[发明专利]用于检测生物材料的系统和方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求享有于2012年8月21曰提交的美国临时申请No.61/691,541的优先权，其全部内容通过参考并入本文。

背景技术

随着生物工程技术的进展，能够通过检测病变细胞、病原体基因或者突变基因的存在来诊断疾病和健康状况。对于一些疾病，检测突变基因的存在不仅对于诊断目的是有用的，而且对于确定治疗方案以及预后同样是颇有价值的。例如，检测细胞色素P450(CYP)基因和维生素K环氧化物还原酶1(VKOR1)基因中的单核苷酸多态性(SNP)能够用于确定患者的华法林(warfarin)剂量。在个性化医学实践中，检测临床相关的突变可用于指导制定靶向治疗方案。

临床上的分子诊断化验经常是耗时的，并且需要复杂的步骤，包括纯化、分离和扩增。因此，需要用于简单、快速且准确地检测核酸分子以及其它生物材料的方法和平台。

发明内容

本发明基于发现了一种简单并且快速的平台，该平台采用数字图像分析来检测并确定生物材料的类型。

因此，本文描述了一种鉴别生物材料的方法。所述方法包括：

提供含有生物材料的样品，其中，生物材料具有种类(kind)和类型(type)；将一种或多种捕获试剂(capture)和一种或多种探针添加到样品中，每种捕获试剂和每种探针被一种或多种可检测的标记物标记，其中，每种捕获试剂对于生物材料的一个种类(a kind ofbiological material)是特异性的，以及每种探针对于生物材料的一个类型(a type ofbiological material)是特异性的，而且一种或多种捕获试剂通过它们的可检测的标记物是可相互辨识(区分)的，并且一种或多种探针通过它们的可检测的标记物是可相互辨识(区分)的，由此可检测的标记物的组合对一种和一类生物材料进行鉴别；

允许一种或多种捕获试剂和一种或多种探针结合至生物材料；并且

测定结合至生物材料的可检测的标记物，由此对生物材料的种类和类型进行鉴别。

待检测的生物材料可以例如是核酸分子、多肽、细胞、脂类、糖脂(glycolipid)、组织或生物体(organism)。感兴趣的生物材料的种类可以是特定的基因、蛋白质、细胞或者生物物种。生物材料的类型可以是基因型、血清型、单核苷酸多态性(SNP)或SNP的组合、突变或突变的组合、核酸序列或者生物物种的类型或亚型。

在下面的附图和描述中阐明了本发明的一个或多个实施方式的细节。通过描述和附图以及权利要求书，本发明的其它特征、目的和优势将会是显而易见的。

附图说明

图1为示例性的核酸捕获试剂和探针的示意图。

图2为示例性的核酸检测的示意图。

图3为一组图像，示出了华法林基因分型检测(warfarin genotyping test)的结果。

图4的显微照片(50倍放大)示出了采用乳液PCR(emulsion PCR)扩增前的血液样品、裂解缓冲液和PCR缓冲液的混合物，其中，油包裹的荧光染料和核酸(oil-encapsulated fluorescent dye and nucleic acid)存在于白色部分，并且凝胶状的材料和背景存在于黑色部分；以及

图5的显微照片(20倍放大)示出了采用乳液PCR扩增的混合物，其中，目标1代表DNA-探针-Cy3，目标2代表采用探针1-Cy5标记的DNA-探针-Cy5。NC(阳性对照)代表采用FAM染料标记的油相，并且

WL代表白光下的状态。

具体实施方式

本文描述了一种用于简单并且快速地检测生物材料的方法。该方法能够用于分析样品的类型、数量、强度以及其它物理的、化学的、生物的特征。例如，该方法能够用于测定生物物种(organism secies)、基因型、血清型以及核酸序列。该方法的应用包括分子学的和免疫学的诊断检测以及核酸测序。

普通的方法论

本方法利用了捕获试剂和探针。每种捕获试剂对于目标的一个种类(例如，特定的基因、蛋白质、细胞或者病原体)是特异性的。每种探针被设计成辨别目标的类型(例如，基因型、SNP或血清型)。