测定
[0283] 本实施例展示了本文提供的方法和组合物的意想不到的优点。图12A‑图12B描绘了在类似于实施例4的乙型流感测定中,在ELB(洗脱/裂解缓冲液)中含有DTT的情况下,与
RNA酶A灭活有关的数据。本实施例(图12A)展示了在含有0.2% SDS、不含(NTC点线)或含有(实线和虚线)各种量的乙型流感病毒的ELB中58℃加热2分钟后,RNA酶A活性抑制水平(10μg/ml)的恢复。孵育后,将含有β‑CD(最终4%)、在58℃共孵育2分钟的冻干APA试剂用加热的溶液溶解,并且每15秒收集FAM荧光以监测APA。在图12B中,除了向0.2% SDS中添加10mM DTT来预孵育RNA酶A外,其他条件相同,并且这允许与无RNA酶A对照(未示出)相当的表现。
包含DTT使得该POC流感检测系统能够在含有非常高水平的纯化RNA酶A(10mg/ml)的模拟样
品中不受阻碍地运行。此外,虽然目前可用的方法只能在最大200ng/ml时实现不可逆的核
糖核酸酶灭活,本文提供的组合物和方法以10μg/ml显示出实用性,以适应患者样品中潜在的更大量。
[0284] 实施例12
[0285] 鼻核糖核酸酶灭活的快速不可逆性
[0286] 本实施例展示了本文提供的方法和组合物相比于目前可用的核酸检测方法和组合物的意想不到的优点。图13描绘了与鼻核糖核酸酶灭活的快速不可逆性相关的数据。将5μl在TE中的浓缩鼻拭子洗脱液,其量相当于典型鼻拭子的2%,与45μl含有0.2% SDS的裂解缓冲液(RBS,实线)、含有40mM半胱氨酸的RBS(正方形)或水(虚线)(全部预热至60℃)混
合。5μl立即被稀释到45μl 4%β‑环糊精以隔离洗涤剂。用RNase alert测定确定恢复的核糖核酸酶活性;作为测定的对照,直接添加等量的鼻拭子洗脱液,而无事先处理(X)。结果与以下想法一致:SDS和半胱氨酸作为还原剂的组合作用介导的RNA酶灭活是在操作上立即不
可逆的(正方形)。在仅存在SDS的情况下(实线),环糊精隔离SDS后,RNA酶灭活实际上是完全可逆的,即与对照无法区分(点线或X)。意想不到的是,与基于加热的现有技术方法不同,在本发明实施期间如此观察到的核糖核酸酶的有效不可逆灭活实际上是瞬时的(通过直接
测试核糖核酸酶活性来监测)。本实施例中还显示了,对RNA酶A描述的灭活特性也可归因于鼻腔分泌物中天然存在的核糖核酸酶。
[0287] 实施例13
[0288] 存在和不存在临床基质的情况下用于等温乙型流感病毒检测的直接裂解
[0289] 本实施例提供了利用本文公开的方法,包含和不包含鼻拭子样品的等效检测的展示。
[0290] 将活的乙型流感病毒在68℃在50μl含0.2% SDS的溶液中裂解2分钟,然后在相同温度用其溶解含HP‑βCD的冻干APA试剂,用于与以下一起进行上述等温逆转录和APA:逆转录酶;9dN+聚rA+BSA,不含(图14A)和含有(图14B)代表来自裂解期间包括的假定阴性个体
的典型鼻拭子样品(含有核糖核酸酶活性)的量的4%的鼻拭子洗脱液的量。使用荧光素标
记的分子信标检测到扩增的乙型流感病毒,使用或不使用鼻“基质”核糖核酸酶差异很小或没有差异(图14A‑图14B)。
[0291] 在至少一些先前描述的实施方案中,在一种实施方案中使用的一个或更多个要素可以可互换地用于另一种实施方案中,除非这样的替换在技术上不可行。本领域技术人员
将理解,在不脱离所要求保护的主题的范围的情况下,可以对上文描述的方法和结构进行
各种其他的省略、添加和修改。所有这样的修改和改变都意在落入由所附权利要求书限定
的主题的范围内。
[0292] 关于本文中使用基本上任何复数和/或单数术语,在对于背景和/或应用适当的情况下,本领域技术人员可以从复数转换为单数和/或从单数转换为复数。为了清楚起见,可以在本文明确阐述各种单数/复数排列。如本说明书和所附权利要求书中使用的,除非上下文另有清楚指示,否则单数形式“a(一)”、“an(一)”和“该(the)”包括复数的提示物。除非另外说明,否则在本文中对“或”的任何提及意在涵盖“和/或”。
[0293] 本领域技术人员将理解,一般来说,本文使用的术语,并且尤其是所附权利要求(例如,所附权利要求的主体)中的术语,通常意在作为“开放式”术语(例如,术语“包括(including)”应解释为“包括但不限于(including but not limited to)”,术语“具有(having)”应解释为“具有至少(having at least)”,术语“包括(includes)”应解释为“包括但不限于(includes but is not limited to)”,等等)。本领域技术人员还将理解,如果所引入的权利要求陈述的特定数目是所预期,这样的预期将明确地陈述于权利要求中,并
且在不存在这样的陈述的情况下,不存在这样的预期。例如,作为对理解的帮助,以下所附权利要求可以包含前置词“至少一个/至少一种(at least one)”和“一个或更多个/一种或更多种(one or more)”的使用,以引入权利要求陈述。然而,这样的短语的使用不应理解为暗含通过不定冠词“一(a)”或“一(an)”引入权利要求陈述会将包含这样的引入的权利要求陈述的任何具体权利要求限制到包含仅一个这样的陈述的实施方案中,甚至在相同的权利
要求包括前置词“一个或更多个/一种或更多种”或“至少一个/至少一种”以及不定冠词诸如“一个”或“一种”时也是如此(例如,“一个”和/或“一种”应解释为意指“至少一个/至少一种”或“一个或更多个/一种或更多种”);这对于使用定冠词来引入权利要求陈述同样适用。
此外,即使明确地陈述了所引入的权利要求陈述的特定数目,本领域技术人员将认识到,这样的陈述应解释为意指至少所陈述的数目(例如,仅陈述“两个陈述”而没有其他修饰词意指至少两个陈述,或两个或更多个陈述)。此外,在使用类似于“A、B和C等中的至少一个”的惯例的那些情况下,通常这样的句法结构以本领域技术人员将理解该惯例的意义被预期
(例如,“具有A、B和C中的至少一个的系统”将包括但不限于仅具有A,仅具有B,仅具有C,A和B一起,A和C一起,B和C一起,和/或A、B和C一起等的系统)。在使用类似于“A、B或C等中的至少一个”的惯例的那些情况下,通常这样的句法结构以本领域技术人员将理解该惯例的意
义被预期(例如,“具有A、B或C中的至少一个的系统”将包括但不限于仅具有A,仅具有B,仅具有C,A和B一起,A和C一起,B和C一起,和/或A、B和C一起等的系统)。本领域技术人员还将理解,实际上,无论在说明书、权利要求书还是在附图中,呈现两个或更多个替代术语的任何转折性词语和/或短语应被理解为考虑到包括术语之一、任一术语或两个术语的可能性。
[0294] 此外,当本公开内容的特征或方面以马库什组(Markush group)描述时,本领域技术人员将意识到,本公开内容还由此以马库什组的任何单独的成员或成员的子组描述。
[0295] 如本领域技术人员将理解的,出于任何和所有目的,诸如在提供书面描述方面,本文公开的所有范围还包括任何和所有可能的它的子范围和子范围的组合。任何列出的范围都可以很容易地被识别为充分描述并使相同的范围能被分解为至少相等的一半、三分之
一、四分之一、五分之一、十分之一等。作为非限制性实例,本文讨论的每个范围可以容易地分解为下三分之一、中三分之一和上三分之一等。如本领域技术人员还将理解的,所有语
言,诸如“多达”、“至少”、“大于”、“小于”等包括所陈述的数字,并且指可以随后分解为如上文讨论的子范围的范围。最后,如本领域技术人员将理解的,范围包括每个单独的成员。因此,例如,具有1‑3个物品的组是指具有1个、2个或3个物品的组。类似地,具有1‑5个物品的组是指具有1个、2个、3个、4个或5个物品的组,等等。
[0296] 尽管本文已经公开了各种方面和实施方案,但其他方面和实施方案对本领域技术人员将是明显的。本文公开的各种方面和实施方案用于说明的目的而并不意图限制由所附
权利要求书所指出的真实范围和精神。
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