[发明专利]用于分析核酸的方法和设备

说明书

本发明包括一组系统，这些系统用于接收以及处理样品，用于通过施加磁场捕获、浓缩以及纯化所标记的靶分子，用于激励标记粒子以产生光信号，以及用于获取以及数字处理所记录的信号以将其转换为定性变量，所述定性变量通过指示灯、屏幕或任何其他数字接口或者通过能够将所获得的结果可视化的任何其他系统来指示测试样品中存在或不存在靶分子。同样，通过将所记录的信号的强度与先前校准的参考值进行比较，能够对所分析的样品中靶分子的浓度进行定量分析。

技术领域

本发明涉及一种设备和利用所述设备执行的方法，使得能够分析存在于所有类型样品中的核酸。

核酸电泳是当今诊所、医院以及分析、法医和研究实验室的常规程序。这种分离技术是在扩增遗传物质后进行的，是用于分析核酸最广泛使用的方法。该测定是基于当施加电场时所述遗传物质通过琼脂糖或聚丙烯酰胺聚合物凝胶的差异迁移，其根据所分析片段的大小产生不同的条带。

该分析使得在对产生的条带染色之后可以鉴定感兴趣序列，以及回收期望的片段用于后续测验和验证，尽管性能相当低。在任何情况下，电泳都是一种通用性很强的技术，可以适应用户的分析需求，但是其确实具有一定的局限性：

-片段分离之后所获得的条带可能是不同序列重叠的结果，可能是尺寸相同的非特异性条带，或者它们可能呈现很高的扩散度，这将阻止正确的识别。

-在某些情况下，可能需要补充测验，例如限制性图谱分析，结果增加了获得结论性结果的成本和时间。

-电泳中使用的缓冲液常常会失去其pH调节能力，以及可能改变样品的电荷，从而影响分析结果。

-必须使用分子量标记物才能确定要分析的条带的尺寸。此外，必须调整聚合物的类型及其在凝胶中的浓度以及迁移时间，以实现对靶序列的正确识别，这可能会产生与无法分离某些相似尺寸的序列组合有关的问题，或者由于电流暴露时间长而导致凝胶解聚。

-某些通过凝胶电泳进行的分析使用的聚丙烯酰胺对人体具有神经毒性，而在琼脂糖的情况下，通常使用溴化乙锭(一种可能致癌的物质)作为样品的澄清剂。这些方案通常限于在实验室中，对有害物质具有很高的敏感性并且存在空间限制，因为例如使用溴化乙锭需要具有划定的进行特殊处理的区域以免受到实验室其他区域的污染。

此外，还有另一种常见的方法用于识别通过PCR所扩增的或由专门从事此类服务即测序的实验室进行的其他扩增技术所扩增的产物。尽管为了处理扩增产物仍使用了诸如Sanger测序之类的常规技术，但该分析过程包含了一组在过去几年中已有相当发展的相当多样化的技术。无论如何，使用测序服务可能会对用户造成某些缺点：

-因为服务必须外包给专门的实验室，实验室需要大约5-7天的时间来执行分析，因此存在时间限制，无法立即获得结果。

-必须在样品中执行一系列方法和事先控制才能正确处理样品，而不会受到副产物的干扰。此外，对于要分析的序列的每100个碱基长度最少需要20ng的DNA，始终维持最小浓度为10ng/μL。为了估算这些变量，通常使用核酸定量仪器(例如NanoDropTM分光光度计)，它具有一系列明显的局限性：由于无法区分降解的核酸，因此无法验证样品的完整性，具有低的分析灵敏度，由于同时存在DNA和RNA导致提供的结果可能会受到干扰的影响，而且其销售价格非常高。

-通常，必须指出要分析的序列的长度，以及在需要使用特异性引物进行测序的情况下，客户必须提供处于特定浓度和溶剂条件下的这些引物。

由于上述需求，对感兴趣的片段进行测序失败的情况相当普遍，并且会影响实验室日常工作的连续性，导致必须承担额外的费用。

此外，所提出的发明的主要优点如下：

-所提出的设备可以在通过PCR或其他扩增技术所扩增的片段的电泳之前用作筛选，此外，它可以代替所有类型核酸分析中的电泳。