CN105121663B

Methods and systems for nucleic acid amplification

Abstract

The present invention provides methods and systems for amplifying and analyzing nucleic acid samples.

CN105121663B, drawing sheet 1
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Expires 25 December 2034.

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44 claims: 4 independent, 40 dependent

  1. 1
    一种扩增存在于从受试者获得的生物样品中的靶核酸的方法,其包括: (a)提供包含所述生物样品和对于进行核酸扩增所必需的试剂的反应容器,以获得反 应混合物,所述试剂包含(i)脱氧核糖核酸(DNA)聚合酶和任选的逆转录酶,和(ii)针对所 述靶核酸的引物组,其中所述生物样品直接从受试者获得,且未经进一步处理提供于所述 反应容器中;及 (b)使所述反应容器中的所述反应混合物经历多个系列的引物延伸反应,以生成指示 在所述生物样品中存在所述靶核酸的扩增产物,每个系列包括十个或更多个如下的循环:(i)在以变性温度和变性持续时间为特征的变性条件下孵育所述反应混合物,随后(ii)在 以延伸温度和延伸持续时间为特征的延伸条件下孵育所述反应混合物,其中就所述变性条 件和/或所述延伸条件而言,单个系列不同于所述多个系列中的至少一个其他单个系列, 并且其中所述方法不用于诊断疾病的用途。
  2. 2
    如权利要求1所述的方法,其中所述靶核酸是核糖核酸。
  3. 3
    如权利要求1所述的方法,其中所述试剂对于与脱氧核糖核酸扩增平行地进行逆转 录扩增是必需的。
  4. 4
    如权利要求1所述的方法,其中,在(b)中,所述扩增产物是扩增的脱氧核糖核酸产 物。
  5. 5
    如权利要求1所述的方法,其中,在(a)中,所述生物样品未经纯化。
  6. 6
    如权利要求1所述的方法,其中,在(a)中,所述生物样品经浓缩。
  7. 7
    如权利要求1所述的方法,其中,在(a)中,所述生物样品经稀释。
  8. 8
    如权利要求1所述的方法,其进一步包括使所述靶核酸在(b)之前经受一个或多个变 性条件。
  9. 9
    如权利要求8所述的方法,其中所述一个或多个变性条件选自变性温度分布和变性 剂。
  10. 10
    如权利要求1所述的方法,其进一步包括使所述靶核酸在所述多个系列的引物延伸 反应的第一系列与第二系列之间经受一个或多个变性条件。
  11. 11
    如权利要求1所述的方法,其中就变性温度与延伸温度之间的斜变速率、变性温度、 变性持续时间、延伸温度和延伸持续时间中的至少任意一个而言,所述单个系列不同。
  12. 12
    如权利要求11所述的方法,其中就变性温度与延伸温度之间的斜变速率、变性温 度、变性持续时间、延伸温度和延伸持续时间中的至少任意两个而言,所述单个系列不同。
  13. 13
    如权利要求1所述的方法,其中所述多个系列的引物延伸反应包括第一系列和第二 系列,所述第一系列包括超过10个循环,所述第一系列的每个循环包括(i)在92C-95C下 孵育所述反应混合物不超过30秒,随后(ii)在35C-65C下孵育所述反应混合物不超过1分 钟,所述第二系列包括超过10个循环,所述第二系列的每个循环包括(i)在92C-95C下孵 育所述反应混合物不超过30秒,随后(ii)在40C-60C下孵育所述反应混合物不超过1分 钟。
  14. 14
    如权利要求1所述的方法,其进一步包括,在(b)之前,将所述生物样品在90°C至100 。。的预加热温度下预加热不超过10分钟的预加热持续时间。
  15. 15
    如权利要求14所述的方法,其中所述预加热持续时间不超过1分钟。
  16. 16
    一种用于扩增存在于从受试者获得的生物样品中的靶核酸的系统,其包括: (a)输入模块,其接收扩增所述生物样品中的所述靶核酸的用户请求; ⑹扩增模块,其响应于所述用户请求: 在反应容器中接收反应混合物,该反应混合物包含所述生物样品和对于进行核酸扩增 所必需的试剂,所述试剂包含(i) DNA聚合酶和任选的逆转录酶,和(ii)针对所述靶核酸的 引物组,其中所述生物样品直接从受试者获得,且未经进一步处理提供于所述反应容器中; 及 使所述反应容器中的所述反应混合物经历多个系列的引物延伸反应,以生成指示在所 述生物样品中存在所述靶核酸的扩增产物,每个系列包括十个或更多个如下的循环:(i)在 以变性温度和变性持续时间为特征的变性条件下孵育所述反应混合物,随后(ii)在以延伸 温度和延伸持续时间为特征的延伸条件下孵育所述反应混合物,其中就所述变性条件和/ 或所述延伸条件而言,单个系列不同于所述多个系列中的至少一个其他单个系列;及 (c)可操作地耦合至所述扩增模块的输出模块,其中所述输出模块将关于所述靶核酸 或所述扩增产物的信息输出至接收者。
  17. 17
    一种包含机器可执行代码的计算机可读介质,该机器可执行代码在被一个或多个 计算机处理器执行时,实施扩增存在于从受试者获得的生物样品中的靶核酸的方法,该方 法包括: (a)提供包含所述生物样品和对于进行核酸扩增所必需的试剂的反应容器,以获得反 应混合物,所述试剂包含(i)DNA聚合酶和任选的逆转录酶,和(ii)针对所述靶核酸的引物 组,其中所述生物样品直接从受试者获得,且未经进一步处理提供于所述反应容器中;及 (b)使所述反应容器中的所述反应混合物经历多个系列的引物延伸反应,以生成指示 在所述生物样品中存在所述靶核酸的扩增产物,每个系列包括十个或更多个如下的循环:(i)在以变性温度和变性持续时间为特征的变性条件下孵育所述反应混合物,随后(ii)在 以延伸温度和延伸持续时间为特征的延伸条件下孵育所述反应混合物,其中就所述变性条 件和/或所述延伸条件而言,单个系列不同于所述多个系列中的至少一个其他单个系列。
  18. 18
    一种用于扩增从受试者获得的生物样品中的靶核酸的系统,其包括: 电子显示屏,其包含显示图形元素的用户界面,该图形元素可被用户访问,以执行用以 扩增所述生物样品中的所述靶核酸的扩增方案;和 计算机处理器,其耦合至所述电子显示屏,并且被编程为在所述用户选择所述图形元 素时执行所述扩增方案,该扩增方案包括: 使反应容器中的包含所述生物样品和对于进行核酸扩增所必需的试剂的反应混合物 经历多个系列的引物延伸反应,以生成指示在所述生物样品中存在所述靶核酸的扩增产 物,每个系列包括十个或更多个如下的循环:(i)在以变性温度和变性持续时间为特征的变 性条件下孵育所述反应混合物,随后(ii)在以延伸温度和延伸持续时间为特征的延伸条件 下孵育所述反应混合物,其中就所述变性条件和/或所述延伸条件而言,单个系列不同于所 述多个系列中的至少一个其他单个系列,并且其中所述生物样品直接从受试者获得,且未 经进一步处理提供于所述反应容器中。
  19. 19
    如权利要求18所述的系统,其中所述扩增方案进一步包括为所述靶核酸选择引物 组。
  20. 20
    如权利要求18所述的系统,其中所述试剂包含(i)脱氧核糖核酸(DNA)聚合酶和任 选的逆转录酶,和(ii)针对所述靶核酸的引物组。
  21. 21
    如权利要求18所述的系统,其中所述用户界面显示多个图形元素,其中所述图形元 素中的每一个与多个扩增方案中的给定扩增方案相关联。
  22. 22
    如权利要求21所述的系统,其中所述图形元素中的每一个与疾病相关联,并且其中 所述多个扩增方案中的给定扩增方案指向测定所述受试者中所述疾病的存在。
  23. 23
    如权利要求22所述的系统,其中所述疾病与病毒相关。
  24. 24
    如权利要求23所述的系统,其中所述病毒是RNA病毒。
  25. 25
    如权利要求23所述的系统,其中所述病毒是DNA病毒。
  26. 26
    如权利要求23所述的系统,其中所述病毒选自人免疫缺陷病毒I(HIV I)、人免疫缺 陷病毒II(HIV II)、正粘病毒、埃博拉病毒、登革病毒、流感病毒、肝炎病毒、甲型肝炎病毒、 乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、丁型肝炎病毒、戊型肝炎病毒、庚型肝炎病毒、EB病毒、单核 细胞增多症病毒、巨细胞病毒、SARS病毒、西尼罗热病毒、脊髓灰质炎病毒、麻疹病毒、单纯 疱疹病毒、天花病毒、腺病毒和水痘病毒。
  27. 27
    如权利要求26所述的系统,其中所述流感病毒选自H1N1病毒、H3N2病毒、H7N9病毒 和H5N1病毒。
  28. 28
    如权利要求26所述的系统,其中所述腺病毒是55型腺病毒(ADV55)或7型腺病毒 (ADV7)。
  29. 29
    如权利要求26所述的系统,其中所述丙型肝炎病毒是具甲的RNA-丙型肝炎病毒 (RNA-HCV)。
  30. 30
    如权利要求22所述的系统,其中所述疾病与致病细菌或致病原生动物相关。
  31. 31
    如权利要求30所述的系统,其中所述致病细菌是结核分枝杆菌。
  32. 32
    如权利要求30所述的系统,其中所述致病原生动物是疟原虫。
  33. 33
    如权利要求18所述的系统,其中所述靶核酸与疾病相关。
  34. 34
    如权利要求33所述的系统,其中所述扩增方案指向基于所述扩增产物的存在而测 定所述疾病的存在。
  35. 35
    如权利要求33所述的系统,其中所述疾病与病毒相关。
  36. 36
    如权利要求35所述的系统,其中所述病毒是RNA病毒。
  37. 37
    如权利要求35所述的系统,其中所述病毒是DNA病毒。
  38. 38
    如权利要求35所述的系统,其中所述病毒选自人免疫缺陷病毒I(HIV I)、人免疫缺 陷病毒II(HIV II)、正粘病毒、埃博拉病毒、登革病毒、流感病毒、肝炎病毒、甲型肝炎病毒、 乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、丁型肝炎病毒、戊型肝炎病毒、庚型肝炎病毒、EB病毒、单核 细胞增多症病毒、巨细胞病毒、SARS病毒、西尼罗热病毒、脊髓灰质炎病毒、麻疹病毒、单纯 疱疹病毒、天花病毒、腺病毒和水痘病毒。
  39. 39
    如权利要求38所述的系统,其中所述流感病毒选自H1N1病毒、H3N2病毒、H7N9病毒 和H5N1病毒。
  40. 40
    如权利要求38所述的系统,其中所述腺病毒是55型腺病毒(ADV55)或7型腺病毒 (ADV7)。
  41. 41
    如权利要求38所述的系统,其中所述丙型肝炎病毒是具甲的RNA-丙型肝炎病毒 (RNA-HCV)。
  42. 42
    如权利要求33所述的系统,其中所述疾病与致病细菌或致病原生动物相关。
  43. 43
    如权利要求42所述的系统,其中所述致病细菌是结核分枝杆菌。
  44. 44
    如权利要求42所述的系统,其中所述致病原生动物是疟原虫。
Independent claims44