[发明专利]用于检测病原体的系统、设备和方法

说明书

本申请公开一种用于检测样本中目标病原体(例如病毒或细菌)的传感器，其包括至少两个感测单元，其中一个感测单元被配置以检测与目标病原体相关的至少一种蛋白质(诸如结构蛋白)，且另一个感测单元被配置以检测与所述病原体(例如所述病原体特有的RNA片段)相关的至少一种遗传组分(例如RNA或DNA片段)。

相关申请

本申请要求于2020年9月24日提交的美国临时专利申请号63/082,694和于2021年1月29日提交的美国临时专利申请号63/143,690的权益与优先权。这些在先申请的所有教导通过引用并入本文。

背景技术

用于检测样品中病原体的常规诊断试验(例如应用于生物和环境样品的RT-PCR试验)有各种缺点。例如，许多常规试验耗时，在临床实验室中可能需要使用昂贵设备，可能需要受过训练的人员来进行试验，可能是高成本的和/或可能易受供应链中断与缺乏所需专用试剂而受影响。此外，许多常规试验(诸如常规血清学试验)可能缺乏所需要的灵敏度，这可能导致产生大量的假阳性。

发明内容

本申请公开了用于检测样品中一种或多种目标病原体的系统以及相应的方法。所公开的系统以及相应的方法可以通过检测病原体的一种或多种蛋白质和一种或多种遗传组分(例如核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA))来鉴别样品中目标病原体的存在。本文中所公开的系统通过提供对检测病原体的全面、稳健、准确且快速的试验而克服现有常规试验的缺点。

在一些方面中，公开了用于检测与样本/样品中的病原体相关的至少一种蛋白质和至少一种遗传组分的一次性盒。一次性盒包括盒框体，其包括：用于接收样本/样品的样品入口端口、被配置以检测与病原体相关的目标蛋白质的第一传感器、被配置以检测与病原体相关的目标遗传组分的第二传感器、用于储存供制备用于检测目标蛋白质的样品的蛋白质缓冲液的第一储液器、用于储存供制备用于检测遗传组分的样品的遗传缓冲液的第二储液器，其中蛋白质和遗传缓冲液之一的至少一种试剂不存在于另一缓冲液中，及至少一个释出机构，其耦合第一储液器和第二储液器以用于释出第一储液器的至少一部分液体以转移至第一传感器且用于释出第二储液器的至少一部分液体以转移至第二传感器。

根据本教导的盒可用于多种检测系统，诸如护理点(point-of-care，POC)诊断系统、用于监控和/或监测和/或诊断目的的高通量系统。

虽然以下讨论中描述了根据本教导的盒用于生物样本的分析，但应理解根据本教导的盒可用于分析多种不同类型的样本。例如，可使用盒来分析生物样本/样品(诸如液体生物活检样本和呼吸样品)以及环境样品(诸如空气样品和废水样品)。

盒可以包括第一样品转移流体通道，其自样品入口端口延伸至第一储液器的入口端口以将生物样本的至少第一部分转移至第一储液器，其中生物样本的第一部分与蛋白质缓冲液的相互作用产生第一处理样品。

盒还可以包括第二样品转移流体通道，其被配置以将生物样本的至少第二部分递送至第二储液器的入口端口，其中生物样本的第二部分与遗传缓冲液的相互作用产生第二处理样品。

盒可以包括第一样品递送流体通道以将第一处理样品转移至第一传感器。盒可以包括与第二储液器流体连通的扩增孔以接收从第二储液器释出的第二处理样品，其中扩增孔包括扩增一种或多种遗传组分所需的一种或多种试剂以产生经扩增的样品。

盒可以包括第二样品递送流体通道以将经扩增的样品递送至第二传感器。此外，盒包括热耦合至扩增孔的加热装置以及加热和冷却装置中的任一种。

可在根据本教导的盒中使用多种传感器。这类传感器的一些实例包含(但不限于)电化学传感器、光学传感器、比色法传感器等。

第一传感器和第二传感器各自可为电化学传感器。第一电化学传感器可以包括经展现与目标蛋白质特异性结合的第一亲合性结合元件官能化的工作电极，且第二电化学传感器可以包括经展现与目标遗传组分特异性结合的第二亲合性结合元件官能化的工作电极。