[发明专利]用于耐甲氧西林金黄色酿脓葡萄球菌的基于化学发光的检测的系统

说明书

本公开包括用于确定样品中是否存在耐甲氧西林金黄色酿脓葡萄球菌的装置和相关方法。本公开包括以下元件：(1)用于样品的微流体操作的横向流动条；(2)用于容纳所述横向流动条并且能够与检测装置接口连接的盒装置；(3)盒处理器；(4)发光剂输送装置；以及(5)电磁辐射检测装置，其能够将来自横向流动条的化学发光的辐射转换为对用户的输出。

相关申请的交叉引用

本申请的说明书以2016年3月29日提交的美国专利申请US 15/083,427和2012年9月4日提交的PCT申请PCT/US12/053705为基础，在此，将其公开的内容通过全文引用并入本文。

发明背景

很多已有的用于检测样品中生物物质的系统和方法具有各种缺点，使其不适合在很多情况中使用。一些与当前检测设备有关的已知问题包括它们的复杂性、低灵敏度和/或特异性以及高成本。耐甲氧西林金黄色酿脓葡萄球菌(Methicillin-resistantStaphylococcus aureus，MRSA)感染的检测表现为尤其困难，主要因为其与更普通的金黄色酿脓葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的菌株的相似性。目前需要非常精确并且劳动强度大的检测方法才能将MRSA与其他形式的金黄色酿脓葡萄球菌可靠地区分。例如在85～90％的最近的MRSA筛选中使用的CHROMagar^TM测试，包括将样品置于接种了设定数量的抗生素的生长培养基上。所述生长培养基被配置以对任何类型的金黄色酿脓葡萄球菌菌落赋予特定的颜色。如果发现适当颜色的细菌生长在板的特定部分，则认为它们肯定是MRSA，这是因为MRSA对于所述抗生素具有抵抗力。这种测试的精确解读需要对颜色和被培养样品的生长模式的娴熟的主观评价。并且，该设定数量的抗生素可能并不适用于所有程度的MRSA感染，从而导致在某些情况下不准确的测试结果。MRSA检测的其他方法，例如基于DNA的检测，是十分昂贵的，即每次测试为40美元到50美元，并且需要大概50000美元的检测仪器；或者例如CHROMagar测试，依赖于使用者的主观解读技能。因此，需要一种用于分析生物样品中的MRSA的存在的成本低的、容易使用的并且精确的系统、方法和设备。

虽然使用由传感器集成芯片(“传感器IC”)提供动力的化学发光设备进行MRSA的检测具有解决这些问题中的许多问题的潜力，但是之前这样做的尝试都失败了。首先，检测MRSA本身就具有困难。MRSA与其他抗治疗性差的类型的金黄色酿脓葡萄球菌的相似性，要求使用特定的生物捕获剂。并且，MRSA经常存在于个体的身体中但并没有造成感染，因此，需要确定一种可检测到的分析物，该分析物指示由MRSA造成了感染。因此，直接负责MRSA对抗生素治疗的抵抗性的MRSA青霉素结合蛋白2a(PBP2a)是一个优选的显示身体里确实发生了MRSA感染的分析物。

除了选择合适的分析物外，前述尝试的失败是由于缺乏对使用化学发光设备必须进行的样品制备的复杂性的了解。以前的方法没有涉及室温下稳定的反应试剂和捕获抗体的制剂的开发，所述制剂是简单可靠地将PBP2a提取并捕获来用于测试所必须的。

以前的方法还依赖于对发光剂的测试条的手动使用，这对以必要精度进行测量是十分困难的。所述方法对微流体的挑战缺乏考虑，这也妨碍了确保样品和试剂流跨过反应带的合适速度和方向的能力。另外，由于检测装置极度的灵敏度，以前的传感器IC系统不稳健。也就是说，使用者技术上的轻微变化或者系统的移动会造成样品和传感器IC二极管不能精确地对准，并因此导致错误结果。盒装置锁紧系统和电磁辐射孔中的重要改进，以及对盒处理器设计的改进，对提供必要的稳健性以使化学发光系统具有可行的测试平台是必要的。最后，以前的传感器IC检测器不能提供二极管校准来确保读取MRSA样品所需的精确度。因此，对设计用以校准二极管的部件和算法进行开发，对建立工作系统是必要的。

在继续阐述背景技术之前，有必要做出各种定义，这些定义在本发明的详细描述和实施例中获得进一步的理解和范围。

定义