СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ УСТРОЙСТВА ДЛЯ СБОРА И ТРАНСПОРТИРОВКИ ОБРАЗЦОВ ДЛЯ МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ Российский патент 2016 года по МПК A61B10/00 

Изобретение относится к способу осуществления устройства для сбора и транспортировки образцов для молекулярной биологии.

Изобретение также относится к устройству для сбора и транспортировки образцов для молекулярной биологии, изготовленного с помощью способа, и способу сбора и транспортировки образцов для молекулярной биологии с использованием данного устройства.

Изобретение применяется, например, для сбора и транспортировки образцов для молекулярной биологии таких, как ДНК, РНК и клеток, содержащих ДНК и РНК.

Изобретение может также эффективно применяться для сбора и транспортировки других типов аналитов, или биологических образцов, или образцов биологического происхождения.

Предшествующий уровень техники включает различные типы устройств для сбора и транспортировки аналитов, таких как органические или биологические вещества, которые впоследствии могут быть подвергнуты аналитическим или диагностическим лабораторным исследованиям. Предшествующий уровень техники описывает использование традиционных устройств для сбора образцов, содержащих удлиненный держатель и удлиненное волокно, как правило хлопок, намотанное на конец держателя с целью получения собирающего участка, предназначенного для поглощения внутрь этого участка тех образцов, которые необходимо собрать.

Эти устройства обладают различными недостатками, например биологические образцы обычно остаются внутри собирающего участка и, таким образом, их трудно извлечь из собирающего участка при необходимости. Таким образом, количество образца, которое может быть восстановлено из первоначально доступного образца, часто весьма ограничено, что приводит к многочисленным недостаткам. Поскольку в некоторых случаях фактическое количество собранного вещества может с самого начала быть весьма ограничено, принципиальное значение имеет возможность извлечь наибольшую возможную долю вещества из первоначально собранного вещества. Чтобы устранить этот недостаток, были предложены устройства, традиционно известные как флокированные тампоны, содержащие удлиненный держатель и множество флокированных волокон на конце держателя, образующих собирающий участок для аналитов или биологических образцов. Волокна можно флокировать на держатель с помощью магнитного поля, а затем можно закрепить на держателе с помощью соответствующего клея или даже без использования склеивающих веществ. Волокна распределяют упорядоченно и большей частью перпендикулярно держателю таким образом, чтобы найти оптимальную конфигурацию для сбора, транспортировки и селективного высвобождения собранных образцов. Данный тип устройства описан, например, в патенте, относящимся к настоящей заявке, EP 1608268 B1. Благодаря упорядоченным волокнам, расположенным параллельно держателю, эти устройства могут поглощать такие количества аналитов или образцов, которые по меньшей мере эквивалентны количествам, поглощаемым традиционными устройствами, как описано выше, однако эти устройства обладают большим преимуществом в том, что касается высвобождения образца, а именно в определенный момент гораздо большие количества аналитов или образцов могут высвобождаться из собирающего участка, при этом до 80% или даже больше исходного образца может легко восстанавливаться. Заявитель установил, что вышеуказанные флокированные устройства могут успешно использоваться также для сбора и транспортировки образцов для молекулярной биологии таких, как ДНК, РНК и клеток, содержащих эти образцы, однако количество ДНК и РНК, высвобождаемое таким устройством, иногда не является приемлемым или достаточным для эффективного выполнения анализов для молекулярной биологии, таких как полимеризация или амплификация, что влечет за собой трудности при осуществлении операций, которые необходимо произвести с образцами.

Основная цель изобретения заключается в том, чтобы решить одну или несколько проблем, с которыми приходится сталкиваться в данной области техники. Цель изобретения состоит в том, чтобы предоставить способ и устройство для сбора и транспортировки образцов для молекулярной биологии, которое позволяет извлекать из собирающего устройства большее количество образцов для молекулярной биологии, приемлемое для выполнения анализов для молекулярной биологии, по сравнению с известными устройствами. Еще одна цель изобретения заключается в том, чтобы предоставить способ и устройство для сбора и транспортировки образцов для молекулярной биологии, которое позволяет извлекать из собирающего устройства максимально возможную долю исходной ДНК или РНК, собранной с помощью устройства, форма и состояние которой приемлемы для всех дальнейших вариантов использования. Еще одна цель изобретения заключается в том, чтобы предоставить способ и устройство для сбора и транспортировки образцов для молекулярной биологии, которое обеспечивает эффективное сохранение целостности ДНК или РНК образцов, собранных устройством. Еще одна цель изобретения состоит в том, чтобы предоставить способ и устройство для сбора и транспортировки образцов для молекулярной биологии, которые позволяют сократить число циклов, необходимых для выполнения реакции полимеризации или цепных реакций, производимых полимеразой на основе ДНК или РНК образцов, высвобождаемых устройством. Еще одна цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставить способ и устройство для сбора и транспортировки образцов для молекулярной биологии, которые можно просто и экономически выгодно производить. Эти и другие цели, которые будут более полно представлены в ходе последующего описания, достигнуты главным образом с помощью способа и устройства для сбора и транспортировки образцов для молекулярной биологии, а также с помощью способа для изготовления устройства для сбора и транспортировки образцов для молекулярной биологии, в соответствии с положениями, изложенными в одном или нескольких пунктах формулы изобретения, сопровождающей данный документ, взятых отдельно или в комбинации, или в любой комбинации с другими дополнительными аспектами, описанными ниже. Согласно другому аспекту изобретение относится также к способу в соответствии с любым из указанных в формуле изобретения способом, или в соответствии с другими аспектами, представленными в данном описании, причем этот способ включает по меньшей мере стадию приготовления держателя для устройства, имеющего по меньшей мере первый участок, а также стадию нанесения множества волокон на первый участок путем флокирования.

Согласно еще одному аспекту изобретение относится также к способу в соответствии с любым способом согласно формуле изобретения или в соответствии с другими аспектами, представленными в данном описании, причем этот способ включает стадию сушки волокон после стадии предварительной обработки волокон. Согласно еще одному аспекту изобретение относится также к способу в соответствии с любым способом согласно прилагаемой формуле изобретения или в соответствии с другими аспектами, представленными в данном описании, в котором используется поверхностно-активное вещество катионного типа, или в качестве такого вещества используется бензалкония хлорид (АС или алкилдиметилбензиламмония хлорид или ADBAC), а также используются волокна из нейлона. Согласно еще одному аспекту изобретение относится также к устройству для сбора и транспортировки образцов для молекулярной биологии, причем такое устройство получено согласно способу для осуществления устройства для сбора и транспортировки образцов для молекулярной биологии в соответствии с любым способом из прилагаемой формулы изобретения. Согласно еще одному аспекту изобретение относится также к способу в соответствии с любым способом из прилагаемой формулы изобретения или в соответствии с другими аспектами, представленными в данном описании, который включает стадию подготовки раствора, состоящую из стадий подготовки заданного количества поверхностно-активных веществ предпочтительно катионной природы; затем растворения заданного количества поверхностно-активных веществ в воде, чтобы получить раствор, и/или стадии доведения этого раствора до однородного состояния. Согласно еще одному аспекту изобретение относится также к способу в соответствии с любым способом из прилагаемой формулы изобретения или в соответствии с другими аспектами, представленными в данном описании, который включает стадию сушки по меньшей мере собирающего участка, предназначенного для образца, и/или включает стадию, в ходе которой собирающий участок помещается в герметичный контейнер во время стадии сушки или независимо от стадии сушки. Согласно еще одному аспекту изобретение относится также к способу в соответствии с любым способом из прилагаемой формулы изобретения или в соответствии с другими аспектами, представленными в данном описании, который включает стадию высвобождения по меньшей мере 80%, или по меньшей мере 86%, или по меньшей мере 90%, или по меньшей мере 95% собранного образца из собирающего участка, например, путем растворения в жидкой среде, перевода в буфер или буферный раствор. Согласно предпочтительному аспекту изобретение также связано с использованием поверхностно-активного вещества или катионного поверхностно-активного вещества для предварительной обработки волокон, которые наносятся или будут наноситься путем флокирования на держатель устройства для сбора и транспортировки образцов для молекулярной биологии с тем, чтобы увеличить количество ДНК или РНК, которое высвобождается из собирающего устройства и используется для анализов в молекулярной биологии, по сравнению с количеством ДНК или РНК, которое используется для анализов в молекулярной биологии после того, как происходит высвобождение образца из волокон устройства, которые не были предварительно обработаны. Согласно еще одному предпочтительному аспекту изобретение также связано с использованием катионного поверхностно-активного вещества, предпочтительно бензалкония хлорида, для предварительной обработки волокон из нейлона, которые наносятся или будут наноситься путем флокирования на держатель устройства для сбора и транспортировки образцов для молекулярной биологии с тем, чтобы увеличить долю ДНК или РНК, которая используется для анализов в молекулярной биологии по сравнению с количеством ДНК или РНК, которое высвобождается из устройств для сбора и транспортировки. Согласно еще одному аспекту изобретение также связано с использованием катионного поверхностно-активного вещества для изготовления волокон, которые наносят путем флокирования на держатель устройства для сбора и транспортировки образцов для молекулярной биологии, при этом катионное поверхностно-активное вещество добавляют к материалу, из которого изготавливают волокна, в процессе изготовления этих волокон. Далее следует подробное описание, не ограничивающее объем изобретения, одного или более предпочтительных вариантов осуществления изобретения при помощи графических материалов.

Фиг.1 представляет собой вид сбоку устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящего примера.

Фиг.2 представляет одну из деталей устройства, приведенного на фиг.1, а именно собирающий участок.

фиг.3 представляет контейнер в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Далее следует описание устройства 1 для сбора и транспортировки образцов для молекулярной биологии в соответствии с одним или более вариантами осуществления изобретения. В рамках настоящей заявки термин "молекулярная биология" означает методы обнаружения, анализа, обработки, амплификации (ПЦР) и копирования (клонирования) нуклеиновых кислот (ДНК и РНК).

Выражение "ДНК или РНК, которые используются для исследований в области молекулярной биологии", означает, что ДНК или РНК является целой молекулой, неповрежденной и пригодной к использованию, и в любом случае находится в достаточно хорошем состоянии для выполнения различных методов молекулярной биологии, например реакции полимеризации.

В графических материалах 1 обозначает в целом устройство для сбора и транспортировки образцов для молекулярной биологии. Устройство 1 состоит из держателя 2, который может иметь вытянутую форму и/или преимущественно форму стержня. Держатель 2 может иметь любой участок, в том числе переменный участок вдоль продольного среза этого элемента. Держатель состоит из первого участка 2a, например терминального участка, который ограничивает участок 3, предназначенный для собирания образца, из центрального второго участка 2b, который имеет преимущественно форму стержня, и терминального третьего участка 2c, за который его может удерживать оператор, или который подсоединен к другому захватывающему элементу 4, такому как крышка 5 для аналитических пробирок или т.п.

Собирающий участок 3 для образца может быть представлен в форме тампона. Собирающий участок 3 флокируют, для чего проводят флокирование множества волокон 6 на первый терминальный участок 2a устройства. Волокна 6, которые флокируются на первый терминальный участок, могут быть изготовлены из гидрофильного или негидрофильного материала, однако собирающий участок 3 в любом случае является гидрофильным за счет капиллярного эффекта благодаря характеристикам волокон 6 и их распределению на держателе 2. Флокированные волокна 6 изготовлены предпочтительно из нейлона. Другими словами, собирающий участок 3 может быть покрыт непрерывным слоем волокон 6, изготовленных главным образом из абсорбирующего или неабсорбирующего материала по отношению к образцу, в то же время на этом участке расположено упорядоченное множество капиллярных щелей 9, в которых заданное количество образца, например жидкого образца, может удерживаться за счет поглощения, и из которых образец может количественно высвобождаться в определенный момент, например, за счет трения собирающего участка 3 о специальную поверхность для высвобождения. Пример флокированного тампона этого типа проиллюстрирован в патенте EP 1608268, принадлежащем настоящему заявителю и содержащем информацию о структуре флокированного тампона, причем эта информация включена в настоящее описание в качестве ссылки. Согласно упомянутому выше патенту, покрытие с помощью флокирования позволяет получить на терминальном участке собирающего устройства 1 непрерывный и однородный слой множества волокон 6, упорядоченно организованых и расположенных главным образом перпендикулярно каждой точке первого участка 2а держателя 2, при этом волокна расположены в основном параллельно соседним волокнам 6. Соответствующее упорядоченное множество капиллярных щелей 9 расположено между волокнами 6, и именно между волокнами заданное количество образца собирается и удерживается, возможно за счет поглощения благодаря капиллярному эффекту блокированный слой может в дальнейшем эффективно высвобождать собранный образец, например, в результате трения о специальную поверхность или в результате растворения образца в соответствующей среде. Форму и размеры флокированного собирающего участка 3 можно подобрать таким образом, чтобы с его помощью можно было собрать соответствующее количество образца, например, от 5 до 1000 мкл, от 10 до 500 мкл, или от 50 до 200 мкл, или от 80 до 120 мкл. Волокна 6 могут быть распределены на держателе 2 в значительной мере упорядоченным образом так, чтобы на собирающем участке 3 был сформирован в основном непрерывный слой, и/или могут быть распределены на собирающем участке 3 таким образом, чтобы образовалось множество капиллярных щелей 9, предназначенных для абсорбции жидкого образца посредством капиллярного эффекта. Номер волокон 6 может составлять от 1 до 10 дтекс (децитекс) или предпочтительно от 1,7 до 3,3 дтекс и/или длина волокон 6 может составлять от 0,6 до 3 мм. Волокна 6 могут быть нанесены на собирающий участок 3 держателя 2 так, чтобы их плотность составляла, например, от 50 до 500 волокон на мм² или от 100 до 200 волокон на мм² поверхности первого участка 2a держателя 2. Плотность волокон может определять абсорбционную способность, которая равна, например, по меньшей мере 0,5 мкл/мм², или по меньшей мере 0,6 мкл/мм², или по меньшей мере 0,7 мкл/мм², или по меньшей мере 0,75 мкл/мм² поверхности держателя 2. Волокна 6 могут быть изготовлены главным образом из материала, который не является гидрофильным или не абсорбирует образец, и/или из материала, который является гидрофильным или абсорбирует образец, и/или из материала, выбранного из полиамида, нейлона, вискозы, полиэстера, углеродного волокна, альгината, природного волокна, или из смеси указанных материалов. Волокна 6 изготовлены предпочтительно из нейлона. Длина продольной оси держателя 2 может составлять от 2 см до 20 см, или от 3 см до 18 см, или от 6 см до 16 см, и/или толщина или диаметр сечения, перпендикулярного центральной оси держателя, может составлять от 0,5 мм до 5 мм, или от 1 мм до 3 мм, или от 1,5 до 2,5 мм. Длина продольной оси собирающего участка 3 может составлять от 8 см до 0,5 см или от 5 см до 1 см, и/или диаметр или толщина, включая волокна 6, может составлять от 10 мм до 1 мм, или от 8 мм до 2 мм, или от 5 мм до 2,5 мм. Форма собирающего участка 3 может быть любой, но она должна подходить для образцов, которые нужно собрать, или должна соответствовать тому месту, из которого собирают образец, например она может быть закругленной или с одним или несколькими кромками. Держатель 2 может быть снабжен промежуточным ослабленным участком, предназначенным для облегчения выборочного разрушения самого держателя в промежуточном положении между первым и вторым терминальным участком, например, в целях облегчения введения собирающего участка 3 в контейнер 7 для транспортировки. Собирающее устройство 1 может содержать множество держателей 2, каждых из которых снабжен собирающим участком 3, имеющим пространственную структуру или форму, отличную от других и специально подобранную для сбора образца в конкретных местах или для сбора определенного количества образца. В изобретении волокна 6 предварительно обработаны до использования устройства 1 для сбора образцов и, например, в процессе стадии производства устройства 1 с помощью поверхностно-активного вещества. Поверхностно-активное вещество может быть катионным, анионным, неионным или амфотерным. В изобретении поверхностно-активное вещество предпочтительно является катионным. В изобретении использование катионного поверхностно-активного вещества, например бензалкония хлорида, позволяет достичь выше указанные цели, причем способ достижения этих целей удивительный и особенно важный. В изобретении использование катионного поверхностно-активного вещества, например бензалкония хлорида, позволяет достичь выше указанные цели, причем способ достижения этих целей удивительный и особенно важный в случае использования волокон из нейлона. В изобретении в качестве катионного поверхностно-активного вещества используется предпочтительно бензалкония хлорид (ВАС или алкил-диметил-бензиламмония хлорид или ADBAC). Катионное поверхностно-активное вещество может быть солью с положительно заряженной группой, составляемой по меньшей мере цепочкой атомов углерода в составе четвертичной аммонийной группы, и/или может быть четвертичной аммонийной солью или может включать смесь аммонийных солей. Катионное поверхностно-активное вещество может быть смесью хлоридов алкил-бензил-диметиламмония, в которых алкильная группа варьирует от октила (C₈H₁₇-) до октадецила (C₁₈H₃₇-). В альтернативном варианте осуществления катионное поверхностно-активное вещество может быть цетилтриметиламмония бромидом (СТАВ или гексадецил триметил аммония бромид). В альтернативных вариантах осуществления могут использоваться такие катионные поверхностно-активные вещества, как, например, бензетония хлорид, цеталкония хлорид, лауртримония бромид, миристилтриметиламмония бромид, цетримид, цетримония бромид, цетилпиридиния хлорид или стеаралкония хлорид. Собирающее устройство 1 может также содержать контейнер 7 для транспортировки образца, имеющий внутреннее место для удержания 10 и отверстие для доступа 11. Контейнер 7 может быть аналитической пробиркой для транспортировки образцов, являющихся биологическим материалом или имеющих биологическое происхождение. Собирающее устройство 1 может также включать крышку 5, которая обратимо монтируется на отверстии для доступа и необходима для избирательного закрытия контейнера 7. Собирающее устройство 1 может также включать по меньшей мере элемент для сушки или устранения влажности, например пакет, содержащий силиконовый гель, который размещается в контейнере 7 или в другом удобном месте. Контейнер 7, и/или крышка 5, и/или держатель 2 могут быть изготовлены из пластика, например полистирола или полипропилена и/или материала, пригодного для использования с целью сбора конкретных образцов или в целом пригодного для использования с биологическими материалами или материалами биологического происхождения. Контейнер 7, и/или крышку 5, и/или держатель 2 можно стерилизовать. Собирающее устройство 1 может также включать герметичную упаковку (не показана на чертежах, поскольку принадлежит к известному типу), в которой держатель 2, и/или контейнер 7, и крышка 5 могут храниться до использования с целью сбора образца. Держатель 2, упаковку, контейнер 7 и крышку 5 можно стерилизовать. Изобретение также относится к способу осуществления устройства 1 для сбора и транспортировки образцов для молекулярной биологии, которые были описаны выше. Этот способ может включать, например, следующие стадии, которые известны специалистам в данной области и поэтому не нуждаются в более подробном описании: изготовление держателя 2, например, при помощи вытягивания пластического материала; нанесение подходящего клея на первый участок 2a держателя 2; нанесение волокон 6 на первый участок 2a с помощью флокирования в электромагнитном поле; высушивание клея в соответствующей печи обычного типа, чтобы, по меньшей мере, частично провести полимеризацию клея. Способ по изобретению также включает стадию предварительной обработки множества волокон 6 с помощью катионного поверхностно-активного вещества, описанного выше. Этот способ может также включать стадию сушки волокон, например, в печи по меньшей мере после того, как будет произведена предварительная обработка волокон. Стадия предварительной обработки множества волокон 6 с помощью катионного поверхностно-активного вещества может быть выполнена после нанесения волокон на держатель 2 с помощью флокирования, и это можно сделать непосредственно погружая собирающий участок в раствор, содержащий катионное поверхностно-активное вещество. С другой стороны, стадия предварительной обработки множества волокон 6 с помощью выше указанного катионного поверхностно-активного вещества может быть выполнена перед нанесением волокон 6 на держатель с помощью флокирования путем обработки волокон 6 перед их флокированием. В другом варианте осуществления катионное поверхностно-активное вещество может быть добавлено к волокнам 6 во время изготовления волокон 6, посредством добавления заданного количества катионного поверхностно-активного вещества к материалам известного типа, из которых изготавливаются эти волокна. Способ по изобретению может также включать стадию приготовления раствора на водной основе, содержащего долю в процентах, концентрацию или количество поверхностно-активного вещества, предпочтительно катионной природы, при этом объемная или массовая концентрация этого вещества может составлять от 0,1% до 15%, или от 0,2% до 10%, или от 0,5% до 5%, или от 0,8% до 1,5%, или от 0,4% до 1,2%. Например, предпочтительная концентрация бензалкония хлорида составляет от 0,4 г на 100 мл раствора до 1,2 г на 100 мл раствора. Растворы других катионных поверхностно-активных веществ могут быть приготовлены с похожими предпочтительными концентрациями. Стадия приготовления раствора может включать стадию приготовления заданного количества катионного поверхностно-активного вещества; стадию растворения заданного количества катионного поверхностно-активного вещества в воде или водном растворе, чтобы получить раствор, и/или стадию доведения такого раствора в значительной степени до однородного состояния. Стадия обработки множества волокон 6 катионным поверхностно-активным веществом может быть выполнена путем поглощения волокнами этого раствора. Поглощение волокнами 6 этого раствора может быть выполнено после нанесения волокон на собирающий участок устройства с помощью флокирования или до нанесения волокон на собирающий участок устройства с помощью флокирования. Изобретение также относится к способу для сбора и транспортировки образцов для молекулярной биологии с помощью устройства 1, относящегося к типу устройств, описанных выше. Способ по изобретению включает по меньшей мере стадию сбора образца для молекулярной биологии по меньшей мере на собирающем участке 3 собирающего устройства 1, в котором множество волокон 6 предварительно обработано катионным поверхностно-активным веществом как описано выше. Способ по изобретению может быть использован для сбора и транспортировки образцов ДНК или РНК, и/или клеток, содержащих образцы ДНК или РНК. Способ по изобретению может также включать стадию хранения образца на собирающем участке 3 в течение заданного периода времени. Способ по изобретению может также включать стадию дегидратации или сушки по меньшей мере собирающего участка 3, содержащего собранный образец. Стадия сушки может быть выполнена, например, с помощью сушки в печи с принудительной вентиляцией или с помощью другого известного способа, подходящего для обработки образца.

Способ по изобретению может также включать стадии установки собирающего участка 3 в вакуумный контейнер (известный специалистам в данной области техники и поэтому не проиллюстрированный с помощью графических материалов) и в значительной степени создания вакуума в вакуумном контейнере. Стадия создания вакуума может быть выполнена в ходе стадии сушки или в другой момент времени, не относящийся к стадии сушки. Способ по изобретению может также включать стадию регидратации образца, находящегося на собирающем участке 3, например, по меньшей мере с помощью гидратирующего раствора для получения заданного количества регидратированного образца на собирающем участке 3. Способ по изобретению может также включать стадии установки собирающего участка 3, содержащего образец, в контейнере 7, в таком, например, как аналитическая пробирка, закрытия контейнера 7 с помощью крышки 5 или закрытия крышки и транспортировки контейнера 7, содержащего собирающий участок 3, и/или стадии введения в контейнер 7 заданного количества вещества 8, предназначенного для растворения и/или сохранения образца, и/или стадии покачивания, встряхивая или вращения контейнера 7, содержащего собирающий участок 3 с образцом, с заданной скоростью, необходимой для растворения образца. Способ по изобретению может также включать стадию высвобождения образца для молекулярной биологии из собирающего участка для того, чтобы сделать возможным использование образца для проведения анализов по молекулярной биологии. В частности, способ по изобретению может включать стадию высвобождения по меньшей мере 80%, или по меньшей мере 85%, или по меньшей мере 90% количества собранного образца для молекулярной биологии, которая происходит в процессе растворения образца в жидкой среде или разбавленном буферном растворе для того, чтобы выполнить последующие анализы с образцами. Высвобождение может быть ускорено с помощью традиционных методик трения. Изобретение также относится к использованию вышеуказанного катионного поверхностно-активного вещества для предварительной обработки волокон 6, которые нанесены или будут нанесены с помощью флокирования на держатель 2 собирающего устройства для транспортировки образцов для молекулярной биологии. Далее приведены результаты исследований, заключающихся в обработке флокированного тампона, имеющего флокированные нейлоновые волокна, раствором, содержащим около 1 г бензалкония хлорида на 100 мл жидкости.

Для моделирования сбора образцов ДНК на месте преступления, 100 мкл стерильной деминерализованной воды использовали для повторного увлажнения пятен слюны (ранее они были высушены на твердой поверхности для воспроизведения сбора образцов ДНК на месте преступления), каждое из которых было собрано с помощью одного тампона. Были рассчитаны средние концентрации и процентное содержание восстановленной ДНК. Изучали различные виды тампонов: тампоны без покрытия (необработанные) из флокированного нейлонового волокна и тампоны с покрытием (обработанные) из нейлонового волокна. В ходе испытаний проводили оптимизацию сохранности ДНК на тампоне, в том числе в критических условиях. В частности в ходе испытаний оценивали истинную сохранность образца на тампоне в течение времени с момента, когда образец был собран, например, на месте преступления, до его прибытия в лабораторию судебной экспертизы. Были проведены два испытания:

1) Для того чтобы убедиться в способности флокированных тампонов с покрытием сохранять неповрежденными образцы ДНК, собранные на месте преступления, слюна была внесена на тампоны, ДНК была извлечена и количественно измерена с помощью ПЦР в реальном времени в начальный момент времени и спустя 1 неделю хранения при комнатной температуре.

В следующей таблице приведено процентное содержание ДНК, извлеченной из тампонов с покрытием, в разные промежутки времени (в начальный момент времени, через 24 часа, через 48 часов и через 1 неделю):

Тампоны с покрытием: время проведения исследования Концентрация ДНК (нг/мкл) Процент восстановления ДНК Время 0 1,70 нг/мкл 100 Время 24 часа 1,68 нг/мкл 99 Время 48 часов 1,69 нг/мкл 100 Время 1 неделя 1,67 нг/мкл 98

2) Для моделирования сбора образцов с места преступления в присутствии большого количества примесей из окружающей среды и для моделирования транспортировки тампонов в критических температурных условиях (например, в летнее время или в очень жарких областях), где температурные изменения и последующее чрезмерное увеличение содержания примесей могут быть серьезной проблемой для сохранности ДНК человека на тампоне; в ходе другого испытания на каждый тампон вносили по 100 мкл смеси 0,5 McF (единиц Мак-Фарланда) примесей из окружающей среды и человеческой слюны. Со всех тампонов была извлечена ДНК и ее количество было измерено с помощью ПЦР в реальном времени в начальный момент времени, в момент времени, равный 3 дням, при комнатной температуре (RT) и при +37°C, в момент времени, равный 5 дням, при комнатной температуре и при +37°C. Приведенные на фиг.4-7 графики отражают способность тампонов сохранять ДНК человека при 2-х разных температурах, использованных в ходе испытаний. В том, что касается числа циклов, необходимых для ПЦР в реальном времени, число циклов, необходимое для тампонов с покрытием при различных условиях, использованных в ходе испытаний, составило минимум около 27,27 (в начальный момент времени) и максимум около 27,27 (через 5 дней при 37°C), в то время как количество циклов, необходимых для тампонов без покрытия, составило минимум 27,38 (в начальный момент времени) и максимум около 33,33 (через 5 дней при 37°C). Приведенные выше результаты испытания свидетельствует о том, что тампоны с покрытием способны сохранить около 100% собранной ДНК даже через 5 дней, не только при комнатной температуре (оптимальное условие), но и при критической температуре инкубации (+37°C), при этом нет необходимости высушивать тампон с помощью силикагеля, а также удалось повысить в 100 раз чувствительность анализа по сравнению с тампоном без покрытия. Изобретение обладает рядом следующих преимуществ. Первое и самое главное, изобретение обеспечивает способ и устройство, изготовленное в соответствии с этим способом, а также способ использования данного устройства, который устраняет проблемы, характерные для предшествующего уровня техники. Изобретение также дает возможность извлекать из собирающего устройства значительные количества образцов (по отношению к собранным количествам) для молекулярной биологии, таких как ДНК или РНК, и, в частности, позволяет сохранить образцы бережнее и в лучшем состоянии по сравнению с предшествующим уровнем техники; таким образом, любое последующее использование в лаборатории является возможным. Изобретение обеспечивает увеличение процентного содержания ДНК или РНК, которое может быть использовано для молекулярно-биологических исследований, включая сбор и транспортировку, по сравнению с предшествующим уровнем техники. Это стало возможным благодаря способности вещества, использованного для обработки устройства, сохранять целостность клеток человека и препятствовать их разрушению, при этом сохраняется также и целостность нуклеиновых кислот. Помимо указанного выше, изобретение может быть успешно использовано также для сбора других биологических или химических образцов, которые необходимо проанализировать. Изобретение также позволяет собирать, транспортировать и делать доступными для анализа и для дальнейших исследований большое количество биологического образца по сравнению с другими известными устройствами. Изобретение позволяет сделать количества ДНК или РНК доступными и пригодными для выполнения исследований для молекулярной биологии, а также повысить эти количества в десятки раз по сравнению с другими устройствами. Изобретение также позволяет сократить число циклов, необходимых для выполнения реакции полимеризации или полимеразной цепной реакции с использованием образцов ДНК или РНК, собранных с помощью данного устройства, так как это собирающее устройство позволяет получать гораздо большее количества ДНК или РНК для таких исследований. И наконец, изобретение является простым и экономически выгодным.

Группа изобретений включает способ производства устройства для сбора, хранения и транспортировки образцов ДНК или РНК для молекулярной биологии, устройство для сбора, хранения и транспортировки образцов ДНК или РНК для молекулярной биологии и способ сбора образцов для молекулярной биологии с помощью устройства. Способ производства устройства для сбора, хранения и транспортировки образцов ДНК или РНК для молекулярной биологии включает по меньшей мере держатель, имеющий по меньшей мере первый участок, и множество волокон, прикрепленных и расположенных на первом участке держателя путем флокирования, образующих флокированный собирающий участок, предназначенный для сбора и хранения образцов ДНК или РНК для молекулярной биологии на вышеуказанном собирающем участке. Способ включает по меньшей мере стадию предварительной обработки множества волокон поверхностно-активным веществом, которую проводят после нанесения волокон на держатель путем флокирования и/или перед нанесением волокон на держатель путем флокирования, и/или где поверхностно-активное вещество добавляют к волокнам в процессе изготовления волокна. Изобретения позволяют извлекать из собирающего устройства значительные количества образцов и сохранить их для дальнейших исследований. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Способ производства устройства для сбора, хранения и транспортировки образцов ДНК или РНК для молекулярной биологии, включающего по меньшей мере держатель (2), имеющий по меньшей мере первый участок (2а), и множество волокон (6), прикрепленных и расположенных на первом участке (2а) держателя (2) путем флокирования, образующих флокированный собирающий участок (3), предназначенный для сбора и хранения образцов ДНК или РНК для молекулярной биологии на вышеуказанном собирающем участке (3), причем указанный способ включает по меньшей мере стадию предварительной обработки множества волокон (6) поверхностно-активным веществом, при этом стадию предварительной обработки множества волокон (6) поверхностно-активным веществом проводят после нанесения волокон на держатель (2) путем флокирования и/или перед нанесением волокон (6) на держатель (2) путем флокирования, и/или где поверхностно-активное вещество добавляют к волокнам (6) в процессе изготовления волокна (6).

2. Способ по п. 1, где поверхностно-активным веществом является катионное поверхностно-активное вещество, и/или четвертичное аммонийное соединение, и/или соль, имеющая положительно заряженную часть, составленную по меньшей мере цепью атомов углерода, имеющей на конце четвертичную аммонийную группу.

3. Способ по п. 1, где поверхностно-активным веществом является бензалкония хлорид (ВАС или алкилдиметилбензиламмония хлорид или ADBAC).

4. Способ по п. 1, где поверхностно-активное вещество является четвертичной аммонийной солью или включает смесь четвертичных аммонийных солей; или представляет собой смесь хлоридов алкилбензилдиметиламмония, в которых алкильная группа варьирует от октила (С₈Н₁₇-) до октадецила (C₁₈H₃₇-).

5. Способ по п. 1, где поверхностно-активное вещество выбрано из группы, включающей бензалкония хлорид, цетилтриметиламмония бромид (СТАВ или гексадецилтриметиламмония бромид), бензетония хлорид, цеталкония хлорид, лауртримония бромид, миристилтриметиламмония бромид, цетримид, цетримония бромид, цетилпиридиния хлорид и стеаралкония хлорид.

6. Способ по п. 1, дополнительно включающий стадию получения раствора на водной основе, содержащего поверхностно-активное вещество, процентное содержание, концентрация или количество которого, выраженные в объемных или массовых долях, составляет от 0,1% до 15%, или от 0,2% до 10%, или от 0,5% до 5%, или от 0,8% до 1,5%, или от 0,4% до 1,2%; и где стадию обработки множества волокон (6) поверхностно-активным веществом осуществляют путем погружения волокон (6) в указанный раствор, причем указанное погружение волокон (6) в раствор осуществляют после нанесения волокон (6) на первый участок (2а) держателя (2) путем флокирования.

7. Способ по п. 1, дополнительно включающий стадию получения раствора на водной основе, содержащего поверхностно-активное вещество, процентное содержание, концентрация или количество которого, выраженные в объемных или массовых долях, составляет от 0,1% до 15%, или от 0,2% до 10%, или от 0,5% до 5%, или от 0,8% до 1,5%, или от 0,4% до 1,2%, и где стадию обработки множества волокон (6) поверхностно-активным веществом осуществляют путем погружения волокон (6) в указанный раствор, причем указанное погружение волокон (6) в раствор осуществляют до нанесения волокон (6) на первый участок (2а) держателя (2) путем флокирования.

8. Устройство (1) для сбора, хранения и транспортировки образцов ДНК или РНК для молекулярной биологии, включающее по меньшей мере держатель (2), имеющий по меньшей мере первый участок (2а) и множество волокон (6), прикрепленных и расположенных на первом участке (2а) держателя (2) путем флокирования, образующих флокированный собирающий участок (3), предназначенный для сбора и хранения на собирающем участке (3) образцов ДНК или РНК для молекулярной биологии, отличающееся тем, что множество волокон (6) предварительно обработано поверхностно-активным веществом для того, чтобы увеличить количество ДНК или РНК, высвобождаемое из собирающего устройства и применимое в области молекулярной биологии.

9. Устройство (1) по п. 8, где поверхностно-активное вещество является катионным и/или представляет собой бензалкония хлорид (ВАС).

10. Устройство (1) по п. 8, где поверхностно-активное вещество является катионным и представляет собой соль, имеющую положительно заряженную часть, составленную по меньшей мере цепью атомов углерода, имеющей на конце четвертичную аммонийную группу; и/или поверхностно-активное вещество представляет собой четвертичную аммонийную соль или включает смесь четвертичных аммонийных солей.

11. Устройство (1) по п. 8, где поверхностно-активное вещество представляет собой смесь хлоридов алкилбензилдиметиламмония, в которых алкильная группа варьирует от октила (C₈H₁₇-) до октадецила (С₁₈Н₃₇-); и/или где присутствует катионное поверхностно-активное вещество.

12. Устройство (1) по п. 8, где поверхностно-активное вещество является четвертичным аммонийным соединением и/или выбрано из группы, включающей бензалкония хлорид, цетилтриметиламмония бромид (СТАВ или гексадецилтриметиламмония бромид), бензетония хлорид, цеталкония хлорид, лауртримония бромид, миристилтриметиламмония бромид, цетримид, цетримония бромид, цетилпиридиния хлорид и стеаралкония хлорид.

13. Устройство (1) по п. 8, в котором флокированный собирающий участок (3) изготовлен таким образом, чтобы собирать по существу известное количество образца, или для сбора образца в количестве, которое составляет от 5 до 1000 мкл, или от 10 до 500 мкл, или от 50 до 200 мкл, или от 80 до 120 мкл, и/или для сбора образца в количестве, составляющем по меньшей мере 0,5 мкл/мм², или по меньшей мере 0,6 мкл/мм², или по меньшей мере 0,7 мкл/мм², или по меньшей мере 0,75 мкл/мм².

14. Устройство (1) по п. 8, в котором волокна (6) расположены на первом участке (2а) держателя (2) по существу упорядоченным образом так, чтобы сформировать по существу непрерывный слой на собирающем участке (3), и/или волокна (6) расположены на собирающем участке (3) таким образом, чтобы сформировать множество капиллярных щелей (9), предназначенных для поглощения образца посредством капиллярного эффекта.

15. Устройство (1) по п. 8, где номер волокон (6) составляет от 1,7 до 3,3 дтекс, и/или длина волокон составляет от 0,6 до 3 мм.

16. Устройство (1) по п. 8, в котором волокна (6) изготовлены из нейлона или из материала, выбранного из полиамида, вискозы, полиэстера, углеродного волокна, альгината, природного волокна или смеси указанных материалов.

17. Устройство (1) по п. 8, в котором плотность волокон (6) на собирающем участке (3) составляет от 50 до 500 волокон на мм² или от 100 до 200 волокон на мм².

18. Способ сбора, хранения и транспортировки образцов ДНК или РНК для молекулярной биологии с помощью устройства (1) по п. 8, включающий по меньшей мере стадию сбора образца для молекулярной биологии с помощью по меньшей мере флокированного собирающего участка (3) собирающего устройства (1), имеющего держатель (2) и собирающий участок (3), включающий первый участок (2а) держателя (2) и множества волокон (6), прикрепленных и расположенных на первом участке (2а) держателя (2) путем флокирования, при этом множество волокон (6) предварительно обрабатывают поверхностно-активным веществом или катионным поверхностно-активным веществом, и указанный способ дополнительно включает стадию консервирования образца ДНК или РНК на собирающем участке в течение некоторого периода времени.

19. Способ по п. 18, дополнительно включающий стадию высвобождения образца для молекулярной биологии из собирающего участка (3) для того, чтобы обеспечить применение образца в области молекулярной биологии.