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使用生物签名的信息管理系统和方法

阅读:875发布:2021-05-26

专利汇可以提供使用生物签名的信息管理系统和方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了用于生成个体的诸如基因签名等 生物 签名和使用这样的签名的系统和方法。生物签名可以用于证实个体的身份。经证实的个体可以被授权 访问 安保地点、项目和/或服务。生物签名还可以用于检索或聚合个体的记录。,下面是使用生物签名的信息管理系统和方法专利的具体信息内容。

1.一种创建用于个体受试者的记录的数据储存库的方法,该方法包括:
使用处理器将受试者的基因签名与所述受试者的至少一个记录相关联,其中所述基因签名通过以下步骤来取得:(i)取得包含所述受试者的至少一种核酸分子的生物样品,和(ii)从所述至少一种核酸分子生成基因签名,其中所述基因签名指示出所述受试者的身份;以及
将所述基因签名和所述记录储存在一个或多个数据库内,以创建用于个体受试者的记录的数据储存库。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述记录是医疗记录或财务机构记录。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述生物样品经由手指针刺、刺血针、拭子或呼吸捕获来取得。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中所述生物样品包含选自血液、血清、唾液、尿液、胃液、泪液、粪便、精液、阴道分泌物、来源于肿瘤组织的间质液、眼内液、汗液、黏液、垢、油、腺体分泌物、毛发、指甲、皮肤、脊髓液、血浆、鼻拭子或鼻咽洗液、脊髓液、脑脊液、组织、咽拭子、呼吸、活检物、胎盘液、、脐带血、重液、腔液、痰、脓、微生物群、胎粪、乳汁及其任何组合的至少一种材料。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其中所述生物样品通过样品处理设备的样品收集单元而获得。
6.根据权利要求5所述的方法,还包括在样品处理设备上进行所述至少一种核酸分子的核酸扩增。
7.根据权利要求5或6所述的方法,其中所述样品处理设备生成基因签名。
8.根据权利要求5或6所述的方法,其中所述基因签名在位于与所述设备不同地点的外部设备处生成。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法,其中所述生物样品在服务点地点取得。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法,其中所述基因签名包括所述生物样品的经测序部分的散列。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法,其中所述受试者的记录包括受试者的姓名、出生日期、地址、电话号码、电子邮件地址、分析物水平、财务记录或支付者记录中的一种或多种。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法,其中所述一个或多个数据库具有基于计算的基础架构。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的方法,其中所述一个或多个数据库使用所述基因签名作为针对至少一个医疗记录的唯一标识符。
14.根据权利要求13所述的方法,其中所述至少一个医疗记录是所述受试者的蛋白质组信息。
15.根据权利要求1-12中任一项所述的方法,其中所述一个或多个数据库使用所述基因签名作为针对至少一个财务机构记录的唯一标识符。
16.一种证实个体的身份的方法,该方法包括:
借助于处理器,将所述个体的基因签名与储存在存储器单元中的该个体的预先收集的基因签名相比较,
其中,
通过分析提交于服务点地点的所述个体的生物样品而取得所述基因签名,
所述服务点地点包括样品处理设备,该样品处理设备被配置用于接收来自所述个体的所述生物样品以及处理该样品以产生所述基因签名,并且
所述基因签名与所述预先收集的基因签名之间的匹配证实了所述个体的所述身份。
17.根据权利要求16所述的方法,其中所述处理器和所述存储器单元是同一设备的一部分。
18.根据权利要求16所述的方法,其中所述处理器和所述存储器单元不是同一设备的一部分。
19.根据权利要求16-18中任一项所述的方法,其中所述存储器单元具有基于云计算的基础架构。
20.根据权利要求16-19中任一项所述的方法,其中所述预先收集的基因签名与所述个体的至少一个医疗记录相关联。
21.根据权利要求16-19中任一项所述的方法,其中所述预先收集的基因签名与所述个体的至少一个财务记录相关联。
22.根据权利要求16-21中任一项所述的方法,其中证实所述个体的所述身份以便接受或提供下列中的一种或多种:医疗保健、行业务、大使馆业务、电子商务、私人或公共交通服务、建筑物安保、地点访问或设备访问。
23.根据权利要求16-22中任一项所述的方法,其中所述设备被配置用于运行与生物样品的一个或多个化学反应。
24.根据权利要求16-23中任一项所述的方法,其中所述设备被配置用于制备所述样品用于所述一个或多个化学反应。
25.根据权利要求16-24中任一项所述的方法,其中所述设备被配置用于制备所述样品或以10%或更低的变异系数运行所述化学反应。
26.一种证实个体的身份的方法,该方法包括:
借助于处理器,将所述个体的基因签名与储存在存储器单元中的所述个体的预先收集的基因签名相比较,
其中,
通过分析所述个体的生物样品而取得所述基因签名,在从所述个体收集所述生物样品与完成所述基因签名与所述预先收集的基因签名的比较之间的时间量不超过24小时,并且
所述基因签名与所述预先收集的基因签名之间的匹配证实了所述个体的所述身份。
27.根据权利要求26所述的方法,其中所述处理器和所述存储器单元是同一设备的一部分。
28.根据权利要求26所述的方法,其中所述处理器和所述存储器单元不是同一设备的一部分。
29.根据权利要求26-28中任一项所述的方法,其中所述存储器单元具有基于云计算的基础架构。
30.根据权利要求26-29中任一项所述的方法,其中所述预先收集的基因签名与所述个体的至少一个医疗记录相关联。
31.根据权利要求26-29中任一项所述的方法,其中所述预先收集的基因签名与所述个体的至少一个财务记录相关联。
32.根据权利要求26-31中任一项所述的方法,其中证实所述个体的所述身份以便接受或提供下列中的一种或多种:医疗保健、银行业务、大使馆业务、电子商务、私人或公共交通服务、建筑物安保、地点访问或设备访问。
33.根据权利要求26-32中任一项所述的方法,其中所述设备被配置用于运行与所述生物样品的一个或多个化学反应。
34.根据权利要求26-33中任一项所述所述的方法,其中所述设备被配置用于制备所述样品用于所述一个或多个化学反应。
35.根据权利要求26-34中任一项所述的方法,其中所述设备被配置用于制备所述样品或以10%或更低的变异系数运行所述化学反应。
36.一种将个体的基因签名与医疗记录相关联的方法,包括:
借助于处理器,将所述个体的基因签名与储存在存储器单元中的所述个体的预先收集的基因签名相比较,
其中,
通过分析提交于服务点地点的所述个体的生物样品而取得所述基因签名,
所述基因签名与所述预先收集的基因签名之间的匹配证实了所述个体的身份,
所述预先收集的基因签名具有与之关联的一个或多个医疗记录,并且,
所述个体的所述身份的证实允许所述基因签名与所述一个或多个医疗记录的关联。
37.根据权利要求36所述的方法,其中所述一个或多个医疗记录是实验室检测结果。
38.一种为个体提供对安保地点或设备的访问的方法,包括:
借助于处理器,将所述个体的基因签名与储存在存储器单元中的所述个体的预先收集的基因签名相比较,
其中,
通过分析提交于服务点地点的所述个体的生物样品而取得所述基因签名,
所述基因签名与所述预先收集的基因签名之间的匹配证实了所述个体的身份,并且如果所述个体的经证实身份属于被允许访问安保地点或设备的一个或多个身份的组,则为所述个体提供对所述安保地点或设备的访问。
39.一种证实个体的身份的方法,包括:
借助于处理器,
将所述个体的基因签名与储存在存储器单元中的所述个体的预先收集的基因签名相比较,以及
将所述个体的动态生物签名与储存在存储器单元中的所述个体的预先收集的动态生物签名相比较,
其中,
通过分析提交于服务点地点的所述个体的一种或多种生物样品来取得所述基因签名和所述动态生物签名,并且
所述基因签名与所述预先收集的基因签名之间的匹配,以及所述动态生物签名与所述预先收集的动态生物签名之间的落在预测轨迹内的一定程度的变化,证实了所述个体的所述身份。
40.根据权利要求39所述的方法,其中所述动态生物签名是蛋白质组签名。
41.根据权利要求39或40所述的方法,其中所述预测轨迹是基于所述动态生物签名的趋势的知识而确定的。
42.根据权利要求39-41中任一项所述的方法,其中所述预测轨迹是基于一个或多个预测模型而确定的。
43.根据权利要求42所述的方法,其中所述预测模型并入了来自所述个体的预先收集的动态生物签名数据。
44.一种聚合多个记录的方法,包括:
提供第一记录系统,其包含储存关于一个或多个受试者的一个或多个记录的第一存储器单元,个体记录包含个体受试者的基因签名,该基因签名与所述个体受试者的至少一种类型的个人信息相关联;
提供第二记录系统,其包含储存关于一个或多个受试者的一个或多个记录的第二存储器单元,个体记录包含个体受试者的基因签名,该基因签名与所述个体受试者的至少一种类型的个人信息相关联;以及
使用处理器,将所述第一记录系统的基因签名与所述第二记录系统的基因签名相比较,其中如果所述第一记录系统的基因签名与所述第二记录系统的基因签名相同,则将所述第一记录系统和第二记录系统的记录相关联,从而聚合所述多个记录。
45.根据权利要求44所述的方法,其中所述个人信息包括所述个体的姓名、出生日期、地址、电话号码、电子邮件地址、医疗记录、财务记录或支付者记录中的一种或多种。
46.根据权利要求44或45所述的方法,其中所述基因签名包括从所述个体收集的生物样品的经测序部分的散列。
47.一种创建用于个体受试者的记录的、具有唯一标识符的数据储存库的方法,该方法包括:
使用处理器,将受试者的基因签名与所述受试者的至少一个记录相关联,其中所述基因签名是所述受试者的唯一标识符,并且其中所述基因签名通过以下步骤来取得:(i)取得包含所述受试者的至少一种核酸分子的生物样品,和(ii)从所述至少一种核酸分子生成基因签名,其中所述基因签名指示出所述受试者的身份,
将所述基因签名和所述记录储存在一个或多个数据库中;以及
使用所述基因签名作为提供对所述一个或多个数据储存库中的记录的访问的索引。
48.根据权利要求47所述的方法,其中所述记录是医疗记录,并且所述数据储存库用于医疗保健系统中。
49.根据权利要求47所述的方法,其中所述记录是财务记录,并且所述数据储存库用于银行业务系统中。
50.一种用于创建用于个体受试者的记录的数据储存库的系统,该系统包括:
样品收集单元,其被配置用于取得被怀疑包含受试者的至少一种核酸分子的生物样品;
签名生成器,其被配置用于从所述至少一种核酸分子生成基因签名,其中所述基因签名指示出所述受试者的身份;
处理器,其被配置用于将所述基因签名与所述受试者的至少一个记录相关联;以及一个或多个数据库,其被配置用于储存所述基因签名和所述记录。
51.根据权利要求50所述的系统,其中所述记录是医疗记录或财务机构记录。
52.根据权利要求50或51所述的系统,其中所述生物样品经由手指针刺、刺血针、拭子或呼吸捕获来取得。
53.根据权利要求50-52中任一项所述的系统,其中所述生物样品包含选自血液、血清、唾液、尿液、胃液、泪液、粪便、精液、阴道分泌物、来源于肿瘤组织的间质液、眼内液、汗液、黏液、耳垢、油、腺体分泌物、毛发、指甲、皮肤、脊髓液、血浆、鼻拭子或鼻咽洗液、脊髓液、脑脊液、组织、咽拭子、呼吸、活检物、胎盘液、羊水、脐带血、重液、腔液、痰、脓、微生物群、胎粪、乳汁的至少一种材料。
54.根据权利要求50-53中任一项所述的系统,其中所述系统还包含这样的设备:该设备被配置用于在所述设备上执行所述生物样品的核酸扩增,并且其中所述样品收集单元与该设备成为一体。
55.根据权利要求50-54中任一项所述的系统,其中所述系统还包含这样的设备:该设备被配置用于在所述设备上执行所述生物样品的核酸扩增,并且其中所述样品收集单元不与该设备成为一体。
56.根据权利要求50-55中任一项所述的系统,其中所述样品收集单元和所述信号生成器是同一设备的一部分。
57.根据权利要求50-56中任一项所述的系统,其中所述样品收集单元和所述信号生成器不是同一设备的一部分。
58.根据权利要求50-57中任一项所述的系统,其中所述基因签名包括所述生物样品的经测序部分的散列。
59.根据权利要求50-58中任一项所述的系统,其中所述受试者的记录包括受试者的姓名、出生日期、地址、电话号码、电子邮件地址、分析物水平、财务记录或支付者记录中的一种或多种。
60.根据权利要求58-59中任一项所述的系统,其中所述一个或多个数据库具有基于云计算的基础架构。
61.根据权利要求58-60中任一项所述的系统,其中所述一个或多个数据库使用所述基因签名作为针对所述记录的唯一标识符。
62.根据权利要求58-61中任一项所述的系统,其中所述至少一个记录是所述受试者的蛋白质组信息。
63.一种用于证实个体的身份的系统,该系统包括:
样品处理设备,其被配置用于接收来自所述个体的生物样品;
存储器单元,其被配置用于储存所述个体的预先收集的基因签名;
处理器,其被配置用于将所述个体的基因签名与所述预先收集的基因签名相比较;
样品收集单元,其被配置用于取得被怀疑包含受试者的至少一种核酸分子的生物样品;
签名生成器,其被配置用于从所述至少一种核酸分子生成基因签名,其中所述基因签名指示出所述受试者的所述身份;
其中,
通过分析提交于服务点地点的所述个体的生物样品来取得所述基因签名,
所述服务点地点包括样品处理设备,该样品处理设备被配置用于接收来自所述个体的所述生物样品以及处理该样品以产生所述基因签名,并且
所述基因签名与所述预先收集的基因签名之间的匹配证实了所述个体的所述身份。
64.根据权利要求63所述的系统,其中所述处理器和所述存储器单元是同一设备的一部分。
65.根据权利要求64所述的系统,其中所述处理器和所述存储器单元不是同一设备的一部分。
66.根据权利要求63-65中任一项所述的系统,其中所述存储器单元具有基于云计算的基础架构。
67.根据权利要求63-66中任一项所述的系统,其中所述预先收集的基因签名与所述个体的至少一个医疗记录相关联。
68.根据权利要求63-67中任一项所述的系统,其中所述预先收集的基因签名与所述个体的至少一个财务记录相关联。
69.根据权利要求63-68中任一项所述的系统,其中证实所述个体的所述身份以便接受或提供下列中的一种或多种:医疗保健、银行业务、大使馆业务、电子商务、私人或公共交通服务、建筑物安保、地点访问或设备访问。
70.根据权利要求63-69中任一项所述的系统,其中所述设备被配置用于运行与所述生物样品的一个或多个化学反应。
71.根据权利要求63-70中任一项所述的系统,其中所述设备被配置用于制备所述样品用于所述一个或多个化学反应。
72.根据权利要求63-71中任一项所述的系统,其中所述设备被配置用于制备所述样品或以10%或更低的变异系数运行所述化学反应。
73.一种用于证实个体的身份的系统,该系统包括:
存储器单元,其被配置用于储存所述个体的预先收集的基因签名;和
处理器,其被配置用于将所述个体的基因签名与所述预先收集的基因签名相比较,其中,
通过分析所述个体的生物样品而取得所述基因签名,在从所述个体收集所述生物样品与完成所述基因签名与所述预先收集的基因签名的比较之间的时间量不超过24小时,并且
所述基因签名与所述预先收集的基因签名之间的匹配证实了所述个体的所述身份。
74.根据权利要求73所述的系统,其中所述处理器和所述存储器单元是同一设备的一部分。
75.根据权利要求73所述的系统,其中所述处理器和所述存储器单元不是同一设备的一部分。
76.根据权利要求73-75中任一项所述的系统,其中所述存储器单元具有基于云计算的基础架构。
77.根据权利要求73-76中任一项所述的系统,其中所述预先收集的基因签名与所述个体的至少一个医疗记录相关联。
78.根据权利要求73-76中任一项所述的系统,其中所述预先收集的基因签名与所述个体的至少一个财务记录相关联。
79.根据权利要求73-78中任一项所述的系统,其中证实所述个体的所述身份以便接受或提供下列中的一种或多种:医疗保健、银行业务、大使馆业务、电子商务、私人或公共交通服务、建筑物安保、地点访问或设备访问。
80.一种用于将个体的基因签名与医疗记录相关联的系统,该系统包括:
存储器单元,其被配置用于储存所述个体的预先收集的基因签名;和
处理器,其被配置用于将所述个体的基因签名与所述预先收集的基因签名相比较,其中,
通过分析所述个体的生物样品而取得所述基因签名,
所述基因签名与所述预先收集的基因签名之间的匹配证实了所述个体的身份,
所述预先收集的基因签名具有与之关联的一个或多个医疗记录,并且,
所述个体的所述身份的证实允许所述基因签名与所述一个或多个医疗记录的关联。
81.根据权利要求80所述的系统,其中所述一个或多个医疗记录是实验室检测结果。
82.一种用于为个体提供对安保地点或设备的访问的系统,该系统包括:
存储器单元,其被配置用于储存所述个体的预先收集的基因签名;和
处理器,其被配置用于将所述个体的基因签名与所述预先收集的基因签名相比较,其中,
通过分析所述个体的生物样品而取得所述基因签名,
所述基因签名与所述预先收集的基因签名之间的匹配证实了所述个体的身份,并且并且如果所述个体的经证实身份属于被允许访问安保地点或设备的一个或多个身份的组,则为所述个体提供对所述安保地点或设备的访问。
83.根据权利要求82所述的系统,其中所述系统还包括:
样品收集单元,其被配置用于取得被怀疑包含受试者的至少一种核酸分子的生物样品;以及
签名生成器,其被配置用于从所述至少一种核酸分子生成基因签名,其中所述基因签名指示出所述受试者的身份。
84.一种证实个体的身份的系统,该系统包括:
一个或多个存储器单元,其被配置用于储存所述个体的预先收集的基因签名和预先收集的蛋白质组签名;和
处理器,其被配置用于将所述个体的基因签名与所述预先收集的基因签名相比较,以及将所述个体的蛋白质组签名与所述个体的预先收集的蛋白质组签名相比较,其中通过分析提交于服务点地点的所述个体的一种或多种生物样品来取得所述基因签名和所述蛋白质组签名,并且
其中所述基因签名与所述预先收集的基因签名之间的匹配,以及所述蛋白质组签名与所述预先收集的蛋白质组签名之间的属于可接受范围内的一定程度的变化,证实了所述个体的所述身份。
85.一种记录聚合系统,包括:
第一记录系统,其包含储存关于一个或多个受试者的一个或多个个体记录的第一存储器单元,个体记录包含个体受试者的基因签名,该基因签名与所述个体受试者的至少一种类型的个人信息相关联;
第二记录系统,其包含储存关于一个或多个受试者的一个或多个个体记录的第二存储器单元,个体记录包含个体受试者的基因签名,该基因签名与所述个体受试者的至少一种类型的个人信息相关联;以及
处理器,其被配置用于将所述第一记录系统的基因签名与所述第二记录系统的基因签名相比较,其中如果所述第一记录系统的基因签名与所述第二记录系统的基因签名相同,则处理器将所述第一记录系统和第二记录系统的记录相关联,从而聚合所述多个记录。
86.根据权利要求85的记录聚合系统,其中所述个人信息包括所述个体的姓名、出生日期、地址、电话号码、电子邮件地址、医疗记录、财务记录或支付者记录中的一种或多种。
87.根据权利要求85或86的记录聚合系统,其中所述基因签名包括从所述个体收集的生物样品的经测序部分的散列。
88.一种用于创建用于个体受试者的记录的、具有唯一标识符的数据储存库的系统,该系统包括:
签名生成器,其被配置用于从来自个体受试者的至少一种核酸分子生成基因签名,其中所述基因签名指示出所述受试者的身份;
处理器,其被配置用于将所述基因签名与所述受试者的至少一个记录相关联,其中所述基因签名是所述受试者的唯一标识符;以及
一个或多个数据库,其被配置用于储存所述基因签名和所述记录,其中所述基因签名是对所述一个或多个数据库中的记录的索引。
89.根据权利要求88所述的系统,还包括样品收集单元,该样品收集单元被配置用于取得被怀疑包含受试者的至少一种核酸分子的生物样品。
90.根据权利要求88或89所述的系统,其中所述记录是医疗记录,并且所述数据储存库用于医疗保健系统中。
91.根据权利要求88或89所述的系统,其中所述记录是财务记录,并且所述数据储存库用于银行业务中。
92.一种有形计算机可读介质,其包含机器可执行代码,该代码用于实现创建用于个体受试者的医疗记录的数据储存库的方法,该方法包括:
使用处理器将受试者的基因签名与所述受试者的至少一个记录相关联,其中所述基因签名通过以下步骤来取得:(i)取得包含所述受试者的至少一种核酸分子的生物样品,和(ii)从所述至少一种核酸分子生成基因签名,其中所述基因签名指示出所述受试者的身份;以及
将所述基因签名和所述记录储存在一个或多个数据库内,以创建用于个体受试者的记录的数据储存库。
93.根据权利要求92所述的有形计算机可读介质,其中所述记录是医疗记录或财务机构记录。
94.根据权利要求92或93所述的有形计算机可读介质,其中所述基因签名包括所述生物样品的经测序部分的散列。
95.根据权利要求92-94中任一项所述的有形计算机可读介质,其中所述受试者的记录包括受试者的姓名、出生日期、地址、电话号码、电子邮件地址、分析物水平、财务记录或支付者记录中的一种或多种。
96.根据权利要求92-95中任一项所述的有形计算机可读介质,其中所述一个或多个数据库具有基于云计算的基础架构。
97.根据权利要求92-96中任一项所述的有形计算机可读介质,其中所述一个或多个数据库使用所述基因签名作为针对所述至少一个医疗记录的唯一标识符。
98.根据权利要求97所述的有形计算机可读介质,其中所述至少一个医疗记录是所述受试者的蛋白质组信息。
99.根据权利要求92-96中任一项所述的有形计算机可读介质,其中所述一个或多个数据库使用所述基因签名作为针对至少一个财务机构记录的唯一标识符。
100.一种有形计算机可读介质,其包含机器可执行代码,该代码用于实现证实个体的身份的方法,该方法包括:
借助于处理器,将所述个体的基因签名与储存在存储器单元中的所述个体的预先收集的基因签名相比较,
其中,
通过分析提交于服务点地点的所述个体的生物样品而取得所述基因签名,
所述服务点地点包括样品处理设备,该样品处理设备被配置用于接收来自所述个体的所述生物样品以及处理所述样品以产生所述基因签名,并且
所述基因签名与所述预先收集的基因签名之间的匹配证实了所述个体的所述身份。
101.根据权利要求100所述的有形计算机可读介质,其中所述处理器和所述存储器单元是同一设备的一部分。
102.根据权利要求100所述的有形计算机可读介质,其中所述处理器和所述存储器单元不是同一设备的一部分。
103.根据权利要求100-102中任一项所述的有形计算机可读介质,其中所述存储器单元具有基于云计算的基础架构。
104.根据权利要求100-103中任一项所述的有形计算机可读介质,其中所述预先收集的基因签名与所述个体的至少一个医疗记录相关联。
105.根据权利要求100-103中任一项所述的有形计算机可读介质,其中所述预先收集的基因签名与所述个体的至少一个财务记录相关联。
106.根据权利要求100-105中任一项所述的有形计算机可读介质,其中证实所述个体的所述身份以便接受或提供下列中的一种或多种:医疗保健、银行业务、大使馆业务、电子商务、私人或公共交通服务、建筑物安保、地点访问或设备访问。
107.一种有形计算机可读介质,其包含机器可执行代码,该代码用于实现证实个体的身份的方法,该方法包括:
借助于处理器,将所述个体的基因签名与储存在存储器单元中的所述个体的预先收集的基因签名相比较,
其中,
通过分析所述个体的生物样品而取得所述基因签名,在从所述个体收集所述生物样品与完成所述基因签名与所述预先收集的基因签名的比较之间的时间量不超过24小时,并且
所述基因签名与所述预先收集的基因签名之间的匹配证实了所述个体的所述身份。
108.根据权利要求107所述的有形计算机可读介质,其中所述处理器和所述存储器单元是同一设备的一部分。
109.根据权利要求107所述的有形计算机可读介质,其中所述处理器和所述存储器单元不是同一设备的一部分。
110.根据权利要求107-109中任一项所述的有形计算机可读介质,其中所述存储器单元具有基于云计算的基础架构。
111.根据权利要求107-110中任一项所述的有形计算机可读介质,其中所述预先收集的基因签名与所述个体的至少一个医疗记录相关联。
112.根据权利要求107-110中任一项所述的有形计算机可读介质,其中所述预先收集的基因签名与所述个体的至少一个财务记录相关联。
113.根据权利要求107-111中任一项所述的有形计算机可读介质,其中证实所述个体的所述身份以便接受或提供下列中的一种或多种:医疗保健、银行业务、大使馆业务、电子商务、私人或公共交通服务、建筑物安保、地点访问或设备访问。
114.一种有形计算机可读介质,其包含机器可执行代码,该代码用于实现证实个体的身份的方法,该方法包括:
借助于处理器,将所述个体的基因签名与储存在存储器单元中的所述个体的预先收集的基因签名相比较,
其中,
通过分析提交于服务点地点的所述个体的生物样品而取得所述基因签名,
所述基因签名与所述预先收集的基因签名之间的匹配证实了所述个体的身份,
所述预先收集的基因签名具有与之关联的一个或多个医疗记录,并且,
所述个体的所述身份的证实允许所述基因签名与所述一个或多个医疗记录的关联。
115.根据权利要求114所述的有形计算机可读介质,其中所述一个或多个医疗记录是实验室检测结果。
116.一种有形计算机可读介质,其包含机器可执行代码,该代码用于实现证实个体的身份的方法,该方法包括:
借助于处理器,
将所述个体的基因签名与储存在存储器单元中的所述个体的预先收集的基因签名相比较,
以及将所述个体的蛋白质组签名与储存在存储器单元中的所述个体的预先收集的蛋白质组签名相比较,
其中,
通过分析提交于服务点地点的所述个体的一种或多种生物样品来取得所述基因签名和所述蛋白质组签名,
所述基因签名与所述预先收集的基因签名之间的匹配,以及所述蛋白质组签名与所述预先收集的蛋白质组签名之间的属于可接受范围内的一定程度的变化,证实了所述个体的所述身份。
117.一种有形计算机可读介质,其包含机器可执行代码,该代码用于实现聚合多个记录的方法,包括:
提供第一记录系统,其包含储存关于一个或多个受试者的一个或多个记录的第一存储器单元,个体记录包含个体受试者的基因签名,该基因签名与所述个体受试者的至少一种类型的个人信息相关联;
提供第二记录系统,其包含储存关于一个或多个受试者的一个或多个记录的第二存储器单元,个体记录包含个体受试者的基因签名,该基因签名与所述个体受试者的至少一种类型的个人信息相关联;以及
使用处理器,将所述第一记录系统的基因签名与所述第二记录系统的基因签名相比较,其中如果所述第一记录系统的基因签名与所述第二记录系统的基因签名相同,则将所述第一记录系统和第二记录系统的记录相关联,从而聚合所述多个记录。
118.根据权利要求117所述的有形计算机可读介质,其中所述个人信息包括所述个体的姓名、出生日期、地址、电话号码、电子邮件地址、医疗记录、财务记录或支付者记录中的一种或多种。
119.根据权利要求117或118所述的有形计算机可读介质,其中所述基因签名包括从所述个体收集的生物样品的经测序部分的散列。
120.一种有形计算机可读介质,其包含机器可执行代码,该代码用于实现创建用于个体受试者的记录的、具有唯一标识符的数据储存库的方法,该方法包括:
使用处理器,将受试者的基因签名与所述受试者的至少一个记录相关联,其中所述基因签名是所述受试者的唯一标识符,并且其中所述基因签名通过以下步骤来取得:(i)取得包含所述受试者的至少一种核酸分子的生物样品,和(ii)从所述至少一种核酸分子生成基因签名,其中所述基因签名指示出所述受试者的身份;
将所述基因签名和所述记录储存在一个或多个数据库中;以及
使用所述基因签名作为提供对所述一个或多个数据库中的记录的访问的索引。
121.根据权利要求120所述的有形计算机可读介质,其中所述记录是医疗记录,并且所述数据储存库用于医疗保健系统中。
122.根据权利要求120所述的有形计算机可读介质,其中所述记录是财务记录,并且所述数据储存库用于银行业务系统中。
123.根据权利要求5-15中任一项所述的方法,其中所述样品处理设备还包括下列的至少一个:样品处理单元、检测单元或传输单元。
124.根据权利要求5-15中任一项所述的方法,其中所述样品处理设备还包括下列的至少两个:样品处理单元、检测单元或传输单元。
125.根据权利要求5-15中任一项所述的方法,其中所述样品处理设备还包括样品处理单元、检测单元和传输单元。
126.根据权利要求16-25中任一项所述的方法,其中所述样品处理设备包括下列的至少一个:样品收集单元、样品处理单元、检测单元或传输单元。
127.根据权利要求16-25中任一项所述的方法,其中所述样品处理设备包括下列的至少两个:样品收集单元、样品处理单元、检测单元或传输单元。
128.根据权利要求16-25中任一项所述的方法,其中所述样品处理设备包括下列的至少三个:样品收集单元、样品处理单元、检测单元或传输单元。
129.根据权利要求16-25中任一项所述的方法,其中所述样品处理设备包括样品收集单元、样品处理单元、检测单元或传输单元。
130.根据权利要求26-43或47-49中任一项所述的方法,其中在包括样品收集单元、样品处理单元、检测单元或传输单元中的至少一个的设备中处理所述生物样品。
131.根据权利要求26-43或47-49中任一项所述的方法,其中在包括样品收集单元、样品处理单元、检测单元或传输单元中的至少两个的设备中处理所述生物样品。
132.根据权利要求26-43或47-49中任一项所述的方法,其中在包括样品收集单元、样品处理单元、检测单元或传输单元中的至少三个的设备中处理所述生物样品。
133.根据权利要求26-43或47-49中任一项所述的方法,其中在包括样品收集单元、样品处理单元、检测单元和传输单元的设备中处理所述生物样品。
134.根据权利要求123-133中任一项所述的方法,其中所述样品处理单元包括核酸扩增单元。
135.根据权利要求123-134中任一项所述的方法,其中所述单元封闭在壳体中。
136.根据权利要求54-62中任一项所述的系统,其中所述设备还包括样品处理单元,其中进行核酸扩增。
137.根据权利要求136所述的系统,还包括检测单元和传输单元中的至少一个。
138.根据权利要求136所述的系统,还包括检测单元和传输单元。
139.根据权利要求63-72中任一项所述的系统,其中所述样品收集单元与所述样品处理设备成为一体。
140.根据权利要求63-72中任一项所述的系统,其中所述样品收集单元不与所述样品处理设备成为一体。
141.根据权利要求139或140所述的系统,其中所述样品处理设备还包括下列的至少一个:样品处理单元、检测单元或传输单元。
142.根据权利要求139或140所述的系统,其中所述样品处理设备还包括下列的至少两个:样品处理单元、检测单元或传输单元。
143.根据权利要求139或140所述的系统,其中所述样品处理设备还包括样品处理单元、检测单元和传输单元。
144.根据权利要求73-91中任一项所述的系统,其中所述系统还包括样品处理设备,所述样品处理设备包括下列的至少一个:样品收集单元、样品处理单元、检测单元或传输单元。
145.根据权利要求73-91中任一项所述的系统,其中所述系统还包括样品处理设备,所述样品处理设备包括下列的至少两个:样品收集单元、样品处理单元、检测单元或传输单元。
146.根据权利要求73-91中任一项所述的系统,其中所述系统还包括样品处理设备,所述样品处理设备包括下列的至少三个:样品收集单元、样品处理单元、检测单元或传输单元。
147.根据权利要求73-91中任一项所述的系统,其中所述系统还包括样品处理设备,所述样品处理设备包括样品收集单元、样品处理单元、检测单元和传输单元。
148.根据权利要求136-147中任一项所述的系统,其中所述样品处理单元包括核酸扩增单元。
149.根据权利要求136-148中任一项所述的系统,其中所述单元封闭在壳体中。

说明书全文

使用生物签名的信息管理系统和方法

[0001] 交叉引用
[0002] 本申请要求2012年9月11日提交的美国临时申请61/699,632的权益,该申请通过引用而整体并入本文。

背景技术

[0003] 随着技术和电子数据的爆炸,期望识别个体的更准确方法。特别期望改进的识别和验证技术来支持在数字时代对个体的阳性识别,以解决诸如身份欺诈、不准确和/或不完整的记录以及不可靠的个体识别等问题。
[0004] 医疗记录保存是可以受益于改进的识别技术的一个领域。目前,对个体的医疗记录的访问是受限的。由于人们在不同的医疗设施间迁移,许多他们过去的医疗记录会丢失并且不被当前的医疗设施所共享。当尝试跨多个系统聚合数据,或者甚至针对特定个体从多个系统访问数据时,存在关于围绕在一个记录中识别的个体是否为在另一记录中识别的同一个体的不确定性而产生的许多困难。例如,多个人可能具有相同的姓名。即使结合几种不同类型的信息,绝对肯定地证实个体的身份仍可能是困难的。还会有身份盗用或欺诈的情况,其中个体可能会试图冒充为另一个体。由于在确认个体身份上的不确定性,无法依靠许多可用于为个体提供医疗保健的既往记录。
[0005] 重要的是,目前并没有用于在数据库中创建唯一患者身份的任何真正唯一的标识符或有效的常规方法。使用传统技术不支持以真正唯一的方式来识别个体。当今,由系统按程序或按顺序分配个体标识符,而没有任何其他唯一方式来例如识别患者,这是因为姓名、地址和出生日期(DOB)并不是真正唯一的,而且并不是每个人都使用它们作为唯一标识符。
[0006] 其结果是,使用常规识别方法跨不同类型数据集的大规模数据整合是大打折扣的。拥有常见姓名的患者可能会在数据库中出现多次。例如,由于不准确的治疗会有严重后果的险,执业医生在假定出现在他们的办公室中的拥有某个姓名的患者就是他们正在数据库中查看其数据的同一人要冒很大的风险。此外,由于同一姓名可能会一再多次出现,因此人们不能有效地组织数据和对数据编制索引。
[0007] 在一些环境中已经使用指纹和视网膜扫描来提供识别。例如,参见美国专利公开号2007/0047770,其出于所有目的而在此通过引用整体并入本文。然而,通过复制标识符,诸如拾取或扫描另一个人的指纹或复制一个人的视网膜图像,可能使这些方法受到损害。因此,存在对于改进的识别技术的需要。
发明内容
[0008] 提供用于识别个体的改进的系统和方法。本文的至少一些实施方式提供用于生成和使用包含针对个体的唯一标识符的数据库。本文的至少一些实施方式提供用于验证个体和为个体提供对地点、设备和/或信息的访问的系统和方法。由于不同种类的记录与大量可能拥有共同特性(例如,相同的姓名)的人相关联,因此本文的至少一些实施方式提供识别个体的更准确的方式,其对于阳性地将个体与诸如医疗记录、财务记录、商业记录或任何其他能够以电子形式储存的记录等一种或多种记录相关联而言是期望的。本文的一个或多个实施方式使用某些对于个体是唯一的生物标识符。本文的一个或多个实施方式将会(1)促进跨不同数据库和不同数据类型的大规模数据整合,和/或(2)消除围绕同一受试者、同一患者或者同一成员或个体的跨多个数据库或不同系统的数据的碎片化。
[0009] 在一个实施方式中,提供了一种创建用于个体受试者的记录的数据储存库的方法,该方法包括:使用处理器将受试者的基因签名与所述受试者的至少一个记录相关联,其中所述基因签名通过以下步骤来取得:(i)取得包含所述受试者的至少一种核酸分子的生物样品,和(ii)从所述至少一种核酸分子生成基因签名,其中所述基因签名指示出所述受试者的身份;以及将基因签名和所述记录储存在一个或多个数据库内。可以使用该方法来创建用于个体受试者的记录的数据储存库。该方法还可包括为至少一个附加的受试者重复上述步骤。该方法还可包括在样品处理设备上进行所述至少一种核酸分子的核酸扩增。
[0010] 在另一实施方式中,提供了一种证实个体的身份的方法,该方法包括:借助于处理器,将所述个体的基因签名与储存在存储器单元中的所述个体的预先收集的基因签名相比较,其中,通过分析提交于服务点地点的所述个体的生物样品而取得所述基因签名,所述服务点地点包括样品处理设备,该样品处理设备被配置用于接收来自所述个体的生物样品以及处理该样品以产生所述基因签名,并且所述基因签名与所述预先收集的基因签名之间的匹配证实了所述个体的身份。所述处理器和所述存储器单元可以是或者可以不是同一设备的一部分。
[0011] 在另一实施方式中,提供了一种证实个体的身份的方法,该方法包括:借助于处理器,将所述个体的基因签名与储存在存储器单元中的所述个体的预先收集的基因签名相比较,其中,通过分析所述个体的生物样品而取得所述基因签名,在从所述个体收集所述生物样品与完成所述基因签名与所述预先收集的基因签名的比较之间的时间量不超过24小时,并且所述基因签名与所述预先收集的基因签名之间的匹配证实了所述个体的身份。所述处理器和所述存储器单元可以是或者可以不是同一设备的一部分。
[0012] 在另一实施方式中,提供了一种将个体的基因签名与医疗记录相关联的方法,包括:借助于处理器,将所述个体的基因签名与储存在存储器单元中的所述个体的预先收集的基因签名相比较,其中,通过分析提交于服务点地点的所述个体的生物样品而取得所述基因签名,并且所述基因签名与所述预先收集的基因签名之间的匹配证实了所述个体的身份,所述预先收集的基因签名具有与之关联的一个或多个医疗记录,并且,所述个体的身份的证实允许所述基因签名与所述一个或多个医疗记录的关联。
[0013] 在另一实施方式中,提供了一种为个体提供对安保地点或设备的访问的方法,包括:借助于处理器,将所述个体的基因签名与储存在存储器单元中的所述个体的预先收集的基因签名相比较,其中,通过分析提交于服务点地点的所述个体的生物样品而取得所述基因签名,所述基因签名与所述预先收集的基因签名之间的匹配证实了所述个体的身份,并且如果所述个体的经证实身份属于被允许访问安保地点或设备的一个或多个身份的组,则为所述个体提供对所述安保地点或设备的访问。
[0014] 在另一实施方式中,提供了一种证实个体的身份的方法,包括:借助于处理器,将所述个体的基因签名与储存在存储器单元中的所述个体的预先收集的基因签名相比较,以及将所述个体的动态生物签名与储存在存储器单元中的所述个体的预先收集的动态生物签名相比较,其中,通过分析提交于服务点地点的所述个体的一种或多种生物样品来取得所述基因签名和所述动态生物签名,并且所述基因签名与所述预先收集的基因签名之间的匹配,以及所述动态生物签名与所述预先收集的动态生物签名之间的落在预测轨迹内的一定程度的变化,证实了所述个体的所述身份。所述预测轨迹可以基于所述动态生物签名的趋势的知识而确定。所述预测轨迹可以基于一个或多个预测模型而确定。所述预测模型可以并入来自所述个体的预先收集的动态生物签名数据。
[0015] 在另一实施方式中,提供了一种聚合多个记录的方法,包括:提供第一记录系统,其包含储存关于一个或多个受试者的一个或多个记录的第一存储器单元,个体记录包含个体受试者的基因签名,该基因签名与所述个体受试者的至少一种类型的个人信息相关联;提供第二记录系统,其包含储存关于一个或多个受试者的一个或多个记录的第二存储器单元,个体记录包含个体受试者的基因签名,该基因签名与所述个体受试者的至少一种类型的个人信息相关联;以及使用处理器,将所述第一记录系统的基因签名与所述第二记录系统的基因签名相比较,其中如果所述第一记录系统的基因签名与所述第二记录系统的基因签名相同,则将所述第一记录系统和第二记录系统的记录相关联,从而聚合所述多个记录。
[0016] 在另一实施方式中,提供了一种创建用于个体受试者的记录的、具有唯一标识符的数据储存库的方法,该方法包括:使用处理器,将受试者的基因签名与所述受试者的至少一个记录相关联,其中所述基因签名是所述受试者的唯一标识符,并且其中所述基因签名通过以下步骤来取得:(i)取得包含所述受试者的至少一种核酸分子的生物样品,和(ii)从所述至少一种核酸分子生成基因签名,其中所述基因签名指示出所述受试者的身份,将所述基因签名和所述记录储存在一个或多个数据库中;以及使用所述基因签名作为提供对所述一个或多个数据储存库中的记录的访问的索引。
[0017] 在另一实施方式中,提供了一种对数据进行加密的方法,该方法包括:使用处理器,生成使用受试者的基因签名的数据加密密钥,其中所述基因签名通过以下步骤来取得:(i)取得包含所述受试者的至少一种核酸分子的生物样品,和(ii)从该至少一种核酸分子生成基因签名;以及用所述数据加密秘钥来加密由所述受试者所提供的数据。
[0018] 在另一实施方式中,提供了一种对数据进行加密的方法,该方法包括:使用处理器,生成使用受试者的生物样品的数据加密密钥,其中所述数据加密秘钥通过以下步骤来取得:(i)取得所述受试者的生物样品,和(ii)从所述生物样品和来自所述生物样品的动态签名生成静态签名;以及用所述数据加密密钥来加密由所述受试者所提供的数据。
[0019] 在另一实施方式中,提供了一种用于创建用于个体受试者的记录的数据储存库的系统,该系统包括:样品收集单元,其被配置用于取得被怀疑包含受试者的至少一种核酸分子的生物样品;签名生成器,其被配置用于从所述至少一种核酸分子生成基因签名,其中所述基因签名指示出所述受试者的身份;处理器,其被配置用于将所述基因签名与所述受试者的至少一个记录相关联;以及一个或多个数据库,其被配置用于储存所述基因签名和所述记录。
[0020] 在另一实施方式中,提供了一种用于证实个体的身份的系统,该系统包括:样品处理设备,其被配置用于接收来自所述个体的生物样品;存储器单元,其被配置用于储存所述个体的预先收集的基因签名;处理器,其被配置用于将所述个体的基因签名与所述预先收集的基因签名相比较;样品收集单元,其被配置用于取得被怀疑包含受试者的至少一种核酸分子的生物样品;签名生成器,其被配置用于从所述至少一种核酸分子生成基因签名,其中所述基因签名指示出所述受试者的身份;其中,通过分析提交于服务点地点的所述个体的生物样品来取得所述基因签名,所述服务点地点包括样品处理设备,该样品处理设备被配置用于接收来自所述个体的所述生物样品以及处理该样品以产生所述基因签名,并且所述基因签名与所述预先收集的基因签名之间的匹配证实了所述个体的身份。
[0021] 在另一实施方式中,本文提供了一种用于证实个体的身份的系统,该系统包括:存储器单元,其被配置用于储存所述个体的预先收集的基因签名;和处理器,其被配置用于将所述个体的基因签名与所述预先收集的基因签名相比较,其中,通过分析所述个体的生物样品而取得所述基因签名,在从所述个体收集所述生物样品与完成所述基因签名与所述预先收集的基因签名的比较之间的时间量不超过24小时,并且所述基因签名与所述预先收集的基因签名之间的匹配证实了所述个体的身份。
[0022] 在另一实施方式中,提供了一种用于将个体的基因签名与医疗记录相关联的系统,该系统包括:存储器单元,其被配置用于储存所述个体的预先收集的基因签名;和处理器,其被配置用于将所述个体的基因签名与所述预先收集的基因签名相比较,其中,通过分析所述个体的生物样品而取得所述基因签名,所述基因签名与所述预先收集的基因签名之间的匹配证实了所述个体的身份,所述预先收集的基因签名具有与之关联的一个或多个医疗记录,并且所述个体的所述身份的证实允许所述基因签名与所述一个或多个医疗记录的关联。
[0023] 在一些实施方式中,提供了一种用于为个体提供对安保地点或设备的访问的系统,该系统包括:存储器单元,其被配置用于储存所述个体的预先收集的基因签名;和处理器,其被配置用于将所述个体的基因签名与所述预先收集的基因签名相比较,其中,通过分析所述个体的生物样品而取得所述基因签名,所述基因签名与所述预先收集的基因签名之间的匹配证实了所述个体的身份,并且如果所述个体的经证实身份属于被允许访问安保地点或设备的一个或多个身份的组,则为所述个体提供对所述安保地点或设备的访问。该系统还可包括样品收集单元,其被配置用于取得被怀疑包含受试者的至少一种核酸分子的生物样品;以及签名生成器,其被配置用于从所述至少一种核酸分子生成基因签名,其中所述基因签名指示出所述受试者的身份。
[0024] 在另一实施方式中,提供了一种证实个体的身份的系统,该系统包括:一个或多个存储器单元,其被配置用于储存所述个体的预先收集的基因签名和预先收集的蛋白质组签名;和处理器,其被配置用于将所述个体的基因签名与所述预先收集的基因签名相比较,以及将所述个体的蛋白质组签名与所述个体的预先收集的蛋白质组签名相比较,其中通过分析提交于服务点地点的所述个体的一种或多种生物样品来取得所述基因签名和所述蛋白质组签名,并且其中所述基因签名与所述预先收集的基因签名之间的匹配,以及所述蛋白质组签名与所述预先收集的蛋白质组签名之间的属于可接受范围内的一定程度的变化,证实了所述个体的所述身份。
[0025] 在另一实施方式中,提供了一种记录聚合系统,包括:第一记录系统,其包含储存关于一个或多个受试者的一个或多个个体记录的第一存储器单元,个体记录包含个体受试者的基因签名,该基因签名与所述个体受试者的至少一种类型的个人信息相关联;第二记录系统,其包含储存关于一个或多个受试者的一个或多个个体记录的第二存储器单元,个体记录包含个体受试者的基因签名,该基因签名与所述个体受试者的至少一种类型的个人信息相关联;以及处理器,其被配置用于将所述第一记录系统的基因签名与所述第二记录系统的基因签名相比较,其中如果所述第一记录系统的基因签名与所述第二记录系统的基因签名相同,则处理器将所述第一记录系统和第二记录系统的记录相关联,从而聚合所述多个记录。
[0026] 在另一实施方式中,提供了一种用于创建用于个体受试者的记录的、具有唯一标识符的数据储存库的系统,该系统包括:签名生成器,其被配置用于从来自个体受试者的至少一种核酸分子生成基因签名,其中所述基因签名指示出所述受试者的身份;处理器,其被配置用于将所述基因签名与所述受试者的至少一个记录相关联,其中所述基因签名是所述受试者的唯一标识符;以及一个或多个数据库,其被配置用于储存所述基因签名和所述记录,其中所述基因签名是对所述一个或多个数据库中的记录的索引。该系统还可包括样品收集单元,该样品收集单元被配置用于取得被怀疑包含受试者的至少一种核酸分子的生物样品。
[0027] 在另一实施方式中,提供了一种有形计算机可读介质,其包含机器可执行代码,该代码用于实现创建用于个体受试者的医疗记录的数据储存库的方法,该方法包括:使用处理器将受试者的基因签名与所述受试者的至少一个记录相关联,其中所述基因签名通过以下步骤来取得:(i)取得包含所述受试者的至少一种核酸分子的生物样品,和(ii)从所述至少一种核酸分子生成基因签名,其中所述基因签名指示出所述受试者的身份;以及将所述基因签名和所述记录储存在一个或多个数据库内,以创建用于个体受试者的记录的数据储存库。
[0028] 在另一实施方式中,提供了一种有形计算机可读介质,其包含机器可执行代码,该代码用于实现证实个体的身份的方法,该方法包括:借助于处理器,将所述个体的基因签名与储存在存储器单元中的所述个体的预先收集的基因签名相比较,其中,通过分析提交于服务点地点的所述个体的生物样品而取得所述基因签名,所述服务点地点包括样品处理设备,该样品处理设备被配置用于接收来自所述个体的所述生物样品以及处理所述样品以产生所述基因签名,并且所述基因签名与所述预先收集的基因签名之间的匹配证实了所述个体的所述身份。
[0029] 在另一实施方式中,提供了一种有形计算机可读介质,其包含机器可执行代码,该代码用于实现证实个体的身份的方法,该方法包括:借助于处理器,将所述个体的基因签名与储存在存储器单元中的所述个体的预先收集的基因签名相比较,其中,通过分析所述个体的生物样品而取得所述基因签名,在从所述个体收集所述生物样品与完成所述基因签名与所述预先收集的基因签名的比较之间的时间量不超过24小时,并且所述基因签名与所述预先收集的基因签名之间的匹配证实了所述个体的所述身份。
[0030] 在另一实施方式中,提供了一种有形计算机可读介质,其包含机器可执行代码,该代码用于实现证实个体的身份的方法,该方法包括:借助于处理器,将所述个体的基因签名与储存在存储器单元中的所述个体的预先收集的基因签名相比较,其中,通过分析提交于服务点地点的所述个体的生物样品而取得所述基因签名,所述基因签名与所述预先收集的基因签名之间的匹配证实了所述个体的身份,所述预先收集的基因签名具有与之关联的一个或多个医疗记录,并且,所述个体的所述身份的证实允许所述基因签名与所述一个或多个医疗记录的关联。
[0031] 在另一实施方式中,提供了一种有形计算机可读介质,其包含机器可执行代码,该代码用于实现证实个体的身份的方法,该方法包括:借助于处理器,将所述个体的基因签名与储存在存储器单元中的所述个体的预先收集的基因签名相比较,以及将所述个体的蛋白质组签名与储存在存储器单元中的所述个体的预先收集的蛋白质组签名相比较,其中,通过分析提交于服务点地点的所述个体的一种或多种生物样品来取得所述基因签名和所述蛋白质组签名,所述基因签名与所述预先收集的基因签名之间的匹配,以及所述蛋白质组签名与所述预先收集的蛋白质组签名之间的属于可接受范围内的一定程度的变化,证实了所述个体的所述身份。
[0032] 在另一实施方式中,提供了一种有形计算机可读介质,其包含机器可执行代码,该代码用于实现聚合多个记录的方法,包括:提供第一记录系统,其包含储存关于一个或多个受试者的一个或多个记录的第一存储器单元,个体记录包含个体受试者的基因签名,该基因签名与所述个体受试者的至少一种类型的个人信息相关联;提供第二记录系统,其包含储存关于一个或多个受试者的一个或多个记录的第二存储器单元,个体记录包含个体受试者的基因签名,该基因签名与所述个体受试者的至少一种类型的个人信息相关联;以及使用处理器,将所述第一记录系统的基因签名与所述第二记录系统的基因签名相比较,其中如果所述第一记录系统的基因签名与所述第二记录系统的基因签名相同,则将所述第一记录系统和第二记录系统的记录相关联,从而聚合所述多个记录。
[0033] 在另一实施方式中,提供了一种有形计算机可读介质,其包含机器可执行代码,该代码用于实现创建用于个体受试者的记录的、具有唯一标识符的数据储存库的方法,该方法包括:使用处理器,将受试者的基因签名与所述受试者的至少一个记录相关联,其中所述基因签名是所述受试者的唯一标识符,并且其中所述基因签名通过以下步骤来取得:(i)取得包含所述受试者的至少一种核酸分子的生物样品,和(ii)从所述至少一种核酸分子生成基因签名,其中所述基因签名指示出所述受试者的身份;将所述基因签名和所述记录储存在一个或多个数据库中;以及使用所述基因签名作为提供对所述一个或多个数据库中的记录的访问的索引。
[0034] 在一些实施方式中,以上或本文其他各处描述的记录可以是医疗记录或财务机构记录。在一些实施方式中,以上或本文其他各处描述的记录可以包括受试者的姓名、出生日期、地址、电话号码、电子邮件地址、分析物平、财务记录或支付者记录中的一种或多种。在一些实施方式中,以上或本文中其他各处描述的记录可以包括受试者的蛋白质组信息。
[0035] 在一些实施方式中,以上或本文其他各处描述的生物样品可经由手指针刺、刺血针、拭子或呼吸捕获来取得。
[0036] 在一些实施方式中,以上或本文其他各处描述的生物样品可含有选自下组的至少一种材料:血液、血清、唾液、尿液、胃液、泪液、粪便、精液、阴道分泌物、来源于肿瘤组织的间质液、眼内液、汗液、黏液、垢、油、腺体分泌物、毛发、指甲、皮肤、脊髓液、血浆、鼻拭子或鼻咽洗液、脊髓液、脑脊液、组织、咽拭子、呼吸、活检物、胎盘液、羊水、脐带血、重液(emphatic fluids)、腔液、痰、脓、微生物群、胎粪、乳汁及其任何组合。
[0037] 在一些实施方式中,以上或本文其他各处描述的生物样品,单独或组合地,可通过样品处理设备的样品收集单元来取得。
[0038] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及生成基因签名的系统、方法或有形计算机可读介质中,样品处理设备可生成所述基因签名。
[0039] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及生成基因签名的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述基因签名可在处于不同于样品处理设备的地点的外部设备上生成。
[0040] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及生物样品收集的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述生物样品可在服务点地点取得。
[0041] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及样品处理设备的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述样品处理设备可位于服务点地点。
[0042] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及基因签名的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述基因签名可以包括所述生物样品的经测序部分的散列(hash)。
[0043] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及一个或多个数据库的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述一个或多个数据库可具有基于计算的基础架构。
[0044] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及一个或多个数据库的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述一个或多个数据库可使用基因签名作为针对至少一个医疗记录的唯一标识符。
[0045] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及一个或多个数据库的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述一个或多个数据库可使用使用基因签名作为针对至少一个财务机构记录的唯一标识符。
[0046] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及存储器单元的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述存储器单元可具有基于云计算的基础架构。
[0047] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及预先收集的基因签名的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述预先收集的基因签名可与所述个体的至少一个医疗记录相关联。
[0048] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及预先收集的基因签名的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述预先收集的基因签名可与所述个体的至少一个财务记录相关联。
[0049] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及个体身份的证实的系统、方法或有形计算机可读介质中,证实所述个体的身份以便接受或提供下列中的一种或多种:医疗保健、行业务、大使馆业务、电子商务、私人或公共交通服务、建筑物安保、地点访问或设备访问。
[0050] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及样品处理设备的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述样品处理设备可被配置用于运行与所述生物样品的一个或多个化学反应。
[0051] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及样品处理设备的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述样品处理设备可被配置用于制备用于化学反应的生物样品。
[0052] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及样品处理设备的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述样品处理设备可被配置用于制备用于化学反应的生物样品。
[0053] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及样品处理设备的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述样品处理设备可被配置用于制备生物样品或以10%或更低的变异系数运行化学反应。
[0054] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及医疗记录的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述所述一个或多个医疗记录可以是实验室检测结果。
[0055] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及静态签名的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述静态签名可以是基因签名。基因签名可以从核酸分子生成。
[0056] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及动态签名的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述动态签名可以是蛋白质组签名。蛋白质组签名可以从生物样品的蛋白质水平生成。
[0057] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及个体信息的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述个人信息可包括个体的姓名、出生日期、地址、电话号码、电子邮件地址、医疗记录、财务记录或支付者记录中的一种或多种。
[0058] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及数据储存库的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述数据储存库可用于医疗保健系统或银行业务系统中。
[0059] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及数据加密密钥的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述数据加密密钥使用以下的一种或多种而生成:所述受试者的基因签名、所述受试者的蛋白质组签名或者关于所述受试者的附加个人信息。在一些实施方式中,附加个人信息包括所述受试者的姓名、密码或生物计量数据中的一种或多种。
[0060] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及使用处理器生成使用受试者的基因签名的数据加密密钥的系统、方法或有形计算机可读介质中,其中通过以下步骤来取得基因签名:(i)取得包含所述受试者的至少一种核酸分子的生物样品,和(ii)从该至少一种核酸分子生成基因签名,该方法还包括证实所述步骤属于用于安全地取得生物样品的设定方案(set protocol)。
[0061] 在一些实施方式中,以上或本文其他各处描述的系统可包括这样的设备:该设备被配置用于在所述设备上执行生物样品的核酸扩增,并且包含与该设备成为一体的样品收集单元。
[0062] 在一些实施方式中,以上或本文其他各处描述的系统可包括这样的设备:该设备被配置用于在所述设备上执行生物样品的核酸扩增,并且可与不与该设备成为一体的样品收集单元相接。
[0063] 在一些实施方式中,以上或本文其他各处描述的系统可包括这样的设备:该设备被配置用于在所述设备上执行生物样品的核酸扩增,并且包含样品收集单元和信号生成器,其中所述样品收集单元和所述信号生成器是同一设备的一部分。
[0064] 在一些实施方式中,以上或本文其他各处描述的系统可包括这样的设备:该设备被配置用于在所述设备上执行生物样品的核酸扩增,并且包含样品收集单元和信号生成器,其中所述样品收集单元和所述信号生成器不是同一设备的一部分。
[0065] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及处理器和存储器单元的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述处理器和所述存储器单元可以是同一设备的一部分。
[0066] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及处理器和存储器单元的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述处理器和所述存储器单元可以不是同一设备的一部分。
[0067] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及存储器单元的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述存储器单元可具有基于云计算的基础架构。
[0068] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及个人信息的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述个人信息可包括包括所述受试者的姓名、出生日期、地址、电话号码、电子邮件地址、分析物水平、财务记录或支付者记录中的一种或多种。
[0069] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及数据储存库的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述数据储存库可用于医疗保健系统中或银行业务中。
[0070] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及样品处理设备的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述样品处理设备包括下列的至少一个:样品收集单元、样品处理单元、检测单元或传输单元。
[0071] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及样品处理设备的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述样品处理设备包括下列的至少两个:样品收集单元、样品处理单元、检测单元或传输单元。
[0072] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及样品处理设备的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述样品处理设备包括下列的至少三个:样品收集单元、样品处理单元、检测单元或传输单元。
[0073] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及样品处理设备的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述样品处理设备包括样品收集单元、样品处理单元、检测单元和传输单元。
[0074] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及处理生物样品的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述样品在样品处理设备中处理,该样品处理设备包括下列的至少一个:样品收集单元、样品处理单元、检测单元或传输单元。
[0075] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及处理生物样品的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述样品在样品处理设备中处理,该样品处理设备包括下列的至少两个:样品收集单元、样品处理单元、检测单元或传输单元。
[0076] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及处理生物样品的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述样品在样品处理设备中处理,该样品处理设备包括下列的至少三个:样品收集单元、样品处理单元、检测单元或传输单元。
[0077] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及处理生物样品的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述样品在样品处理设备中处理,该样品处理设备包括样品收集单元、样品处理单元、检测单元和传输单元。
[0078] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及样品处理单元的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述样品处理单元包括核酸扩增单元。
[0079] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及样品处理设备的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述样品处理设备包括样品收集单元、样品处理单元、检测单元或传输单元中的至少一个,所述单元封闭在壳体中。
[0080] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及样品处理设备的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述样品处理设备包括样品处理单元,其中进行核酸扩增。
[0081] 在一些实施方式中,以上或本文其他各处描述的系统包括检测单元和传输单元中的至少一个。
[0082] 在一些实施方式中,以上或本文其他各处描述的系统包括检测单元和传输单元。
[0083] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及样品处理设备和样品收集单元的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述样品收集单元与所述样品处理设备成为一体。
[0084] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及样品处理设备和样品收集单元的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述样品收集单元不与所述样品处理设备成为一体。
[0085] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及系统的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述系统包括样品处理设备,该样品处理设备包括下列的至少一个:样品收集单元、样品处理单元、检测单元或传输单元。
[0086] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及系统的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述系统包括样品处理设备,该样品处理设备包括下列的至少两个:样品收集单元、样品处理单元、检测单元或传输单元。
[0087] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及系统的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述系统包括样品处理设备,该样品处理设备包括下列的至少三个:样品收集单元、样品处理单元、检测单元或传输单元。
[0088] 在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及系统的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述系统包括样品处理设备,该样品处理设备包括样品收集单元、样品处理单元、检测单元和传输单元。
[0089] 在一些实施方式中,以上或本文其他各处描述的系统、方法或有形计算机可读介质可以与多个记录和/或多个受试者一起使用。在一些实施方式中,在以上或本文其他各处描述的涉及方法步骤的系统、方法或有形计算机可读介质中,所述方法步骤可以随多个样品、记录和或受试者而重复。
[0090] 在一些实施方式中,可以将基因签名储存在数据库中。任选地,在一些实施方式中,将代表所述基因签名的基因签名标识符而不是所述基因签名储存在所述数据库中。任选地,所述基因签名标识符是所述基因签名的抽象(abstraction)。任选地,所述基因签名标识符是所述基因签名的缩写。任选地,所述基因签名标识符是所述基因签名的仅一部分。任选地,所述基因签名标识符是唯一的并用于确定实际基因签名的信息。任选地,所述基因签名标识符是用于定位所述基因签名的指针,其可以位于相同或不同的数据库中。任选地,所述基因签名标识符是用于确定用户身份的定位符,其可以位于相同或不同的数据库中。
[0091] 在一些实施方式中,所述数据库中的所述基因签名可以用于确认和/或链接数据库之间的识别信息。举非限制性示例而言,具有基因签名信息的一个数据库可以视为是准确的。一旦将该状态给予该数据库中的信息,则一个或多个其他数据库可以用来自具有所述基因签名的经确认数据库的准确信息来更新任何不准确的信息。在一个实施方式中,如果另一数据库中的相似条目与基因签名数据库中的信息匹配达一定程度,诸如但不限于约90%,则建立链接。一旦建立了该链接,则在这两个数据库引用同一人但每个数据库包含关于该人的不同的个人信息或其他信息的情况下,可以将诸如出生日期或其他信息等信息传送至其他数据库作为正确信息。以这种方式,一旦某人已经证实其基因签名用户档案是正确的,则可以将该信息传送至其他数据库,以使那些其他数据库中的信息与已通过基因签名证实该用户为正确信息的信息相一致。
[0092] 提供本发明内容来以简化形式介绍挑选出的概念,所述概念在以下具体实施方式中进一步描述。本发明内容并不旨在确定请求保护的主题的关键特征或主要特征,也不旨在用于限制请求保护的主题的范围。
[0093] 援引并入
[0094] 本说明书中所提及的所有出版物、专利和专利申请均通过引用而并入于此,程度犹如具体地和个别地指出要通过引用而并入每一个别出版物、专利或专利申请。附图说明
[0095] 在附图中:
[0096] 图1提供了本文公开的基因签名生成系统的示例。
[0097] 图2提供了本文公开的样品处理设备的示例。
[0098] 图3提供了包含基因ID的记录的示例。
[0099] 图4示出了生成基因签名的方法的示例。
[0100] 图5示出了具有多个组件的标识符的示例。
[0101] 图6提供了可以利用基因签名以协助追踪关于受试者的信息的数据的示例。
[0102] 图7提供了能够访问多个子系统的示例主系统的图示。
[0103] 图8示出了用于验证一个或多个受试者的系统的示例。
[0104] 图9示出了在打开位置上的扩增单元的示例。
[0105] 图10示出了在闭合位置上的扩增单元的示例。
[0106] 图11示出了温度控制单元、小瓶和光源的示例的横截面。
[0107] 图12A示出了示例测定小瓶的侧纵向视图。
[0108] 图12B示出了示例测定小瓶的侧端视图。
[0109] 图12C提供了示例测定小瓶的透视图。
[0110] 图12D示出了示例测定小瓶的俯视图。
[0111] 图13示出了示例测定条带(assay strip)的侧视图。
[0112] 图14A示出了示例测定条带的侧视图。
[0113] 图14B示出了示例测定条带的俯视图。
[0114] 图14C提供了示例测定条带的透视图。
[0115] 图15A示出了测定尖端的示例的侧视图。
[0116] 图15B示出了测定尖端的示例的透视图。
[0117] 图16示出了示例核酸提取过程。

具体实施方式

[0118] 本文提供了生成和使用受试者的基因签名的系统和方法。本文所述的各种特征可适用于下述的任何特定应用或任何其他类型的识别和/或验证系统。本文所述的系统和方法可以作为独立的系统和方法,或作为集成系统的一部分来应用,诸如应用于访问医疗记录、财务记录或者提供对地点、设备和/或信息的访问的系统之中。应当理解,所公开的系统和方法的不同方面可以单独地、共同地或彼此相结合地理解。
[0119] 基因签名系统
[0120] 图1提供了基因签名生成系统的示例。可以由设备110接收从受试者100收集的样品。该设备可以包括一个或多个样品处理单元112。该设备可以能够与外部设备120通信。
[0121] 可以基于由设备接收到的样品而生成受试者100的基因签名。该设备的一个或多个样品处理单元可以执行可生成对于基因签名的生成有用的数据的一个或多个步骤。数据和/或基因签名可以传输至外部设备。基因签名可以在该设备上生成,或者可以在该设备外部,诸如在外部设备处生成。
[0122] 受试者可以提供样品,并且/或者可以从受试者收集样品。受试者可以是人或动物。受试者可以是活着的或死亡的。受试者可以是患者、临床受试者或临床前受试者。受试者可以经历诊断、治疗、监控和/或疾病预防。受试者可以在或可以不在医疗保健专业人员,诸如医生(例如,处方医生或非处方医生)、病理学家、药剂师、护士或技师的照护下。受试者可以是任何年龄的人、婴儿、幼儿、成人或老年人。
[0123] 样品可以被设备110接收。样品的示例可以包括各种流体样品。在一些情况下,样品可以是来自受试者的体液样品。样品可以是水性样品或气态样品。样品可以是凝胶。样品可以包括一种或多种流体组分。在一些情况下,可以提供固体或半固体样品。样品可以包括从受试者收集的组织。样品可以是生物样品。该生物样品可以是体液、分泌物和/或组织样品。生物样品的示例可包括但不限于:血液、血清、唾液、尿液、胃液、泪液、粪便、精液、阴道分泌物、间质液、肿瘤组织、病理生理组织、正常组织、眼内液、汗液、黏液、耳垢、油、腺体分泌物、淋巴液或组织、毛发、指甲、骨骼、牙齿、皮肤、脊髓液、血浆、鼻拭子或鼻咽洗液、脑脊液、组织、咽拭子、颊拭子、呼吸、活检物、胎盘液、羊水、脐带血、重液、腔液、滑液、痰、脓、微生物群、胎粪、乳汁和/或其他分泌物。样品可以由人或动物提供。样品可以从活着的或死亡的受试者收集。
[0124] 样品可能包含或可能被怀疑包含至少一种核酸分子。样品可包含DNA、RNA和/或受试者的任何其他遗传信息。
[0125] 样品可以从受试者新鲜收集或可以经历一些形式的预处理、储存和/或运输。样品可以在不经历干涉或很多时间的情况下从受试者提供至设备。受试者可以接触设备以提供样品。当从受试者收集样品时,受试者可以处于与设备相同的地点。备选地,当从受试者收集样品时,受试者可以处于与设备不同的地点。当设备接收样品时,受试者可以存在或者可以不存在。可以提供这样的系统和方法:其包括在从受试者收集样品与由设备接收样品之间的样品的安全保管链。
[0126] 可以通过刺破受试者的皮肤或者在不刺破受试者皮肤的情况下从受试者收集样品。可以通过受试者身上的孔口收集样品。可以从受试者收集组织样品,无论其是内部组织样品还是外部组织样品。样品可以是从受试者移除的,或者可以是已被受试者遗弃的。样品可以从受试者的任何部位收集,包括但不限于:受试者的手指、手、手臂、肩膀、躯干、腹部、腿、足、颈部或头部。可以通过擦拭如见于口内的粘膜表面来取得样品。
[0127] 设备可以接纳和/或处理一种类型的样品。备选地,设备可以接纳和/或处理多种类型的样品。例如,设备可以能够接纳一种或多种、两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种、五种或更多种、六种或更多种、七种或更多种、八种或更多种、九种或更多种、十种或更多种、十二种或更多种、十五种或更多种、二十种或更多种、三十种或更多种、五十种或更多种、或者一百种或更多种类型的样品。设备可以能够同时地和/或在不同时间接纳和/或处理这些数目的样品类型中的任何数目的样品类型。例如,设备可以能够制备、测定和/或检测一种或多种类型的样品。
[0128] 可以从受试者或者从另一来源提供任何体积的样品。体积的示例可包括但不限于:约10mL或更小、5mL或更小、3mL或更小、1μL或更小、500μL或更小、300μL或更小、250μL或更小、200μL或更小、170μL或更小、150μL或更小、125μL或更小、100μL或更小、75μL或更小、50μL或更小、25μL或更小、20μL或更小、15μL或更小、10μL或更小、
5μL或更小、3μL或更小、1μL或更小、500nL或更小、250nL或更小、100nL或更小、50nL或更小、20nL或更小、10nL或更小、5nL或更小、1nL或更小、500pL或更小、100pL或更小、50pL或更小、或者1pL或更小。样品的量可以是约1滴样品。样品的量可以是约1-5滴样品、1-3滴样品、1-2滴样品或少于1滴样品。样品的量可以是从刺破的手指或手指针刺收集的量。
样品可以是单个细胞或细胞簇。可以向设备提供任何体积,包括本文描述的那些体积。
[0129] 样品处理设备可以具有任何尺寸或形式,包括台式设备、手持式设备、可佩带式设备、贴片或可吞服设备(例如,丸剂)。
[0130] 样品处理设备110可以位于服务点地点。服务点地点可以包括在其中受试者可以接受服务(例如,测试、监控、治疗、诊断、指导、样品收集、ID证实、医疗服务、非医疗服务等)的地点,并且可以包括但不限于受试者的住宅、办工场所、医疗保健提供者(例如,医生)的地点、医院、急诊室、手术室、诊所、医疗保健专业人员的办公室、实验室、零售商[例如,药房(例如,零售药房、诊所药房、医院药房)、药店、超市、杂货店等]、交通工具(例如,轿车、船舶卡车、公共汽车、飞机、摩托车、救护车、移动单元、消防车/卡车、应急车辆、执法车辆、警车或者配置用于将受试者从一个点运送到另一点的其他车辆等)、流动式医疗保健单元、移动单元、学校、日间护理中心、安检地点、战斗地点、健康辅助生活居所、政府办公室、办公楼、帐篷、体液样品采集场所(例如,采血中心)、处于或靠近受试者可能希望访问的场所入口的地点、处于或靠近受试者可能希望访问的设备上的地点(例如,如果受试者希望访问计算机,则为计算机的地点)、在其中样品处理设备接收样品的地点,或者本文其他各处描述的任何其他服务点地点。
[0131] 可以将样品处理设备移动至服务点地点或在服务点地点内。该设备可以通过人工干预来移动,或者可以无需人工干预而独立地移动。设备可以通过被携带而移动、可以经由遥控利用机器人而移动以及/或者自主地移动。设备可以是自运动的,或者可以附接至另一车辆或机器。该设备可以经由陆地、天空、水域或其任意组合而移动。
[0132] 在一个示例中,样品处理设备可以提供在救护车或其他车辆上。可以利用该设备在救护车或其他车辆中从受试者收集样品和/或对样品进行样品处理。设备可以在该设备经由救护车或其他车辆而被带至的地点处从受试者收集样品和/或对样品进行样品处理。设备可以在救护车或其他车辆中,或者在该设备经由救护车或其他车辆而被带至的地点处,生成或协助生成受试者的基因签名。除了生成或协助生成基因签名之外,还可以发生利用设备的附加样品处理。例如,设备可以在救护车或其他车辆中,或者在该设备经由救护车或其他车辆而被带至的地点处,测量个体的分析物水平、个体的生理或生物计量参数,或者捕捉个体的图像或个体的生物样品。这样的信息可以与基因签名相关联。这样的信息可以形成个体的医疗记录。
[0133] 受试者可以在或者可以不在样品处理设备所位于的地点提供样品。受试者可以处于或者可以不处于当样品处理设备接收样品时设备所处的地点。
[0134] 在一些情况下,在指定用于由认证或授权实体(例如,政府认证实体)使用的地点处部署样品处理设备。在一个实施方式中,可以在由政府机构认证以进行实验室检测(例如,用于作出医疗诊断或治疗决策的经CLIA认证的或其他认证授权测试结果)的实体地点和/或作为该实体的一部分使用样品处理设备。在一个实施方式中,样品处理设备可以用作注册医疗设备。
[0135] 在一些实施方式中,可以在中心实验室之外的地点(例如,在学校、住宅、野战医院、诊所、商业场所、车辆等处)部署样品处理设备。在一些实施方式中,可以在具有除实验室服务之外的主要用途的地点(例如,在学校、住宅、野战医院、诊所、企业场所、车辆等处)部署样品处理设备。在一些实施方式中,可以在不是专用于处理从多个样品采集地点接收的样品的地点处部署样品处理设备。在一些实施方式中,样品处理设备可位于距从受试者取得样品的地点小于约1千米、500米、400米、300米、200米、100米、75米、50米、25米、10米、5米、3米、2米或1米处。在一些实施方式中,样品处理设备可位于从受试者取得样品所处的相同房间、建筑物或园区内。在一些实施方式中,样品处理设备可以在受试者身上或在受试者体内。在一些实施方式中,可以将样品直接从受试者提供至样品处理设备。在一些实施方式中,可以在从受试者收集样品的48小时、36小时、24小时、12小时、8小时、6小时、4小时、3小时、2小时、1小时、45分钟、分钟、30分钟、15分钟、10分钟、5分钟、1分钟或30秒内将样品提供至样品处理设备。
[0136] 在一些实施方式中,样品处理设备可以是便携式的。在一些实施方式中,样品处理3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
设备可以具有小于约4m、3m、2m、1m、0.5m、0.4m、0.3m、0.2m、0.1m、1cm、0.5cm、0.2cm
3
或0.1cm的总体积。在一些实施方式中,样品处理设备可以具有小于约1000kg、900kg、
800kg、700kg、600kg、500kg、400kg、300kg、200kg、100kg、75kg、50kg、25kg、10kg、5kg、2kg、
1kg、0.5kg、0.1kg、25g、10g、5g或1g的质量。在一些实施方式中,可以配置样品处理设备用于流动式样品处理。
[0137] 该设备可以监控其地点和周围环境。在一些情况下,该设备可以使用机器视觉用于导航和对其环境中物体的识别。该设备可以利用相机或本文描述的任何其他类型的传感器来监控其周围环境。该设备可以利用感测信息以便确定其如何移动。
[0138] 设备可以包括样品收集单元。该样品收集单元可被配置用于接收来自于受试者的样品。该样品收集单元可被配置用于直接从受试者接收样品,或者可以被配置用于间接地接收已经从受试者收集到的样品。受试者可以在设备的地点或不同地点提供样品。当设备接收样品时,受试者可以处于或者可以不处于设备的地点。
[0139] 在从受试者的样品收集中可以利用一个或多个收集机构。收集机构在样品的收集中可以利用一种或多种原理。例如,样品收集机构可以利用重、毛细作用、表面张力、电力、吸取、真空力、压差、密度差、热差或者样品收集中的任何其他机制。
[0140] 可以通过多种方式从受试者抽取体液并将其提供给设备,这些方式包括但不限于:手指针刺、切开、注射、抽吸、擦拭、移液、静脉抽取、静脉穿刺、和/或本文其他各处描述的任何其他技术。在一些实施方式中,可以从受试者的呼吸收集样品。可以使用流体收集器来提供体液。体液收集器可以包括刺血针、毛细管、管、移液管、注射器、针、微针、拭子、或本文其他各处描述的任何其他收集器。在一些实施方式中,样品可以是可从受试者提供的组织样品。样品可以是从受试者移除的,或者可以是已被受试者遗弃的。
[0141] 在一个实施方式中,刺血针刺破受试者的皮肤并例如使用重力、毛细作用、吸取、压差或真空力来抽取样品。刺血针或任何其他体液收集器可以是设备的一部分、设备的筒匣的一部分、系统的一部分或独立组件。在需要时,可以通过多种机械的、电气的、机电的或任何其他已知的启用机制或此类方法的任何组合来启用刺血针或任何其他体液收集器。
[0142] 在一个示例中,可以穿刺受试者的手指(或者受试者身体的其他部位)以获得体液。该体液可以使用毛细管、移液管、拭子、滴剂或本领域已知的任何其他机制来收集。毛细管或移液管可以与设备和/或设备的筒匣相分离,其可以插入或附接到设备,或者可以是设备和/或筒匣的一部分。在不需要任何启用机制的另一实施方式中,受试者可以简单地向设备和/或筒匣提供体液,例如,像利用唾液样品那样。
[0143] 可以通过多种方式从受试者抽取体液并将其提供给设备,这些方式包括但不限于:手指针刺、切开、注射和/或移液。体液可使用静脉方法或非静脉方法来收集。体液可使用体液收集器来提供。体液收集器可包括刺血针、毛细管、管、移液管、注射器、静脉抽取或本文其他各处描述的任何其他收集器。在一个实施方式中,刺血针刺穿皮肤并例如使用重力、毛细作用、吸取或真空力来抽取样品。刺血针可以是设备的一部分、设备的筒匣的一部分、系统的一部分或独立组件。在需要时,可以通过多种机械的、电气的、机电的或任何其他已知的启用机制或此类方法的任何组合来启用刺血针。在一个示例中,可以穿刺受试者的手指(或受试者身体的其他部位)以获得体液。受试者身体的其他部位的示例可包括但不限于:受试者的手、手腕、手臂、躯干、腿、足或颈部。体液可以使用毛细管、移液管或本领域已知的任何其他机构来收集。毛细管或移液管可与设备和/或筒匣相分离,或者可以是设备和/或筒匣的一部分。在不需要任何启用机制的另一实施方式中,受试者可以简单向设备和/或筒匣提供体液,例如,像对于唾液样品可进行的那样。收集的流体可以放置在设备内。可以将体液收集器附接到设备、可移除地附接到设备或者可以与设备分开提供。
[0144] 收集的样品可以放置在设备内。在一些情况下,收集的样品放置在设备的筒匣内。收集到的样品可放置在设备的任何其他区域中。设备可被配置用于接收样品,无论其是直接来自于受试者、来自于体液收集器或是来自于任何其他机构。设备的样品收集单元可被配置用于接收样品。
[0145] 体液收集器可附接到设备、可移除地附接到设备,或者可以与设备分开提供。在一些情况下,体液收集器与设备成为一体。体液收集器可以附接到或者可移除地附接到设备的任何部分。体液收集器可与设备的样品收集单元流体连通,或者被带至与其流体连通。
[0146] 筒匣可以插入到样品处理设备之中或以其他方式与该设备相接。筒匣可以附接到设备。筒匣可从设备移除。在一个示例中,可以将样品提供至筒匣的样品收集单元。样品可以经由或者可以不经由体液收集器提供至样品收集单元。体液收集器可以附接到筒匣、可移除地附接到筒匣,或者可以与筒匣分开提供。体液收集器可以与样品收集单元成为一体,或者可以不与其成为一体。继而,可以将筒匣插入到设备之中。备选地,可以将样品直接提供至设备,该设备可以使用或者可以不使用筒匣。筒匣可包含一种或多种试剂,所述试剂可在设备的操作中使用。所述试剂可自包含于筒匣内。试剂可通过筒匣提供至设备,而无需通过管和/或缓冲剂储罐将试剂泵入设备。备选地,设备上可能已经提供了一种或多种试剂。
[0147] 体液收集器或任何其他收集机构可以是一次性的。例如,体液收集器可使用一次并丢弃。体液收集器可具有一个或多个一次性组件。备选地,体液收集器可以重复使用。体液收集器可重复使用任何次数。在一些情况下,体液收集器可同时包括可重复使用组件和一次性组件。
[0148] 样品收集单元和/或设备的任何其他部分可以能够接收单一类型的样品或者多种类型的样品。例如,样品收集单元可以能够接收两种不同类型的体液(例如,血液、泪液)。在另一示例中,样品收集单元可以能够接收两种不同类型的生物样品(例如,尿液样品、粪便样品)。多种类型的样品可能是或者可能不是流体、固体和/或半固体。例如,样品收集单元可以能够接纳一种或多种、两种或更多种或者三种或更多种体液、分泌物和/或组织样品。
[0149] 设备110可以能够接收单一类型的样品或多种类型的样品。该设备可以能够处理单一类型的样品或多种类型的样品。在一些情况下,可以利用单一的体液收集器。备选地,可以利用多个和/或不同的体液收集器。
[0150] 该设备可以具有通信单元,该通信单元可以能够传输储存在设备内的信息。通信单元还可以接收对来自设备的对于信息的查询。设备可以能够与一个或多个外部设备双向通信。外部设备可以向设备提供指令和/或具有储存的关于受试者或后端支持的附加信息。外部设备可以具有一个或多个医疗记录或者储存在其上的其他记录。备选地,医疗记录或其他记录可以储存在设备上。
[0151] 在一些示例中,设备可以是可吞服式设备,诸如丸剂、可植入式设备(诸如皮下设备)或可佩带式设备(诸如贴片)。设备可被配置用于取得样品并对样品进行一个或多个样品处理步骤。例如,设备可被配置用于进行测定和/或分析。可以定期地进行样品收集、样品处理和/或分析步骤。所述定期可以是按规则的或不规则的时间间隔。设备可以接收用于样品收集、样品处理和/或分析步骤的指令,这些步骤可以定期地进行。备选地,设备可以不定期地进行样品收集、样品处理和/或分析步骤以及/或者接收指令以及/或者被编程用以进行样品收集、样品处理和/或分析步骤。
[0152] 如果设备与受试者接触,诸如通过可吞服、可植入和/或可佩带形式而接触,则设备可以能够连续地、定期地和/或不定期地从受试者取得样品并执行任何后续处理和/或分析。
[0153] 设备可以能够储存关于受试者的信息。例如,设备可以是可吞服式设备诸如丸剂,可移植式设备诸如皮下设备,或者可佩带式设备诸如贴片、服装制品或饰品(例如,手镯、手表),其可以储存关于吞服它的、将其植入体内的或者佩带该设备的受试者的信息。这样的信息可以包括已经由设备收集到的信息。例如,这样的信息可以包括受试者的基因签名,以及关于受试者的一个或多个分析的信息。这样的信息还可以包括关于受试者的身份的附加信息,诸如受试者的姓名、地址、联系信息、出生日期、社会安全号、保险单号或任何其他识别信息。该信息还可以包括受试者的医疗记录、财务记录、法律身份记录、安全信息、访问信息或者在本文其他各处讨论的任何其他类型的信息。备选地,设备内的信息可以用于访问可能储存在设备外的关于受试者的信息,诸如受试者的医疗记录、财务记录、法律身份记录、安全信息、访问信息或者在本文其他各处讨论的任何其他类型的信息。
[0154] 在一个示例中,可以扫描可能已皮下植入的设备。可以读取设备上的信息,诸如受试者的身份、基因签名和/或与受试者相关联的其他信息。在一些情况下,设备可以广播信息。在其他的情况下,设备可以响应于查询而发送信息。设备可以发送所有的信息,或者可以发送仅特定于查询的信息。
[0155] 所述信息对于搜集关于受试者的信息可能是有用的。例如,受试者可能是无意识的。可以扫描在受试者身上或体内的设备以收集关于受试者的信息。如前文所述,这样的信息可以包括关于受试者身份的信息、与受试者相关联的记录和/或基于从受试者收集的样品的关于受试者的信息(例如,最近的分析物水平)。
[0156] 设备可以能够释放治疗剂。例如,设备可以具有一个或多个可在其中储存治疗剂的药物储器。响应来自设备内的或者生成于设备外的一个或多个命令,设备可以释放一种或多种治疗剂。设备可具有可以能够接收来自外部设备的指令的一个或多个通信单元。所述指令可以与受试者的基因签名相关联或者可以不与之关联。在一些情况下,可以仅当受试者的基因签名与关联于指令的基因签名相匹配时才释放治疗剂。
[0157] 可以控制释放的治疗剂的量、时机和/或速率。在一些情况下,设备可以包含多种治疗剂。可以选择并且可以以受控的方式释放一种或多种期望的治疗剂。例如,可吞服式设备可以位于受试者的胃肠道内并且可以在一个或多个期望的时间点释放一种或多种治疗剂。皮下设备可以释放一种或多种治疗剂。在一些情况下,治疗剂可以定期地或在任何时间点释放。类似地,诸如贴片等可佩带式设备可以根据释放谱而释放一种或多种治疗剂。释放谱可以包括要释放哪种治疗剂、要释放的治疗剂的量、释放的时机(其可以是一次或多次)和/或释放速率(其可以是恒定的或者可以变化)的信息。这样的释放谱可以是预
定的或实时生成的。
[0158] 在一些情况下,可以基于关于从受试者收集的样品的信息而生成与治疗剂释放信息相关的释放谱和/或指令。例如,同一设备可以收集样品和/或释放治疗剂。备选地,可以使用不同设备来收集样品和/或释放治疗剂。
[0159] 设备可以处理生物样品并将全部或部分的经处理材料递送回患者体内。生物样品可以在处理之前储存在设备中。经处理材料可以在向患者体内递送之前被储存。收集的时机、处理和经处理材料向患者体内的递送可以是预定的和/或基于关于从受试者收集的样品的信息和/或储存的关于受试者的或从外部设备收集的其他信息而生成。样品处理步骤可以是预定的和/或基于关于从受试者收集的样品的信息和/或储存的关于受试者的或从外部设备收集的其他信息而生成。向患者递送的经处理材料的量可以是预定的和/或基于关于从受试者收集的样品的信息和/或储存的关于受试者的或从外部设备收集的其他信息而生成。
[0160] 设备可以通过语音命令而被控制和/或启用,并且可以使用语音识别算法
[0161] 一个或多个设备可以每次从单一受试者采集数据。例如,多个设备可以同时收集关于单一受试者的数据。所述多个设备可以基本上同时从受试者收集样品、处理该样品(例如,执行制备和/或测定步骤)和/或分析该样品。在一个示例中,多个贴片可由受试者同时佩带。本文描述的设备的任意组合可以同时用于单一受试者(例如,受试者可以佩带一个或多个贴片,同时吞咽了可吞服式设备以及/或者向台式设备提供样品)。
[0162] 设备可以加载或预加载信息,诸如参考基因组序列数据,以用于后续的受试者识别。可以分析所述设备中的测定结果并将其与所述设备上(和/或所述设备外部)储存的数据相比较。可以分析测定结果以确定个体的识别。如果同时使用不止一个设备来测试单一受试者,则所述设备可以彼此通信和/或传输数据/结果。例如,设备可以彼此直接通信(例如,彼此通信的多个贴片)。设备可以与可任选地与其他设备(例如,与基站通信的多个贴片)通信的中间设备或外部设备进行通信。
[0163] 与不进行定期取样的情况相比,当进行定期取样时,可以在给定时间测定更少的序列来确认受试者的识别。类似地,如果两个或更多个设备同时从同一受试者收集样品,则与使用单个设备的情况相比,可以测定更少的序列来确认受试者的识别。这可以缩短测试时间。为了确认受试者识别而测定的基因组序列可以随机选择或根据算法来选择。如果两个或更多个设备同时执行分析,则它们可以分析不同的或相同的基因组序列。类似地,如果单个设备在不同时间点对同一受试者进行分析,则该设备可以在那些时间点分析不同的或相同的基因组序列。可以利用单个或多个设备以及/或者在单个时间点或多个时间点收集/处理/分析样品的任意组合。
[0164] 例如,如果单个设备一次接纳来自受试者的样品,则该设备可以分析13个基因组序列或者提供可用于分析13个基因组序列的数据。如果两个设备接纳来自受试者的样品,则所述设备可以分析少于13个基因组序列(例如,各7个基因组序列)或者提供可用于分析少于13个基因组序列的数据。这些基因组序列可以是不同的和/或相同的基因组序列。如果三个设备接纳来自受试者的样品,则所述设备可以分析少于13个基因组序列(例如,各5个基因组序列)或者提供可用于分析少于13个基因组序列的数据,所述基因组序列可以是彼此相同或不同的。如果单个设备多次(例如,2次)接纳来自受试者的样品,则该设备可以每次分析少于13个基因组序列(例如,每次7个基因组序列),所述基因组序列可以是彼此相同或不同的。
[0165] 在一个示例中,如果单个设备一次接纳来自受试者的样品,则该设备分析n个基因组序列或者提供可用于分析n个基因组序列的数据,其中‘n’是大于1的整数(例如,n=2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20)。在一些情况下,n可以是这样的整数:其足够高以产生可以从选定的群体库中识别出具有n个被分析基因组序列的个体的统计可能性。该群体库可以根据情况而变化。例如,如果群体库是整个世界,则其可以是约70亿人。如果群体库是住在旅馆里的个体,则其可以是数百人。如果m个设备同时接纳来自受试者的样品,则所述设备可以分析少于n个基因组序列或者提供可用于分析少于n个基因组序列的数据。例如,设备可以分析向上舍入的(n/m)个序列(例如,如果n=13,且m=2,则n/m向上舍入=7;如果n=13,且m=3,则n/m向上舍入=5;如果n=13,且m=4,则n/m向上舍入=4)或者提供可用于分析向上舍入的(n/m)个序列的数据。类
似地,如果设备p次接纳来自受试者的样品,则该设备可以分析少于n个基因组序列或者提供可用于分析少于n个基因组序列的数据。例如,设备可以分析向上舍入的(n/p)个序列(例如,如果n=13,且p=2,则n/p向上舍入=7;如果n=13,且p=3,则n/p向上舍
入=5;如果n=13,且p=4,则n/p向上舍入=4)或者提供可用于分析向上舍入的(n/
p)个序列的数据。如果使用多个设备和/或多个样品收集时间的组合,则可以将这样的组合纳入考虑以便进一步减少被分析的基因组序列的数目。例如,设备可以分析向上舍入的(n/(m x p))个序列(例如,如果n=13,并且有m个设备,且它们各自从受试者取样2次p=2,则n/(m x p)向上舍入=4)或者提供可用于分析向上舍入的(n/(m x p))个序列
的数据。这样的示例说明只是以示例方式提供的。可以执行任何计算或算法或随机选择以确定所要使用的序列的数目和/或要使用哪些序列。
[0166] 可以有线地或无线地通过安全通信信道从设备传输所得受试者识别和/或附加测定数据。数据能够以加密方式传输。可以在具有适当的安全许可的另一设备(无论其是相同类型的设备、不同类型的设备、外部设备)接收所传输的数据。所传输的数据可以由具有适当的安全许可的另一设备来解密。
[0167] 图2提供了本文公开的样品处理设备200的示例。该样品处理设备可包括样品收集单元202、样品处理单元204、检测单元206和/或传输单元208。样品处理单元可以具有一个或多个可用于核酸扩增的单元210以及/或者一个或多个用于附加处理步骤的单元212。该设备可以具有可支撑和/或封闭一个或多个所述单元的壳体。
[0168] 设备的附加组件可以包括但不限于:离心机、磁分离器、过滤器、移液管或其他流体处理系统、器皿、容器、测定单元、试剂单元、加热器、热、细胞计数器、光源、光学传感器、光度计、温度传感器、运动传感器或针对电性质的传感器。流体可以经由流体处理系统,诸如移液管、通道或泵等,从一个组件转移至另一组件。
[0169] 设备可被配置用于接收样品。设备的样品收集单元202可以接收样品。样品收集单元可以具有本文其他各处描述的特征中的一个或多个特征。
[0170] 样品收集单元可与设备成为一体。样品收集单元可以与设备相分离。在一些实施方式中,样品收集单元可从设备移除和/或插入。样品收集单元可以提供在筒匣中或者可以不提供于其中。筒匣可以是或者可以不是可从设备移除和/或可插入至设备的。
[0171] 样品收集单元可被配置用于接收样品。样品收集单元可以能够包含和/或约束样品。样品收集单元可以能够将样品传送至设备的另一部分。
[0172] 样品收集单元可与设备的一个或多个样品处理单元流体连通。在一些情况下,样品收集单元可与设备的一个或多个样品处理单元处于永久的流体连通。备选地,可以将样品收集单元带至和/或带离与样品处理单元的流体连通。样品收集单元可以选择性地与一个或多个样品处理单元流体隔离或者可以不与其流体隔离。在一些情况下,样品收集单元可与设备的每个样品处理单元流体连通。样品收集单元可与每个样品处理单元处于永久的流体连通,或者可以被带至和/或带离与每个样品处理单元的流体连通。
[0173] 样品收集单元可被选择性地带至和/或带离与一个或多个样品处理单元的流体连通。可以根据一个或多个方案或者一组指令来控制流体连通。样品收集单元可被带至与第一样品处理单元的流体连通而被带离与第二样品处理单元的流体连通,并且反之亦然。
[0174] 可以提供一种或多种机构用于从样品收集单元向制备和/或反应站点传送样品。在一些实施方式中,可以使用流通机构。例如,通道或管道可以将样品收集单元与样品处理单元的制备和/或反应站点连接起来。通道或管道可以具有或者可以不具有可选择性地允许或阻挡流体流动的一个或多个或机构。
[0175] 可用于从样品收集单元向样品处理单元转移样品的另一机构可以利用一个或多个流体隔离的组件。可以经由液压断开的机构来转移流体。流体隔离的组件可以是相对于设备的其他组件可移动的。例如,样品收集单元可以将样品提供至可在设备内移动的一个或多个尖端或器皿。该一个或多个尖端或器皿可以转移至一个或多个模块。在一些实施方式中,该一个或多个尖端或器皿可经由移液管、机械臂或设备的其他组件而被运送到一个或多个样品处理单元。在一些实施方式中,可以在样品处理单元处接收尖端或器皿。在一些实施方式中,样品处理单元处的流体处理机构可以处理尖端或器皿。例如,移液管可以汲取和/或吸取提供给样品处理单元的样品。
[0176] 设备可被配置用于接纳单一样品,或者可被配置用于接纳多个样品。在一些情况下,所述多个样品可以是或者可以不是多种类型的样品。例如,在一些情况下,单一设备每次可以处理单一样品。例如,设备可接收单一样品,并且可对该样品执行一个或多个样品处理步骤,诸如样品制备步骤、测定步骤和/或检测步骤。在能够接纳新样品之前,设备可以完成对样品的处理。
[0177] 在另一示例中,设备可以能够同时处理多个样品。在一个示例中,设备可同时接收多个样品。所述多个样品可以是或者可以不是多种类型的样品。例如,设备可以能够接纳体液诸如血液和组织样品诸如皮肤细胞。
[0178] 备选地,设备可以依次接收样品。样品可以一个接一个地提供至设备,或者可以在经过任何时间量之后提供至设备。设备可以能够开始对第一样品的样品处理,在所述样品处理期间接收第二样品,并与第一样品并行地处理第二个样品。第一样品和第二样品可以是或者可以不是相同类型的样品。设备可以能够并行处理任何数目的样品,包括但不限于:多于、少于和/或等于约1个样品、2个样品、3个样品、4个样品、5个样品、6个样品、7个样品、8个样品、9个样品、10个样品、11个样品、12个样品、13个样品、14个样品、15个样品、
16个样品、17个样品、18个样品、19个样品、20个样品、25个样品、30个样品、40个样品、50个样品、70个样品、100个样品。
[0179] 设备的样品处理单元204可以能够处理样品。样品处理可以包括样品制备步骤或测定步骤中的一个或多个。样品处理单元可以是样品制备站或测定站。样品制备站可以包括一个或多个样品制备组件,例如离心机、用于磁分离的磁体、过滤器、加热器或稀释剂。
[0180] 可以为样品处理设备提供一个或多个测定站。测定站可以包括一个或多个组件,该一个或多个组件被配置用于执行一个或多个下列测定或步骤:免疫测定、核酸测定、核酸扩增、基于受体的测定、细胞计数测定、比色测定、酶学测定、电泳测定、电化学测定、光谱测定、色谱测定、微观测定、地形测定、量热测定、比浊测定、凝集测定、放射性同位素测定、粘度测定、凝固测定、凝血时间测定、蛋白质合成测定、组织学测定、培养物测定、摩尔渗透压浓度测定以及/或者其他类型的测定或它们的组合。这样的组件的示例可以包括但不限于:温度控制单元、热块、细胞计数器、能量源(例如,X射线、光源)、测定单元、试剂单元或支座。
[0181] 测定站可以位于或者可以不位于与制备站相分离之处。在一些情况下,测定站可以集成在制备站内。备选地,它们可以是不同的站,并且样品或其他物质可从一个站传送至另一个站。
[0182] 可以提供测定单元,并且其可以具有本文其他各处进一步描述的一种或多种特性。测定单元可以能够接纳和/或约束样品。测定单元可彼此流体隔离。在一些实施方式中,测定单元可具有尖端形制(format)。测定尖端可以具有内表面和外表面。测定尖端可以具有第一开口端和第二开口端。在一些实施方式中,测定单元可作为阵列提供。测定单元可以是可移动的。在一些实施方式中,单个测定单元可以是相对于彼此和/或设备的其他组件可移动的。在一些情况下,一个或多个测定单元可同时移动。在一些实施方式中,测定单元可具有涂覆在表面上的试剂或其他反应物。备选地,测定单元可包含珠粒或其他表面,并有试剂或其他反应物涂覆于其上。在另一示例中,测定单元可包含由可溶解的试剂或其他反应物形成的珠粒或其他表面。
[0183] 可以提供试剂单元,并且其可具有如本文其他各处进一步描述的一种或多种特性。试剂单元可以能够接纳和/或约束试剂或样品。试剂单元可彼此流体隔离。在一些实施方式中,试剂单元可具有器皿形制。试剂器皿可以具有内表面和外表面。试剂单元可以具有开口端和封闭端。在一些实施方式中,试剂单元可作为阵列提供。试剂单元可以是可移动的。在一些实施方式中,单个试剂单元可以是相对于彼此和/或设备的其他组件可移动的。在一些情况下,一个或多个试剂单元可同时移动。试剂单元可被配置用于接纳一个或多个测定单元。试剂单元可具有内部区域,测定单元可以至少部分地插入到该内部区域之中。
[0184] 可以为测定单元和/或试剂单元提供支座。在一些实施方式中,该支座可具有筒匣形制或微型卡形制。可以将一个或多个测定/试剂单元支座提供在模块内。该支座可被塑形用于支承一个或多个测定单元和/或试剂单元。该支座可保持测定单元和/或试剂单元在垂直方向上对准。该支座可允许测定单元和/或试剂单元被移动或可移动。测定单元和/或试剂单元可从支座移除以及/或者放置在支座上。设备和/或系统可以包含美国专利公开号2009/0088336和/或美国专利申请号13/244,947中提供的一个或多个特性、组件、特征或步骤,上述文献出于所有目的而在此通过引用整体并入本文。
[0185] 可以提供样品处理单元用于扩增210。扩增单元可以包括一个或多个用于核酸扩增的组件。这些组件可以用于PCR或等温扩增方法。
[0186] 扩增单元可以包括一个或多个室、孔、容器、器皿、通道、尖端或者能够包含和/或约束样品的任何其他配置。扩增单元的示例可在本文其他各处更详细地描述。这些样品支持器可以是或者可以不是可彼此独立移动的。一个或多个样品支持器可以与温度控制单元热连通。在一些实施方式中,所有样品支持器均与同一温度控制单元热连通。备选地,一个或多个样品支持器可以与第一温度控制单元热连通,并且一个或多个其他样品支持器可以与第二温度控制单元热连通。一个或多个样品支持器可以与多个温度控制单元热连通。
[0187] 扩增单元也可以包括一个或多个温度控制单元。例如,可以在设备壳体内提供一个或多个温度控制单元。温度控制单元可被配置用于加热和/或冷却样品或其他流体。控制样品温度的任何讨论还可以适用于本文的任何其他流体,包括但不限于:试剂、稀释剂、染料或洗液。在一些实施方式中,可以提供分离的温度控制单元组件来加热和冷却样品。备选地,同一温度控制单元组件既可加热样品又可冷却样品。
[0188] 温度控制单元可以用于改变和/或维持样品的温度,以将样品保持在期望的温度或期望的温度范围内。在一些实施方式中,温度控制单元可以能够将样品保持在目标温度上下1℃内。在其他实施方式中,温度控制单元可以能够将样品保持在目标温度上下5℃、4℃、3℃、2℃、1.5℃、0.75℃、0.5℃、0.3℃、0.2℃、0.1℃、0.05℃或0.01℃内。
[0189] 目标温度随时间推移可以保持不变或者可以改变。在一些实施方式中,目标温度可以以循环方式改变。目标温度能够以可用于PCR的方式改变。在一些实施方式中,目标温度可以改变一段时间,并继而保持不变。在一些实施方式中,目标温度可以遵循本领域已知的针对核酸扩增的曲线。温度控制单元可以控制样品温度,以使其遵循针对核酸扩增的已知曲线。在一些实施方式中,温度可以在30-40摄氏度的范围内。在一些情况下,温度范围是约0-100摄氏度。例如,对于核酸测定,可以达到高达100摄氏度的温度。在一个实施方式中,温度范围是约15-65摄氏度。在一些实施方式中,该温度可以用于温育一个或多个样品
[0190] 温度控制单元可以能够快速改变一个或多个样品的温度。例如,温度控制单元能够以大于、小于和/或等于1℃/min、5℃/min、10℃/min、15℃/min、30℃/min、45℃/min、1℃/sec、2℃/sec、3℃/sec、4℃/sec、5℃/sec、7℃/sec或10℃/sec的速率使样品温度斜升或斜降。
[0191] 系统的温度控制单元可以包括热电器件。在一些实施方式中,温度控制单元可以是加热器。加热器可以提供主动加热。在一些实施方式中,可以改变或保持向加热器提供的电压和/或电流,以提供期望量的热。温度控制单元可以是电阻加热器。加热器可以是热块。温度控制单元可以采用蒸发和/或相变冷却。温度控制单元可以利用传导、对流辐射和/或其任意组合。在一些情况下,温度控制单元可以利用热管和/或板式设置。
[0192] 加热器可以具有或者可以不具有提供主动冷却的组件。在一些实施方式中,加热器可与散热器热连通。散热器可以得到被动冷却,并且可以允许热量消散至周围环境。在一些实施方式中,散热器或加热器可以诸如利用强制流体流动而得到主动冷却。散热器可以包含或者可以不包含一个或多个表面特征,诸如鳍片、凸脊、隆起物、凸出物、凹槽、通道、孔穴、板片或任何可以增加散热器表面积的其他特征。在一些实施方式中,可以利用一个或多个风扇或泵来提供强制流体冷却。
[0193] 在一些实施方式中,温度控制单元可以是珀尔贴设备(Peltier device)或者可以并入珀尔贴设备。
[0194] 温度控制单元可以任选地并入流体流以提供热控制。例如,可以向温度控制单元提供一种或多种加热流体或冷去流体。在一些实施方式中,加热和/或冷却的流体可以包含在温度控制单元内,或者可以流过温度控制单元。
[0195] 在一些实施方式中,温度控制单元可以利用传导、对流和/或辐射来向样品提供热或从样品移除热。在一些实施方式中,温度控制单元可以与样品或样品支持器直接物理接触。温度控制单元可以接触传导材料,该传导材料可与样品或样品保持器直接物理接触。在一些实施方式中,温度控制单元可以由高热导率的材料形成或包括高热导率的材料。例如,温度控制单元可以包含金属,诸如、银、金、黄铜、镍或其任意组合或合金。例如,温度控制单元可以包含金属块。在一些实施方式中,温度控制单元可以包含塑料或陶瓷材料。
[0196] 温度控制单元可被配置用于与小体积的样品热连通。例如,温度控制单元可被配置用于与具有本文其他各处描述的体积的样品热连通。
[0197] 温度控制单元可以与多个样品热连通。在一些情况下,温度控制单元可以将每个相同样品保持在相对于彼此相同的温度。在一些情况下,温度控制单元可以热连接至可向多个样品均匀地提供热的热分布器。
[0198] 在其他实施方式中,温度控制单元可以向多个样品提供不同量的热。例如,可以将第一样品保持在第一目标温度,并且可以将第二样品保持在第二目标温度。温度控制单元可以形成温度梯度。在一些情况下,单独的温度控制单元可以将不同的样品保持在不同的温度,或者沿着单独的目标温度曲线操作。多个温度控制单元可以是可独立操作的。
[0199] 可以在温度控制单元处或其附近提供一个或多个传感器。可以在与温度控制单元热连通的样品处或其附近提供一个或多个传感器。在一些实施方式中,传感器可以是温度传感器。可以使用本领域中已知的任何温度传感器,包括但不限于:温度计热电偶或IR传感器。传感器可以向控制器提供一个或多个信号。基于该信号,控制器可以向温度控制单元发送信号以改变(例如,提高或降低)或改变样品的温度。在一些实施方式中,控制器可以直接控制温度控制单元以改变或保持样品温度。控制器可以与温度控制单元分开,或者可以是温度控制单元的一部分。
[0200] 在一些实施方式中,传感器可以定期向控制器提供信号。在一些实施方式中,传感器可以向控制器提供实时反馈。控制器可以定期地或响应于反馈而实时地调节温度控制单元。
[0201] 扩增单元可以包括一个或多个盖或可以防止样品蒸发的其他机构。在一些实施方式中,扩增组件还可以包括透光盖或路径,从所述透光盖或路径可以让光学传感器检测来自样品的一个或多个光信号。在一些实施方式中,光学传感器可以与样品支持器相集成,或者集成到样品支持器内。扩增单元的其他示例在下文更详细地提供。
[0202] 样品处理设备可以包括一个或多个附加处理单元212。附加处理单元可以用于样品的制备和/或测定。附加处理单元可以检测与一种或多种分析物的不存在或存在相关的信号。附加处理单元可用于运行化学反应。附加处理单元可以包括一个或多个本文其他各处描述的组件。附加处理单元还可以接收由设备所接收的样品的至少一部分。一个或多个扩增单元可以接收由设备所接收的相同样品的另一部分。备选地,它们可以利用由设备所接收的不同样品,所述样品可以是或者可以不是不同类型的样品。
[0203] 设备可被配置用于运行与样品的一个或多个化学反应。设备可被配置用于制备用于一个或多个化学反应的样品。设备能够以约0.01%或更低、0.1%或更低、0.5%或更低、1%或更低、1.5%或更低、2%或更低、3%或更低、4%或更低、5%或更低、6%或更低、7%或更低、8%或更低、9%或更低、10%或更低、11%或更低、12%或更低、13%或更低、15%或更低、17%或更低、20%或更低、25%或更低或者30%或更低的变异系数制备样品和/或运行化学反应。
[0204] 附加处理单元可以能够确定样品的一种或多种、两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种、五种或更多种、六种或更多种、七种或更多、八种或更多种、九种或更多种、十种或更多种、十五种或更多种、二十种或更多种、三十种或更多种、五十种或更多种或者一百种或更多种分析物的存在和/或浓度。一个附加处理单元可以能够确定样品的一种或多种、两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种、五种或更多种、六种或更多种、七种或更多种、八种或更多种、九种或更多种、十种或更多种、十五种或更多种、二十种或更多种、三十种或更多种、五十种或更多种或者一百种或更多种蛋白质、生物标记物或其他分析物的存在和/或浓度,所述蛋白质、生物标记物或其他分析物包括但不限于:核酸(DNA、RNA、它们的杂合体、微RNA、RNAi、EGS、反义核酸)、代谢物、气体、离子、颗粒(包括晶体)、小分子和它们的代谢物、元素、毒素、酶、脂质、水化合物、朊病毒以及有形成分(例如,细胞实体,诸如全细胞、细胞碎片和细胞表面标记物)。这样的附加信息可以用于受试者的诊断、预后和/或治疗。在一些实施方式中,这样的信息可以用于受试者的识别。
[0205] 可以在样品处理设备中提供一个或多个检测单元206。例如,可以在样品处理设备壳体内提供一个或多个检测单元。样品检测单元可以与样品处理设备的其他组件分开,或者其可以联接到样品处理设备的另一组件。例如,样品检测单元可以并入到样品处理单元中,诸如并入到测定单元中。
[0206] 检测单元可以用于检测由设备上的至少一种测定所产生的信号。检测单元可以用于检测在设备中的一个或多个样品制备站产生的信号。检测单元可以能够检测在设备的样品制备或测定中的任何阶段产生的信号。例如,检测单元可以检测在核酸扩增之前、之中或之后产生的信号。
[0207] 在一些实施方式中,可以提供多个检测单元。所述多个检测单元可同时和/或依次操作。多个检测单元可以包括相同类型的检测单元和/或不同类型的检测单元。多个检测单元可以根据同步的调度安排来操作,或者彼此独立地操作。
[0208] 检测单元可以在从中检测到信号的组件之上,在从中检测到信号的组件的下方,在从中检测到信号的组件的侧面,或者集成到从中检测到信号的组件之中,或者可以具有相对于从中检测到信号的组件不同的定向。例如,检测单元可与测定单元通信。检测单元可接近从中检测到信号的组件,或者可以远离从中检测到信号的组件。
[0209] 检测单元可以具有固定的位置,或者可以是可移动的。检测单元可以是相对于要从中检测信号的组件可移动的。例如,检测单元可以移动至与扩增单元连通,或者扩增单元可以移动至与检测单元连通。在一个示例中,提供传感器以在检测测定时相对于检测单元定位扩增单元。
[0210] 检测单元可以包括一个或多个光学传感器。例如,检测单元可以包括电子光学传感器,诸如电荷耦合器件(CCD)、超冷CCD阵列、互补金属化物半导体(CMOS)传感器,或者包括非电子传感器,诸如照相胶片。可以使用的其他光学传感器包括但不限于:光电二极管光电二极管(APD)、光电倍增管(PMT)、光子计数检测器、光电管、雪崩光电二极管或雪崩光电二极管阵列。在一些实施方式中,可以使用PIN二极管。在一些实施方式中,可以将PIN二极管耦合至放大器以创造出具有与PMT相当的灵敏度的光学传感器。在一些实施方式中,检测单元可以包括成束地连接至CCD检测器或连接至PMT阵列的多个光纤线缆。该光纤束可以由分立的纤维和/或许多融合在一起从而形成实心束的小纤维所构成。这样的实心束是市售的,并且容易地与CCD检测器相接。在一些实施方式中,光纤线缆可以直接并入测定单元或试剂单元之中。例如,本文其他各处描述的样品或尖端可以并入光纤线缆。
[0211] 检测单元可以包括成像器件,诸如相机。相机可以包括本文公开的任何光学传感器。在一些情况下,相机可以包含CCD、CMOS或雪崩光电二极管光学传感器。相机还可以包括但不限于以下的任何一个或多个:透镜、快门、光源或对焦机构。在一些情况下,相机可以是无透镜相机(例如,弗兰肯相机(Frankencamera),检测设置针孔相机),或者可以利用本领域中已知的或今后开发的任何其他视觉检测技术。相机可以包括一个或多个如下特征:所述特征可在使用过程中使相机聚焦,或者可以捕捉可于以后聚焦的图像。在一些实施方式中,成像器件可以采用2-D成像、3-D成像和/或4-D成像(包含随时间的变化)。成像
器件可以捕捉静态图像。所述静态图像可捕捉于1个或多个时间点。成像器件还可以捕捉视频和/或动态图像。可以在1个或多个时间段内连续捕捉视频图像。相机可以实时取得图像。相机能够以选定的时间间隔或者当由事件触发时拍摄快照或视频。在一些实施方式中,相机可以同时对多个样品进行成像。备选地,相机可以对选定的视野进行成像,并继而移动到针对不同的选定视野的下一位置。
[0212] 在一些实施方式中,检测单元或成像器件可在对图像的捕捉中利用样品处理设备的一个或多个组件。例如,成像器件可以使用尖端和/或器皿来辅助捕捉图像。尖端和/或器皿可以发挥光学器件的功能,以便辅助捕捉图像。
[0213] 检测单元可被配置用于支持视觉检查以观察图像。
[0214] 检测单元还可以包含存储器单元或控制器或者与之通信,以便记录、保存或分析图像或信号。
[0215] 一个或多个检测单元可被配置用于检测可检测信号。可检测信号的示例包括发光信号,诸如光致发光、电致发光、化学发光荧光辐射发光磷光以及电离辐射信号。检测单元可以能够检测与颜色和/或强度相关的光信号。例如,检测单元可被配置用于检测选定的波长或波长范围。
[0216] 在一些实施方式中,可以在化学反应过程中采用一个或多个标记物。该标记物可以允许可检测信号的生成。可检测信号可以与诸如核酸扩增等反应的进展和/或结果相关。检测标记物的方法是本领域技术人员公知的。因此,举例而言,当标记物是放射性标记物时,用于检测的装置可以包括闪烁计数器或如在放射自显影术中的照相胶片。当标记物是荧光标记物时,其可以通过用适当波长的光激发荧光染料并通过光学传感器检测所得荧光来检测。用适当波长的光激发荧光染料可以导致对于检测有意义的特定波长的光从荧光染料的释放。检测单元还可以能够捕捉音频信号。音频信号可以连同一个或多个图像一起捕捉。可以捕捉音频信号以及/或者将其与一个或多个静态图像或视频图像相关联。备选地,可以与图像分开捕捉音频信号。
[0217] 检测单元可具有这样的输出:其为数字的,并且一般与检测到的信号(例如,到达传感器的光子)成比例。备选地,检测单元可以输出模拟信号。示例性检测单元的可检测范围可以适合于所使用的传感器。
[0218] 检测单元可以能够捕捉和/或成像来自沿着电磁波谱的任何位置的信号。例如,检测单元可以能够捕捉和/或成像可视信号、红外信号、近红外信号、远红外信号、紫外信号和/或其他信号。
[0219] 检测单元还可以包括光源,诸如电灯泡白炽灯泡、电致发光灯、激光器激光二极管发光二极管(LED)、气体放电灯高强度放电灯。光源的其他示例包括本文其他各处提供的那些光源。光源可以照亮组件以便协助对结果进行检测。例如,光源可以照亮测定,以便检测结果。例如,测定可以是如常随核酸测定一起使用的荧光测定或吸光度测定。检测单元还可以包括用于将光源递送至测定的光学器件,诸如透镜、反光镜或光纤光学器件。检测单元还可以包括用以将光从测定单元递送至检测单元的光学器件。
[0220] 在一些实施方式中,检测单元可以包括用于检测受试者的特定参数的非光学检测器或传感器。这样的传感器可以包括针对温度、分光光度计、电信号的传感器,针对被氧化或还原的化合物(例如,O2、H2O2和I2)或可氧化/可还原有机化合物和/或氧化还原无机化合物的传感器,以及/或者电化学传感器。
[0221] 温度传感器的示例可以包括温度计、热电偶或IR传感器。温度传感器可以利用或者可以不利用热成像。温度传感器可以接触或者可以不接触要感测其温度的物件。
[0222] 针对电性质的传感器的示例可以包括可检测或测量电压水平、电流水平、电导率、阻抗或电阻的传感器。电性质传感器还可以包括电位器或安培计传感器。
[0223] 在一些实施方式中,标记物可选定为可由检测单元检测。标记物可选定为由检测单元选择性地检测。在本文其他各处更详细地讨论了标记物的示例。
[0224] 在一些实施方式中,设备还可具有可以能够收集关于受试者的信息的外部传感器。例如,设备可具有可以能够捕捉受试者的图像的相机。该相机可以捕捉受试者的面部、整个身体、颈部、躯干、手臂、手、手指、腿、足、腰部、眼睛或任何其他部分的图像。受试者的捕捉的图像可以用于进一步的受试者识别。例如,面部识别可以用于识别受试者的面部。图像还可以用于计算受试者的身高或周长(例如,腰围、胸围、臀围、颈围、臂围、腕围、腿围、踝围)。图像可以包括视频图像,该视频图像可以捕捉受试者的一部分。例如,可以分析受试者的步态、姿势或其他动作。在一些情况下,图像可以用于虹膜扫描或视网膜扫描。图像还可以用于确定受试者的指纹或手纹。设备还可以利用触摸屏或其他界面来收集受试者的指纹或手纹。视频或静态记录可以用于通过将在样品收集期间拍摄的图像与特定个体和/或特定分析事件相关联而建立保管链。
[0225] 设备还可以包括麦克风或其他可用于记录受试者的声音或受试者的生理状况(例如,受试者的心跳)的音频传感器。可以使用外围设备来捕捉受试者的心率、血压或其他生理信息。可以使用一个或多个电极来捕捉受试者的电特性。在一些情况下,受试者可以用受试者的身体的第一部分触碰触摸屏的第一部分,并且受试者可以用受试者的身体的第二部分触碰触摸屏的第二部分,而电流可以通过受试者传送。可以测量受试者的一个或多个电特性。这样的电特性可以包括但不限于电阻、阻抗、电导或其变化率。可以使用称重器具来捕捉受试者的体重。可以使用红外传感器或扫描仪来捕捉受试者身体的一个或多个位置处的体温。
[0226] 在一些情况下,如在美国专利公开号2007/0047770中所描述,可以搜集关于受试者的一条或多条生物计量信息,该文献出于所有目的而在此通过引用整体并入本文。
[0227] 本文收集的任何附加信息,诸如受试者的生物计量信息或来自样品的信息(例如,分析物水平、生物标记物水平、蛋白质水平等),可以与受试者的遗传信息相关联。附加信息可以用作标识符的一部分。该信息可以是标识符的静态和/或动态组件。
[0228] 任何传感器均可依据一个或多个调度安排或检测到的事件而被触发。在一些实施方式中,传感器可以在其接收到来自一个或多个控制器的指令时被触发。传感器可以连续感测并且可以指示出在何时感测到某一状况。
[0229] 样品处理设备还可以包括一个或多个控制器。一个或多个传感器可以向控制器提供指示测得的性质的信号。所述一个或多个传感器可以向相同的控制器或不同的控制器提供信号。在一些实施方式中,信号可以经由有线连接而提供至控制器,或者可以无线地提供。控制器可以能够提供用于执行期望的核酸扩增和/或任何其他样品处理步骤的指令。控制器还可以包含和/或关联于存储器单元。
[0230] 基于来自传感器的信号,控制器可以实现组件的变化或维持单元的状态。例如,控制器可以改变温度控制单元的温度。在一些实施方式中,基于来自传感器的信号,控制器可以保持设备的一种或多种状况。来自传感器的一个或多个信号还可以允许控制器确定设备的当前状态和追踪什么行动已经发生或正在进行。
[0231] 控制器还可以向外部设备提供信息。例如,控制器可将测定读数提供给外部设备,该外部设备可进一步分析该结果。控制器可将由传感器提供的信号提供给外部设备。控制器可将此类数据作为从传感器收集的原始数据来传递。备选地,控制器可在向外部设备提供来自传感器的信号之前对所述信号进行处理和/或预处理。控制器可以执行或者可以不执行对接收自传感器的信号的任何分析。在一个示例中,控制器可将信号转换成期望的格式,而不执行任何分析。
[0232] 样品处理设备可以具有传输单元208,该传输单元208可以允许控制器将数据传输至外部设备。传输单元可以支持该设备与外部设备之间的通信。传输单元可以允许这样的通信通过有线连接或者无线地发生。
[0233] 传输单元可以能够无线地传输信息和/或从外部设备接收信息。传输单元可以允许该设备与一个或多个外部设备之间的单向和/或双向通信。在一些实施方式中,传输单元可以将设备收集或确定的信息传输至外部设备。在一些实施方式中,传输单元可以接收来自外部设备的方案或者一个或多个指令。该设备可以能够与选定的外部设备通信,或者可以能够与多种外部设备自由通信。
[0234] 在一些实施方式中,传输单元可以允许设备通过网络进行通信,所述网络诸如为局域网(LAN)或诸如因特网等广域网(WAN)。在一些实施方式中,设备可以经由诸如蜂窝网络或卫星网络等电信网络进行通信。
[0235] 可由传输单元利用的技术的一些示例可以包括蓝牙或RTM技术。备选地,可以利用各种通信方法,诸如利用调制解调器的拨号有线连接、直接链路诸如TI、ISDN,或者电缆线路。在一些实施方式中,无线连接可以使用示例性无线网络诸如蜂窝网络、卫星网络、寻呼机网络、GPRS,或者本地数据传送系统诸如以太网或在LAN上的令牌环。在一些实施方式中,传输单元可以包含用于发送和接收信息的无线红外通信组件。在一些情况下,可以使用非对称数字用户线路(ADSL)和/或异步传送模态(ATM)来进行有线通信。无线通信的示例还可以包括码分多址(CDMA)。
[0236] 在一些实施方式中,信息可以在其通过诸如无线网络等网络传输之前被加密。
[0237] 在一些情况下,外部设备120可以是一个或多个相伴的样品处理设备。在一些实施方式中,外部设备可以是服务器、计算机、移动设备(例如,电话、寻呼机、智能电话、膝上型计算机、平板计算机)或全系统控制器。外部设备可以具有处理器和/或存储器。存储器可以包括具有用以执行一个或多个步骤的代码、逻辑或指令的有形计算机可读介质。处理器可以能够执行一个或多个步骤。在一个示例中,处理器可以能够执行关于基因测序和/或生成基因签名或任何其他生物签名的一个或多个步骤。生物签名可以包括可基于关于所收集的生物样品的收集的信息或关于受试者的生物信息而生成的数据比特(bits)。外部设备可以是云计算基础架构、云计算基础架构的一部分,或者可以与云计算基础架构进行交互。在一些情况下,该设备可以与之通信的外部设备可以是服务器或如在本文其他各处描述的其他设备。
[0238] 外部设备可以包括一个或多个被怀疑包含与受试者相关联的一个或多个记录的数据库和/或存储器。备选地,设备可以与一个或多个被怀疑包含与受试者相关联的一个或多个记录的数据库和/或存储器通信。记录可以储存在一个或多个数据库、存储器、设备和/或云计算基础架构中。这样的记录可以储存在与外部设备和/或样品处理设备相同的地点,或者储存在与外部设备和/或样品处理设备不同的地点。
[0239] 样品处理设备和/或外部设备可以能够访问可由一个或多个不同系统所储存的记录。这样的系统可以具有在该设备和/或外部设备之外的硬件。备选地,该设备和/或外部设备可以能够访问可本地储存在该设备和/或外部设备上的记录。
[0240] 样品处理设备和外部设备可以位于相同的地点或者可以位于不同的地点。样品处理设备和外部设备可以位于不同的房间或不同的建筑物中。样品处理设备和外部设备可以位于彼此远离的地理位置。
[0241] 可以在本文中描述可以用于核酸扩增的扩增单元或组件的附加示例。本文描述的任何扩增单元或组件可以提供于如本文其他各处所述在样品处理设备中。
[0242] 图9示出了处于打开位置的扩增单元的示例。可以提供一个或多个模块900或支座,其可以包含扩增单元的一个或多个组件。模块可以任选地包含一个或多个可以用于附加处理的组件。
[0243] 扩增单元可以包括温度控制单元902。温度控制单元可以是加热块。温度控制单元可以具有本文其他各处描述的任何温度控制单元和/或加热器的一个或多个特征。
[0244] 温度控制单元902可以与一个或多个测定小瓶904热连通。测定小瓶可以是尖端、器皿、室、储器、容器,并且/或者可以具有可在其内接纳和/或约束样品、试剂、液体或任何其他物质的任何其他配置。可以提供多个测定小瓶。在一些实施方式中,测定小瓶可以彼此连接,从而形成测定条带、阵列或任何其他配置。测定小瓶可形成可以彼此连接或者可以不彼此连接的组。单组或多组测定小瓶可以与温度控制单元热连通。单一测定小瓶或多个测定小瓶可以与温度控制单元热连通。
[0245] 温度控制单元可以能够改变和/或保持测定小瓶的温度。温度控制单元可以能够改变和/或保持测定小瓶内的样品、试剂、液体或其他物质的温度。在一些实施方式中,温度控制单元可以直接接触测定小瓶。在其他实施方式中,温度控制单元可以接触一种或多种中间物质,该中间物质可以接触测定小瓶。温度控制单元可以能够向测定小瓶提供热。温度控制单元可以能够从测定小瓶接收热。温度控制单元可以由导热材料形成。
[0246] 温度控制单元可以能够以期望的精确度和/或准确度来控制测定小瓶和/或测定小瓶内的样品、试剂或其他物质的温度。例如,可以将期望的温度保持在约5℃、3℃、1℃、0.5℃、0.3℃、0.1℃、0.05℃、0.03℃、0.01℃、0.005℃或0.001℃内。
[0247] 可以实现大于或等于1℃/sec、3℃/sec、5℃/sec、7℃/sec、10℃/sec、15℃/sec、20℃/sec、25℃/sec或30℃/sec的变温速率。这可以包括用于温度升高的升温和/或用于温度降低的降温。升温和降温时间的能力可以大致相同,并且/或者升温能力可以比降温能快,或者降温能力可以比升温更快。
[0248] 在一些实施方式中,温度控制单元可以接触测定小瓶的一侧或不止一侧。温度控制单元可以接触测定小瓶的底部。温度控制单元可以完全包围或部分包围测定小瓶的外部。测定小瓶可以至少部分地嵌入温度控制单元内。温度控制单元可以接触测定小瓶的外表面的至少50%或更多、70%或更多、80%或更多、90%或更多、95%或更多或者99%或更多。
[0249] 温度控制单元还可以利用对流的使用。例如,可以提供一个或多个风扇,其可以导致流体流动以帮助温度控制。例如,风扇可以在加热块上吹动空气或另一流体。加热块可以具有一个或多个鳍片或者可以帮助散热的其他表面特征。在一些情况下,风扇可以帮助冷却测定小瓶。
[0250] 扩增单元可以具有可移动部分910。所述可移动部分可以能够沿第一轴移动。在一些实施方式中,第一轴可以是沿着模块的长度。可以提供一个或多个轨道912,其可以辅助于沿着轴引导所述可移动部分。在一些实施方式中,致动器可以沿着第一轴驱动可移动部分。可移动部分可以能够沿着第一轴在任一方向上移动。在一些情况下,致动器可以是达或任何其他致动机构。在一些情况下,可移动部分可以能够或者可以不能够沿着附加轴移动。该附加轴可以正交于或者可以不正交于第一轴正交。在一些情况下,可以提供第三轴,其可以正交于或者可以不正交于第一轴和第二轴。可移动部分可以具有一个运动自由度、两个运动自由度和/或三个运动自由度。可移动部分在其移动时可以保持相同的取向。备选地,可移动部分可以能够具有改变的取向。
[0251] 在一些实施方式中,可移动部分可以包括光源支座914。光源支座可以在闭合位置覆盖一个或多个测定小瓶,并且可以在打开位置使测定小瓶暴露。图9示出了打开位置的示例,而图10示出了闭合位置的示例。可移动部分可以在闭合位置覆盖温度控制单元和/或测定小瓶,并且可以在打开位置使温度控制单元和/或测定小瓶暴露。可以允许可移动部分在温度控制单元上滑动任何量。在一些情况下,可移动的部分可以仅停留在完全打开位置或完全闭合位置。备选地,可移动的部分可以停留在完全打开、完全闭合或其间的任何点。在一些情况下,温度控制单元和/或测定小瓶可以被完全暴露、部分暴露或完全覆盖。
[0252] 当处于打开位置时,可移动部分可以使测定小瓶暴露。当可移动部分打开时,可以移除测定小瓶和/或将其插入到模块900中。测定小瓶可以从温度控制单元移除和/或插入到温度控制单元中。测定小瓶可以由本文其他各处所述的样品处理装置/流体处理装置来移动。测定小瓶可以是相对于彼此和/或温度控制单元可单独移动的。测定小瓶可以每次移动一个或者成组地移动。
[0253] 图10图示了处于闭合位置的扩增单元的示例。可以为扩增单元提供模块1000。可移动部分1010可以处于闭合位置,其可以覆盖扩增单元的一个或多个部分。在一些情况下,可移动部分可以覆盖温度控制单元和/或一个或多个测定小瓶。
[0254] 一个或多个轨道1012、凹槽、凸出物、条、通道或任何其他类型的导引器可以辅助在一个或多个方向上导引可移动部分。在一些情况下,可以提供两个轨道,每一个位于模块的相对侧。
[0255] 可移动部分可以包括一个或多个光源支座1014。光源支座可以覆盖下面的部分,诸如温度控制单元和/或一个或多个测定小瓶。光源可以覆盖下面的部分以使外部光不到达下面的部分,或者只有选定量的外部光在下面的部分处于闭合位置时到达下面的部分。光源支座可以覆盖下面的部分并形成气密密封以使在处于闭合位置时周围空气不到达下面的部分。备选地,源支座在处于闭合位置时可以允许周围空气到达下面的部分。
[0256] 在一些实施方式中,模块900、1000可以在其中包括一个或多个电子器件,所述电子器件可以导致在扩增单元内发生一个或多个行动。例如,可以提供这样的电子器件:其可以驱动可移动部分打开和/或闭合。可以提供控制器,其可以向一个或多个致动器发送信号,这可以导致可移动部分接近打开位置或闭合位置。电子器件还可以导致一个或多个关于温度控制单元的行动。例如,可以提供控制器,其可以向温度控制单元发送一个或多个信号以改变和/或保持温度控制单元的温度。控制器还可以向一个或多个光源发送一个或多个信号以控制由所述光源提供的光。电子器件和/或控制器可以封闭在模块的壳体内。备选地,它们可以部分地或完全地暴露。
[0257] 图11示出了温度控制单元、小瓶和光源的横截面的示例。例如,可以提供支座1100。可以提供一个或多个温度控制单元1110,诸如加热块。在一些实施方式中,温度控制单元可以具有与支座互补的形状。例如,温度控制单元可以具有一个或多个凸缘1112a、
1112b,所述凸缘可以悬于支座之上并配合到支座的互补形状中。凸缘或其他塑形特征可以保持温度控制单元与支座相配合。在一些实施方式中,可以在支座与温度控制单元之间提供一个或多个互形状或特征。支座可以具有一个或多个可辅助于互锁机构的互补凸缘
1102a、1102b。
[0258] 温度控制单元1110可被配置用于接纳一个或多个测定小瓶1120。测定小瓶可以与温度控制单元热连通。在一些情况下,测定小瓶可被配置用于完全嵌入或部分嵌入于温度控制单元内。温度控制单元可以具有一个或多个腔体、凹槽、缺口或任何其他塑形特征以接纳一个或多个测定小瓶。本文对腔体的任何描述可以是指可以能够接纳一个或多个小瓶的至少一部分的任何塑形特征,并且反之亦然。可以将单个腔体塑形用于接纳单个测定小瓶。备选地,可以将单个腔体塑形用于接纳一组测定小瓶。测定小瓶可以不彼此连接或者可以不彼此连接。温度控制单元可以具有一个或多个可接纳测定小瓶之间的连接的塑形特征。
[0259] 在一些实施方式中,可以将温度控制单元的腔体塑形成与测定小瓶互补。在一些情况下,可以将温度控制单元的腔体塑形用于接纳特定的测定小瓶。备选地,腔体可以具有一个或多个可允许该腔体接纳多种类型的测定小瓶的塑形特征。测定小瓶可以贴合地配合于温度控制单元的腔体内。测定小瓶的壁和/或测定小瓶的底部可以接触温度控制单元。
[0260] 温度控制单元可以由传导材料形成。在一些实施方式中,热源和/或冷却源可以在传导材料内。例如,可以对传导材料和/或传导材料内的导线或其他特征施加电压,以向温度控制单元施加热。在一些情况下,温度控制单元可以接触单独的加热器和/或冷却器,并且传导材料可以向和/或从测定小瓶传热
[0261] 在一些实施方式中,测定小瓶可以具有锥形部分1122。温度控制单元可以具有互补的锥形接收部分1114。测定小瓶的锥形部分可以安置在该互补的锥形接收部分上。在一些情况下,测定小瓶的任何其他塑形特征可以具有在温度控制单元上的互补部分。在一些情况下,在测定小瓶外表面与温度控制单元腔体表面之间不提供实质的间隙。备选地,在测定小瓶外表面与温度控制单元腔体表面之间提供一些间隙。
[0262] 测定小瓶的顶部可以延伸超出或者可以不延伸超出温度控制单元。例如,测定小瓶可以完全嵌入于温度控制单元内,使得测定小瓶不从温度控制单元突出。备选地,整个测定小瓶或其一部分可以从温度控制单元突出。
[0263] 在一些情况下,可以为扩增单元提供单一温度控制单元。单一温度控制单元可以具有均匀的温度。备选地,单一温度控制单元可以具有温度梯度,其中温度控制单元的一个或多个部分可以比该温度控制单元的一个或多个其他部分更热。备选地,可以提供多个温度控制单元。该多个温度控制单元可以是独立可控的并且/或者可以具有不同的温度曲线。备选地,该多个温度控制单元可被一起控制,并且可以具有相同的温度曲线。
[0264] 在扩增单元内,可以向每个测定小瓶(例如,与温度控制单元热连通的测定小瓶)提供相同的温度曲线。备选地,可以向测定小瓶(例如,与相同的温度控制单元热连通的测定小瓶,或者与不同的温度控制单元热连通的测定小瓶)提供不同的温度曲线。不同的温度曲线可以是或者可以不是单独可控的。在一些情况下,每个测定小瓶可以暴露于不同的温度曲线——备选地,成组的测定小瓶可以暴露于不同的温度曲线,但可以在组内具有相同温度曲线。在一些实施方式中,在扩增单元内,可以发生相同类型的核酸扩增。备选地,在扩增单元内,可以同时发生不同类型的核酸扩增。
[0265] 可以在扩增单元内提供可移动部分。所述可移动部分可以包括光源支座1130。可移动部分可以具有打开位置,其中温度控制单元和/或测定小瓶是暴露的;以及闭合位置,其中温度控制单元和/或测定小瓶是被覆盖的。当可移动部分处于打开位置时,可以移除和/或插入测定小瓶。在一些情况下,当可移动部分处于闭合位置时,不移除和/或插入测定小瓶。当可移动部分处于闭合位置时,可以运行核酸扩增反应。可移动部分可以相对于测定小瓶是水平的或垂直的。
[0266] 光源支座1130还可以包括光源组装件1135。光源组装件可以包括公共基板以及/或者一个或多个单独的光源1138。
[0267] 光源1138可以是任何类型的光源,包括但不限于:电致发光光源(例如,发光二极管(LED——例如,LED灯、固态照明、有机LED、聚合物LED)、电致发光片、电致发光线)、电子激发光源(例如,阴极发光、电子受激发光、阴极射线管、数码管)、白炽光源(例如,白炽灯泡、卤素光源、碳丝灯、碳棒(globar)、能斯特灯(Nernst))、气体放电光源(例如,荧光灯、感应照明、空心阴极灯、氖灯、氩灯、等离子体灯、氙气闪光灯)、高强度放电光源(例如,炭弧灯、陶瓷放电金属卤化物灯、汞介质-弧碘灯、汞蒸汽灯、金属卤化物灯、钠蒸汽灯、硫灯、氙弧灯)、激光器,或者本文其他各处描述的任何其他光源。光源可以发射特定波长或波长范围的光。在一些情况下,可以随光源一起使用一个或多个滤光器,以使得只有来自光源的特定波长或波长范围通过该滤光器。
[0268] 光源可以能够照亮一个或多个测定小瓶。在一些实施方式中,可以提供多个光源。可以布置光源以使得测定小瓶接收到均匀量的光。备选地,可以布置光源以使得不同的测定小瓶可以接收到不同量的光。在一些情况下,一个或多个光源可对应于一个或多个测定小瓶。例如,一个或多个光源可以位于测定小瓶上方。在一个示例中,光源可以位于测定小瓶正上方。每个测定小瓶可以具有位于其上方的光源。
[0269] 光源可以被一起控制。例如,每个光源可以具有相同的发光曲线(例如,灯是开启还是关闭、光强度、亮度、波长)。在其他实施方式中,光源可以具有不同的发光曲线。光源可以是单独可控的,或者成组的光源可以是单独可控的。光源可以是相同类型的光源并且/或者可以使用不同类型的光源。
[0270] 在一些实施方式中,由光源提供的照明可以辅助于核酸扩增。备选地,光源可以用于检测。可以提供一个或多个传感器,其可以检测核酸扩增的结果。传感器可以在核酸扩增之前、期间和/或之后操作,以检测来自测定小瓶的一个或多个信号。传感器可以是检测单元的一部分。在一些情况下,检测单元可以在可移动部分处于闭合位置时检测一个或多个信号。备选地,检测单元可以在可移动部分处于打开位置时检测一个或多个信号。
[0271] 检测单元可以包括如本文其他各处描述的光学传感器。光学传感器可以是相机的组件。检测单元可以并入于扩增单元内。检测单元的一个或多个部分可被包含于模块的壳体内或者可以与模块相分离。在一个示例中,检测单元可以并入到可移动部分中。例如,可以在可移动部分内在测定单元上提供一个或多个相机。在另一示例中,检测单元可以并入到温度控制单元和/或测定小瓶本身中。在一些实施方式中,检测单元可以与扩增单元相分离,并且可以在可移动部分处于打开位置时读取来自扩增单元的一个或多个信号。
[0272] 图12A示出了本文提供的测定小瓶的示例的侧纵向视图。图12B示出了本文提供的测定小瓶的侧端视图。图12C提供了测定小瓶的透视图。图12D示出了测定小瓶的俯视图。测定小瓶可以形成测定条带。
[0273] 测定条带可具有主体1200。主体可由单一整体件或多个零件形成。主体可具有模塑的形状。主体可形成多个彼此相连的圆形零件1210a、1210b或者彼此相连的各种形状。圆形零件的主体可以彼此直接相连,或者在主体之间可提供一个或多个条带或空间。
[0274] 测定条带可以包括一个或多个腔体1230。在一些实施方式中,腔体可在主体中作为行来提供。腔体可以任选地以直行、以阵列(例如,m x n阵列,其中m、n是大于零的整数,包括但不限于1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16或更大)来提供。腔体可定位成交错的行、同心圆或任何其他布置。
[0275] 腔体可直接在其中接纳样品、流体或其他物质,或者可以接纳可被配置用于在其中约束或接纳样品、流体或其他物质的器皿和/或尖端。腔体可被配置用于接纳尖端,诸如图15中图示的尖端,或者本文其他各处描述的任何其他尖端和/或器皿。测定条带可以任选地是核酸条带,该条带可被配置用于接纳和支撑核酸尖端。在一些情况下,测定条带可以在可用于核酸扩增的腔体内接收一个或多个样品。
[0276] 测定条带主体1200可模塑在腔体1230周围。例如,如果腔体具有圆形横截面,则该腔体周围的测定条带主体部分1210a、1210b可具有圆形横截面。备选地,测定条带主体无需匹配于腔体形状。
[0277] 测定条带可以放置成与温度控制单元热连通。测定条带可以部分地或完全地嵌入在温度控制单元内。温度控制单元可以具有一个或多个可与测定条带的外部形状互补的缺口形状或特征。在一些情况下,测定条带可以安置在温度控制单元之上。测定条带可以由或者可以不由导热材料形成。
[0278] 在一些实施方式中,测定条带可以包括外部拾取插座 (pick-upreceptacle)1220。一个或多个移液管嘴可以与测定条带的一个或多个外部拾取插座相接合。1个、2个、3个、4个、5个、6个或更多个移液管嘴可同时与测定条带的对应拾取插座相接合。所述嘴可以是如本文其他各处描述的样品处理装置/流体处理装置的一部分。备选地,可以使用其他拾取和/或卸放(drop-off)机构。拾取插座可以具有一个或多个腔体
1240或通孔,所述腔体或通孔可以能够与移液管嘴相接。移液管嘴可以压入配合到腔体中,或者可以按本文描述的任何其他方式与插座相接。
[0279] 在测定条带中可以提供一个或多个样品和/或试剂。所述一个或多个样品可直接处在腔体内,或者可以提供在可放置于测定条带的腔体中的尖端和/或器皿之中。测定条带可以具有狭窄的型面。多个测定条带可定位成彼此相邻。它们可以被提供成端对端和/或并排地彼此相邻。在一些情况下,多个彼此相邻的测定条带可以形成腔体的阵列。测定条带可以针对模块化配置而被换出。测定条带可以是彼此可独立移动的。测定条带和/或试剂可在其中具有不同的样品,所述样品可能需要保持在不同条件下和/或按不同调度安排运送到设备的不同部分。
[0280] 图13示出了本文提供的测定条带的示例的侧视图。测定条带可以包括测定条带主体1300。该测定条带主体可以由实心材料形成或者可以由空心壳形成,或者可以是任何其他配置。
[0281] 测定条带可以包括一个或多个腔体1310。在一些实施方式中,腔体可在主体中作为行来提供。腔体可以任选地以直行、以阵列(例如,m x n阵列,其中m、n是大于零的整数,包括但不限于1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16或更大)来提供。腔体可定位成交错的行、同心圆或任何其他布置。
[0282] 腔体可直接在其中接纳样品、流体或其他物质,或者可以接纳可被配置用于在其中约束或接纳样品、流体或其他物质的器皿和/或尖端。腔体可被配置用于接纳尖端,诸如图15中图示的尖端,或者本文其他各处描述的任何其他尖端和/或器皿。测定条带可以任选地是核酸条带,其可被配置用于接纳和支撑核酸尖端。核酸条带的腔体可被配置用于在核酸扩增过程中接纳一个或多个样品和/或包含一个或多个样品。
[0283] 腔体可以形成测定小瓶。腔体可以在其中包含一种或多种试剂1320。试剂还可以与样品一起提供,该样品可以与所述试剂反应或者可以不与之反应。本文对试剂部分的任何描述还可以包括样品。样品可能被怀疑包含至少一种核酸分子。试剂可以经历核酸扩增。
[0284] 在一些情况下,腔体还可以包括一种或多种密封物质1330。密封物质可以提供试剂与周围空气之间的密封。密封物质可以帮助防止或减少来自周围空气的对试剂的污染。类似地,密封物质可以帮助防止设备的其余部分被试剂污染。在一些情况下,密封物质可以帮助防止试剂的蒸发。在一个示例中,密封物质可以是蜡密封层。在其他示例中,密封物质可以包括自恢复层、柔性膜、膜、油层或任何其他形式的密封物质。密封物质可以安置在试剂之上。任选地,密封层可以是光学透明的并且/或者可以允许光学传感器检测来自密封层之下的试剂的一个或多个信号。
[0285] 可以在密封物质与腔体的顶部之间提供额外间隙1340,或者可以不提供该额外间隙。该额外间隙可以是腔体内未被填充的空间。
[0286] 尖端可以能够插入到腔体中。尖端可以能够在腔体内穿透至期望的深度。例如,尖端可以穿透密封层而进入试剂层。尖端可以进入试剂层并且可以提供附加试剂和/或样品。尖端可以进入试剂层并且可以吸取扩增产物。扩增产物可以从腔体移除。
[0287] 在一些实施方式中,腔体可被配置用于接纳用于拾取的移液管嘴。一个或多个移液管嘴可以与测定条带的一个或多个腔体相接合。1个、2个、3个、4个、5个、6个或更多个移液管嘴可以同时与测定条带的对应腔体相接合。腔体的锥形开口可以用于嘴拾取。移液管嘴可以压入配合到腔体中,或者可以按本文所述的任何其他方式与腔体相接。
[0288] 可以在测定条带中提供一个或多个样品和/或试剂。测定条带可以具有狭窄的型面。多个测定条带可以定位成彼此相邻。在一些情况下,多个彼此相邻的测定条带可以形成腔体的阵列。测定条带可以针对模块化配置而被换出。测定条带和/或试剂可以是彼此可独立移动的。测定条带可在其中具有不同的样品,所述样品可能需要保持在不同条件下和/或按不同调度安排运送到设备的不同部分。
[0289] 图14A示出了本文提供的示例测定条带的侧视图。测定条带可以包括测定条带主体1400。该测定条带主体可以由实心材料形成或者可以由空心壳形成,或者可以是任何其他配置。
[0290] 测定条带可以包括一个或多个腔体1410。在一些实施方式中,腔体可在主体中作为行来提供。腔体可以任选地以直行、以阵列(例如,m x n阵列,其中m、n是大于零的整数,包括但不限于1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16或更大)来提供。腔体可定位成交错的行、同心圆或任何其他布置。
[0291] 腔体可直接在其中接纳样品、流体或其他物质,或者可以接纳可被配置用于在其中约束或接纳样品、流体或其他物质的器皿和/或尖端。腔体可被配置用于接纳尖端,诸如图15中图示的尖端,或者本文其他各处描述的任何其他尖端和/或器皿。测定条带可以任选地是核酸条带,该条带可被配置用于接纳和支撑核酸尖端。核酸条带的腔体可被配置用于在核酸扩增过程中接纳一个或多个样品和/或包含一个或多个样品。
[0292] 腔体可以具有锥形开口。在一个示例中,腔体可以包括顶部部分1410a和底部部分1410b。顶部部分可以是锥形的,并且可以具有直径大于底部部分的开口。
[0293] 在一些实施方式中,腔体可被配置用于接纳用于拾取的移液管嘴。一个或多个移液管嘴可与测定条带的一个或多个腔体相接合。1个、2个、3个、4个、5个、6个或更多个移液管嘴可同时与测定条带的对应腔体相接合。腔体的锥形开口可以用于嘴拾取。移液管嘴可以压入配合到腔体中,或者可以按本文描述的任何其他方式与腔体相接。
[0294] 在测定条带中可以提供一个或多个样品和/或试剂。测定条带可具有狭窄的型面。多个测定条带可定位成彼此相邻。在一些情况下,多个彼此相邻的测定条带可形成腔体的阵列。测定条带可以针对模块化配置而被换出。测定条带和/或试剂可以是彼此可独立移动的。测定条带可在其中具有不同的样品,所述样品可能需要保持在不同条件下和/或按不同调度安排运送到设备的不同部分。
[0295] 图14B示出了测定条带的俯视图。测定条带可以包括测定条带主体1400以及一个或多个腔体1410。在一些情况下,测定条带主体可以插入到扩增单元中。测定条带主体可以与温度控制单元热连通。在一些情况下,测定条带主体可以部分或完全地嵌入温度控制单元内。温度控制单元可以具有可以接纳测定条带的一个或多个凹槽或互补塑形特征。备选地,测定条带可以安置在温度控制单元上。测定条带可以由或者可以不由导热材料形成。测定条带可以能够向测定条带腔体的内容物传递热,或者从测定条带腔体的内容物移除热。
[0296] 在一些情况下,一个或多个LED或其他光源可以能够向测定条带的腔体提供照明。在一些情况下,可以在单个测定条带腔体上直接提供单个光源。
[0297] 图14C提供了测定条带的透视图。可以每一扩增单元提供1个、2个、3个、4个或更多个测定条带。在一些情况下,任何数目的测定条带可以与温度控制单元热连通。测定条带可以提供成彼此相邻。测定条带可以彼此直接接触,或者可以彼此不直接接触。测定条带可以相对于彼此纵向相邻地定位,或者可以彼此横向相邻(例如,平行)。
[0298] 图15A示出了本文提供的测定尖端的示例的侧视图。尖端1500可以能够与测定小瓶和/或条带(包括本文所述的任何示例)相接。
[0299] 尖端可以包括可存放样品的狭窄部分1502、样品体积区1504和/或嘴插入区1506。在一些情况下,尖端可以包括一个或多个所述区。样品存放区可具有比样品体积区更小的直径。样品体积区可具有比嘴插入区更小的体积。样品存放区可具有比嘴插入区更小的体积。
[0300] 在一些实施方式中,可以在嘴插入区1506的末端处提供凸缘1508或表面。该凸缘可从嘴插入区的表面凸出。
[0301] 尖端可以包括一个或多个连接区域,诸如可在各种类型的区之间提供的漏斗形区域1510或阶梯形区域1512。例如,在样品存放区1502与样品体积区1504之间可以提供漏斗形区域。在样品体积区1504与嘴插入区之间可以提供阶梯形区域1512。在连接区域之间可以提供或者可以不提供任何类型的连接区域。
[0302] 样品存放区可以包括开口,通过所述开口可以吸取和/或分配流体。嘴插入区可以包括开口,移液管嘴可以任选地插入到所述开口中。可以使用如本文其他各处描述的任何类型的嘴-尖端接口。嘴插入区的开口可具有比样品存放区的开口更大的直径。
[0303] 尖端可由透明、半透明和/或不透明材料形成。尖端可由刚性或半刚性材料形成。尖端可由本文其他各处描述的任何材料形成。尖端可以涂覆有或者可以不涂覆有一种或多种试剂。
[0304] 尖端可以用于核酸扩增、或任何其他测定、样品制备步骤和/或本文其他各处描述的过程。
[0305] 图15B示出了测定尖端的透视图。测定尖端可以包括可插入到测定小瓶1502中的部分、样品体积区1504和/或嘴插入区1506。在一些实施方式中,可以将尖端的一部分插入到测定小瓶中,并且可以向测定小瓶中分配和/或从测定小瓶吸取物质。在一些情况下,物质可以是样品。在其他情况下,物质可以是可用于核酸扩增和/或扩增产物检测的试剂或任何其他物质。尖端可以完全地插入到测定小瓶中。备选地,尖端可以部分地插入到测定小瓶中。在一些情况下,例如,当分配尖端时,尖端可以处在测定小瓶之上而不被插入。
[0306] 在一些备选实施方式中,尖端可以是测定小瓶。尖端可以插入到扩增单元中。例如,尖端可以插入到温度控制单元中。在尖端内可以发生一个或多个反应,诸如核酸扩增。
[0307] 尖端可以从测定小瓶内拾取一种或多种物质。尖端可以拾取扩增产物。尖端可以将产物输送至它们可被检测的位置。在一些情况下,检测可以在产物处于尖端内时发生。在另一个示例中,检测可以在产物处于测定小瓶内时发生。
[0308] 在一个示例中,可以在模块内提供核酸扩增单元。该模块可以包括可容纳任何数目的测定条带的反应块。例如,该反应块可以容纳以两行布置的多达四个测定器皿条带。每个条带可以包含任何数目的器皿。例如,每个条带可以具有八个器皿。可以用移液管或其他传送装置从所述块递送和移除条带。该块可以用嵌入该块中的两个45瓦特筒式加热器来加热,以及由在该块的底部上的冷却鳍片上吹送空气的风扇来冷却。该块可以是温度控制单元。
[0309] 可以利用嵌入在该块中的控制器监测热敏电阻来控制温度。该块可以悬挂在由高温塑料(用于绝热)制成的壳体内。该块可以具有观察窗。例如,可以在每一侧上提供观察窗,该观察窗允许位于该块的每一侧上的相机对小瓶照相。
[0310] 具有光源(例如,32个LED)的马达驱动板可以位于所述块之上的滑动机构上。LED板可以移出装载和卸载条带的路径,并且用移液管尖端接近条带。当LED板在小瓶之上移动时,一个LED可以位于每个小瓶上以在照相过程中照明。
[0311] 所有用于驱动马达的电子器件和加热器可以位于水平安装在背面的风扇上方的印刷电路板组装件(PCBA)上。用于冷却风扇的进气可以通过块中的圆柱形管道从仪器的侧面抽入,并且排气可以通过每一侧的两个矩形管道释放。
[0312] 所述方法、测定、组件、设备和/或系统可以是在单独地或组合地描述于以下一个或多个文献中的方法、测定、组件、设备和/或系统,或者可以与以下一个或多个文献中所描述的方法、测定、组件、设备和/或系统共享特性、特征、步骤:美国专利号7,291,497、美国专利号7,635,594、美国专利公开号2009/0088336、美国专利公开号2009/0318775、美国专利申请序号13/244,947、美国专利申请序号13/355,458和/或美国专利申请序号13/244,946,上述文献出于所有目的而在此通过引用整体并入本文。
[0313] 记录和标识符
[0314] 图3提供了根据本文提供的某些系统和方法的记录的示例。记录可以包括针对受试者的标识符以及与受试者相关联的一种或多种类型的附加信息。在一些实施方式中,标识符是受试者的唯一标识符。受试者的唯一标识符的示例可以是一种类型的生物签名,诸如但不限于受试者的基因签名。唯一标识符可以仅包括基因签名,或者可以并入关于受试者的附加信息以形成唯一标识符。例如,可以基于受试者的遗传信息外加受试者的出生日期而生成唯一标识符。标识符可以是可储存的记录的索引。例如,可以由受试者的标识符,诸如基因签名,来对数据库编制索引。
[0315] 标识符可以包括可代表受试者的基因签名的数据的电子比特。基因签名可以基于受试者的经测序的遗传信息,或者一些其他识别序列特征(ISC),包括但不限于:序列长度(例如,重复的序列、插入、缺失或转座子)和/或单核苷酸多态性(SNP)和由限制性核酸内切酶切割位点的存在或缺乏推断的序列。基因签名可以包括受试者的整个基因组或受试者的基因组的一部分的序列。基因签名可以包括受试者的基因组的1个或多个、2个或更多个、3个或更多个、4个或更多个、5个或更多个、6个或更多个、7个或更多个、8个或更多个、9个或更多个、10个或更多个、11个或更多个、12个或更多个、13个或更多个、14个或更多个、15个或更多个、17个或更多个、20个或更多个、25个或更多个、30个或更多个、40个或更多个、50个或更多个或者100个或更多个节段,它们已经被测序或以其他方式分析以确定ISC的状态。待测序或以其他方式分析的受试者的基因组的部分可以基于群体内的部分的频率(例如稀有性)来选择。通常,ISC越稀有,唯一地识别个体所需的ISC就越少。例如,可以对受试者的基因组的13个节段进行测序或以其他方式进行分析并用于产生基因签名。
[0316] 并入基因签名中以便唯一地识别个体的ISC的数目将取决于许多因素,包括但不限于各ISC相对于彼此的独立程度,和对于ISC的遗传基因座的等位基因的数目和频率。随机个体在给定ISC处的纯合基因型的频率等于群体中的两个等位基因的频率的积,而杂合基因型的频率等于两个等位基因的频率的积的两倍。随机选择的个体与一组ISC基因型相匹配的概率是与各基因型相关的频率的积。例如,考虑13个ISC,其各自具有以相等频率出现的三个等位基因,在7个ISC处具有特定纯合基因型而在其余6个ISC处具有特定杂合7 6 -11
基因型的随机个体的概率是(1/3x1/3)x(2x 1/3x 1/3),其等于大约2.517x10 或400亿分之一。假定世界总人口为100亿人口的数量级,此结果足以以高度的确定度,接近绝对确定度,从全球总人口中唯一地识别出单个人,而无需任何其他信息。由于等位基因的数目和各自的频率可以从一个ISC到下一个ISC变化,因此达到此特异性程度所需的ISC的数目也会变化,例如大约、少于大约或多于大约3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、
19、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90、100个或更多的ISC。
[0317] 在一些实施方式中,使用相同的遗传元件制备多个受试者的基因签名以开发各个受试者的基因签名。例如,对于多个受试者,可以检查各受试者的相同的ISC,以产生各自具有相同的格式和/或包含关于相同遗传元件的信息的基因签名。
[0318] 在一些实施方式中,使用基因签名和一些其他信息的组合唯一地识别个体,该其他信息例如是个人知识(例如,事件,如看医生的日期或目的、近期疫苗接种的日期或类型、出生日期、密码、地址、和家庭成员或宠物的姓名)、生物计量数据(例如,指纹、视网膜扫描、身高、体重、眼睛颜色或头发颜色)、由一种或多种分析物(例如,蛋白质、核酸、脂质、碳水化合物等)的分析得到的数据及其任意组合。此类附加数据的各点减小了潜在匹配的个体的群体大小,这进而减小了基因签名中甚至从全球总人口中唯一地识别个体所需的ISC的数目。待分析以提供所需确定度水平的ISC的所需数目可以实时地或在分析前在每个患者或每个样品的基础上基于关于受试者或样品的其他补充信息来计算。待分析的ISC的所需数目还可以基于分析过程中一些ISC的分析来确定和更新。在一些实施方式中,唯一地识别单个个体可以包括将包含大约、小于大约或大于大约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20或更多点非基因签名信息和大约、少于大约或多于大约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、
13、14、15、20、50、100或更多个ISC的组合数据集与包含相同信息的储存记录相比较。在-5
一些实施方式中,随机选择的个人与所储存的记录相匹配的概率是大约或小于大约10 、-6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 -13 -14 -15
10 、10 、10 、10 、10 、10 、10 、10 、10 、10 或更小。通常,当概率低于规定的阈值时,该匹配指示个体的身份。
[0319] 在一些实施方式中,电子比特可以储存为信息的二进制码。备选地,电子比特可以储存为字符串、字母数字字符串、散列函数(hashed function)或代表基因签名的任何其他类型的信息。系统可以对经测序的遗传信息执行一种或多种算法、计算、散列,从而提供标识符。备选地,标识符可以是可能不需要算法、计算或散列的代表经测序遗传信息的原始数据。
[0320] 附加信息可以包括与受试者相关联的任何其他类型的信息。这可以包括但不限于:受试者的姓名、出生日期、社会安全号、地址、电话号码、电子邮件地址、信用卡信息、性别、身高、体重、眼睛颜色、指纹、视网膜图像、声音记录、驾驶执照信息、护照信息、健康保险/支付者覆盖范围、医疗记录、财务记录、法律身份记录、旅行记录、访问记录、教育记录、雇佣记录或者与受试者相关联的任何其他信息。
[0321] 医疗记录的示例可以包括但不限于从下列各项收集的数据:过去的医疗测试和/或访问、分析物水平、关于受试者的健康和/或医疗状况的备注、生活方式信息、健身(fitness)或锻炼信息、饮食或营养信息、疫苗接种信息、急救信息、医疗历史、家庭医疗历史、家谱、基因数据、诊断、治疗、处方、药物治疗、要监测的状况、健康保险或其他支付者信息,或者任何其他医疗和/或健康相关信息。受试者的医疗记录还可以包括受试者的姓名、出生日期、地址、电话号码、电子邮件地址、分析物水平、财务记录和/或支付者记录。医疗记录可以包括健康保险信息,该健康保险信息可以包括所覆盖的项目、覆盖的程度、保险如何/何时被使用、保险费、已作出的或未完成的支付,或者任何其他健康保险信息。医疗记录的一些示例可以关于实验室检测结果、设备测试结果、健康信息或数据(例如,关于受试者的健康状态是否正常的信息)、在药房地点使用的药房记录、在医生地点使用的电子医疗记录、医院记录、在救护车上收集的信息、用基因签名标记的医疗记录、为职业病筛查而收集的信息或者任何其他信息。
[0322] 财务记录的示例可以包括但不限于关于下列各项的数据:受试者的银行记录、抵押、贷款、信用信息、信用卡信息、消费习惯、捐赠、存款、资产、投资、支出、基金、与财务机构的互动、信用卡信息、借记卡信息、ATM信息、访问信息或者任何其他类型的财务信息。财务信息可以包括与健康保险的金钱方面相关的信息,诸如保险费、共同付费(copayment)、由保险公司支付的付款或者向保险公司作出的付款。
[0323] 法律身份记录的示例可以包括但不限于关于下列各项的数据:受试者的驾驶执照信息、护照信息、出生证明信息、社会安全信息或者任何其他类型的法律识别信息。可以依靠本文描述的系统和方法用于法律识别目的。例如,对于可能通常需要个体提交识别该个体的文件(例如,护照、驾驶执照、出生证明、社会安全卡或任何其他识别信息)的情况,可以通过本文所述的系统和方法来识别个体。法律身份记录可以用于可能需要个体的法律识别的规程——例如,旅行、工作申请过程、与财务机构的互动或者与教育机构的互动。法律身份信息可以用于一个或多个法律程序。法律身份信息可以用于提供对一个或多个地点、设备和/或信息(诸如安保地点、设备和/或信息)的访问。
[0324] 如图3中所图示的记录的示例包括由基于关于受试者的遗传信息生成的二进制比特指示出的基因标识符。记录还包括关于受试者的个人信息,诸如受试者的姓名、出生日期、健康保险和医疗数据。关于受试者的任何其他类型的信息也可以储存在记录中并且可以与基因标识符相关联。
[0325] 如前文所述,唯一标识符可以与受试者的附加信息相关联。唯一标识符,诸如基因签名或者基因签名与另一量度(例如,生物计量学、生理信息、分析物(例如,蛋白质)水平)的组合,可以用作关于受试者的记录的索引。记录可以是基于唯一标识符(诸如基因签名)而可查找的或排序的。
[0326] 系统可以被记录以防止一种样本与另一样本或被从另一人的DNA制成的扩增产物的交叉污染。系统可以追踪设备内的样品和/或可以在设备内发生的任何样品处理。系统可以追踪从设备生成和从设备传输的可检测信号。系统还可以被记录和/或追踪所生成的和/或与附加数据相关联的基因签名信息。当在医疗记录中使用基因签名和/或本文描述的其他标识符时,系统可以能够对它们进行追踪。
[0327] 系统可以提供从生到死的医疗保健系统。例如,新生儿可以在出生时被输入系统,并且他们的医疗记录可以能够跟随他们一生。传统上,医疗记录可以由医生保存,并且如果患者迁居或变换医生,则医疗记录可能会丢失。然而,本文提供的利用基因签名的系统可以允许医疗记录不被丢失,而是会保持关联于患者。这还可以用于患有精神障碍的个体。这样的终身记录还可以用于全国性数据库,诸如用于器官移植。
[0328] 生成基因签名
[0329] 系统和方法可以用于基因签名的生成。基因签名可以用作唯一标识符,或者可以作为唯一标识符的一部分而并入。
[0330] 图4示出了生成基因签名的方法的示例。该方法可以包括从受试者收集生物样品401,基于收集的生物样品而确定基因签名402,以及将基因签名与关于受试者的附加信息相关联403。生成基因签名的方法可以包括接收样品,处理样品,检测与样品的所述处理相关的一个或多个信号,以及/或者传输与检测到的信号相关的信息。接收、处理、检测和传输步骤可以通过使用样品处理设备而进行。该方法还可以包括生成基于样品的基因签名。
这可以包括对样品的至少一部分进行核酸扩增和/或对样品的基因进行测序。这可以在样品处理设备上或该设备之外进行。核酸扩增可以在样品处理设备上或该设备之外进行。遗传(或基因)测序可以在样品处理设备上或该设备之外进行。基因签名可以在设备上或在设备之外基于被测序的基因而生成。基因签名可以与附加信息相关联。这样的关联可以在样品处理设备上或该设备之外进行。
[0331] 在一些实施方式中,确定样品的基因签名402包括确定样品的基因(例如,DNA)序列。可以通过多种测序设备、系统和方法中的任一种,例如通过大规模并行测序平台,包括但不限于Roche/454(焦磷酸测序)、Illumina(例如,Genome Analyzer,HySeq)、Life Technologies(例如,SOLiD)、Pacific Biosciences(例如,单分子测序)、Ion Torrent(基于FET/chemFET的测序)、Complete Genomics、Nanopore和Helicos,来进行基因测序。
[0332] 在一些实施方式中,大规模并行测序平台从单一末端读取产生至少大约75个基对(bp)。在一些实施方式中,大规模并行测序平台从单一末端读取产生至少大约100、150、200、300、400、500、600、800、900、1000、1200、1300、1400或1500bp。
[0333] 在一些实施方式中,在测序前将附加序列添加到多核苷酸库的每个成员。在一些情况下,一个或多个条形码序列连接至该库的每个多核苷酸。条形码可用于向序列提供识别元件,例如,诸如,物种识别或线性多核苷酸的一端至其另一端的连接的确认。
[0334] 在一些实施方式中,一个或多个衔接子连接至该库的每个多核苷酸。衔接子可以促进使用通用PCR引物的多核苷酸的扩增。条形码或衔接子可以在长度上小于约5、6、7、8、9、10、12、15、16、18、20、25、30、35、40、45或50bp。
[0335] 在一些实施方式中,测序平台是从单一末端读取产生至少75bp的大规模并行测序平台。在一些实施方式中,大规模并行测序平台从单一末端读取产生至少100、150、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500或多于2000bp。
[0336] 在确定样品的基因序列402中有用的方法是基于对数千或数百万个片段的大规模并行测序,其使用随机片段化基因组DNA向平面的、光学透明表面的附接和固相扩增以产生具有数百万个簇的高密度测序流动池,各个簇包含每平方厘米大约1000个拷贝的模板。该表面可以是珠粒表面或流动池表面。使用四色DNA合成测序技术,例如使用例如由Illumina,Inc.,San Diego Calif.提供的产品或方法,对这些模板进行测序。此外,参见2003年1月30日公开的Balasubramanian等人的美国专利公开2003/0022207(“Arrayed polynucleotides and their use in genome analysis”),其通过引用整体并入本文。使用此类方法,两个唯一衔接子连接至每个DNA片段,然后使用PCR对其进行扩增。
[0337] 在一些情况下,在桥式扩增的过程中,流动池表面可以用对应于在样品制备阶段期间连接的衔接子的序列的单链寡核苷酸涂覆。单链、衔接子连接的片段可以结合至暴露于用于基于聚合酶的延伸的试剂的流动池表面。当被连接的片段的游离端/远端“桥连”至表面上的互补寡核苷酸时,发生引发。重复的变性和延伸导致单一分子在跨越流动池表面的数百万个唯一位置的局部扩增。包含数百万个唯一簇的流动池然后加载到测序设备中用于延伸和成像的自动循环。测序的第一循环包括掺入单一荧光核苷酸,接着是整个流动池的高分辨率成像。这些图像代表对于第一碱基收集的数据。高于背景的任何信号识别簇的物理位置,并且荧光发射识别四种碱基中的哪种在该位置掺入。可以重复该循环,一次一个碱基,从而生成一系列图像,每个图像代表在特定簇处的单碱基延伸。可以使用相机,例如电荷耦合器件(CCD)相机,或所谓的无透镜相机(例如,弗兰肯相机),捕捉这些图像。用随时间识别发射颜色的算法得出碱基判定(Base calls)。
[0338] 在一些情况下,在成对末端测序中,对标准单读取DNA文库制备的简单改进促进了在一个成对末端读取期间读取各个簇的正向和反向模板链。在一些实施方式中,大规模并行测序平台从成对末端读取产生至少大约150、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、2000、3000、5000或多于10,000bp。
[0339] 在一些实施方式中,当合成其互补链时,可以利用DNA聚合酶对单个DNA模板中的序列信息进行成像。核苷酸连续插入;仅需要区别相继掺入的时间分辨率。在每个成功的掺入事件后,测量荧光信号,然后通过光漂白使其归零(null)。此方法可以适用于大规模并行化。此技术可以允许通过装配有全内反射照明的常规显微镜观察单分子荧光,所述全内反射照明减少了背景荧光。化学处理石英载玻片的表面以特异性地锚定DNA模板,同时防止游离核苷酸的非特异性结合,并将塑料流动池附接至该表面以更换溶液。DNA模板寡核苷酸与荧光标记的引物杂交,并通过链霉亲和素和生物素以低到足以解析单个分子的表面密度与表面结合。引物化的模板通过它们的荧光标签来检测,记录它们的位置以供将来参考,并且对标签进行光漂白。然后将标记的核苷酸三磷酸和DNA聚合酶洗入洗出流动池,同时监测DNA模板的已知位置的荧光显现。该技术使用隐失波显微术和单对荧光共振能量转移(spFRET)的组合来排除不想要的噪声。供体荧光团仅在福斯特半径(Forsterradius)内激发接受体,由此有效地建立极高分辨率近场源。由于这种荧光团对的福斯特半径是5nm,此方法的空间分辨率超出衍射极限50倍并且超出常规近场显微术一个数量级。
[0340] 另一种确定来自本样品的基因组DNA的身份的方法被称为直接线性分析 (DLA),并 在 Chan 等 人 ,“DNA Mapping Using Microfluidic Stretching and Single-Molecule Detection of Fluorescent Site-Specific Tags,”Genome Research
14:1137-1146(2004)中进行了描述,该文献通过引用全部并入本文。在该方法中,微流体设备,如在本文所述的系统中提供的设备,用于拉伸在拉伸流中的DNA分子,其耦合至能具有单个荧光团灵敏度的多色检测系统。双链DNA分子在序列特异性基序位点标记有荧光bisPNA(肽核酸)标签。该DNA分子随后在微流体设备内被拉伸并且在流动流中被驱动经过共焦荧光检测器。DLA可提供沿单个DNA分子的多个特定序列基序的空间位置,且每分钟可分析数以千计的单个分子。
[0341] 在一些实施方式中,确定基因签名402包括使用高通量测序,这可能涉及合成测序、连接测序和超深测序。合成测序可使用与核酸标签上的测序元件互补的测序引物来启动。该方法涉及在聚合酶反应中将标记的核苷酸或核苷酸类似物掺入互补核酸序列的生长链后立即(基本上实时)或与之同时(实时)检测每个核苷酸的身份。成功掺入标记核苷酸后,测量信号并随后通过本领域已知的方法使该信号归零。合成测序方法的示例描述于美国专利公开号2003/0044781、2006/0024711、2006/0024678和2005/0100932中,这些专利申请通过引用全部并入本文。可用来标记用于合成测序的核苷酸或核苷酸类似物的标记物的示例包括但不限于,发色团、荧光部分、酶、抗原、重金属、磁性探针、染料、磷光基团、放射性材料、化学发光部分、散射或荧光纳米颗粒、拉曼信号产生部分以及电化学检测部分。
合成测序可产生每小时至少约1,000、至少5,000、至少10,000、至少20,000、30,000、至少
40,000、至少50,000、至少100,000或至少500,000次读取。此类读取可具有每次读取至少
50、至少60、至少70、至少80、至少90、至少100、至少120或至少150个碱基。
[0342] 在一些情况下,另一种测序方法涉及将扩增区域与互补于LST中的序列元件的引物杂交。这种杂交复合体与聚合酶、ATP硫酸化酶、萤光素酶、腺苷三磷酸双磷酸酶和底物萤光素以及腺苷5'磷酰硫酸一起温育。接着,依次添加与碱基A、C、G和T(U)对应的三磷酸脱氧核苷酸。每个碱基的掺入伴随着被硫酸化酶转化为ATP的焦磷酸的释放,其驱动氧化萤光素的合成以及可见光的释放。由于释放的焦磷酸与掺入的碱基的数目是等摩尔量的,因此发出的光与在任一步骤中添加的核苷酸的数目成比例。重复该过程,直到确定整个序列。另一种测序方法涉及通过连接方案(简并连接)进行的四色测序,其涉及将锚定引物与四个位置中的一个位置杂交。然后进行锚定引物与用荧光染料标记的简并九聚体的群体的酶促连接反应。在任何给定的循环中,将所使用的九聚体的群体结构化,使得其位置中的一个位置的身份与附接至该九聚体的荧光团的身份相关联。就连接酶判别在该查询位置处的互补性而言,荧光信号允许推断碱基的身份。在进行连接和四色成像后,将锚定引物:九聚体复合体剥离且一个新的循环开始。用以在进行连接后使序列信息成像的方法是本领域已知的。
[0343] 在一些实施方式中,使用波导如零模式波导来测定样品的基因序列402。该方法可以是如在美国专利号7,056,661中所描述的,该专利通过引用全部并入本文。在一些情况下,该方法涉及在适于在与靶核酸互补的活性位点处添加核苷酸类似物的位置中提供相对于彼此朝向的核酸聚合酶和靶核酸分子的复合物。将多种类型的核苷酸类似物提供为靠近该活性位点(在那里,每种类型的核苷酸类似物与靶核酸中的不同的核苷酸互补),从而使所添加的核苷酸类似物准备好用于随后添加核苷酸类似物。对作为聚合步骤的结果在活性位点处添加的核苷酸类似物进行鉴定。重复提供多种核苷酸类似物、聚合和鉴定的步骤,以便测定靶核酸的序列。使用零模式波导来实施鉴定添加到靶核酸的核苷酸类似物的步骤。
[0344] 在一些实施方式中,高通量测序涉及使用超深测序,如在例如Marguiles等人,Nature 437(7057):376-80(2005)中所述的,该文献通过引用全部并入本文。简言之,将扩增子稀释并与珠粒混合,使得每个珠粒捕捉扩增材料的单个分子。然后扩增每个珠粒上的DNA分子,以产生该序列的数百万个拷贝,所有这些拷贝均保持与珠粒结合。该扩增可通过PCR而发生。每个珠粒可放置在单独的孔中,该孔可为(任选地可寻址的)皮升
尺寸的孔。在一些实施方式中,每个珠粒被捕捉于油包PCR反应混合物的乳液的微滴内,且PCR扩增发生在每个微滴内。珠粒上的扩增导致每个珠粒携带耦合至该珠粒的原始扩增子的至少一百万、至少约5百万或至少1千万个拷贝。随后将珠粒放入在一个4小时的运行中产生超过400,000次读取(每次读取-100)的高度平行的合成测序机中。可使用
的用于超深测序的其他方法描述于Hong,S等人.Nat.Biotechnol.22(4):435-9(2004);
Bennett,B 等 人 .Pharmacogenomics 6(4):373-82(2005);Shendure,P 等 人 .Science
309(5741):1728-32(2005)中,这些文献通过引用全部并入本文。
[0345] 在其他实施方式中,确定样品的基因签名402包括短串联重复序列(STR)分析。该分析通过从感兴趣的样品的细胞中提取核DNA,然后使用聚合酶链式反应扩增所提取的DNA的特定多态性区域来进行。接着通过凝胶电泳或毛细管电泳解析扩增的序列,这将能够实现关于STR序列的重复数的测定。
[0346] 在一些情况下,如果DNA已通过凝胶电泳解析,则该DNA可通过银染色(低灵敏度、安全、价格便宜),或嵌入染料如溴化乙锭(相当灵敏、中度的健康风险、价格便宜),或如最现代化的法医实验室所使用的荧光染料(高灵敏度、安全、价格昂贵)而可视化。构造为通过毛细管电泳解析DNA片段的仪器也可使用荧光染料。
[0347] 本文所述的基因测序方法可在用于收集和处理生物样品的系统中实现。在一些情况下,该系统包括用于对从受试者收集的样品进行测序的处理模块。该处理模块可包括,例如,用于与上述方法一起使用的基于离子敏感场效应晶体管的测序的场效应晶体管的阵列或零模式波导,这里仅举出几个示例。
[0348] 存在用于从受试者收集生物样品401的各种方法。在一些情况下,可由系统来接收样品。样品可由受试者提供。样品可为受试者的生物样品。样品可由样品处理设备接收。样品可由样品处理设备直接收集,或者可从处于该设备外部的受试者中收集。当样品提供给设备时,受试者可存在于该设备处。备选地,当样品由设备接收时,受试者并不需要存在。
样品可从受试者新鲜地提供给设备而无需任何预处理。
[0349] 在一些实施方式中,可实施一个或多个安全程序,以确保样品来自特定的受试者。在一个示例中,样品处理设备可具有一个或多个相机,或本文所述的其他传感器,以确保受试者将受试者自己的生物样品提供给样品处理设备。例如,可在设备内的一个或多个位置提供一个或多个相机以拍摄受试者的面部和/或同时拍摄受试者的手指接触可将样品吸取至该设备内的刺血针的图像。在另一示例中,可使用多种类型的传感器来验证样品的收集,诸如拍摄手指正被刺破的图像的相机,以及热成像仪,其确保手指是受试者的发出所期望的体热的实际手指,而非在其中具有血液储存器的假体。在一个示例中,温度传感器可在设备内,以测量提供给该设备的体液样品的温度。例如,从受试者提供的新鲜样品可预期在某一温度范围内为温热的,而已经预先收集并随后传送至该设备的样品可能已经冷却。在另一示例中,传感器可在设备内,以测量从其收集样品的手指的脉搏,从而确保该手指是受试者的发出脉搏的实际手指,而非在其中具有血液储存器的假体。另外的传感器可收集可与样品结合使用的关于受试者的生物计量和/或生理信息,以进一步证实提供样品的个体是从其收集样品的受试者。本文其他各处所述的生物计量和/或生理信息的任何组合可用于样品的收集。
[0350] 所述一个或多个安全程序可有助于防范或降低身份欺诈的可能性。含有DNA的生物样品可能会有被夺取的风险。可使用建立与在法医证据收集中使用的类似的保管链的方法。授权的专业人员可以能够用文件证明样本是从特定的个体收集的,并证明该样本没有被污染,并且在直到(并包括)遗传分析时处于安全保护下。所述一个或多个安全程序可用于提供所分析的样品从特定的个体收集的确认和/或证据。也可以提供针对安全程序的人工审查或监督。
[0351] 可从受试者收集单个样品。在一些情况下,从受试者收集的样品可以是随机选择的。例如,有时可收集受试者的血液,而在其他时候可收集受试者的指甲剪片、毛发、唾液、皮肤细胞或本文其他各处所述的任何其他类型的样品。样品的随机选择可使个体难以提前伪造将要提供给样品处理设备的样品(例如,拿其他人的样品)。
[0352] 备选地,可从受试者收集多个样品。可从受试者收集多种类型的样品。例如,受试者的血液、毛发和指甲剪片均可提供给设备。可随机地选择多个样品中哪些样品可被收集。要求多种类型的样品和/或对样品类型进行随机选择可以使得提前伪造将要提供给样品处理设备的样品更加困难。
[0353] 可在设备处从提供样品的个体收集附加信息。例如,个体可能需要回答一个或多个问题,或提供密码或识别卡。
[0354] 所述设备可处理样品。所述设备可执行一个或多个样品制备步骤、测定步骤和/或检测步骤。制备和/或测定步骤的示例可包括本文其他各处所述步骤中的一个或多个。
[0355] 在一些实施方式中,处理样品可包括进行样品的核酸扩增。核酸扩增可与设备上的一个或多个另外的测定程序一起进行。例如,核酸扩增和免疫测定均可使用所接收样品的一个或多个部分在设备上运行。该设备可进行核酸扩增以及一个或多个另外的样品制备步骤、测定步骤和/或检测步骤。核酸扩增可在一个或多个另外的样品制备步骤、测定步骤和/或检测步骤之前、与之同时和/或之后进行。
[0356] 来自受试者的样品可用于确定受试者的基因签名。通常情况下,基因签名是作为比较两个或更多个样品的基础的任何数目的识别序列特征(ISC)的任意组合。可确定扩增的核酸、未扩增的核酸或这些的组合的ISC。在基因签名的形成中有用的核酸包括单独或任意组合的DNA、cDNA、基因组DNA、线粒体DNA、病原体DNA、RNA、mRNA、tRNA、miRNA、piRNA和其他DNA转录产物。形成特定基因签名的一部分的ISC可通过本领域中已知的任何合适的手段来识别,包括但不限于探针杂交方法和测序。用于受试者识别的核酸扩增可包括多个核酸序列,例如大约、少于约或多于约10、11、12、13、14、15、16、17、18、20、25、30、35、40、50、100个或更多个靶序列的连续、并行或同时扩增。在一些实施方式中,非特异性地扩增受试者的整个基因组或整个转录组,对其产物的一个或多个ISC进行探查。
[0357] ISC包括可作为个体间区别的基础的核酸序列的任何特征。多种在个体识别(尤其是通过比较参照样品与测试样品)中有用的ISC是本领域已知的。ISC的示例包
括限制性片段长度多态性(RFLP;Botstein等人,Am.J.Hum.Genet.32:314-331,1980;
WO 90/13668),单核苷酸多态性(SNPs;Kwok等人,Genomics 31:123-126,1996),随
机扩增多态性DNA(RAPD;Williams等人,Nucl.Acids Res.,18:6531-6535,1990),简
单 序 列 重 复 (SSRs;Zhao&Kochert,Plant Mol.Biol.21:607-614,1993;Zietkiewicz等人.Genomics 20:176-183,1989),扩增片段长度多态性(AFLP;Vos等人,Nucl.
Acids Res.,21:4407-4414,1995),短串联重复序列(STR),可变数目的串联重复序列
(VNTR),微卫星(Tautz,Nucl.Acids Res.,17:6463-6471,1989;Weber和May,Am.J.Hum.Genet.44:388-396,1989),反转录转座子间扩增多态性(IRAP),长散布元件(LINE),长串联重复序列(LTR),可动元件(ME),反转录转座子微卫星扩增多态性(REMAP),基于反转录转座子的插入多态性(RBIP),短散布元件(SINE)和序列特异性扩增多态性(SSAP)。ISC的另外的示例是本领域已知的,例如在US20030170705、US7734656和US20080027756中所述的,这些文献通过引用整体并入本文。基因签名可包括单一类型(例如SNP)的多个ISC,或者可包括任何数目或组合的两种或更多种不同类型的ISC的组合。
[0358] 可以确定测试样品来源于与参照样品相同的个体的确定度取决于许多因素,包括用作基因签名的一部分的ISC的数目、各个ISC彼此独立的程度以及群体中各个ISC的频率。在计算通过基因签名进行识别的确定度中有用的信息是可获得的和/或可从
本领域已知的多个数据库储库中得到的,这些数据库储库中的许多由私营公司、大学、联盟以及政府机构维护。本领域中已知的数据库的示例包括:dbSNP(Akey等人,Genome
Res(2002)12:1805-1814;www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/SNP);国际人类基因组单体型图计 划(International HapMap Project)(hapmap.ncbi.nlm.nih.gov/index.html.en);以及国家DNA索引系统(National DNA Index System,NDIS)——用于刑事司法体系、由FBI维护的基因签名数据库。在刑事司法体系中,常见的是仅依靠13个ISC来确
定基因签名属于与提供测试样品的个体相同的个体。此外,据估计,少至30-80个统计学上独立的SNP足以从整个全球人口中唯一地识别单个人类受试者。Lin等人.(Science
305:183,2004)提供了关于SNP如何特别地可用于确定基因签名的唯一性的描述,该文献连同与其相关的补充材料通过引用并入本文。可使用其他类型的ISC的相似群体遗传学信息进行类似的计算。在一些实施方式中,使用大约、少于约或多于约10、11、12、13、14、15、
20、25、30、35、40、50、100个或更多个ISC将个体唯一地识别为具有所选择的统计显著性。
在一些实施方式中,统计显著性被表示为随机选择的个体将具有与参照样品相同的基因签-2 -3 -4 -5 -6 -7
名的概率。在一些实施方式中,统计显著性为大约或小于约10 、10 、10 、10 、10 、10 、-8 -9 -10 -11 -12 -13 -14 -15
10 、10 、10 、10 、10 、10 、10 、10 或更小。
[0359] 通常,通过将来自受试者的测试样品的基因签名与参照样品的基因签名进行比较来完成识别。在一些实施方式中,参照样品可以是未知来源的,诸如在由受试者送存之后发现的尚未识别的生物样品,例如在犯罪现场。在一些实施方式中,参照样品是从已知的受试者收集的样品。提供参照样品的受试者可以是或者可以不是与提供测试样品的个体相同的个体。在一些实施方式中,受试者在第一时间点提供参照样品,并进一步在第二时间点提供测试样品。可平行地或在不同时间处理测试样品和参照样品,以产生各个样品的基因签名。在一些实施方式中,将参照样品的基因签名储存在数据库中,并用作与测试样品的基因签名进行比较的基础。
[0360] 在一些实施方式中,将测试样品的基因签名与数据库中的多个基因签名进行比较。该数据库可包含来自大约或多于约100、500、1000、5000、10000、20000、30000、40000、6 6 7 7 8 8 9 9 10
50000、1x10、5x10、1x10、5x10、1x10、5x10、1x10、5x10、1x10 个或更多个个体的签名。
比较的结果可以以匹配或同一性的程度、百分比或可能性给出。比较的结果可以以相关性的程度、百分比或可能性给出。在一些实施方式中,匹配和度被测量为匹配ISC的百分比,例如大约、小于约或大于约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、20%、30%、
40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、99%,或更多的匹配ISC。
[0361] 基因签名可在需要对一个或多个受试者进行识别的任何过程中使用,比如在父子关系或母子关系鉴定中、在移民和继承纠纷中、在对动物的育种实验中、在双胞胎的卵性检测中、在对人和动物的近亲繁殖的试验中,在对诸如骨髓移植的移植适宜性的评价中,在对人和动物遗体的鉴定中,在对培养的细胞的质量控制中,在诸如对精液样品、血迹和其他生物材料的法医分析的法医鉴定中,在通过测定杂合性的丢失而对肿瘤的遗传组成的表征中,以及在确认提供测试样品的受试者的身份为与提供过去的参照样品的个体相同的个体中。在基因签名的生成中有用的样品包括来自犯罪现场的证据、血液、血迹、精液、精斑、骨、牙、毛发、唾液、尿液、粪便、指甲、肌肉或其他软组织、烟、邮票、信封、头皮屑、指纹、包含任何这些的物品,以及它们的组合。在一些实施方式中,生成并比较两种或更多种基因签名。在一些实施方式中,一种或多种基因签名与一种或多种诸如包含在数据库中的基因签名的已知基因签名相比较。
[0362] 在一些实施方式中,所述设备从所提供的样品中提取待分析的核酸。用于提取核酸的方法是本领域已知的,该方法的示例在Sambrook,Fritsch&Maniatis,Molecular Cloning,A Laboratory Manual,第3版,CSHL Press,2001中进行了描述,该文献通过引用并入本文。通常,将样品中的细胞裂解以释放核酸。在一些实施方式中,通过化学、声波和/或酶法来实现裂解。可对通过裂解释放的核酸进行分析或扩增而无需纯化。在一些实施方式中,释放的核酸在进一步操作之前进行纯化。在一些实施方式中,纯化包括靶核酸与固体表面如尖端内部或与珠粒的特异性结合或非特异性结合。可对结合的核酸进行洗涤,并在从固体基底上释放或不释放的情况下以纯化的状态进行操作。
[0363] 在一些实施方式中,对于已从其中扩增核酸的样品确定基因签名。用于扩增核酸的任何方法可与本文提供的系统和方法一起使用。用于扩增包括DNA和/或RNA在内的核酸的各种方法是本领域已知的。扩增方法可以是酶促的,即在扩增过程的一个或多个步骤中使用一种或多种酶。扩增方法可以是非酶促的,即在扩增过程的任何步骤中均不使用酶。扩增方法可涉及诸如加热变性步骤的温度变化,或可以是不需要加热变性的等温过程。
聚合酶链式反应(PCR)采用多个循环的变性、引物对与相反链的退火以及引物延伸,以呈指数式地增加靶序列的拷贝数。退火的核酸链的变性可通过施加热、提高局部金属离子浓度(例如US6277605)、超声辐射(例如,WO/2000/049176)、施加电压(例如,US5527670、US6033850、US5939291和US6333157)以及施加电磁场与结合于磁响应材料上的引物相组合(例如,US5545540)来实现,这些参考文献出于所有目的而在此通过引用整体并入本文。
在称作RT-PCR的变化形式中,使用逆转录酶(RT)由RNA生成互补DNA(cDNA),然后通过PCR扩增该cDNA以产生DNA的多个拷贝(例如,US5322770和US5310652,这些专利在此通过引用整体并入本文)。
[0364] 等温扩增方法的一个示例是通常被称为SDA的链置换扩增,其使用以下的循环:将引物序列对与靶序列的相反链退火,在dNTP的存在下进行引物延伸以生成双链半硫代磷酸化的引物延伸产物,核酸内切酶介导的半修饰的限制性核酸内切酶识别位点的切口形成,以及聚合酶介导的从切口的3’端开始的引物延伸,以取代现有的链并生成用于下一轮引物退火、切口形成和链置换的链,从而导致产物的几何式扩增(例如,US5270184和US5455166,其在此通过引用全部并入本文)。在基本上相同的方法中,在较高温度下嗜热SDA(tSDA)使用嗜热核酸内切酶和聚合酶(欧洲专利号0684315,其出于所有目的而在此通过引用整体并入本文)。
[0365] 其他扩增方法 包括滚环扩增(RCA)(例 如,Lizardi,“Rolling CircleReplication Reporter Systems,”美国专利号5,854,033);依赖解旋酶的扩增(HDA)(例如,Kong等人,“Helicase Dependent Amplification Nucleic Acids,”美国专利申请公开号US 2004-0058378A1);以及环介导的等温扩增(LAMP)(例如,Notomi等人,“Process for Synthesizing Nucleic Acid,”美国专利号6,410,278),这些专利文件出于所有目的而在此通过引用整体并入本文。在一些情况下,等温扩增利用了由RNA聚合酶从启动子序列开始的转录,例如,该启动子序列可并入寡核苷酸引物中。本领域中通常使用的基于转录的扩增方法包括基于核酸序列的扩增,也被称为NASBA(例如,US5130238);依赖使用扩增探针分子自身的RNA复制酶(通常被称为Qβ复制酶)的方法(例如,Lizardi,P等人(1988)
BioTechnol.6,1197-1202);自动维持序列复制(例如,Guatelli,J等人(1990)Proc.
Natl.Acad.Sci.USA 87,1874-1878;Landgren(1993)Trends in Genetics 9,199-202;以及HELEN H.LEE等人,NUCLEIC ACID AMPLIFICATION TECHNOLOGIES(1997));以及用于生成额外的转录模板的方法(例如,US5480784和US5399491),这些参考文献出于所有目的而在此通过引用整体并入本文。等温核酸扩增的其他方法包括将包含非规范(non-canonical)核苷酸(例如,尿嘧啶或RNA核苷酸)的引物与在非规范核苷酸处切割核酸以暴露针对
其他引物的结合位点的酶(例如,DNA糖基化酶或RNaseH)组合使用(例如,US6251639、US6946251和US7824890,这些专利均出于所有目的而在此通过引用整体并入本文)。等温扩增过程可以是线性的或指数式的。扩增过程可包括与该扩增过程同时地使用探针来检测一个或多个ISC(例如US5538848,其出于所有目的而在此通过引用整体并入本文)。
[0366] 使用包含一种或多种非规范核苷酸(例如,尿嘧啶或其他RNA碱基)的部分可降解的引物等温扩增靶序列的示例性方法可如下进行。使第一引物与靶序列杂交,该第一引物包含含有一种或多种非规范核苷酸的5'部分和与靶序列的一部分互补的3'端。延伸第一引物以生成第一延伸产物。然后将第一延伸产物的5'部分去除或降解。在一些实施方式中,降解或去除是酶促的,诸如使用在非规范碱基位置处切割单链核酸的酶(例如,与DNA杂交的RNA的RNaseH切割,或者尿嘧啶DNA糖基化酶对尿嘧啶的水解)。然后使第一引物的另一个拷贝与在降解或去除步骤中暴露的靶序列杂交。通过链置换聚合酶对另外的第一引物的链侵入和延伸释放出第一延伸产物,并且重复该过程。仅使用样品靶序列作为模板的扩增可在线性扩增过程中使用。备选地,可使用第一引物延伸产物作为第二引物延伸的模板来实现指数式扩增。第二引物可包含含有一种或多种非规范核苷酸的5'部分和与第一延伸产物的一部分互补的3'端。然后可应用在第一引物的循环延伸中使用的过程的重复来延伸第二引物,以生成多种第二引物延伸产物。涉及部分可降解的引物的扩增程序的另外的示例在US6251639、US6946251和US7824890中进行了描述。
[0367] 扩增可包括在通常被称为“连接”的过程中沿已知序列的靶核酸连接彼此相邻的杂交的两个寡核苷酸探针。相邻的寡核苷酸探针可通过酶法连接,诸如通过连接酶,或通过非酶法连接,诸如通过在待连接的末端上包含反应性基团,或者在反应混合物中包含能够连接游离的相邻寡核苷酸末端的化学品。第一连接的寡核苷酸探针形成第一连接的扩增产物。第一连接的扩增产物的解离,诸如通过变性方法,释放靶核酸以作为用于连接另一对寡核苷酸探针的模板。重复该连接和释放过程产生了连接的扩增产物的多个拷贝。许多用于连接相邻寡核苷酸的非酶方法是本领域已知的,并且包括但不限于使用偶联剂(例如紫外辐射、N-氰基咪唑、溴化氰和1-乙基-3-(3-二甲基基丙基)-碳二亚胺盐酸盐)以及使用具有反应性基团的核苷酸对,该反应性基团彼此间自动反应以形成连接的寡核苷酸产物。反应性基团对的示例包括但不限于,在一个寡核苷酸上的5'-甲苯磺酸或5'-碘代基团,其用于与相邻的寡核苷酸上的3'-硫代磷酸基团反应。
[0368] 在一些实施方式中,一种或两种寡核苷酸探针含有填充序列或可变间隔序列,其被设计成对于各个探针组(即各个靶序列)具有不同的长度,从而得到具有靶标特异性长度的连接产物。连接后,限定长度的寡核苷酸可以呈指数式扩增,例如通过PCR或LAMP。在一些实施方式中,探针可具有可检测标记物(例如,荧光标记物、电化学标记物、磁珠、纳米颗粒)以有助于连接的寡核苷酸产物的鉴定、纯化、定量或检测。寡核苷酸探针也可任选地在其结构中包括:设计用于在固体支持体(例如,微阵列、微珠、纳米颗粒)上进行后续捕捉的锚定寡核苷酸序列、促进连接产物的浓缩或操作的分子柄(molecule handles)(例如,磁性颗粒、寡核苷酸编码序列)以及启动子序列,以促进经由如DNA或RNA聚合酶的酶对该连接的产物的后续二次扩增。在一些实施方式中,连接反应快速地进行,对感兴趣的靶标具有特异性,并且针对每个靶标可产生连接的产物的多个拷贝,从而导致可检测信号的放大。通常,化学连接反应并不需要存在外源添加的连接酶,也不需要存在另外的酶,尽管一些后续反应可能依赖于诸如聚合酶的酶的使用。优选的连接化学可以容易地并入常规制造技术,在储存期间稳定,并且在并入恰当设计的连接探针组时显示出对于靶标特异性连接的巨大的偏好。靶标的扩增也可包括连接产物的更新(turnover),其中连接产物对于模板或靶核酸比对单独的连接探针具有更低或相当的亲和力。因此,一旦杂交的探针发生连接,连接产物即从靶标上释放下来,从而释放靶标以作为新的连接反应的模板。在US7033753、US5843650、US20100267585和US20080124810中提供了非酶促扩增策略的其他示例,这些文献均出于所有目的而在此通过引用整体并入本文。
[0369] 核酸扩增可采用本文所公开的设备快速地进行。在一些实施方式中,核酸过程可在在设备接收样品后0.1s或更少、0.5s或更少、1s或更少、5s或更少、10s或更少、20s或更少、30s或更少、45s或更少、1min或更少、1min 30s或更少、2min或更少、3min或更少、4min或更少、5min或更少、7min或更少、10min或更少、15min或更少、20min或更少、30min或更少、45min或更少、1小时或更少、90min或更少、2小时或更少、3小时或更少、5小时或更少、6小时或更少、8小时或更少、12小时或更少、18小时或更少、24小时或更少、36小时或更少、或48小时或更少的时间内完成。
[0370] 样品处理设备可以能够执行一个或多个另外的样品处理步骤。所述另外的样品处理步骤可包括一个或多个样品制备和/或测定步骤。另外的样品处理步骤可在扩增步骤之前、与之同时和/或之后进行。另外的样品处理步骤可使用与在扩增步骤中使用的样品相同的样品,或者可使用与在扩增步骤中使用的样品不同的样品。另外的样品处理步骤可产生一个或多个可指示一种或多种分析物的存在和/或浓度的信号。该信号可以在或可以不在样品处理设备上分析。可将该信号传送至外部设备,该外部设备可以分析或可以不分析该信号以得到一种或多种分析物的存在和/或浓度。在一些示例中,分析物的水平可包括一种或多种蛋白质的水平、一种或多种遗传标志物的存在或不存在、一种或多种核酸靶标的水平或一种或多种生物分子的修饰状态(例如,核酸修饰如甲基化;蛋白质修饰如磷酸化、乙酰化、苏素化;以及本领域中已知的其他修饰)。此类分析物水平可用于受试者疾病的诊断、预后或治疗。在一些实施方式中,此类分析物水平可用于受试者的识别。该分析物水平可与受试者的基因签名、受试者的生物计量信息、受试者的生理参数和/或关于受试者的附加信息结合使用。
[0371] 样品处理设备可以能够执行一个或多个检测步骤。在一些实施方式中,该检测可包括检测来自扩增过程和/或任何其他样品处理步骤的一个或多个信号。这样的检测可在核酸扩增和/或任何其他样品处理步骤之前、与之同时或之后发生。
[0372] 在一些实施方式中,检测步骤可包括检测一个或多个与核酸扩增和/或任何其他样品处理步骤相关的光信号。此类光信号可包括发光、化学发光、荧光、磷光或任何其他类型的可见信号。这样的检测可包括沿电磁谱的任何其他信号,包括但不限于可见光、紫外线、红外线或远红外线信号。
[0373] 在一些实施方式中,检测步骤可包括检测样品或样品的热控制器的温度。该检测的温度可实时地、连续地、以固定的时间间隔或响应于事件而测量,以保持温度在所需的范围内。
[0374] 检测步骤可在设备上进行。在一些实施方式中,样品处理设备可接收样品,对样品进行核酸扩增,并检测来自样品的核酸扩增的信号。在一些情况下,样品处理设备也可对样品执行一个或多个另外的样品处理步骤。例如,样品处理设备可对样品进行一种或多种另外的测定。
[0375] 一个或多个检测到的信号可从设备进行传送。在一些实施方式中,从设备传送的数据可代表检测到的信号,包括来自核酸扩增的信号。数据可作为原始数据发送,而不进行任何预处理或分析。在一些实施方式中,数据可在经某种预处理(例如,修改数据格式)后发送但不经任何分析。在一些实施方式中,数据可在设备上分析并传送。所传送的数据随后可进行或可不进行处理和/或分析。基因可在设备上或在设备外部进行测序。所传送的数据可包括关于测序的基因部分的数据。
[0376] 可将数据发送至外部设备。数据的预处理和/或分析可在外部设备上进行。在一些实施方式中,分析可在样品处理设备和外部设备上均进行。备选地,分析可在样品处理设备上进行而不在外部设备上进行,或者分析可在外部设备上进行,而不在样品处理设备上进行。
[0377] 在一些实施方式中,分析可包括对代表样品的基因组的一个或多个部分进行测序。这样的测序可在样品处理设备和/或外部设备上进行。这样的测序可在接收到所检测到的信号之后或与之同时进行。这样的测序可在检测信号后立即进行,或在从检测信号开始经过一定时间后进行。这样的测序可在检测所述信号后0.1s或更少、0.5s或更少、1s或更少、5s或更少、10s或更少、20s或更少、30s或更少、45s或更少、1min或更少、1min 30s或更少、2min或更少、3min或更少、4min或更少、5min或更少、7min或更少、10min或更少、15min或更少、20min或更少、30min或更少、45min或更少、1小时或更少、90min或更少、2小时或更少、3小时或更少、5小时或更少、6小时或更少、8小时或更少、12小时或更少、18小时或更少、24小时或更少、36小时或更少、或48小时或更少的时间内完成。在一些实施方式中,这样的测序可在从在样品处理设备处接收到样品开始的任何时间长度(包括所提到的时间)内完成。
[0378] 基因签名可基于样品而产生。基因签名可基于已经历核酸扩增的样品而产生。基因签名可基于受试者的完全测序或部分测序的基因组而产生,该基因组可基于所接收到的样品而进行测定。基因签名可基于经受核酸内切酶或核酸外切酶处理的样品(之前进行扩增或不进行扩增)而产生。核酸内切酶处理包括限制性核酸内切酶处理,例如可在限制性片段长度多态性分析中使用。样品可依次或同时经受此类方法中的一种或多种,并且可包括将样品分成两个或更多个整分试样(例如,2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、25、50个或更多个整分试样)。在一些实施方式中,基因签名包含两种或更多种不同类型的ISC,各种类型使用不同的方法来测定。
[0379] 在一些实施方式中,基因签名可为指示受试者的基因序列的原始数据。基因签名并不需要任何形式的计算或处理。
[0380] 备选地,基因签名可基于计算、算法或者散列(该散列基于受试者的基因序列)而产生。基因签名可包括从受试者收集的生物样品的计算机表示。该计算机表示可以基于计算、算法、散列或任何其他类型的计算机表示。基因签名可包括可代表基因序列的数据的比特。基因签名可以基于二进制代码、字符串和/或任何其他形式的数据。基因签名对于受试者可能是唯一的。基因签名可具有足够的长度或复杂度以便对受试者是唯一的。基因签名可以是样品的经测序部分的散列。
[0381] 基因签名可在样品处理设备上产生,或者可在该设备外部产生。在一些情况下,基因签名可在能够与样品处理设备通信的外部设备处产生。基因签名可任选地在不与样品处理设备通信的外部设备处产生。基因签名可在基于云计算的基础架构上产生。基因签名可从其产生设备进行传送。例如,如果基因签名在样品处理设备上产生,则可将其传送至外部设备。如果基因签名在外部设备处产生,则可将其传送至另一外部设备或样品处理设备。
[0382] 基因签名可使用处理器来产生。该处理器可接收与受试者相关联的遗传信息。该遗传信息可以是受试者的经测序的遗传信息。该处理器可执行储存在计算机可读介质中的一个或多个代码、逻辑或者指令,从而产生基因签名。
[0383] 基因签名的产生可快速地发生。在一些情况下,基因签名可在接收到受试者的遗传信息后0.1s或更少、0.5s或更少、1s或更少、5s或更少、10s或更少、20s或更少、30s或更少、45s或更少、1min或更少、1min 30s或更少、2min或更少、3min或更少、4min或更少、5min或更少、7min或更少、10min或更少、15min或更少、20min或更少、30min或更少、45min或更少、1小时或更少、90min或更少、2小时或更少、3小时或更少、或5小时或更少的时间内产生。基因签名可在样品处理设备接收样品后0.1s或更少、0.5s或更少、1s或更少、5s或更少、10s或更少、20s或更少、30s或更少、45s或更少、1min或更少、1min 30s或更少、
2min或更少、3min或更少、4min或更少、5min或更少、7min或更少、10min或更少、15min或更少、20min或更少、30min或更少、45min或更少、1小时或更少、90min或更少、2小时或更少、3小时或更少、5小时或更少、6小时或更少、8小时或更少、12小时或更少、18小时或更少、24小时或更少、36小时或更少、或48小时或更少的时间内产生。
[0384] 基因签名可储存在存储器中。基因签名可储存在一个或多个数据库中。基因签名可储存在基于云计算的基础架构中。所述一个或多个数据库可具有云计算基础架构。基因签名可被一个或多个设备访问。
[0385] 附加信息可与基因签名相关联。该附加信息可包括关于从其收集样品以及从其产生基因签名的受试者的信息。该附加信息可包括如本文其他各处所述的信息。图3示出了与附加信息相关联的基因签名的一个示例。
[0386] 可使用基因签名和附加信息来产生一个或多个数据储存库。基因签名可提供数据储存库的主键或索引。在一些实施方式中,该数据储存库可以是电子医疗记录数据库。在其他实施方式中,该数据储存库可以是财务数据库。该数据储存库也可以是任何其他类型的健康、财务或识别数据库的数据库,包括本文其他各处所述的那些数据库。在一些实施方式中,该数据储存库可含有或附属于一个数据库。在一些实施方式中,该数据储存库可含有或附属于两个、三个或更多个数据库。
[0387] 在一些实施方式中,可提供创建数据储存库的方法。此类方法可包括将受试者的基因签名与关于受试者的至少一条附加信息相关联,其中该基因签名通过被怀疑含有所述受试者的至少一种核酸分子的生物样品和/或从所述至少一种核酸分子产生基因签名而获得,其中所述基因签名指示所述受试者的身份。该方法还可包括将基因签名和附加信息储存在一个或多个数据库中。该附加信息可包括关于受试者的识别信息、受试者的医疗记录、受试者的财务记录或如本文其他各处所述的任何其他信息。
[0388] 在一些实施方式中,在创建包含来自多个受试者的基因签名的数据储存库的方法中,每个受试者的基因签名可包含关于受试者的相同遗传元件的信息。
[0389] 基因签名可用作相关联的附加信息的唯一标识符。例如,基因签名可以是相关联的医疗记录的唯一标识符。基因签名可以是相关联的财务记录的唯一标识符。基因签名可以是与受试者有关的任何信息的唯一标识符。基因签名可形成包含与受试者有关的信息(如受试者的医疗或财务记录)的数据库的索引。基因签名可储存在一个或多个数据库中,并且可与数据库中的附加信息如受试者的医疗和/或财务记录相关联。
[0390] 图5示出了具有多个组件的标识符的一个示例。标识符可具有至少一个静态组件501和/或至少一个动态组件502。静态组件的一个示例可以是基因签名503。动态组件的示例可包括动态生物签名,如蛋白质组签名504、代谢物组签名或者可能涉及受试者的一种或多种分析物水平、受试者的生理特征或受试者的个人特征的任何签名。
[0391] 可固定标识符的静态组件。静态组件可不发生改变。例如,可固定受试者的基因序列。所述标识符的动态组件可以是可变的。例如,受试者体内不同水平的蛋白质可发生变化。在一些情况下,受试者的蛋白质组签名可以以预期的方式发生改变。在另一个示例中,受试者体内不同水平的代谢物可发生变化。受试者的代谢物组签名可以以预期的方式发生改变。
[0392] 标识符可基于静态和/或动态组件的算法、计算、逻辑、散列而产生。在一些情况下,单个标识符可基于静态和动态组件的组合而产生。备选地,可以对静态和动态组件单独产生标识符组件。该单独的标识符组件可彼此相关联和/或附加至彼此。
[0393] 在一些实施方式中,标识符的静态组件可预期为固定的和/或不变的。例如,受试者的基因签名可以是唯一的,并且对受试者而言可保持不变。如果受试者的表观基因签名改变,则对受试者的验证可能不会发生。
[0394] 标识符的动态组件可以是可变的,但可以是根据一套或多套规则而可变的。例如,一个或多个动态组件的趋势可以是可预测的,具有一定的范围。可对动态组件的值的变化、动态组件的变化率、动态组件变化率的速率或动态组件的任何其他特征进行趋势确定或预测。在一些实施方式中,动态组件可具有已知的或预测的轨迹。在一个示例中,已知的或预测的轨迹可基于本领域中关于趋势的知识。例如,可能已知某些蛋白质的水平可通常以某一速率发生改变。
[0395] 预测的轨迹可基于特定趋势的知识。例如,可能已知:随着人年龄的增长,某些分析物可能落入某一范围内。相似地,可预期:对于某些年龄,人的身高可以以预期的速率增长。
[0396] 在一些示例中,可基于预测模型来确定预测的轨迹。该预测模型可考虑所收集的关于分析物(例如,蛋白质、核酸(DNA、RNA、它们的杂合体、mRNA、微RNA、RNAi、EGS、反义核酸)、代谢物、气体、离子、颗粒(包括晶体)、小分子和它们的代谢物、元素、毒素、酶、脂质、碳水化合物、朊病毒、有形成分(例如,细胞实体(例如,全细胞、细胞碎片、细胞表面标记物)))的水平、轨迹、趋势、变化率、变化率的速率,或附加信息如生物计量学(指纹、虹膜或视网膜扫描、声音或本文其他各处所述的任何其他生物计量学信息)或生理参数(例如,心率、血压、身高、体重或本文其他各处所述的任何其他生理参数)的数据。在一些实施方式中,该预测模型可考虑与基因表达变化的指标相关的数据。基因表达变化的指标包括但不限于,基因表达产物如转录产物(例如,RNA、mRNA、miRNA、piRNA、rRNA)和蛋白质的绝对或相对水平的变化;DNA的化学修饰,如甲基化;组蛋白的化学修饰,例如通过甲基化、乙酰化和磷酸化的化学修饰;以及整体上或在一个或多个特定基因座处的DNA结合蛋白质的水平的变化。DNA结合蛋白质包括但不限于组蛋白、转录因子、聚合酶以及细胞信号传导蛋白质。信息的反馈可帮助微调该模型的预测能力。因此,该预测模型可以是自主学习型的。
[0397] 所述预测模型可基于所收集的关于个体的既往信息而指向该个体。例如,该预测模型可考虑个体的各种分析物水平在过去如何波动。在另一个示例中,该预测模型可考虑个体的身高在过去增加的速率。该预测模型也可指向总群体或群体内的特定组群(例如,年龄、性别、疾病、家族史、特定遗传标志物或性状、环境、地理位置、生理性状(例如,心率、血压)、饮食、运动习惯、其他生活习惯、其他的人口统计信息)。例如,如果个体为患有糖尿病的45岁左右的男性,则该预测模型可利用患有糖尿病的45岁左右的其他男性的数据。该预测模型可预测糖尿病男性在45岁左右的一种或多种分析物的轨迹。另外或备选地,在示例性糖尿病男性的情况下,该预测模型可基于个体的既往测量结果,如血糖和/或糖化血红蛋白,来预测一种或多种分析物的轨迹。可在该预测模型中考虑组群或因素的任何组合。该反馈对个体、一个或多个组群或总群体可能是特异性的。
[0398] 在一些情况下,该预测模型可考虑不同的生物特征如不同的分析物、遗传性状、生物计量学和/或生理参数如何可彼此相互作用。例如,该预测模型可形成当第一分析物的浓度升高时第二分析物将下降的预测。在进一步的示例中,该预测模型可注意到:对于具有第一基因序列的某人,第一分析物的增加可与第二分析物的减少相关联,而对于具有第二基因序列的某人,第一分析物的增加可与第二分析物的增加相关联。在另一示例中,该预测模型可形成如果受试者体重增加则分析物水平将增加的预测。因此,可将动态组件孤立地,或与其他动态组件相结合地进行比较。例如,可将两种分析物都与预先收集的分析物进行比较,以检测它们是否一起落入所预测的轨迹(例如,如果第一分析物的水平升高,则第二分析物的水平降低)内。该预测模型可形成一个或多个生物特征之间的相互关系。该预测模型可以能够形成增加的复杂度可能超出动态生物学变化的标准知识范围的预测。
[0399] 所述预测模型可以是可从聚合的记录来预测值、轨迹、变化率或变化率的速率的软件。处理器可执行该预测模型的一个或多个步骤。
[0400] 某些剧烈变化或不可预测的变化可能会对识别发出危险信号(red flag)。另外,如果预期该水平会发生变化而经过长时间仍未发生变化,这可能会呈现危险信号。可接受的动态范围可基于变化的幅度、变化的相对程度、趋势分析或任何其他信息。可预期不同的动态组件以不同的方式发生变化或不发生变化。
[0401] 在一些实施方式中,动态组件可为动态生物签名。动态生物签名可基于来自受试者的样品而产生。可使用相同的样品来产生动态生物签名和基因签名。备选地,可使用不同的样品来产生动态生物签名和基因签名。在一些情况下,可提供多个样品,并且基因签名和/或动态生物签名可来源于所述多个样品中的一个或多个。例如,可收集血液样品和毛发样品。可产生血液和毛发两者的基因签名。可将基因签名进行比较,并且可确定这些基因签名是否匹配。如果基因签名匹配,则可确定血液和毛发来自同一个体。在一些实施方式中,可产生血液和毛发两者的动态生物签名。可将动态生物签名进行比较。在一些情况下,如果动态生物签名同时获得,则可预期它们匹配。备选地,如果动态生物签名来自不同类型的样品,则可预期它们偏移一定的量或百分比。在一些情况下,可将动态生物签名与预先收集的生物签名进行比较,以确定它们是否落入预测的轨迹内。该预测的轨迹可基于样品类型来确定。
[0402] 在一些实施方式中,由一种或多种分析物的一个或多个先前的分析来计算预测的轨迹。可为了预测轨迹以便在随后的时间点与样品进行比较的目的而进行分析的分析物的非限制性示例包括,蛋白质、核酸(DNA、RNA、tRNA、miRNA、piRNA和其他DNA转录产物)、代谢物、气体、离子、颗粒(包括晶体)、小分子和它们的代谢物、元素、毒素、酶、脂质、碳水化合物、朊病毒、同位素、药物、药物代谢物和有形成分(例如,细胞实体,如全细胞、细胞碎片、细胞表面标记物)。通常,对具有已知参考水平和已知时变性成分的分析物计算轨迹。例如,端粒——形成染色体末端的重复元件,与给定组织中的细胞分裂速率成比例地逐步缩短,并因此随年龄而缩短。对在两个或更多个点收集的给定样品类型如血液中的端粒长度的分析可用于建立个体的端粒长度的衰减速率。备选地,可使用单个参考点和总体端粒收缩速率的知识来估计速率。该速率可用于在一定程度的统计误差内,计算在随后的时间从个体收集的相似样品中的端粒的预期长度。对于其水平或特征可能以充分可预测的形式升高、降低或循环的其他分析物,可进行相似的预测,以建立进行预测以及在过去与将来的样品之间进行比较的基础。在一些实施方式中,建立个体的阳性识别需要一种或多种分析物的预测轨迹与测试样品中的水平之间的匹配。趋势数据可与基因签名和任选的其他数据相结合,以建立阳性识别。
[0403] 标识符可与附加信息505相关联。标识符可与受试者的医疗和/或财务记录,或者如本文其他各处所述的与受试者相关联的任何其他类型的信息相关联。
[0404] 在一些实施方式中,标识符可仅具有单个组件。该单个组件可以是静态组件。该静态组件可以是基因签名。备选地,该单个组件可以是动态组件。该动态组件可以是蛋白质组签名。标识符可包括一个、两个或更多个静态组件,和/或一个、两个或更多个动态组件。
[0405] 使用基因签名
[0406] 诸如基因签名的标识符可用于识别的目的。基因签名可识别受试者。基因签名可以是受试者的唯一标识符,并且可用于追踪关于受试者的信息。
[0407] 在一些实施方式中,使用相同的遗传元件来制备多个受试者的基因签名,以产生每个受试者的基因签名。例如,对于多个受试者,可检查各个受试者的相同的ISC,以产生多个受试者的各自具有相同的格式/具有关于相同元件的信息(但可在各个ISC处包含不同的等位基因/变体)的基因签名。在另一个示例中,对于多个受试者,可检查来自各个个体的基因组DNA的相同节段,以产生多个受试者的各自包含关于基因组DNA的相同节段的信息的基因签名。在一些实施方式中,在本文提供的方法或系统中,对于多个受试者可使用和/或比较具有相同格式/具有关于相同遗传元件的信息的基因签名。
[0408] 在一些实施方式中,使用相同的遗传元件来制备单个受试者的多种基因签名,以产生受试者的各种基因签名。例如,如果有一次检查受试者的某些ISC以产生该受试者的第一基因签名,则在另一次检查相同的ISC,以产生该受试者的第二基因签名。在一些实施方式中,在本文提供的方法或系统中,当使用来自单个受试者的多种基因签名时,可使用和/或比较具有相同格式/具有关于相同遗传元件的信息的基因签名。
[0409] 识别,记录追踪
[0410] 图6提供了可使用基因签名来帮助追踪有关受试者的信息的数据的示例。
[0411] 可提供多个数据库。在一个示例中,数据库可包括多个记录。例如,数据库可包括显示GENID1、GENID3、GENID5、GENID7、GENID1的记录,其中GENID#代表基因签名。附加信息可与基因签名相关联。例如,GENID1的第一示例可与NAME1、DOB1和DATA1相关联;GENID3可与NAME3、DOB3和DATA3相关联;GENID5可与NAME5、DOB5和DATA5相关联;GENID7可与NAME 7、DOB7和DATA7相关联,而GENID1的第二示例可与NAME 1、DOB1和DATA9相关联。
[0412] 这些记录可与四种不同的主题相关联。可提供四种独特的基因签名(GENID1、GENID3、GENID5和GENID7)。在一种情况下,可重复相同的基因签名(GENID1)。在这种情况下,基因签名、姓名和出生日期可以是匹配项。该数据可以是不同的。在一个示例中,DATA1可包括在第一时间收集的数据而DATA9可包括在第二时间收集的数据。受试者的数据可发生变化。在一些情况下,可收集关于受试者的不同类型的数据。在其他情况下,可收集相同类型的数据,但由该数据所指示的水平可发生变化。例如,对于医疗记录,受试者的一种或多种分析物水平可发生变化。对于财务记录,受试者的财务状况可发生变化。
[0413] 这些记录可以是同一系统(例如,系统A)的一部分,或者可分布在多个系统中。在一个示例中,可提供另外的系统(例如,系统B),该系统也可包括记录。在一个示例中,系统A可以是第一医疗系统而系统B可以是第二医疗系统。例如,系统A可以是诊所、医院或实验室,而系统B可以是不同的诊所、医院或实验室。在另一个示例中,系统A可以是第一财务机构而系统B可以是第二财务机构。例如,系统A可以是第一银行而系统B可以是第二银行。系统A和系统B也可以是不同类型的系统(例如,一个系统可以是医疗系统,而系统B可以是财务系统)。任何系统可适用于任何类型的应用,包括但不限于,医疗保健、银行业务、大使馆业务、电子商务、私人或公共交通服务、建筑物安保、地点访问和/或设备访问。可提供任何数目的系统,包括但不限于,一个或多个,两个或更多个,三个或更多个,四个或更多个,五个或更多个,六个或更多个,七个或更多个,八个或更多个,九个或更多个,十个或更多个,十五个或更多个,二十个或更多个,三十个或更多个,五十个或更多个,一百个或更多个,二百个或更多个,五百个或更多个,或一千个或更多个系统。各种系统可以是各种应用的相同或不同类型的系统。
[0414] 在一些实施方式中,每个系统可具有一组或多组具有基因标识符的记录。例如,可提供系统B,其可包括具有GENID1、GENID4、GENID6、GENID7和GENID10的记录。这些记录可与五个不同的主题相关联。可提供五种独特的基因签名(GENID1、GENID4、GENID6、GENID7和GENID10)。在一种情况下,可重复相同的姓名(NAME1),但可提供不同的基因签名(GENID1、GENID6)。在一些情况下,不同的人可具有相同的姓名(例如,John Smith)。然而,即使不同的人具有相同的姓名,他们仍可通过它们的唯一的基因签名来区分。
[0415] 当在单个系统或多个系统中追踪个体时,具有通过其可确保该记录指向特定个体的唯一标识符可能是有用的。即使一个人看到相同的姓名、出生日期或与受试者相关联的其他信息,其也无法100%确定度地确定该记录指向同一个人。而且,在一些情况下,可能存在身份盗用或借用的欺诈性案件。例如,一个个体可能借用另一个体的身份进行医疗保健。因此,与受试者有关的且不易伪造的唯一标识符可能是有益的。
[0416] 当查看系统A和系统B之间的记录时,可注意到GENID1出现了三次。在所有情况下,受试者的姓名(NAME1)和出生日期(DOB1)匹配。与受试者相关联的数据可变化(DATA1、DATA 2、DATA 9)。这可能代表这样一种情况:与个体相关的记录可在多个系统上获得,并且收集个体的不同类型的数据或相同类型的数据。在一个示例中,与受试者相关联的数据可以是医疗记录,包括电子医疗记录。如果医疗保健专业人员想要查看与具有GENID1的受试者相关的所有医疗记录,则该系统可通过GENID1索引来搜索记录,并调出与其对应的所有记录。该搜索可在单个系统(例如,系统A)内进行,或者可涵盖多个系统(例如,系统A和系统B)。
[0417] 当查看系统A和系统B之间的记录时,可注意到GENID7出现了两次。在它出现的情况下,受试者的姓名可以不同(例如,NAME7和NAME8)。受试者的出生日期(例如,DOB7、DOB8)也可以是不同的。这可能是个体可能试图冒充为多个个体的情形。在一个示例中,个体可能有不良信用,并且可能在申请贷款或信用卡时试图冒充为不同的个体。这可能会引发警报或危险信号。个体可能难以伪造该个体的基因签名。
[0418] 此外,当查看系统A和系统B的记录时,可注意到针对相同的姓名(NAME3)和出生日期(DOB3)提供了两种不同的基因签名(GENID3、GENID10)。这可能暗示这样一种情况:多个个体正试图冒充为同一个体。在一个示例中,个体可能没有健康保险,但可能试图将自己冒充为自己的具有健康保险的朋友或家庭成员。然而,对于声称是同一受试者的两个个体,基因签名会以不同的方式出现。这可能引发危险信号。
[0419] 因此,通过基因签名追踪记录可能是确定一个记录实际上与哪些个体相关联的一种有用的方式。如上文提到的,不同的系统或在相同的系统内面临这样的挑战:并不能保证某些条信息对于个体是唯一的(例如,姓名、出生日期)。相似地,不同的系统可能具有不同的记录格式,这可能又增加了确定特定信息条是否是等效的挑战。因此,使用在所有系统中可能相同而对于受试者可能是唯一的基因签名来追踪记录可能是有利的。在一个示例中,用户可与图形用户界面网站交互。用户可经由网站与受试者的记录交互。用户可在网站的搜索字段内输入关于受试者的信息。例如,用户可输入受试者的基因签名或与受试者的标识符相关的其他信息。该系统可搜索可访问的记录,并调出包括受试者的基因签名的记录。该系统可将输入的基因签名与系统内的一种或多种基因签名进行比较。如果签名匹配,则系统可调出与匹配基因签名相关联的记录。签名可能需要完全匹配才能调出记录。备选地,如果动态组件也被认为是签名或标识符的一部分,则签名可落入可接受的范围内。
[0420] 所述系统可仅访问该系统内的记录(例如,如果用户通过网站访问系统A,则该用户仅可访问系统A的记录)。备选地,所述系统可访问多个系统中的记录(例如,如果用户正通过网站访问系统A,则该用户可访问系统A和系统B的记录)。登入系统可访问与该登入系统为相同类型的多个系统。例如,如果用户登录到医疗网站,则该用户可以能够访问来自其他医疗系统的记录。登入系统可访问与该登入系统为不同类型的多个系统。如果用户登录到医疗网站,则该用户还可以能够访问来自其他系统的财务记录。
[0421] 如前文所述,基因签名可用于对关于受试者的任何种类的信息编制索引。基因签名可与医疗记录、保险记录、处方记录、财务记录、大使馆记录、电子商务记录、销售记录、交通记录、建筑物安保记录、雇佣记录、政府记录、犯罪记录、消息记录、出生记录、教育记录和/或与受试者相关联的任何其他类型的记录相链接。
[0422] 在一些实施方式中,可能有用的是使用基因签名来访问多种类型的医疗记录,包括在医院、急诊室、诊所、实验室、医生办公室、药房、支付者(如健康保险公司)的记录或任何其他类型的医疗记录。本文所述的任何医疗记录可以是电子医疗记录,并且可以是电子医疗记录数据库的一部分。
[0423] 在一些实施方式中,提供了用于校正数据库中的记录的方法。通过使用如本文所述的系统或方法,来自受试者的基因签名可与在一个或多个数据库中的受试者的记录相关联。受试者的记录可包含关于受试者的描述性信息,诸如姓名、出生日期等。在相同数据库内或来自不同数据库的多个记录可基于与该记录相关联的基因签名进行分析并分组。在这一分析识别出共有相同的基因签名但具有不同的与该受试者相关的描述性信息的记录的情况下,可标记出这些记录以供进一步的分析和/或校正。例如,可由系统的操作者或其他方来审查标记出以供分析和/或校正的记录,以对每个记录识别出关于受试者的正确的描述性信息。系统的操作者或其他方可酌情校正所讨论的记录。
[0424] 在一些情况下,可自动地校正记录。在一个示例中,涉及第一记录和第二记录。每个记录可包含(i)基因签名和(ii)关于受试者的描述性信息(例如,姓名、出生日期等)。第一记录如果例如基于其基因签名与第二记录一起分组,并且第一记录具有与第二记录不同的关于受试者的描述性信息,则可自动地校正第一记录。如果已知第二记录来自某一来源,该来源通常具有比第一记录的来源更准确的关于受试者的描述性信息,则可校正第一记录,以改变其中关于受试者的描述性信息,从而匹配第二记录中关于该受试者的描述性信息。在另一个示例中,涉及第一记录和多个其他记录(例如,2、3、4、5个或更多个)(“附加记录”)。每个记录可包含(i)基因签名和(ii)关于受试者的描述性信息(例如,姓名、出生日期等)。第一记录如果例如基于其基因签名与多个其他记录一起分组,并且每个附加记录共享相同的关于受试者的描述性信息,但第一记录具有不同的关于受试者的描述性信息,则可自动地校正第一记录。在这种情况下,可校正第一记录以改变其中关于受试者的描述性信息,从而匹配附加记录中关于该受试者的描述性信息。也可使用自动校正记录的其他方法。
[0425] 本文中对唯一标识符的任何描述可适用于基因签名或其他类型的唯一标识符(其可包括如本文其他各处所述的静态和/或动态组件),反之亦然。
[0426] 数据聚合
[0427] 诸如基因签名的标识符对于从不同的系统聚合数据可能是有用的。不同的系统可具有相同的格式或不同的格式。例如,一些系统可能将受试者的姓名作为整体保存(例如,“John Smith”或“Smith,John”),而其他系统可能将受试者的名和姓保存为不同的字段(例如,“John”和“Smith”)。不同的系统可收集关于受试者的相同或不同类型的信息。当考虑跨多个系统汇集的信息时,常规系统所面临的挑战之一可能是解释可能以不同方式储存的信息。因此,基因签名作为标识符可能是有用的,该标识符对于受试者可能是唯一的,不论系统如何,并且可能在多个系统间具有相同的格式或相当的可识别格式。基因签名作为从多个系统聚合数据的索引或基础可能是有用的。
[0428] 图6示出了多系统(系统A(SYSTEM A)、系统B(SYSTEM B))的一个示例。这些系统可分别具有一个、两个或更多个记录。该记录可以具有或可以不具有不同的格式。该记录可与受试者相关联,并且可对受试者用标识符编制索引。优选地,该标识符可以是唯一标识符,如受试者的基因签名(例如,GENID1、GENID3、GENID4...)。
[0429] 可将跨多个系统的记录聚合。这些记录可通过将属于相同受试者的记录彼此关联而进行聚合。在一些情况下,属于相同受试者的记录可保留在它们各自的系统内,但可彼此相关联。例如,与GENID1相关联的记录可分别保留在系统A和系统B内,而这些记录可以以某种方式彼此相关联或链接。
[0430] 在其他情况下,属于相同受试者的记录可通过被纳入/或拷贝至具有聚合的一组记录的主系统中而彼此相关联。例如,图7提供了能够访问多个子系统(例如,系统A、系统B、系统C、系统D)的主系统(主(MASTER))的图示。子系统的一个或多个记录可包括唯一标识符(例如,基因签名GENID)以及附加信息(例如,非唯一信息)。子系统的记录可聚合在可被主系统访问的单个记录系统中。备选地,子系统的记录可保留在它们各自的子系统内,但可被主系统访问。主系统可提供对单个聚合记录系统的访问,或者可提供对可通过关联而聚合的多个记录系统的访问。
[0431] 当创建单个聚合记录系统时,主系统可按基因签名搜索子系统,并可将与特定基因签名相关联的记录聚合在一起。在一些情况下,在单个聚合记录系统内,每种基因签名可仅提供一组记录。该一组记录可包括先前与基因签名相关联的各种记录的聚合。备选地,单个聚合记录系统可允许每种基因签名有多个记录。针对特定基因签名的多个记录可储存在一起或者可彼此相链接或关联。用户可以能够在记录系统中搜索与特定基因签名相关联的所有记录。
[0432] 当访问分布聚合记录系统(例如,分布在多个系统上)时,主服务器可以能够基于作为索引的基因签名从多个子系统中搜索并调出记录。该记录可以彼此关联或链接或者可以不关联或链接。
[0433] 聚合多个记录的方法可包括提供第一记录系统和第二记录系统。第一记录系统可具有可储存关于一个或多个受试者的一个或多个记录的第一存储器单元,个体记录包含个体受试者的基因签名,该基因签名与所述个体受试者的至少一种类型的个人信息相关联。第二记录系统可具有可储存关于一个或多个受试者的一个或多个记录的第二存储器单元,个体记录包含个体受试者的基因签名,该基因签名与所述个体受试者的至少一种类型的个人信息相关。
[0434] 所述方法可包括将第一记录系统的基因签名与第二记录系统的基因签名进行比较。所述比较可由处理器来执行。如果第一和第二记录系统的基因签名相同,则可将第一和第二记录系统的记录彼此相关联,从而聚合多个记录。
[0435] 在一些实施方式中,所述至少一种类型的个人信息可包括受试者的任何信息。例如,个人信息可包括受试者的姓名、出生日期、地址、电话号码、电子邮件地址、医疗记录、财务记录、支付者记录,或本文其他各处所述的任何其他类型的信息。在一个示例中,第一记录系统和第二记录系统可以是医疗记录系统、财务记录系统或本文所述的任何其他类型的记录系统。基因签名可包括散列,或者可基于对从受试者收集的生物样品的经测序部分的任何其他算法或计算。
[0436] 在一些情况下,数据聚合可在单个系统内发生。可将单个系统内具有相同的唯一标识符如基因签名的记录彼此相关联。在一些情况下,可附加或合并记录。例如,图6的系统A可包括多个以GENID1作为标识符的记录。所有具有GENID1的记录可彼此相关联或链接。备选地,所有具有GENID1的记录可合并成单个记录,使得仅存在单个GENID1记录。
[0437] 验证/密码
[0438] 基因签名对于验证受试者可能是有用的。基因签名可用于证实受试者的身份。可证实受试者的身份以授权受试者访问地点、项目和/或服务。在一些情况下,可以为了法律识别目的而对受试者进行识别。
[0439] 例如,受试者可能希望获得对地点的访问。可在提供受试者对该地点的访问之前证实受试者的身份。地点可包括固定和/或可移动地点。固定地点的示例可包括建筑物、房间、办公室、实验室、公园、停车场。固定地点可包括医疗保健设施(例如,医院、急诊室、诊所、实验室、药房、医生办公室)、金融设施(例如,银行)、大使馆、政府设施、执法设施或可能需要控制访问的任何其他地点。可移动地点的示例可包括交通工具,如车辆、小汽车、公共汽车、火车、飞机、直升机、货车、舟船、轮船、电车、卡车或可能希望控制访问的任何其他可移动地点。
[0440] 在一些情况下,受试者可能希望获得对项目和/或系统的访问。受试者可能需要在获准访问该项目之前证实受试者的身份。例如,受试者可能需要在受试者可登录到计算机或其他联网设备之前证实受试者的身份。在另一个示例中,受试者可能需要在受试者可获得处方药之前证实受试者的身份。
[0441] 可在受试者可获得服务之前证实受试者的身份。例如,可在受试者接受一种或多种医疗服务之前证实受试者的身份(例如,在样品处理设备对受试者进行一个或多个测试)。可在受试者接收专业信息之前证实受试者的身份(例如,在获准访问可被计算机访问的信息如财务或电子商务信息之前登录到计算机)。
[0442] 可证实受试者的身份,以便受试者可接收法律文件和/或在法律上被确认。例如,可证实受试者的身份以接收护照、驾驶执照或其他法律文件。可证实受试者的身份以用于代替法律文件。例如,可证实受试者的身份以在受试者不然将需要护照的情况下允许受试者旅行,或者在受试者通常将需要携带两种形式的身份证明的情况下允许受试者申请工作。
[0443] 通过使用本文所提供的系统和/或方法,可快速地证实受试者的身份。在一些情况下,可在系统接收受试者的遗传信息后0.1s或更少、0.5s或更少、1s或更少、5s或更少、10s或更少、20s或更少、30s或更少、45s或更少、1min或更少、1min 30s或更少、2min或更少、3min或更少、4min或更少、5min或更少、7min或更少、10min或更少、15min或更少、
20min或更少、30min或更少、45min或更少、1小时或更少、90min或更少、2小时或更少、3小时或更少、或5小时或更少的时间内证实受试者的身份。可在样品处理设备接收样品后
0.1s或更少、0.5s或更少、1s或更少、5s或更少、10s或更少、20s或更少、30s或更少、45s或更少、1min或更少、1min 30s或更少、2min或更少、3min或更少、4min或更少、5min或更少、7min或更少、10min或更少、15min或更少、20min或更少、30min或更少、45min或更少、1小时或更少、90min或更少、2小时或更少、3小时或更少、5小时或更少、6小时或更少、8小时或更少、12小时或更少、18小时或更少、24小时或更少、36小时或更少、或48小时或更少的时间内证实受试者的身份。可实时证实受试者的身份。
[0444] 图8示出了用于验证一个或多个受试者的系统的一个示例。受试者801可提供样品给服务点地点802。服务点地点可经网络804与验证实体803通信。验证实体可确定受试者的身份是否得到证实。
[0445] 在一些情况下,可提供多个样品。在一些情况下,所述多个样品可包括单一类型的样品,或多种类型的样品。
[0446] 可在服务点地点提供样品处理设备。样品处理设备可以能够接收样品并执行一个或多个样品处理步骤。在一些情况下,可在该设备处直接从受试者接收样品而无需任何干预性样品处理步骤。样品处理设备可在接收一个或多个样品时使用本文其他各处所述的一个或多个步骤。样品处理设备可传送与来自所处理的样品的一个或多个检测到的信号相关的信息。可将该信息传送至验证实体。验证实体可证实受试者的身份。验证实体可包括一个或多个处理器和/或存储器。验证实体可经由基于云计算的基础架构运行。
[0447] 在可替代的实施方式中,样品处理设备可以是验证实体并且不需要传送任何验证。例如,样品处理设备可以在其上确定受试者是否有权在样品处理设备处对受试者的样品进行一个或多个测试。
[0448] 基因签名可在设备上产生。基因签名可在服务点地点产生。备选地,基因签名可在验证实体或任何其他第三方实体产生。来自受试者的样品可在设备或在任何其他地点进行测序。
[0449] 验证实体可将基于由样品处理设备接收的样品的基因签名与一个或多个可被验证实体访问的记录进行比较。在一些情况下,验证实体可以能够访问有权访问地点、项目或服务的个体的记录。验证实体可将来自样品的基因签名与储存在记录中的基因签名进行比较。如果来自样品的基因签名与储存在记录中的基因签名相匹配,则可将提供样品的受试者的身份证实为其基因签名储存在记录中的个体的身份。如果记录中的个体被列为授权访问的个体,则可授权该受试者访问。在一些实施方式中,记录可指示授权个体访问的程度,并且受试者可相应地被授权访问。记录可指示是否个体未被授权访问(例如,黑名单),并且受试者可相应地被阻止获得访问。
[0450] 对与记录中的基因签名相匹配的来自样品的基因签名的任何描述也可适用于比较从样品中产生的标识符与记录中的标识符。例如,如果标识符是相同的或者如果它们落入可接受的范围、预测的轨迹内或可接受的变化内,则它们可“匹配”。例如,标识符还可包括可考虑的一个或多个动态组件。可访问趋势分析、预测模型或其他规则以确定动态组件是否落入预期的和/或预测的值范围或轨迹内,并确定该标识符可被称为匹配。在一些情况下,标识符可包括所收集的关于受试者的附加信息,如生物计量数据和/或生理数据。备选地,生物计量数据和/或生理数据可与标识符相关联,并且可单独地进行比较以确定它们是否匹配。例如,可将受试者的收集的指纹与储存在记录中的一种或多种指纹进行匹配。如果它们是相同的,则可认为它们“匹配”。在另一个示例中,可测量受试者的身高并可将其与储存在记录中的受试者的身高进行匹配。如果它们落入预测的值范围和/或轨迹内,则它们可被称为“匹配”。这可能涉及关于受试者的附加信息。例如,如果受试者为成人,则可预期受试者的身高不会发生任何显著程度的改变。如果受试者为儿童,则可预期受试者的身高增加预测量,而不会预期受试者的身高将缩减。如果受试者身高的增加超出预测的范围(例如,受试者在一夜间增加两英尺),则可归为危险信号,且受试者的身高不被称为“匹配”。
[0451] 动态组件可包括受试者的动态生物签名,如受试者的蛋白质组、代谢物组或其他分析物签名。蛋白质组、代谢物组或其他分析物签名可从受试者提供给样品处理设备的样品产生。蛋白质组、代谢物组、或其他分析物签名可从与基因签名所源自的样品相同的样品产生。备选地,受试者可向样品处理设备提供多个样品(其可以是相同时间或不同类型的样品),该样品处理设备可用于分别产生基因签名和/或蛋白质组、代谢物组或其他分析物签名。动态组件可基于由受试者提供的样品而产生,该样品可以是或可以不是与用于产生标识符的静态部分的样品相同的样品。动态组件可利用受试者的蛋白质水平、受试者的代谢物水平、受试者的分析物水平、受试者的生理参数、受试者的生物计量信息和/或关于受试者的任何其他信息。动态组件可包括蛋白质组签名、代谢物组签名、任何分析物签名、生理签名、生物计量签名或它们的任意组合。本文中对蛋白质组签名的任何描述可适用于本文所述的任何其他类型的动态签名,反之亦然。
[0452] 验证可能需要附加证实。例如,受试者可能需要提供识别卡,受试者的图像,受试者的音频样本,受试者的生物计量信息,受试者的生理参数,具有变化的数字、图像或字符串的加密狗(dongle),关键问题的答案,和/或密码,以对受试者进行验证。可将受试者的唯一标识符(诸如基因签名)与储存在验证实体的记录中的基因签名进行比较。可将由受试者提供的附加信息与记录中的附加信息进行比较。附加信息可能需要与记录中的信息相同,或可能需要落入关于记录中的信息的某个范围、轨迹或变化内。例如,可预期受试者的指纹或密码保持不变,而受试者的心率可在可接受的范围内变化。在另一个示例中,可预期受试者的密码匹配记录中的密码,而由加密狗提供的数字可以以可预测的方式变化。
[0453] 如果证实了受试者的身份,并且记录说明该受试者被授权特定的访问,则可授权该受试者访问该受试者所请求的地点、项目和/或服务。如果经证实的个体身份落入允许访问受保护的地点、项目/设备和/或服务的一个或多个身份的组内,则可向该个体提供对受保护的地点、项目/设备和/或服务的访问。
[0454] 证实对受试者的识别的方法可包括将基因签名与个体的预先收集的基因签名进行比较。预先收集的基因签名可储存在存储器单元中。受试者的基因签名可通过分析在服务点地点提供的来自受试者的生物样品而获得。基因签名与预先收集的基因签名之间的匹配可证实受试者的身份。服务点地点可包括可被配置为接收来自受试者的生物样品并处理该样品以产生基因签名的样品处理设备。该设备可被配置用于运行与生物样品的一种或多种化学反应。该设备可被配置用于制备用于一种或多种化学反应的样品。
[0455] 所述比较可在处理器的协助下进行。处理器和存储器单元可以是同一设备的一部分。备选地,处理器和存储器单元并不需要是同一设备的一部分。处理器和/或存储器单元可具有基于云计算的基础架构。预先收集的基因签名可与关于个体的附加信息相关联。该附加信息可包括医疗记录(例如,实验室检测结果)、财务记录或如本文其他各处所述的任何其他类型的记录。证实个体的身份可允许基因签名与附加信息相关联。
[0456] 在一些实施方式中,从受试者收集生物样品与完成基因签名与预先收集的基因签名的比较之间的时间量可以是不多于1s、5s、10s、30s、1min、2min、5min、10min、15min、20min、30min、45min、1小时、90min、2小时、3小时、4小时、5小时、6小时、7小时、8小时、10小时、12小时、15小时、18小时、24小时、30小时、36小时、42小时、48小时或包括本文其他各处所述的那些时间长度的任何其他时间长度。
[0457] 特征识别
[0458] 基因签名可用于特征识别应用。例如,可进行可包括基因组分析的样品处理以识别具有某些特征的受试者。此类特征可包括受试者的永久特征或者状态。这样的分析可针对所收集的关于受试者的任何数据而进行,该数据可包括基于受试者的核酸扩增、受试者的测序基因组信息和/或受试者的基因签名的数据。
[0459] 此类特征可影响受试者的某些任务。例如,对于某些关键的任务,诸如应急响应或军事演习,遗传性状可为个体提供在某些情况下可能是有益的某些特征。一些个体对某些毒素可能具有抗性或易感性。可基于对某些救援任务的测试提前或实时地识别并选择或排除此类个体。在其他示例中,此类特征可影响受试者可以能够服用的药物化合物,如下文更详细描述的。
[0460] 可进行其他测试来帮助评估个体当前的精神、健康和/或身体状态。此类状态的示例可包括个人可能疲惫至何种程度或其他健康量度,如感染或免疫状态。该测试也可用于确定变态反应或个体可以避免的其他敏感性。在一些情况下,例如,如果个体是紧急救援任务的一部分,但对化合物具有特别的敏感性,则可不选择该个体执行在具有高浓度的该化合物的区域中的任务。类似地,如果个体是医疗保健专业人员且检测到降低的免疫状态,则可不选择该个体对流行病作出响应。
[0461] 当产生个体的基因签名时,可对受试者的特征进行评估。此类特征可基于受试者的遗传信息来确定。用于产生受试者的基因签名的相同的样品可用于特征识别。备选地,单独的样品或样品的部分可用于产生基因签名并确定特征信息。在另一个示例中,基因签名可用于确定特征信息。
[0462] 药物基因组学
[0463] 基因签名可用于药物基因组学应用。在一些实施方式中,受试者的基因签名可用于确定处方对于受试者来说是否是合适的和/或最佳的,或用于帮助确定向受试者开出哪些药物,以及任选地开出多大的剂量。受试者的基因签名也可用于在受试者获得处方或药物时确认受试者的身份。这可降低身份欺诈的可能性。基因签名可用于追踪受试者处方的记录。基因签名可允许访问跨多个系统的记录,以形成受试者的既往和当前处方的更完整的历史概况。如果受试者以比可接受的速率更快的速率重新补充某些处方,则访问受试者的处方史可允许支持系统发出任何危险信号。如果受试者正在取出冲突处方,也可发出危险信号。
[0464] 受试者的签名也可用于评估受试者的遗传信息,以检查处方与关于受试者的遗传信息是否存在任何冲突。例如,如果受试者的基因签名指示该受试者为男性,而该处方仅适用于女性,则发出危险信号。相似地,如果受试者的遗传信息指示对某些种类的药物所呈现的遗传风险,则当受试者正在取该类药物时可发出危险信号。处方支持系统可用于向医疗保健专业人员建议处方,或者针对医疗保健专业人员输入的处方发出危险信号。例如,可能已知具有某些基因序列的个体对特定药物、药物类别或药物剂量具有严重的副作用。在此类情况下,可建议用于治疗特定症状但无严重副作用的另外的处方或剂量。在另一个示例中,处方支持系统可注意到,某些处方对于具有某种遗传组成的个体比其他处方可能更有效,并且可建议此类处方。
[0465] 处方支持系统可储存并收集关于个体的遗传信息、处方和/或对个体的影响(例如,功效、毒性)的数据。处方支持系统可使用一种或多种预测模型,该预测模型可确定特定药物对具有某些遗传组成的个体的影响的可能性。该预测模型可考虑所收集的关于处方对具有某些遗传信息的个体的影响的附加数据。信息的反馈可帮助微调该模型的预测能力。因此,处方支持系统可以是自主学习型的。处方支持系统可基于所收集的关于个体的既往信息而指向该个体。处方支持系统也可指向总群体或群体内的特定组群(例如,年龄、性别、一个或多个疾病状态、家族史、特定的遗传标志物或性状、环境、地理位置、生理性状(例如,心率、血压)、饮食、运动习惯、其他生活习惯、感染、其他药物、应激、治疗史、其他人口统计信息)。
[0466] 药物基因组信息可与其他患者信息相结合并与数据库进行比较,从而基于该信息将患者分层。附加信息可包括蛋白质组数据、关于药物代谢的数据、药代动力学数据(例如,药物的分布、代谢和排泄及其在施用后的代谢物)、药效学(例如,药物及其代谢物随时间推移对身体的影响)和疾病进展(例如,疾病对药物治疗的反应)。
[0467] 任何危险信号或建议可由决策支持系统发出,该决策支持系统可以是处方支持系统和/或可具有本文所述的处方支持系统的任何特征。该决策支持系统可以是可从聚合的记录检测某些状况的软件。备选地,可由医生(例如,处方医生)、药剂师或可访问聚合的记录的其他医疗保健专业人员发出危险信号,或提出处方建议。
[0468] 其他领域
[0469] 诸如基因签名的唯一标识符对于识别不需要是人类的生物体可能是有用的。例如,生物体可以是本文其他各处所述的任何受试者,和/或植物或可具有遗传信息的其他生物体。
[0470] 本文所述的系统和方法在农业和/或工业生物技术领域,或其中高度工程化的生物体的身份可能具有价值的任何其他领域可能是有用的。
[0471] 例如,唯一标识符,诸如本文所述的那些唯一标识符,可用于对任何生物体进行识别和/或编制索引,包括基因工程生物体。唯一标识符可与关于生物体(可包括基因工程生物体)的附加数据相关联。例如,如果产生基因工程植物,则可使用针对该基因工程植物的识别信息如基因签名来对关于该植物的记录编制索引。通过使用本文其他各处所述的任何系统和方法,可追踪生物体的记录和/或可证实对基因工程生物体的识别。可使用本文其他各处所述的任何系统和方法来聚合不同系统中关于生物体的各种记录。此类记录可包括农业和/或工业生物技术记录。
[0472] 本文中关于标识符和受试者的任何描述可适用于任何生物体,包括本文所述的基因工程生物体。
[0473] 亲缘关系/基因型分型
[0474] 在一些实施方式中,可能期望确定受试者或任何其他生物体的亲缘关系或基因型分型。如前文所提到的,本文中对受试者的任何描述可适用于任何类型的生物体,包括基因工程生物体、微生物、植物或动物。本文中对受试者的任何描述也可适用于含有或来源于生物体的工业产品,如农产品、食品/饮料产品,或者任何其他类型的生物体相关产品。本文中对生物样品的任何描述可指从任何受试者或产物取得的任何样品。
[0475] 在一个示例中,唯一标识符,诸如基因签名,可用于确定受试者的亲缘关系或基因型。这可包括确定受试者的种、属、地理来源、基因来源或关于受试者的任何其他类型的信息。这还可包括确定受试者是否与另一个体相关和/或它们是如何相关的。确定受试者与另一个体之间的关系可帮助识别该受试者。
[0476] 本文的系统和方法可提供用于确定受试者的静态签名和/或动态签名的快速方法。在一些情况下,对于可包括基因签名的静态签名,相比于唯一识别目的,较小的一组特定遗传标志物即可满足亲缘关系/基因型分型目的的需要。此类测试可在繁殖/起源和/或零售阶段进行。在一些实施方式中,此类测试可在第一次将受试者输入数据库中和/或第一次产生受试者的基因签名时进行。
[0477] 在一些实施方式中,可收集来自受试者的一个或多个亲属的样品。如果受试者还未被收集样品和/或被输入数据库中,则可将该受试者的遗传信息与该受试者的所谓亲属进行比较。可能有用的一个示例可能是比较母亲和儿童的基因签名以避免婴儿互换。另一个示例可包括当受试者未在数据库中时的死后样品。例如,如果受试者死亡且不易识别,或者识别确认是有用的,则比较受试者的基因签名与可能是受试者的亲属的其他人的基因签名可帮助识别该受试者。
[0478] 病原体
[0479] 在一些实施方式中,本文所提供的系统和方法可用于病原体的鉴定和/或分类。病原体可包括但不限于,细菌、病毒和原生生物。病原体的示例包括但不限于,甲型流感病毒、HIV、乙型肝炎病毒等。
[0480] 在一个示例中,本文所提供的系统或方法可用于鉴定样品中的病原体。例如,可收集被怀疑含有病原体的样品,并且如本文所述处理该样品以测定病原体。在一个示例中,可从样品针对生物体产生唯一标识符,诸如基因签名,并且可使用该唯一标识符来识别生物体和/或将该生物体编索引为病原体。在另一个示例中,可处理样品以测定一种或多种指示病原体的分析物(例如,指示病原体的存在或不存在的一种或多种蛋白质的水平、一种或多种遗传标志物的存在或不存在、或一种或多种核酸靶标的水平)。在另一个示例中,可处理来自被怀疑患有感染的受试者的样品以鉴定该被怀疑受试者是否具有细菌或病毒感染
[0481] 本文中显示的系统和方法可用于样品中病原体的快速识别。在一些情况下,可在样品处理设备接收到含有病原体的样品后0.1s或更少、0.5s或更少、1s或更少、5s或更少、10s或更少、20s或更少、30s或更少、45s或更少、1min或更少、1min 30s或更少、2min或更少、3min或更少、4min或更少、5min或更少、7min或更少、10min或更少、15min或更少、20min或更少、30min或更少、45min或更少、1小时或更少、90min或更少、2小时或更少、3小时或更少、5小时或更少、6小时或更少、8小时或更少、12小时或更少、18小时或更少、24小时或更少、36小时或更少、或48小时或更少的时间内鉴定样品中的病原体。本文显示的系统和方法可用于快速鉴定受试者是否感染病原体和/或鉴定受试者所感染的具体病原体或病原体类型。通过使用本文所提供的系统或方法,医生或其他医疗保健提供者可快速识别受试者体内和/或来自受试者的样品中的病原体。此外,通过使用本文提供的系统或方法,医生或其他医疗保健提供者可快速且准确地诊断受试者的感染和/或为受试者开出疗法以对抗该感染或减轻感染的症状。
[0482] 实施例
[0483] 实施例1:DNA和RNA的提取
[0484] 图16图示了示例性的样品纯化方法。在管、尖端或其他容器中,将收集的样品与裂解缓冲液合并以用于细胞或颗粒的裂解,以及核酸的稳定化和结合。该裂解缓冲液可包含硫氰酸胍、异丙醇、triton X-100、pH 7的MOPS缓冲液以及载体RNA。释放的核酸结合到容器的内表面(或在容器中包含的固相,诸如珠粒),并除去未结合的物质(例如,盐、蛋白质、细胞碎片以及其他碎片)。然后通过添加并除去洗涤缓冲液来洗涤样品。该洗涤缓冲液可包含pH 7的MOPS缓冲液、盐(例如,NaCl)和乙醇。洗涤可进行一次,或者可重复进行以提高后续洗脱物的纯度。除去洗涤缓冲液后,添加洗脱缓冲液以释放结合的核酸。该洗脱缓冲液可包含pH 8.5的Tris-HCl。在使用珠粒作为用于核酸捕获的固体表面时,珠粒可以是磁性的或顺磁性的,并且可通过施加磁场来实现珠粒和附着的核酸的保留。珠粒可包含二氧化硅表面。随后可使纯化的核酸产物转到扩增过程。
[0485] 虽然上文是对本发明的优选实施方式的完整描述,但亦有可能使用各种备选方式、修改和等同物。因此,本发明的范围不应当参考以上描述而确定,相反,应当参考所附权利要求连同它们的等同物的全部范围来确定。任何特征(不论优选与否)均可与任何其他特征(不论优选与否)相结合。所附权利要求不应当被解释为包括装置加功能的限定,除非这样的限定在给定的权利要求中用词组“用于…的装置”明确记载。应当理解,如在本文说明书中和贯穿随后的权利要求书中所用的,“一个”、“一种”和“该”的含义包括复数的指代物,除非上下文另有明确所指。另外,如在本文说明书中和贯穿随后的权利要求书中所用的,“在…中”的含义包括“在…中”和“在…上”,除非上下文另有明确所指。此外,如在本文说明书中和贯穿随后的权利要求书中所用的,术语“包括”和“包含”是开放式的,并且不排除另外的、未引用的元件或方法步骤。最后,如在本文说明书中和贯穿随后的权利要求书中所用的,“和”和“或”的含义既包括连接性又包括分隔性并且可互换使用,除非上下文另有明确所指。因此,在使用术语“和”或者“或”的上下文中,此类连接词的使用并不排除“和/或”的含义,除非上下文另有明确所指。
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