(57)【要約】  本明細書には、少量の母体生体サンプル中の無細胞胎児核酸を用いて胎児の性別を予測または判定するためのデバイス、システム、キット、および方法が提供される。デバイスは、妊娠の初期段階中の必要な時点に使用可能であり、かつ通信デバイスと互換性がある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイスであって、
ａ）細胞除去サンプルを産生するために体液サンプルから細胞を除去するためのサンプル精製器；および
ｂ）細胞除去サンプル中の複数の無細胞ＤＮＡフラグメントを検出するための検出試薬およびシグナル検出器のうち少なくとも１つ
を備える、デバイス。
【請求項２】
第１の配列が複数の無細胞ＤＮＡフラグメントの第１の無細胞ＤＮＡフラグメントに存在し、第２の配列が複数の無細胞ＤＮＡフラグメントの第２の無細胞ＤＮＡフラグメントに存在し、第１の配列は第２の配列と少なくとも８０％同一である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
デバイスは、少なくとも１つの核酸増幅試薬、および第１の配列と第２の配列を増幅可能な一対のプライマーを含む、請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
第１の配列および第２の配列の少なくとも１つは、被験体のゲノムにおいて少なくとも二回反復される、請求項２に記載のデバイス。
【請求項５】
第１の配列および第２の配列は各々、長さが少なくとも１０のヌクレオチドである、請求項２に記載のデバイス。
【請求項６】
第１の配列は第１の染色体上にあり、第２の配列は第２の染色体上にある、請求項２に記載のデバイス。
【請求項７】
第１の配列および第２の配列は、同じ染色体上にあるが、少なくとも１つのヌクレオチドにより分離されている、請求項２に記載のデバイス。
【請求項８】
第１の配列および第２の配列は機能的に結合した状態にある、請求項２に記載のデバイス。
【請求項９】
サンプル精製器はフィルターを備えており、フィルターの孔径は約０．０５〜約２ミクロンである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
フィルターは垂直フィルターである、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
サンプル精製器は、抗体、抗原結合性抗体フラグメント、リガンド、受容体、ペプチド、小分子、およびそれらの組み合わせから選択される結合部分を備えている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１２】
結合部分は細胞外小胞に結合可能である、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
少なくとも１つの核酸増幅試薬は、等温増幅試薬を含む、請求項２に記載のデバイス。
【請求項１４】
シグナル検出器は側方流動片である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１５】
デバイスは単一のハウジングに包含される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１６】
デバイスは室温で作動する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１７】
デバイスは、体液を受けてから約５〜約２０分以内に細胞除去サンプル中の複数のバイオマーカーを検出できる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１８】
通信接続部を備えている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１９】
経皮穿刺デバイスを備えている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２０】
方法であって、
ａ）被験体からの流体サンプルを得る工程であって、生体サンプルの容量は約１２０マイクロリットル以下である、工程；
ｂ）増幅産物を産生するために、流体サンプル中の少なくとも１つの無細胞核酸を、増幅試薬、および目的の配列に対応する配列へとアニールするオリゴヌクレオチドプライマーと接触させる工程；および
ｃ）増幅産物の有無を検出する工程であって、増幅産物の有無は被験体の健康状態を示す、工程
を含む、方法。
【請求項２１】
流体サンプルは血液サンプルである、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
流体サンプルは、血液由来の血漿サンプルである、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
血漿サンプルの容量は５０μｌ以下である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
血漿サンプルの容量は、約１０μｌ〜約４０μｌである、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
サンプルは、約２５ｐｇ〜約２５０ｐｇの全循環無細胞ＤＮＡを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
サンプルは、目的の配列の約５〜約１００のコピーを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】
コピーは互いに対して少なくとも９０％同一である、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
目的の配列は、長さが少なくとも１０のヌクレオチドである、請求項２０に記載の方法。
【請求項２９】
接触させる工程は、等温増幅を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項３０】
接触させる工程は、室温で行われる、請求項２０に記載の方法。
【請求項３１】
前記方法は、増幅が生じたときにタグを増幅産物へと組み込む工程を含み、少なくとも１つの増幅産物の検出は、タグの検出を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項３２】
タグはヌクレオチドを含まない、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
増幅産物の検出は、増幅産物を、タグと相互作用可能な結合部分に接触させることを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
側方流動デバイス上で増幅産物を結合部分に接触させる工程を含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
工程（ａ）〜（ｃ）は、１５分未満で実行される、請求項２０に記載の方法。
【請求項３６】
前記方法は被験体により実行される、請求項２０に記載の方法。
【請求項３７】
前記方法は、方法の実行のために技術訓練を受けていない個体により実行される、請求項２０に記載の方法。
【請求項３８】
得る工程、接触させる工程、および検出する工程は、単一の携帯型デバイスを用いて実行される、請求項２０に記載の方法。
【請求項３９】
健康状態は、妊娠の有無から選択される、請求項２０に記載の方法。
【請求項４０】
健康状態は、神経異常、代謝異常、癌、自己免疫疾患、アレルギー反応、および感染症の有無から選択される、請求項２０に記載の方法。
【請求項４１】
健康状態は、薬物または治療に対する反応である、請求項２０に記載の方法。
【請求項４２】
デバイスであって、
ａ）女性被験体の流体サンプルから細胞を除去するためのサンプル精製器；
ｂ）少なくとも１つの核酸増幅試薬；
ｃ）Ｙ染色体に対応する配列を含む少なくとも１つのオリゴヌクレオチドであって、少なくとも１つのオリゴヌクレオチドおよび核酸増幅試薬は増幅産物を産生できる、オリゴヌクレオチド；および
ｄ）増幅サンプルを検出するための検出試薬およびシグナル検出器のうち少なくとも１つ
を備える、デバイス。
【請求項４３】
オリゴヌクレオチドは、ＤＹＳ１４遺伝子またはＴＴＴＹ２２遺伝子から選択される遺伝子の対応する配列を含む、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項４４】
方法であって、
ａ）妊娠中の女性被験体から流体サンプルを得る工程であって、生体サンプルの容量は約３００マイクロリットル以下である、工程；
ｂ）流体サンプル中の少なくとも１つの無細胞核酸を、増幅試薬、および性染色体に対応する配列へとアニールするオリゴヌクレオチドプライマーと接触させる工程；および
ｃ）増幅産物の有無を検出する工程であって、増幅産物の有無は妊娠中の女性被験体の胎児の性別を示す、工程
を含む、方法。
【請求項４５】
流体サンプルは血液サンプルである、請求項４３に記載の方法。
【請求項４６】
血液サンプルの容量は１２０μＬ以下である、請求項４４に記載の方法。
【請求項４７】
流体サンプルは、血液由来の血漿サンプルである、請求項４３に記載の方法。
【請求項４８】
血漿サンプルの容量は５０μＬ以下である、請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】
血漿サンプルの容量は、約１０〜約４０μＬである、請求項４６に記載の方法。
【請求項５０】
得る工程は、指への穿刺を行うことを含む、請求項４３〜４８の何れか１つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、２０１７年９月２６日出願の米国仮特許出願第６２／５６３，３１４号、および２０１７年１２月２１日出願の米国仮特許出願第６２／６０９，０８６号の優先権を主張するものである。優先権は、米国特許法第１１９条（ｅ）の定めに準じて主張される。前記特許出願は、あたかも完全に本明細書に記載されるかのように、組み込まれるものとする。
【背景技術】
【０００２】
遺伝子検査は、被験体のＤＮＡおよび／またはその発現に関する情報を得るための手段である。遺伝子検査は、被験体に関する生体情報を得るために絶えず発展している。この生体情報には多くの用途があり、個体の健康状態の判定、感染症または疾患を抱える個体の診断、個体に適した処置の決定、犯罪の解決、および父性の識別が挙げられる。現在、遺伝子検査は主に、診療所や研究所において、訓練された人員が、使用のために技術訓練および専門的知識を必要とする高額かつ広大な器具を用いることにより実行される。通常、患者からの生体サンプルの入手から、患者への遺伝子検査結果の提供まで、数日から数週間を要する。
【０００３】
一例として、妊娠を自覚するようになる多くの人々が、乳児の性（本出願の全体にわたり、性別と称する）をできるだけ早く知ることを望んでいる。母体の血液中のＤＮＡからの性別情報の入手を可能にする検査が存在する。母体から入手した血液は、高度な訓練を受けた技術者により精巧な器具を用いて解析されねばならない。血液が、ＤＮＡ解析が行われる研究所から離れた場所で得られる場合、サンプルは、適時保管、輸送、および解析され、または、サンプル劣化の危険に冒されてしまう。
【発明の概要】
【０００４】
本明細書には、動物（ヒトまたは非ヒト）、環境（例えば水、土壌）、植物、細菌、および食物からのサンプルを含む生体サンプルの成分（例えば核酸、タンパク質）を解析するためのデバイス、システム、キット、および方法が開示される。通常、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、無細胞ＤＮＡ断片化の利用により、非常に低容量のサンプルの遺伝子情報を提供することができる。無細胞ＤＮＡ断片化は、標的領域に沿って反復領域（例えば共通配列を有する領域）および／または複数の検出領域から、統計的に独立したマーカーを作り出す。非限定的な例として、反復領域（例えば、同一または類似の配列の倍数のコピーを含んでいるゲノムの領域）からの無細胞ＤＮＡフラグメントは、複数のコピーに存在しない配列を有するＤＮＡフラグメントよりも大きく有効な濃度でサンプル中に存在する。都合の良いことに、反復領域のフラグメントはまた、一対のプライマーにより増幅され、または単一のプローブにより検出され得る。しかし、複数の検出領域は、同様の配列を共有する必要はない。そのようなフラグメントは、例えばタグ付けすること、または、ユニバーサルプライマーにより増幅または（例えば多重フォーマットにおいて）複数のプライマー対により増幅することにより、少量で検出され得る。
【０００５】
無細胞循環核酸の解析は、多数の技術的な問題に直面している。例えば、血液中の循環核酸の増幅は、全血中の成分（例えばヘモグロビンおよび関連する鉄分）の一部により阻害され得る。本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、これら技術的な問題の多くを解消することを目的とする。加えて、このデバイス、システム、キット、および方法は、（１）侵襲性が最小限である、（２）技術訓練をほとんどまたは全く行うことなく家庭で利用可能である（例えば、複合設備を必要としない）、および（３）状態（例えば妊娠、感染症）の初期段階に有益であるといった利点をもたらす。さらに、採血および集中的な検査のための医師／病院訪問の反復の回避は、患者のコンプライアンスを改善し、より頻繁なモニタリングを可能とし、最終的にはヘルスケアシステムに低コストでの健康アウトカムの改善をもたらす。
【０００６】
本明細書には、いくつかの態様において、細胞除去サンプルを産生するために体液サンプルから細胞を除去するためのサンプル精製器；および細胞除去サンプル中の複数のバイオマーカーを検出するための検出試薬およびシグナル検出器のうち少なくとも１つを備える、デバイスが開示される。いくつかの例において、複数のバイオマーカーは、複数の無細胞ＤＮＡフラグメントを含む。いくつかの例において、複数の無細胞フラグメントの各々は、第１の配列、または第１の配列に少なくとも９０％相同する第２の配列によって表わされる領域を含む。いくつかの例において、第１の配列は、第２の配列から物理的に十分に離れており、これにより、第１の配列は被験体の第１の無細胞核酸に存在し、第２の配列は被験体の第２の無細胞の核酸に存在する。いくつかの例において、デバイスは、少なくとも１つの核酸増幅試薬、および第１の配列と第２の配列を増幅可能な一対のプライマーを含む。いくつかの例において、第１の配列および第２の配列の少なくとも１つは、被験体のゲノムにおいて少なくとも二回反復される。いくつかの例において、第１の配列および第２の配列の少なくとも１つは、被験体のゲノムにおいて少なくとも三回反復される。いくつかの例において、第１の配列および第２の配列の少なくとも１つは、被験体のゲノムにおいて少なくとも四回反復される。いくつかの例において、第１の配列および第２の配列の少なくとも１つは、被験体のゲノムにおいて少なくとも五回反復される。いくつかの例において、第１の配列および第２の配列は各々、長さが少なくとも１０のヌクレオチドである。いくつかの実施形態において、第１の配列は第１の染色体上にあり、第２の配列は第２の染色体上にある。いくつかの例において、第１の配列および第２の配列は、同じ染色体上にあるが、少なくとも１つのヌクレオチドにより分離されている。いくつかの例において、第１の配列および第２の配列は機能的に結合した状態にある。いくつかの例において、第１の配列は、第２の配列と少なくとも８０％同一である。いくつかの例において、サンプル精製器はフィルターを備える。いくつかの例において、サンプル精製器は、体液を押し出してフィルターを通過させるためのウィッキング材料（ｗｉｃｋｉｎｇ  ｍａｔｅｒｉａｌ）またはキャピラリーデバイスを備えている。いくつかの例において、フィルターの孔径は約０．０５〜約２ミクロンである。いくつかの例において、サンプル精製器は、流体サンプル中の核酸、タンパク質、細胞表面マーカー、または微小小胞体表面マーカーに結合する、結合部分を備えている。いくつかの例において、結合部分は、抗体、抗原結合性抗体フラグメント、リガンド、受容体、ペプチド、小分子、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの例において、結合部分は細胞外小胞に結合可能であり、細胞外小胞は、女性の被験体の胎児細胞または胎盤細胞から放たれる。いくつかの例において、少なくとも１つの核酸増幅試薬は、少なくとも１つの等温増幅試薬を含む。いくつかの例において、少なくとも１つの等温増幅試薬は、レコンビナーゼポリメラーゼ、ＤＮＡ結合タンパク質、鎖置換ポリメラーゼ、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの例におい���、シグナル検出器は固形支持体を含む。いくつかの例において、固形支持体はカラムである。いくつかの例において、固形支持体は、増幅産物に結合する結合部分を含む。いくつかの例において、結合部分はオリゴヌクレオチドである。いくつかの例において、シグナル検出器は側方流動片（ｌａｔｅｒａｌ  ｆｌｏｗ  ｓｔｒｉｐ）である。いくつかの例において、デバイスは検出試薬を含み、検出試薬は金粒子または蛍光粒子を含む。いくつかの例において、サンプル精製器は血液から細胞を除去し、細胞除去サンプルは血漿である。いくつかの例において、デバイスは単一のハウジングに包含される。いくつかの例において、デバイスは室温で作動する。いくつかの例において、デバイスは、体液を受けて約５〜２０分以内に、細胞除去サンプル中の複数のバイオマーカーを検出することができる。いくつかの例において、デバイスは輸送区画または保管区画を備えている。いくつかの例において、輸送区画または保管区画は、吸収パッドまたは流体容器を備えている。いくつかの例において、デバイスは通信接続部を備えている。いくつかの例において、通信接続部は、無線通信システム、ケーブル、またはケーブルポートである。いくつかの例において、デバイスは経皮穿刺デバイスを備えている。
【０００７】
さらに本明細書には、いくつかの態様において、被験体からの流体サンプルを得る工程であって、生体サンプルの容量は約３００μＬ以下である、工程；流体サンプル中の少なくとも１つの無細胞核酸を、増幅試薬、および目的の配列に対応する配列へとアニールするオリゴヌクレオチドプライマーと接触させる工程；および増幅産物の有無を検出する工程であって、増幅産物の有無は被験体の健康状態を示す、工程を含む、方法が開示される。いくつかの例において、流体サンプルは血液サンプルである。いくつかの例において、血液サンプルの容量は１２０μｌ以下である。いくつかの例において、流体サンプルは、血液由来の血漿サンプルである。いくつかの例において、血漿サンプルの容量は５０μｌ以下である。いくつかの例において、血漿サンプルの容量は、約５μｌ〜約４０μｌである。いくつかの例において、血漿サンプルの容量は、約１０μｌ〜約４０μｌである。いくつかの例において、得る工程は、指への穿刺を行うことを含む。いくつかの例において、方法は、指への穿刺から生じる血液を増大させるために、穿刺された指を搾ることを含む。いくつかの例において、血液サンプルを得る工程は、静脈切開を実行することを含まない。いくつかの例において、流体サンプルは尿サンプルである。いくつかの例において、流体サンプルは涙腺分泌物（涙）を含む。いくつかの実施形態において、流体サンプルは間質液を含む。いくつかの例において、化学汚染物質は唾液を含む。いくつかの例において、方法は、流体サンプルから、細胞、細胞フラグメント、および微粒子のうち少なくとも１つを除去する工程を含む。いくつかの例において、サンプルは、約２５ｐｇ〜約２５０ｐｇの全循環無細胞ＤＮＡを含む。いくつかの例において、サンプルは、長さが約２０〜約１６０の塩基対を有する無細胞ＤＮＡフラグメントを含む。いくつかの例において、サンプルは、長さが約２０〜約２５０の塩基対を有する無細胞ＤＮＡフラグメントを含む。いくつかの例において、サンプルは、目的の配列の約５〜約１００のコピーを含む。いくつかの例において、目的の配列は、長さが少なくとも１０のヌクレオチドである。いくつかの例において、コピーは互いに対して少なくとも９０％同一である。いくつかの例において、増幅は等温増幅を含む。いくつかの例において、増幅は室温で行われる。いくつかの例において、方法は、増幅が生じたときにタグを増幅産物へと組み込む工程を含み、少なくとも１つの増幅産物の検出は、タグの検出を含む。いくつかの実施形態において、タグはヌクレオチドを含まない。いくつかの例において、増幅産物の検出は、増幅産物を、タグと相互作用可能な結合部分に接触させることを含む。いくつかの例において、方法は、側方流動デバイス上で増幅産物を結合部分に接触させることを含む。いくつかの例において、方法は１５分未満で実行される。いくつかの例において、方法は３０分未満で実行される。いくつかの例において、方法は６０分未満で実行される。いくつかの例において、方法は被験体により実行される。いくつかの例において、方法は、方法の実行のために技術訓練を受けていない個体により実行される。いくつかの例において、方法は、単一の携帯型デバイ���を用いて、得る工程、接触させる工程、および検出する工程を含む。いくつかの例において、被験体は、携帯型デバイスの経皮穿刺デバイスに自身の皮膚を押し付けることにより、得る工程を実行する。いくつかの例において、被験体は、経皮穿刺デバイスに自身の皮膚を多くとも一回押し付ける。いくつかの例において、被験体は、経皮穿刺デバイスに自身の皮膚を多くとも二回押し付ける。いくつかの例において、健康状態は、妊娠の有無から選択される。いくつかの例において、健康状態は神経異常の存在である。いくつかの例において、健康状態は神経異常の欠如である。いくつかの例において、健康状態は代謝異常の存在である。いくつかの例において、健康状態は代謝異常の欠如である。いくつかの例において、健康状態は癌の存在である。いくつかの例において、健康状態は癌の欠如である。いくつかの例において、健康状態は自己免疫疾患の存在である。いくつかの例において、健康状態は自己免疫疾患の欠如である。いくつかの例において、健康状態はアレルギー反応の存在である。いくつかの例において、健康状態はアレルギー反応の欠如である。いくつかの例において、健康状態は感染症の存在である。いくつかの例において、健康状態は感染症の欠如である。いくつかの例において、健康状態は、遺伝性の遺伝学疾患または後成的疾患の存在である。いくつかの例において、健康状態は、遺伝性の遺伝学疾患または後成的疾患の欠如である。いくつかの例において、健康状態は、薬物または治療に対する反応である。
【０００８】
非限定的な例として、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、胎児の性別の判定のために使用され得る。本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、研究設備を必要とすることなく、かつサンプルの取り間違いの危険なしに、家庭内での性別判定を可能にする。これらデバイス、システム、キット、および方法は一般的に、無細胞胎児ＤＮＡおよび／または無細胞胎児ＲＮＡを解析する。本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、胎児核酸をほとんど必要としないことから、妊娠の初期段階にて胎児の性別を有利に判定できる。本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、Ｙ染色体上の複数のコピーに頻繁に存在する、生体サンプル中のＹ染色体の有無を一意的に識別可能な遺伝子またはあらゆる増幅可能な領域を含むＹ染色体のフラグメントを検出できるので、非常に低容量のサンプルから性別状態を提供する。これらのフラグメントの有効な濃度は、大半の場合に複数のコピーに存在しない、そのような遺伝子のフラグメントよりも高い。
【０００９】
いくつかの態様において、本明細書には、女性被験体の流体サンプルから細胞を除去するためのサンプル精製器；少なくとも１つの核酸増幅試薬；Ｙ染色体に対応する配列を含む少なくとも１つのオリゴヌクレオチドであって、少なくとも１つのオリゴヌクレオチドおよび核酸増幅試薬は増幅産物を産生できる、オリゴヌクレオチド；および増幅サンプルを検出するための検出試薬およびシグナル検出器のうち少なくとも１つを備える、デバイスが開示される。いくつかの例において、流体サンプルは血液である。いくつかの例において、サンプル精製器はフィルターを備える。いくつかの例において、サンプル精製器は、体液を押し出してフィルターを通過させるためのウィッキング材料またはキャピラリーデバイスを備えている。いくつかの例において、フィルターの孔径は約０．０５〜約２ミクロンである。いくつかの例において、サンプル精製器は、流体サンプル中の核酸、タンパク質、細胞表面マーカー、または微小小胞体表面マーカーを結合させる、結合部分を備えている。いくつかの例において、結合部分は、抗体、抗原結合性抗体フラグメント、リガンド、受容体、ペプチド、小分子、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの例において、結合部分は細胞外小胞に結合可能であり、細胞外小胞は、女性被験体の胎児細胞または胎盤細胞から放たれる。いくつかの例において、結合部分は、ヒト絨毛膜ゴナドトロピンタンパク質、またはヒト絨毛膜ゴナドトロピンコード遺伝子の転写物に結合する。いくつかの例において、少なくとも１つのオリゴヌクレオチドは、Ｙ染色体配列にハイブリダイズするプライマーを含む。いくつかの例において、少なくとも１つのオリゴヌクレオチドは、Ｙ染色体配列にハイブリダイズするプローブを含み、プローブはオリゴヌクレオチドタグを含む。いくつかの例において、オリゴヌクレオチドタグは、Ｙ染色体配列に特異的ではない。いくつかの例において、デバイスは、オリゴヌクレオチドタグにハイブリダイズする少なくとも１つのプライマーを含み、増幅試薬の存在下で増幅産物を産生する。いくつかの例において、少なくとも１つの核酸増幅試薬は、少なくとも１つの等温増幅試薬を含む。いくつかの例において、少なくとも１つの等温増幅試薬は、レコンビナーゼポリメラーゼ、ＤＮＡ結合タンパク質、鎖置換ポリメラーゼ、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの例において、シグナル検出器は固形支持体を含む。いくつかの例において、固形支持体はビーズである。いくつかの例において、固形支持体は、増幅産物に結合する結合部分を含む。いくつかの例において、結合部分はオリゴヌクレオチドである。いくつかの例において、シグナル検出器は側方流動片である。いくつかの例において、検出試薬は金粒子を含む。いくつかの例において、検出試薬は蛍光粒子を含む。いくつかの例において、デバイスは単一のハウジングに包含される。いくつかの例において、デバイスは室温で作動する。いくつかの例において、デバイスは、体液を受けて約５〜２０分以内に、増幅産物を検出する。いくつかの例において、デバイスは輸送区画または保管区画を備えている。いくつかの例において、輸送区画または保管区画は、吸収パッドまたは流体容器を備えている。いくつかの例において、デバイスは通信接続部を備えている。いくつかの例において、通信接続部は、無線通信システム、ケーブル、またはケーブルポートである。いくつかの例において、デバイスは経皮穿刺デバイスを備えている。
【００１０】
いくつかの態様において、本明細書には、本明細書に開示されるデバイス、および経皮穿刺デバイスを備える、キットが開示される。いくつかの例において、経皮穿刺デバイスはランセットである。いくつかの例において、デバイスは、経皮穿刺から血液を取り出すためのキャピラリーを備える。いくつかの例において、キットは、それらの構成部分のデバイスを加熱または冷却するための容器、パウチ、ワイヤー、またはケーブルを備えている。
【００１１】
いくつかの態様において、本明細書には、妊娠中の女性被験体から流体サンプルを得る工程であって、生体サンプルの容量は約３００μＬ以下である、工程；流体サンプル中の少なくとも１つの無細胞核酸を、増幅試薬、および性染色体に対応する配列へとアニールするオリゴヌクレオチドプライマーと接触させる工程；および増幅産物の有無を検出する工程であって、増幅産物の有無は妊娠中の女性被験体の胎児の性別を示す、工程を含む、方法が開示される。いくつかの例において、流体サンプルは血液サンプルである。いくつかの例において、得る工程は、指への穿刺を行うことを含む。いくつかの例において、得る工程は、指への穿刺から生じる血液を増大させるために、穿刺された指を搾ることを含む。いくつかの例において、血液サンプルを得る工程は、静脈切開を実行することを含まない。いくつかの例において、流体サンプルは尿サンプルである。いくつかの例において、流体サンプルは唾液サンプルである。いくつかの例において、方法は、流体サンプルから、細胞、細胞フラグメント、および微粒子のうち少なくとも１つを除去する工程を含む。いくつかの例において、サンプルは、約２５ｐｇ〜約２５０ｐｇの全循環無細胞ＤＮＡを含む。いくつかの例において、無細胞核酸は、無細胞胎児ＤＮＡフラグメントを含む。いくつかの例において、無細胞胎児ＤＮＡフラグメントは、長さが約２０〜約１６０の塩基対である。いくつかの例において、性染色体に対応する配列は、Ｙ染色体上の２つのコピーに存在するＹ染色体配列である。いくつかの例において、Ｙ染色体配列は、ＤＹＳ１４遺伝子またはＴＴＴＹ２２遺伝子に存在する配列である。いくつかの例において、サンプルは、無細胞核酸の約１００を超えるコピーを含まない。いくつかの例において、サンプルは、無細胞核酸の約５〜約１００のコピーを含む。いくつかの例において、妊娠中の女性被験体は、妊娠８週目以下である。いくつかの例において、増幅は等温増幅を含む。いくつかの例において、増幅は室温で行われる。いくつかの例において、増幅は、循環無細胞核酸をレコンビナーゼポリメラーゼに接触させることを含む。いくつかの例において、方法は、無細胞核酸にオリゴヌクレオチドタグをタグ付けする工程を含む。いくつかの例において、増幅は、無細胞核酸を、オリゴヌクレオチドタグに対応する配列を有する少なくとも１つのオリゴヌクレオチドプライマーに接触させることを含む。いくつかの例において、オリゴヌクレオチドプライマーは、増幅条件と増幅試薬の少なくとも１つが提供されるまで、オリゴヌクレオチドプライマーの伸長を妨げる遮断基を含む。いくつかの例において、方法は、増幅が生じたときにタグを増幅産物へと組み込む工程を含み、少なくとも１つの増幅産物の検出は、タグの検出を含む。いくつかの例において、増幅産物の検出は、増幅されたオリゴヌクレオチドタグの検出を含む。いくつかの例において、タグはヌクレオチドを含む。いくつかの例において、タグはヌクレオチドを含まない。いくつかの例において、増幅産物の検出は、増幅産物を、タグまたはオリゴヌクレオチドタグと相互作用可能な結合部分に接触させることを含む。いくつかの例において、方法は、側方流動デバイス上���増幅産物を結合部分に接触させることを含む。いくつかの例において、工程（ａ）〜（ｃ）は、１５分未満で実行される。いくつかの例において、方法は被験体により実行される。いくつかの例において、方法は、方法の実行のために技術訓練を受けていない個体により実行される。いくつかの例において、容量は１２０μＬ以下である。
【００１２】
いくつかの態様において、本明細書には、携帯型デバイスを用いて妊娠中の女性被験体から流体サンプルを得る工程であって、流体サンプルの容量は約３００μＬ以下である、工程；携帯型デバイスを用いて流体サンプル中の少なくとも１つの無細胞核酸を配列決定する工程；携帯型デバイスにおける表示を通じてＹ染色体に対応する配列の有無を検出する工程であって、それにより妊娠中の女性被験体の胎児の性別を判定する、工程；および携帯型デバイスを用いて性別を他の被験体に伝達する工程を含む、方法が開示される。いくつかの実施形態において、検出する工程と伝達する工程は、同時に生じる。いくつかの例において、容量は１２０μＬ以下である。いくつかの例において、得る工程は、静脈切開を含まない。いくつかの例において、妊娠中の女性被験体は、携帯型デバイスの経皮穿刺デバイスに自身の皮膚を押し付けることにより、得る工程を実行する。いくつかの例において、妊娠中の女性被験体は、経皮穿刺デバイスに指を押し付ける。いくつかの例において、妊娠中の女性被験体は、経皮穿刺デバイスに自身の皮膚を多くとも一回押し付ける。いくつかの例において、妊娠中の女性被験体は、経皮穿刺デバイスに自身の皮膚を多くとも二回押し付ける。
【００１３】
いくつかの態様において、本明細書には、細胞除去サンプルを産生するために体液サンプルから細胞を除去するためのサンプル精製器；および細胞除去サンプル中の複数の無細胞ＤＮＡフラグメントを検出するための検出試薬およびシグナル検出器の少なくとも１つを備える、デバイスが開示される。いくつかの例において、第１の配列は、複数の無細胞ＤＮＡフラグメントの第１の無細胞ＤＮＡフラグメントに存在し、第２の配列は、複数の無細胞ＤＮＡフラグメントの第２の無細胞ＤＮＡフラグメントに存在し、第１の配列は第２の配列に対し少なくとも８０％同一である。いくつかの例において、デバイスは、少なくとも１つの核酸増幅試薬、および第１の配列と第２の配列を増幅可能な一対のプライマーを含む。いくつかの例において、第１の配列および第２の配列の少なくとも１つは、被験体のゲノムにおいて少なくとも二回反復される。いくつかの例において、第１の配列および第２の配列は各々、長さが少なくとも１０のヌクレオチドである。いくつかの実施形態において、第１の配列は第１の染色体上にあり、第２の配列は第２の染色体上にある。いくつかの例において、第１の配列および第２の配列は同じ染色体上にあるが、少なくとも１つのヌクレオチドにより分離されている。いくつかの例において、第１の配列および第２の配列は、機能的に結合した状態にある。いくつかの例において、サンプル精製器はフィルターを含み、フィルターの孔径は、約０．０５〜約２ミクロンである。いくつかの実施形態において、フィルターは垂直フィルターである。いくつかの例において、サンプル精製器は、抗体、抗原結合性抗体フラグメント、リガンド、受容体、ペプチド、小分子、およびそれらの組み合わせから選択される結合部分を含む。いくつかの例において、結合部分は細胞外小胞に結合可能である。いくつかの例において、少なくとも１つの核酸増幅試薬は等温増幅試薬を含む。いくつかの例において、シグナル検出器は側方流動片である。いくつかの例において、デバイスは単一のハウジングに包含される。いくつかの例において、デバイスは室温で作動する。いくつかの例において、デバイスは、体液を受けて約５〜約２０分以内に細胞除去サンプル中の複数のバイオマーカーを検出できる。いくつかの例において、デバイスは通信接続部を備えている。いくつかの例において、デバイスは経皮穿刺デバイスを含む。
【００１４】
さらに本明細書には、いくつかの態様において、被験体から流体サンプルを得る工程であって、生体サンプルの容量は約１２０マイクロリットル以下である、工程；増幅産物を産生するために、流体サンプル中の少なくとも１つの無細胞核酸を、増幅試薬、および目的の配列に対応する配列へとアニールするオリゴヌクレオチドプライマーと接触させる工程；および増幅産物の有無を検出する工程であって、増幅産物の有無は被験体の胎児の性別を示す、工程を含む、方法が開示される。いくつかの例において、流体サンプルは血液サンプルである。いくつかの例において、血漿サンプルの容量は５０μＬ以下である。いくつかの例において、血漿サンプルの容量は約１０μＬ〜約４０μＬである。いくつかの例において、サンプルは、約２５ｐｇ〜約２５０ｐｇの全循環無細胞ＤＮＡを含む。いくつかの例において、サンプルは、目的の配列の約５〜約１００のコピーを含む。いくつかの例において、コピーは、互いに対して少なくとも９０％同一である。いくつかの例において、目的の配列は、長さが１０のヌクレオチドである。いくつかの例において、接触させる工程は、等温増幅を含む。いくつかの例において、接触させる工程は室温で行われる。いくつかの例において、方法は、増幅が生じたときにタグを増幅産物へと組み込む工程を含み、少なくとも１つの増幅産物の検出は、タグの検出を含む。いくつかの例において、タグはヌクレオチドを含まない。いくつかの例において、増幅産物の検出は、増幅産物を、タグと相互作用可能な結合部分に接触させることを含む。いくつかの例において、方法は、側方流動デバイス上で増幅産物を結合部分に接触させることを含む。いくつかの例において、工程（ａ）〜（ｃ）は、１５分未満で実行される。いくつかの例において、方法は被験体により実行される。いくつかの例において、方法は、方法の実行のために技術訓練を受けていない個体により実行される。いくつかの例において、得る工程、接触させる工程、および検出する工程は、単一の携帯型デバイスを用いて実行される。いくつかの例において、健康状態は、妊娠の有無から選択される。いくつかの例において、健康状態は、神経異常、代謝異常、癌、自己免疫疾患、アレルギー反応、および感染症の有無から選択される。いくつかの例において、健康状態は、薬物または治療に対する反応である。
【００１５】
引用による組み込み
本明細書で言及される全ての刊行物、特許、および特許出願は、あたかも個々の刊行物、特許、または特許出願が参照により本明細書に具体的かつ個別に組み込まれるのと同じ程度にまで、参照により本明細書に組み込まれている。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本明細書に開示される方法、デバイス、システム、およびキットの新規な特徴は、添付の請求項において具体的に説明される。本明細書に開示される方法、デバイス、システム、およびキットの特徴と利点についてのさらなる理解は、本明細書に開示される方法、デバイス、システム、およびキットの原理が用いられる例示的な実施形態を説明する以下の詳細な説明と、添付の図面を参照することによって得られる：
【図１】（断片化されていない）ゲノムＤＮＡおよび無細胞ＤＮＡの形態における、単一の標的配列と複数コピー標的配列両方の増幅と検出の成功を示す。
【図２】本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットを使用する方法のための典型的なワークフローを示す。
【図３】本明細書に開示されるデバイスに適用される８０μｌの全血を使用した、Ｙ染色体からのＤＮＡの増幅を示す。
【図４】ポリアクリルアミドゲル上でのレコンビナーゼポリメラーゼ増幅により増幅されたＹ染色体ＤＮＡを示す。特異的なプライマー配列およびアンプリコン配列は、表３と４に列挙される。予想されるサイズ、アンプリコン、およびプライマーは、以下のとおりである：レーン１：ＬＭＷラダー；レーン２：ＮＴＣ  ＴｗｉｓｔＤｘ；レーン３：ＰｏｓＣｏｎ  ＴｗｉｓｔＤｘ（１４３ｂｐ）；レーン４：ＳＲＹ  ６−ＮＴＣ、プライマーは示されず；レーン５：ＳＲＹ  ６−男性（３７０ｂｐ）、プライマーは示されず；レーン６：ＤＹＳ１４−Ａｍｐ１０（１３４ｂｐ）、プライマーＤＹＳ１４＿１＿Ｆ＿ＬｏｎｇおよびＤＹＳ１４＿５＿Ｒ＿Ｌｏｎｇ：レーン７：ＤＹＳ１４−Ａｍｐ１１（１４８ｂｐ）、プライマーＤＹＳ１４＿５＿Ｆ＿ｌｏｎｇおよびＤＹＳ１４＿４＿Ｒ＿ｌｏｎｇ；レーン８：ＴＴＴＹ２２−Ａｍｐ１０（１１８ｂｐ）、プライマーＴＴＴＹ２２＿１＿Ｆ＿ｌｏｎｇおよびＴＴＴＹ２２＿２＿Ｒ＿ｌｏｎｇ；レーン９：ＴＴＴＹ２２−Ａｍｐ１１（１２１ｂｐ）、プライマーＴＴＴＹ２２＿７＿Ｆ＿ｌｏｎｇおよびＴＴＴＹ２２＿６＿Ｒ＿ｌｏｎｇ；レーン１０：ＴＴＴＹ２２−Ａｍｐ１２（１２３ｂｐ）、プライマーＴＴＴＹ２２＿６＿Ｆ−ｌｏｎｇおよびＴＴＴＹ２２＿４＿Ｒ＿ｌｏｎｇ；レーン１１：ＳＲＹ−Ａｍｐ１０（１７８ｂｐ）、プライマーは示されず；レーン１２：ＳＲＹ−Ａｍｐ１１（２１３ｂｐ）、プライマーは示されず；レーン１３：ＳＲＹ−Ａｍｐ１２（１６１ｂｐ）、プライマーは示されず；レーン１４：ＬＭＷラダー。
【図５】レコンビナーゼポリメラーゼ増幅からのＤＹＳ１４  Ｙ染色体増幅産物のリアルタイム検出を示す。
【図６】女性の対照サンプルを用いたレコンビナーゼポリメラーゼ増幅からのＤＹＳ１４  Ｙ染色体増幅産物のリアルタイム検出を示す。
【図７】Ｙ染色体ＤＹＳ１４レコンビナーゼポリメラーゼ増幅産物の側方流動検出を示す。
【図８Ａ】どのようにモバイル機器を使用して、本明細書に開示されるデバイスおよび方法から得た結果を表示、解釈、および／または共有できるのかについての例を示す。図８Ａは、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットと共に使用可能モバイルアプリケーションの機能の概要を示す。
【図８Ｂ】どのようにモバイル機器を使用して、本明細書に開示されるデバイスおよび方法から得た結果を表示、解釈、および／または共有できるのかについての例を示す。図８Ｂは、モバイルアプリケーションのためのグラフィック・ユーザー・インターフェースの非限定的な例を示す。この場合、インターフェースは、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットの使用を通じてユーザーを誘導するための段階的な通路（ｗａｋｌｔｈｒｏｕｇｈ）を設けている。
【図８Ｃ】どのようにモバイル機器を使用して、本明細書に開示されるデバイスおよび方法から得た結果を表示、解釈、および／または共有できるのかについての例を示す。図８Ｃは、モバイルアプリケーションのためのグラフィック・ユーザー・インターフェースの非限定的な例を示す。この場合、インターフェースは、ユーザーが本明細書に開示されるモバイルアプリケーション機能にアクセスするのを可能にするホーム画面を設けている。
【図８Ｄ】どのようにモバイル機器を使用して、本明細書に開示されるデバイスおよび方法から得た結果を表示、解釈、および／または共有できるのかについての例を示す。図８Ｄは、モバイルアプリケーションのためのグラフィック・ユーザー・インターフェースの非限定的な例を示す。この場合、インターフェースは、情報を受信するために本明細書に開示されるデバイス、システム、またはキットに接続するためにプロセスの状態をユーザーに通知する作業計画図（ｐｒｏｇｒｅｓｓ  ｄｉａｇｒａｍ）を設けている。
【図８Ｅ】どのようにモバイル機器を使用して、本明細書に開示されるデバイスおよび方法から得た結果を表示、解釈、および／または共有できるのかについての例を示す。図８Ｅは、モバイルアプリケーションのためのグラフィック・ユーザー・インターフェースの非限定的な例を示す。この場合、インターフェースは、ユーザーに性別検査のレポートを提供する。
【図８Ｆ】どのようにモバイル機器を使用して、本明細書に開示されるデバイスおよび方法から得た結果を表示、解釈、および／または共有できるのかについての例を示す。図８Ｆは、モバイルアプリケーションのためのグラフィック・ユーザー・インターフェースの非限定的な例を示す。この場合、インターフェースは、ユーザーが性別検査結果を共有するための特徴にアクセスするのを可能にする、ソーシャル・シェアリング・スクリーンを設けている。
【図８Ｇ】どのようにモバイル機器を使用して、本明細書に開示されるデバイスおよび方法から得た結果を表示、解釈、および／または共有できるのかについての例を示す。図８Ｇは、モバイルアプリケーションのためのグラフィック・ユーザー・インターフェースの非限定的な例を示す。この場合、インターフェースは、ユーザーが追加の特徴、例えば個人的なブログ、および重要な妊娠関連のイベントのタイムラインなどにアクセスするのを可能にするホームスクリーンを設けている。
【図９】Ｙ染色体上のＴＳＰＹ１（ＤＹＳ１４）遺伝子座に対し生成されたＲＰＡ産物を有するアガロースゲルを示す。
【図１０】ヒトＴＳＰＹ１（ＤＹＳ１４）Ｙ染色体ＲＰＡ−ＬＦ産物を有する、核酸の側方流動イムノアッセイ片を示す。
【図１１】高度に反復的なＹ染色体領域（ＨＲＹＲ）からのアンプリコンが、男性サンプルにより生成されることを示す。
【図１２】高度に反復的なＹ染色体領域（ＨＲＹＲ）からのアンプリコンが、女性サンプルにより生成されないことを示す。
【図１３】Ｖｉｖｉｄ（商標）膜ｖｓ標準遠心分離方法を用いた、５０マイクロリットル（μｌ）未満の男性の全血から分離された血漿間の比較を示す。
【図１４】男性被験体と女性被験体からの抽出のための入力として、２０μｌのヒト血漿のビーズベースおよびカラムベースの精製からの収率を示す。
【図１５】本明細書に開示される典型的なデバイスを示す。Ａは、典型的なデバイスの側面図を示す。Ｂは、典型的なデバイスの平面図を示す。Ｃは、典型的なデバイスの正面図を示す。
【００１７】
特定の用語
以下の記載は、本明細書に開示される方法、システム、およびキットの理解を補助するために提供される。本明細書に使用される用語の以下の記載は、これら用語の定義を限定するようには意図されない。これら用語は、本出願全体にわたりさらに記載かつ例示される。
【００１８】
一般的に、用語「無細胞ポリヌクレオチド」および「無細胞核酸」は、本明細書で互換的に使用され、細胞からポリヌクレオチドや核酸を抽出することなくサンプルから単離可能なポリヌクレオチドまたは核酸を指す。無細胞核酸は、細胞膜内に包含されていない核酸であり、すなわち、細胞区画に封入されていない。いくつかの実施形態において、無細胞の核酸は、細胞膜により結合されず、かつ、血液または他の流体に循環または存在する、核酸である。いくつかの実施形態において、無細胞核酸は、それを含む生体サンプルの収集前および／または収集後に無細胞であり、かつ、サンプルの収集時または収集後の操作を含む、意図的でもそうでなくとも、ヒトによるサンプル操作の結果として細胞から放たれない。いくつかの例において、無細胞核酸は細胞に産生され、かつ、物理的手段、例えばアポトーシス、および非アポトーシス細胞死、壊死、オートファジー、自発的放出（例えばＤＮＡ／ＲＮＡリポタンパク質複合体の）、分泌、および／または有系分裂細胞死により細胞から放たれる。いくつかの実施形態において、無細胞核酸は、生物学的機構（例えばアポトーシス、細胞分泌、小胞放出）により細胞から放たれる核酸を含む。さらなるまたは追加の実施形態において、無細胞核酸は、細胞またはサンプル処理（例えば細胞膜破壊、溶解、ボルテックス、剪断など）のヒトによる操作により細胞から抽出された核酸ではない。
【００１９】
いくつかの例において、無細胞核酸は無細胞胎児核酸である。一般的に、用語「無細胞胎児核酸」は、本明細書で使用されるように、本明細書に記載されるような無細胞核酸を指し、無細胞核酸は、胎児ＤＮＡを含む細胞由来である。多くの場合、無細胞胎児核酸の多くが、被験体の妊娠中に規則的に流れている胎盤組織の結果として、母体生体サンプルに見出される。多くの場合、流れている胎盤組織中の細胞の多くは、胎児ＤＮＡを含む細胞である。ゆえに、いくつかの例において、無細胞胎児核酸は、胎盤細胞から放たれた核酸である。
【００２０】
いくつかの例において、細胞核酸（細胞に含まれる核酸）は、本明細書に開示されるデバイスおよび方法により細胞から意図的にまたは非意図的に放たれる。しかし、これらは、本明細書で使用されるような「無細胞核酸」とは考慮されない。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、生体サンプル中の無細胞核酸の解析を提供し、かつ、このプロセスにおいて、同様に細胞核酸を解析する。
【００２１】
本明細書に使用されるように、用語「細胞核酸」は、細胞に含まれるポリヌクレオチドを指す。細胞核酸は、生体サンプルの操作により細胞から放出可能な核酸と記載され得る。生体サンプルの操作の非限定的な例は、遠心分離機、ボルテックス、剪断、混合、溶解、および、採取時に生体サンプルに存在しない生体サンプルへの試薬（例えば洗浄剤、緩衝液、塩、酵素）の添加を含む。細胞核酸は、溶解条件（例えば剪断および溶解緩衝液）により細胞から放出可能な核酸と記載され得る。細胞核酸は、生体サンプルを溶解試薬に接触させることで細胞から放出可能な核酸と記載され得る。典型的な溶解試薬は本明細書に開示される。いくつかの例において、細胞核酸は、機械、ヒト、またはロボットによる細胞の破壊または溶解により細胞から放出された核酸である。
【００２２】
本明細書に使用されるように、用語「バイオマーカー」は一般的に、被験体の生物学または状態の任意のマーカーを指す。バイオマーカーは、疾患または疾病の指標または結果であり得る。バイオマーカーは健康の指標であり得る。バイオマーカーは、遺伝的異常または遺伝性疾病の指標であり得る。バイオマーカーは、循環バイオマーカー（例えば、血液などの体液に見出される）であり得る。バイオマーカーは、組織バイオマーカー（例えば、肝臓または骨髄などの実質器官に見出される）であり得る。バイオマーカーの非限定的な例は、核酸、後成的修飾、タンパク質、ペプチド、抗体、抗体フラグメント、脂質、脂肪酸、ステロール、多糖、炭水化物、ウイルス粒子、微生物粒子を含む。場合によっては、バイオマーカーはさらに、細胞全体または細胞フラグメントを含み得る。
【００２３】
本明細書に使用されるように、用語「遺伝子情報」は一般的に、１つ以上の核酸配列を指す。いくつかの例において、遺伝子情報は、単一のヌクレオチドまたはアミノ酸であり得る。例えば、遺伝子情報は、一塩基多型の存在（または欠如）であり得る。他に明記されない限り、用語「遺伝子情報」はまた、後成的修飾パターン、遺伝子発現データ、およびタンパク質発現データを指す場合もある。いくつかの例において、バイオマーカーの存在、欠如、または量は、遺伝子情報を提供する。例えば、コレステロール値は、高コレステロール血症の遺伝学的形態を示し得る。ゆえに、遺伝子情報は核酸配列に限定するべきではない。
【００２４】
本明細書に使用されるように、用語「ゲノム当量」は一般的に、全ての遺伝子が存在することを保証するために、精製されたサンプルに存在することが必要とされるＤＮＡの量を指す。
【００２５】
本明細書に使用されるように、用語、「診療所」、「診療所環境」、「研究所」、または「研究所環境」は、病院、診療所、薬局、研究機関、病理検査室、または、訓練された人員が生物サンプルおよび／または環境サンプルを処理および／または解析する他の営利事業環境を指す。これらの用語は、ポイントオブケア、遠隔地、家庭、学校、および非営利環境、非施設環境と対比される。
【００２６】
本明細書に使用されるように、用語「約」は、数に関連して、その数のプラスまたはマイナス１０％の数を含む範囲を示す。用語「約」の付く範囲は、最低値のマイナス１０％、および最大値のプラス１０％の範囲を指す。
【００２７】
本明細書に使用されるように、用語「〜に特異的」は、配列またはバイオマーカーが特異的であるものの中、上、またはその場所にのみ見出される配列またはバイオマーカーを指す。例えば、配列がＹ染色体に特異的な場合、これは、配列が他の染色体ではなくＹ染色体にのみ見出されることを意味する。
【００２８】
本明細書および特許請求の範囲に使用されるように、「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈が明確に示していない限り、複数の指示対象を含む。例えば、用語「サンプル」は、複数のサンプルを含み、その混合物も含まれる。
【００２９】
本明細書に使用されるように、用語「ホモログ」、「相同の」、「相同性」、または「パーセント相同性」は、第２のアミノ酸配列または核酸配列に対する第１のアミノ酸配列または核酸配列の配列類似度を記載する。いくつかの例において、相同性は、ＫａｒｌｉｎおよびＡｌｔｓｃｈｕｌ（Ｐｒｏｃ．  Ｎａｔｌ．  Ａｃａｄ．  Ｓｃｉ．  ＵＳＡ  ８７：  ２２６４−２２６８，  １９９０，  ｍｏｄｉｆｉｅｄ  ａｓ  ｉｎ  Ｐｒｏｃ．  Ｎａｔｌ．  Ａｃａｄ．  Ｓｃｉ．  ＵＳＡ  ９０：５８７３−５８７７，  １９９３）により説明される式を用いて判定可能である。これらの式は、Ａｌｔｓｃｈｕｌ  ｅｔ  ａｌ．  （Ｊ．  Ｍｏｌ．  Ｂｉｏｌ．  ２１５：  ４０３−４１０，  １９９０）のベーシック・ローカル・アライメント・サーチ・ツール（ＢＬＡＳＴ）プログラムに組み入れられる。配列のパーセント相同性は、本出願の出願日時点で、ＢＬＡＳＴの最近のバージョンを使用して判定可能である。場合によっては、２以上の配列は、比較ウィンドウ、または、以下の配列比較アルゴリズムのうち１つを使用する、または手動アライメントおよび目視検査により測定されるような設計領域上で最大対応物と比較し、かつそれに対してアライメントを行った場合に、少なくとも２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、またはそれ以上の同一性を共有する場合に、相同性であり得る。場合によっては、２以上の配列は、多くとも２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、またはそれ以上の同一性を共有する場合に、同一であり得る。好ましくは、％同一性または相同性は、長さが少なくとも１０のアミノ酸またはヌクレオチドである領域に存在する。場合によっては、％同一性または相同性は、長さが約２５〜約１００のアミノ酸またはヌクレオチドである領域に存在する。場合によっては、％同一性または相同性は、長さが約５０〜約１００のアミノ酸またはヌクレオチドである領域に存在する。場合によっては、％同一性または相同性は、長さが約１００〜約１０００のアミノ酸またはヌクレオチドである領域に存在する。場合によっては、２つ以上の配列は相同性であり、配列において少なくとも１００のアミノ酸上で少なくとも２０％の同一性を共有し得る。場合によっては、２つ以上の配列は相同性であり、配列において少なくとも１００のアミノ酸上で少なくとも５０％の同一性を共有し得る。配列比較のために、一般的に、１つの配列は基準配列として作用し、それに対して検査配列が比較され得る。配列比較アルゴリズムを使用して、検査配列および基準配列をコンピューターに入力すると、続く座標は必要に応じて指定され、配列アルゴリズムプログラムのパラメーターが指定され得る。あらゆる適切なアルゴリズムが使用され、限定されないが、Ｓｍｉｔｈ−Ｗａｔｅｒｍａｎアライメントアルゴリズム、Ｖｉｔｅｒｂｉ、Ｂａｙｅｓｉａｎｓ、Ｈｉｄｄｅｎ  ��ａｒｋｏｖなどが挙げられる。デフォルト・プログラム・パラメーターが使用可能であり、または、代替的なパラメーターが指定可能である。その後、配列比較アルゴリズムは、基準配列に対する検査配列のパーセント配列同一性をプログラムパラメーターに基づいて算出するために使用され得る。あらゆる適切なアルゴリズムが使用され、それによりパーセント同一性が算出される。一部のプログラムは、例えば、アライメントされた位置の総数により割られる、同一の残基のアライメントされた位置の総数として、パーセント同一性を算出する。「比較ウィンドウ」は、本明細書に使用されるように、１０〜６００の位置に及ぶ場合がある、隣接位置または非隣接位置の数のいずれか１つのセグメントへの言及を含む。場合によっては、比較ウィンドウは、少なくとも１０、２０、５０、１００、２００、３００、４００、５００、または６００の位置を含む。場合によっては、比較ウィンドウは、多くとも１０、２０、５０、１００、２００、３００、４００、５００、または６００の位置を含み得る。場合によっては、比較ウィンドウは、少なくとも５０〜２００の位置、または少なくとも１００〜１５０の位置を含む場合があり、そこでは、配列が、２つの配列が最適にアライメントされた後に同数の隣接位置または非隣接位置の基準配列と比較され得る。比較のための配列のアライメントの方法は、当該技術分野で周知である。比較のための配列の最適なアライメントは、例えば、ＳｍｉｔｈおよびＷａｔｅｒｍａｎ，  Ａｄｖ．  Ａｐｐｌ．  Ｍａｔｈ．  ２：４８２  （１９８１）の局所相同性アルゴリズム、ＮｅｅｄｌｅｍａｎおよびＷｕｎｓｃｈ，  Ｊ．  ＭｏＩ．  Ｂｉｏｌ．  ４８：４４３  （１９７０）の相同性アライメントアルゴリズム、ＰｅａｒｓｏｎおよびＬｉｐｍａｎ，  Ｐｒｏｃ．  Ｎａｔ’ｌ．  Ａｃａｄ．  Ｓｃｉ．  ＵＳＡ  ８５：２４４４  （１９８８）の類似性方法に関する研究、これらアルゴリズムのコンピューター化された実装（ＧＡＰ，  ＢＥＳＴＦＩＴ，  ＦＡＳＴＡ，  ａｎｄ  ＴＦＡＳＴＡ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ  Ｇｅｎｅｔｉｃｓ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ  Ｐａｃｋａｇｅ，  Ｇｅｎｅｔｉｃｓ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｇｒｏｕｐ，  ５７５  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｄｒ．，  Ｍａｄｉｓｏｎ，  Ｗｉｓ．）、または手動アライメントと目視検査（例えば、Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ  ｉｎ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ  （Ａｕｓｕｂｅｌ  ｅｔ  ａｌ，  ｅｄｓ．  １９９５  ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ）を参照）により、実行できる。場合によっては、比較ウィンドウは、全体のアライメントのあらゆる部分集合、一次配列におけるいずれかの隣接位置、三次空間において隣接するが一次配列では隣接しない位置、またはアライメントにおける１〜全ての残基の他のあらゆる部分集合を含み得る。
【００３０】
本出願全体にわたり、フレーズ「染色体に対応する核酸」、および「染色体に対応する配列」、例えば「Ｙ染色体に対応する核酸」、および「Ｙ染色体に対応する配列」の記述が存在する。本明細書に使用されるように、これらフレーズは、「染色体に対応する核酸」が、その染色体に見出される配列と同一または相同する核酸配列により表わされる、と伝えるように意図される。用語「相同」は前述に記載される。
【００３１】
本出願全体にわたり、染色体位置の記述が存在する。これら位置番号は、ゲノム構造（Ｇｅｎｏｍｅ  Ｂｕｉｌｄ）ｈｇ３８（ＵＣＳＣ）およびＧＲＣｈ３８（ＮＣＢＩ）を参照されたい。ゲノム構造は、基準ゲノムまたは基準アセンブリとしても当技術分野において言及され得る。これは複数の被験体に由来し得る。利用可能な複数の基準アセンブリが存在し、より多くの基準アセンブリが経時的に産生され得ることを理解されたい。しかし、当業者は、他のゲノム構造または基準ゲノムにおける本明細書に提供される相対的位置を決定することができる。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
遺伝子検査は従来、研究所または診療所環境において実行される。しかし、遺伝子検査が有益な多くの場合において、研究所または診療所へのアクセスは、利用不能である、または実用的ではない。ゆえに、必要な場所（例えば研究所および診療所から離れた位置）にて実行可能な遺伝子検査が望ましい。必要な場所（例えば家、学校、農場）での実行のための遺伝子検査は、費用対効果が高く、訓練を受けていない個体が簡単に実行できるものが好ましい。必要な場所での遺伝子検査は、少量の生体サンプルのみを必要とすることが好ましい。従来、遺伝子検査は、分析すべき十分なＤＮＡを含む数ミリリットルの血液を得るために、静脈血引抜（静脈切開）を必要としている。しかし、静脈切開は必要な場所においては実用的ではない。理想的には、遺伝子検査は、ある量の血液の採取が、例えば指への穿刺を介した毛細管血の回収により達成されることのみを必要とする。これは、必要な場所において、遺伝子検査のためのデバイスおよび方法が、検出の対象である低入力量のサンプル、および低存在量の標的分子により機能するよう設計される必要があることを、意味している。
【００３３】
家庭または必要な場所でのデバイスを用いた毛細管血中の循環核酸の解析に係る計数の問題を例証するために、胎児の性別を判定する目的で無細胞ＤＮＡの解析を使用することができる。従来、これは、８ミリリットルの血液の静脈血引抜により行われる。最大４ミリリットルの血漿を、８ミリリットルの採血から得ることができる。指への穿刺からの毛細管血の量（約２０μｌ）は、採血の約１／４００である。平均して、４ミリリットルの血漿中に表わされる循環無細胞ＤＮＡの形態で、４０００のゲノム当量（またはゲノムコピー）が存在する。それに応じて、指に穿刺する量は、わずか約１０のゲノム当量（またはコピー）しか含まない。妊婦において、平均して循環無細胞ＤＮＡの１０％は、胎児由来である。したがって、静脈血サンプルには平均４００の胎児のゲノムコピーがあり、指への穿刺のサンプルには、平均１の胎児のゲノムコピーしかない。これらの計算から顕著なように、単一のゲノム領域を標的とする任意のアッセイのアッセイパフォーマンス（例えば感度）は、統計的標本抽出により制限される。例えば、（例えば、ＳＲＹ遺伝子を使用して）単一の時間および単一の標的領域のみに存在するゲノム領域を使用して、指穿刺量の血液から、妊婦の中の胎児の性別の検出への試みには、少なくとも１２０μｌの毛細管血が、検査される全サンプルの９５％に表わされる標的領域の少なくとも１つのコピーを有することが必要となる。
【００３４】
低入力量のサンプルを確保することに加えて、循環無細胞核酸（ＤＮＡおよびＲＮＡ）、例えば循環無細胞胎児ＤＮＡ、循環腫瘍ＤＮＡ、移植されたドナー臓器由来の循環ＤＮＡ、および特定の組織から放たれた循環ＤＮＡを、健康関連の問題、疾患進行、または処置反応の一部として解析可能な、遺伝子検査を行うことが望ましい。しかし、循環無細胞核酸の解析は、それらの短い半減期、およびそれによる低存在量のため、困難に直面している。加えて、血液中の循環無細胞核酸は、白血球溶解を回避するためのケアがサンプルに対してとられない場合に、白血球から放たれたＤＮＡにより希釈され得る。白血球ＤＮＡは、循環無細胞核酸の検出中に背景雑音を作り出し、アッセイの感度と特異性を減少させる。
【００３５】
本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、小容量のサンプル（例えば１ｍｌ未満）の優しいかつ効率的な処理を、固有の標的領域選択、および循環無細胞ＤＮＡ（ｃｆＤＮＡ）の高度に断片化された性質を利用するアッセイの設計と組み合わせることにより、これらの困難を克服する。例えば、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、一回の指への穿刺から確実な遺伝子情報を提供することができる。本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、標的遺伝子が循環時に断片化される際に標的領域が物理的に分離される可能性が高い、十分な間隔を空けた標的遺伝子に沿った、複数の標的領域の解析を提供する。ゆえに、統計的標本抽出の上述の制限が、遺伝子検査において従来解析される個々の長いＤＮＡフラグメントに対して存在する一方、サンプリング統計は、ｃｆＤＮＡフラグメントに対して有利に変化する。毛細管血サンプル中には合計でわずか１のゲノム当量しか存在しない一方、個々のｃｆＤＮＡフラグメントが存在する。結果として、感度の増幅は、別個の無細胞フラグメント上の複数の標的領域が解析される場合に、低入力量から達成され得る。
【００３６】
図１は、ゲノムＤＮＡｖｓ循環無細胞ＤＮＡの検出または増幅時の、複数の標的領域の検出の成功率を示す。単一のコピー領域または標的配列しか増幅されない場合、比較的多量の血液は、サンプルの少なくとも９５％が１つのコピー（増幅または検出の可能性を備えることを求められる最小値である）を有していることを確かめるために必要とされる。標的配列の多コピー領域または複数のコピーが増幅されるが（例えば２０のコピー）、ゲノムＤＮＡなどの長いＤＮＡ分子としてサンプル中に存在する場合、比較的多量の血液が依然として、標的配列の少なくとも１つのコピーを検出するために必要とされる。対照的に、増幅および検出の成功率は、比較的少量のサンプルからの無細胞ＤＮＡ中の標的領域に対して劇的に増大する。非限定的な例として、比較的少量は、指への穿刺により得た血液の量であり、比較的多量は、静脈切開から得た血液の量である。
【００３７】
一例として、２０の標的領域がゲノム領域に沿って存在し、ＤＮＡが断片化される際に独立して解析可能となる十分な間隔を空けられている場合、全サンプルの９５％において少なくとも１つの標的領域を有することを求められる流入容量は、１４０μｌ（ゲノムＤＮＡ）から２５μｌ未満（ｃｆＤＮＡ）まで変化し、感度を大幅に増大させる。いくつかの例において、標的領域は、同一の配列または類似の配列を含む。これら標的領域はコピーと称され得る。これに対する非限定的な例は、染色体Ｙ上のＴＴＴＳＹ領域であり、約２０のホモログがある。これは、高度に反復的な領域の例であり、さらに本明細書に記載される。都合の良いことに、全２０の領域が、同じプライマー対により増幅され得る。標的領域を含んでいるフラグメントの濃度は、非断片化Ｙ染色体、または反復されていないＹ染色体のフラグメントよりも２０倍高い。ゆえに、非断片化Ｙ染色体、または反復されていないＹ染色体の領域から得られるものよりも２０倍多い、ＴＴＴＳＹ領域からのシグナルが存在する。これを調べるための他の方法は、反復しない、または一部の検出可能な共有性を別の領域と共有しない非標的領域よりもおそらく２０倍多い、標的領域の１つのコピーが低容量のサンプルに存在するものである。
【００３８】
他の例において、標的領域は同様の配列を共有しないが、同様の後成的状態などの別の特徴を共有し得る。例えば、多数の標的領域には異なる配列を有するが、全て過剰メチル化されている。特定のタイプの後成的修飾にかかわらず、後成的修飾の部位は、少なくとも１つが小容量で検出され得る多くの循環ｃｆＤＮＡフラグメントを産生する、循環無細胞ＤＮＡの断片化パターンに影響を及ぼすべく、適切に間隔を空けられる。非限定的な例として、被験体が癌を抱える場合に、互いに十分に離れて別個のｃｆＤＮＡフラグメントとされ、かつ全て過剰メチル化される、選択された標的領域は、重亜硫酸塩配列決定により検出可能である。小容量のサンプル（例えば、指への穿刺から得た血液）において、これらフラグメントの全てが存在する可能性は低いが（非断片化ＤＮＡの当量である）、少なくとも１つのフラグメントが存在する可能性は高く、癌を検出することができる。
【００３９】
また他の例において、標的領域は同様の配列を含まず、同様の後成的状態を含まない場合がある。この場合、検出は、様々な別個の標的領域を検出するために、多数のプライマーセットまたはライブラリー調製、その後、ユニバーサルプライマーを用いた増幅を必要とし得る。非限定的な例として、ＲＨＤ陰性の妊婦における胎児ＲＨＤ遺伝子の検出は、無細胞胎児ＤＮＡフラグメントのＲＨＤ遺伝子の多数の異なるエクソンを検出するために、多数のセットのプライマーを使用することにより、指穿刺量の血液から達成され得る。２０セットのプライマーの使用により、上記ＴＴＴＳＹ領域の例における２０の反復配列を使用して達成されるのと同じ感度が、達成され得る。感度は、ＲＨＤ遺伝子中で物理的に離れており、したがって、異なる無細胞ＤＮＡフラグメントに存在する可能性が高い領域を増幅するプライマーの選択により増大され得る。ＲＨＤ陰性の妊婦における胎児ＲＨＤ遺伝子の検出は、小児の血液に対する抗体を持つ母親により新生児の溶血性疾患を予防するのに重要である。ＲＨＤ検査は現在、適切で確実な結果を達成するために、完全な採血（８ミリリットルの血液）により実行される。この容量は確実な結果を達成するのに必要と考えられており、その結果が、ＲＨＤ遺伝子全体がサンプルに存在する可能性に基づくものであるからである。この仮定に基づいて、指穿刺量の血液中の全ＲＨＤ遺伝子を得る可能性は低く、偽陰性結果を容易に引き起こすことになる。
【００４０】
標的領域がどのように選択されるかにかかわらず、これら領域は、増幅または検出が無細胞断片化ＤＮＡに実行されるときに個々のバイオマーカーとしてサンプル中に存在する。標的領域を含むフラグメントの濃度は、対応する非断片化ＤＮＡ、または群として解析できないフラグメントよりも高い。ゆえに、非断片化ＤＮＡ、または標的領域の１つのコピーに対するアッセイから入手されるものよりも多くの、標的領域由来のシグナルが存在する。反復されない、または一部の共有性を別の領域と共有しない非標的領域よりもおそらく多くの量で、標的領域が低容量のサンプル中に存在する。多数のＤＮＡフラグメント中の複数の標的領域のアッセイにより、アッセイ感度は従来の試験に比べて増大する。
【００４１】
血液は、無細胞核酸の確実なソースである。血液由来の無細胞の核酸を解析する大半の方法は、無細胞核酸を含む血漿または血清分画の単離を含む。本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、必要な場所での血液サンプルの優しい処理を可能にする。これにより、白血球溶解が回避され、予防され、または減少され得る。本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、必要な場所での血液サンプルの迅速な処理を可能にする。これにより、血液細胞溶解を引き起こしかねないサンプルの長期保管および出荷を回避する。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイスは、細胞溶解を回避、減少、または予防するために、総合的な分離、例えば濾過を介した血漿の即時の単離を実行する。ｃｆＤＮＡからの細胞の即時単離は、試薬（例えばプローブ、プライマー、抗体）または検出方法が十分な特異性を提供しないときが望ましい場合もある。いくつかの例において、方法は全血により実行され、あらゆる白血球溶解を回避するように努められる。比較的高い特異性を達成可能な場合、全血からの解析がさらに望ましい場合もある。
【００４２】
小容量のサンプルのみを要することに加えて、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも以下の理由に対して大いに望ましい。本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は一般的に、技術訓練をほとんど、または全く必要としない。ゆえに、遺伝子検査を実行するコストは、訓練された人員により実行される検査のコストに比べて低く、この検査は、訓練された人員へのアクセスを持たない被験体に利用可能である。さらに、結果は、数分以内（例えば１時間未満）で入手可能である。これは特に、感染症に対する検査時に重要であり得る。感染症に対する検査において陽性である個体または動物は、迅速に隔離かつ処置され、感染症の蔓延を予防する。さらに、結果は私的に入手される場合もある。場合により、試験されている患者のみが、入手された遺伝子情報を内々に知らされる。本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは一般的に、軽量かつ携帯型であり、これにより適切なものとなり、遠隔地へのアクセスが可能となる。ゆえに、これらは、家庭、学校、戦場、農場、または、研究所環境または診療所環境を訪れることが実用的でない、または不便である他の場所にて利用され得る。さらに、サンプルはポイントオブケアにて解析され得ることから、サンプルは保管または輸送の必要がなく、サンプルの劣化および誤認（例えば、サンプルの取り間違い）のリスクが減少する。
【００４３】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、遺伝子情報がユーザーに内密することができるので、望ましい。実際、デバイスの使用をも、内密にすることができる。代替的に、デバイス、システム、キット、および方法は、他と情報を共有するように構成される、または、（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）シグナルをつけて）情報を共有するためにユーザーにより容易に適合可能である。例えば、情報は、看護師または医師と容易に共有可能である。いくつかの例において、デバイスまたはシステムは、安全なポータル又はアプリケーション・プログラミング・インターフェース（ＡＰＩ）を介して、オフィスまたは病院にいる医療従事者またはスタッフに試験結果を送信／共有できる。いくつかの例において、ユーザーは、結果を受信後に個人的に医療従事者と情報を共有することを選択できる。いくつかの例において、情報はさらに、リアルタイムで共有されてもよい。例えば、性別判定は、デバイス、システム、およびキットの通信コンポーネントを介して、家族および友人にリアルタイムで共有され得る。この種の通信は、例えば軍事的関与、雇用義務、移民政策、および健康問題により離れ離れになっているカップルまたは家族に望ましい。上記に提供される性別判定の例において、妊婦は、自宅でのプライバシーにおいて、乳児の性別を同時に判定するために、海外にいる夫とテレビ会議（例えばＳｋｙｐｅ、Ｆａｃｅ  Ｔｉｍｅ）を行うことができる。
【００４４】
本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法には無数の用途がある。本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、健康状態の診断およびモニタリングを可能にする。健康状態の非限定的な例には、自己免疫疾病、代謝疾病、癌、および神経学的疾病が挙げられる。本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、マイクロバイオーム検査、個人の適切な薬物用量の決定、または薬物またはその投与量への反応の検出を含む、オーダーメイド医療を可能とする。本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法はまた、食物アレルゲンの検出、および食物／水質汚染の検出を可能にする。本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、病原体による感染症、および／または、感染症を処置するために使用され得る薬物に対する被験体の耐性の検出を提供する。ほぼ全ての事例において、技術訓練、または、大きく高価な実験装置が、ほとんどまたは全く必要とされない。
【００４５】
Ｉ．デバイス、システム、およびキット
いくつかの態様において、本明細書には、遺伝子情報を得るためのデバイス、システム、およびキットが開示される。本明細書に記載されるように、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、サンプル中の標的分析物の存在および／または量を判定するために、ユーザーが選択された場所にてサンプルを採取かつ検査することを可能にする。サンプルは、体液（例えば血液、尿）などの被験体由来のサンプルであり得る。サンプルは、環境サンプル（例えば廃水、土壌、食物／飲料）であり得る。
【００４６】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、被験体の体液サンプルから少なくとも１つの生物学的成分を除去するサンプル精製器；少なくとも１つの核酸増幅試薬；目的の領域に対応する配列を含む少なくとも１つのオリゴヌクレオチドであって、少なくとも１つのオリゴヌクレオチドおよび核酸増幅試薬は増幅産物を産生する、オリゴヌクレオチド；および増幅産物を検出するための検出試薬またはシグナル検出器の少なくとも１つを備えている。いくつかの例において、少なくとも１つの生物学的成分は、細胞、細胞フラグメント、微粒子、エキソソーム、ヌクレオソーム、タンパク質、またはそれらの組み合わせである。非限定的な例として、被験体は妊娠中の被験体であり、目的の領域はＹ染色体上の領域であり得る。非限定的な例として、目的の領域は、癌、自己免疫疾病、神経異常、代謝異常、循環器疾患、免疫性（例えば感染症に対する感度または耐性）、および薬物代謝に関与する遺伝子中に存在し得る。疾患、障害、または疾病に関与する遺伝子は、突然変異、欠失、コピー、後生的修飾、過小発現、または過剰発現の際に、疾患、障害、または疾病の症状、結果、持続期間、または発症の少なくとも１つを変化させる遺伝子と考慮される。
【００４７】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、被験体の体液サンプルから細胞を除去するサンプル精製器；少なくとも１つの核酸増幅試薬；目的の領域に対応する配列を含む少なくとも１つのオリゴヌクレオチドであって、少なくとも１つのオリゴヌクレオチドおよび核酸増幅試薬は増幅産物を産生する、オリゴヌクレオチド；および増幅産物を検出するための検出試薬またはシグナル検出器の少なくとも１つを備えている。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、小型化したデジタル核酸増幅プラットフォームを備えている。非限定的な例として、小型化した核酸増幅プラットフォームは、本明細書に開示されるデバイス内のチップ上に位置付けられてもよく、これにより、デバイスまたはシステム全体を携帯型のサイズ（例えば、携帯電話と同様）に保つ。いくつかの例において、小型化した核酸増幅プラットフォームは、試験結果の表示を容易にするためにデジタル出力を組み込む、またはそれに付随される。
【００４８】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、被験体の生体サンプルから細胞を除去するサンプル精製器；生体サンプル中の核酸から配列決定読み取りを得るための核酸シーケンサー；および配列決定読み取りを検出するための検出試薬またはシグナル検出器の少なくとも１つを備えている。核酸シーケンサーの非限定的な例には、次世代シーケンシングマシン、ナノポアシーケンサー、単一分子カウンター（例えば、バーコード／タグ付きの配列を計数する）が挙げられる。
【００４９】
通常、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、複数の機能、例えば、標的分析物（その増幅産物を含む）の精製、増幅、検出、判定、およびそれらの組み合わせを統合している。いくつかの例において、複数の機能は、単一のアッセイ・アセンブリ・ユニット、または単一のデバイス内で実行される。いくつかの例において、機能のすべてが、単一ユニットまたはデバイスの外部で行われる。いくつかの例において、機能の少なくとも１つが、単一ユニットまたはデバイスの外部で行われる。いくつかの例において、機能のうち１つだけが、単一ユニットまたはデバイスの外部で行われる。いくつかの例において、サンプル精製器、核酸増幅試薬、オリゴヌクレオチド、および検出試薬または成分は、単一のデバイスに収容される。通常、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、生体サンプルに関する情報を１人以上の人に中継するために、ディスプレイ、ディスプレイへの接続部、またはディスプレイへの通信部を備えている。
【００５０】
いくつかの例において、デバイス、システム、およびキットは、本明細書に開示される追加の構成要素を含む。追加の構成要素の非限定的な例には、サンプル輸送区画、サンプル保管区画、サンプルおよび／または試薬用レセプタクル、温度計、電子ポート、通信接続部、通信デバイス、サンプル採取デバイス、およびハウジングユニットが挙げられる。いくつかの例において、追加の構成要素はデバイスに統合されている。いくつかの例において、追加の構成要素はデバイスに統合されていない。いくつかの例において、追加の構成要素は、サンプル精製器、核酸増幅試薬、オリゴヌクレオチド、および検出試薬または成分とともに、単一のデバイスに収容される。いくつかの例において、追加の構成要素は単一のデバイス内に収容されない。
【００５１】
いくつかの例において、デバイス、システム、およびキットは、生体サンプルを受けるためのレセプタクルを含む。レセプタクルは、１μｌ〜１ｍｌの生体サンプルの容量を保持するように構成され得る。レセプタクルは、１μｌ〜５００μｌの生体サンプルの容量を保持するように構成され得る。レセプタクルは、１μｌ〜２００μｌの生体サンプルの容量を保持するように構成され得る。レセプタクルは、デバイス／システムの構成部品の残りによる処理および解析のためのサンプルの適切な容量と同じと定められた容量を有し得る。これにより、デバイス、システム、またはキットのユーザーがサンプルの特定容量を量り分ける必要性が排除される。ユーザーはレセプタクルを満たし、それにより適切な容量のサンプルがデバイス／システムに送達されるのを確実にすることしか必要としない。いくつかの例において、デバイス、システム、およびキットは、生体サンプルを受けるためのレセプタクルを含まない。いくつかの例において、サンプル精製器が生体サンプルを直接受ける。レセプタクルに関する上述の記載と同様、サンプル精製器は、デバイス／システムの構成部品の残りによる処理および解析に適した、定められた容量を有し得る。
【００５２】
通常、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、ポイントオブケアにおいて全体的に使用されるよう意図される。しかし、幾つかの例において、ユーザーは、ポイントオブケアにて得られた結果の追加の解析または確認のために、解析サンプルを保持し、他の場所（例えば研究所、診療所）に送ることを望んでいる。いくつかの例において、デバイス、システム、およびキットは、これらの目的のための輸送区画または保管区画を備えている。輸送区画または保管区画は、生体サンプル、その構成成分、またはその一部を包含可能である。輸送区画または保管区画は、直接のユーザーから離れた場所への移送中に、生体サンプル、その一部、またはその構成成分を包含可能である。直接のユーザーから離れた場所の非限定的な例は、直接のユーザーが家にいるとき、研究所または診療所であり得る。いくつかの例において、家は、生体サンプルの追加の解析を実行するための機械または追加のデバイスを備えていない。輸送区画または保管区画は、デバイス中で生じる反応またはプロセスの産物を包含可能である。いくつかの例において、反応またはプロセスの生成物は、核酸増幅産物または逆転写産物である。いくつかの例において、反応またはプロセスの産物は、本明細書に記載される結合部分に結合される生体サンプル構成成分である。生体サンプル構成成分は、核酸、細胞フラグメント、細胞外小胞、タンパク質、ペプチド、ステロール、脂質、ビタミン、またはグルコースを含み、それらの何れかが、ユーザーから離れた場所で解析され得る。いくつかの例において、輸送区画または保管区画は、吸収パッド、紙、ガラス容器、プラスチック容器、ポリマーマトリクス、液体溶液、ゲル、防腐剤、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの例において、デバイス、システム、またはキットは、保管および／または輸送中に酵素活性を減少させる安定化剤（化学薬品または構造（例えばマトリクス））を含む。
【００５３】
一般的に、本明細書に開示されるデバイスおよびシステムは、個人が携帯可能なものである。いくつかの例において、デバイスおよびシステムは携帯型である。いくつかの例において、デバイスおよびシステムには、最大長さ、最大幅、または最大高さがある。いくつかの例において、デバイスおよびシステムは、最大長さ、最大幅、または最大高さがある単一ユニットに収容される。いくつかの例において、最大長さは１２インチ以下である。いくつかの例において、最大長さは１０インチ以下である。いくつかの例において、最大長さは８インチ以下である。いくつかの例において、最大長さは６インチ以下である。いくつかの例において、最大幅は１２インチ以下である。いくつかの例において、最大幅は１０インチ以下である。いくつかの例において、最大幅は８インチ以下である。いくつかの例において、最大幅は６インチ以下である。いくつかの例において、最大幅は４インチ以下である。いくつかの例において、最大高さは１２インチ以下である。いくつかの例において、最大高さは１０インチ以下である。いくつかの例において、最大高さは８インチ以下である。いくつかの例において、最大高さは６インチ以下である。いくつかの例において、最大高さは４インチ以下である。いくつかの例において、最大高さは２インチ以下である。いくつかの例において、最大高さは１インチ以下である。
【００５４】
サンプル採取
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、サンプルコレクターを備えている。いくつかの例において、サンプルコレクターは、デバイス、システム、またはキットの残りとは別個に設けられる。いくつかの例において、サンプルコレクターは、デバイス、システム、またはキット、またはそれらの構成部品に物理的に統合されている。いくつかの例において、サンプルコレクターは、本明細書に記載されるレセプタクルに統合される。いくつかの例において、サンプルコレクターは、体液を入れるためのカップ、チューブ、キャピラリー、またはウェルであり得る。体液は、本明細書および全体にわたって記載される。いくつかの例において、サンプルコレクターは、尿を入れるためのカップであり得る。いくつかの例において、サンプルコレクターは、カップ中の尿をデバイス、システム、またはキットに入れるためのピペットを備え得る。いくつかの例において、サンプルコレクターは、血液を入れるための、本明細書に開示されるデバイスに統合されたキャピラリーであり得る。いくつかの例において、サンプルコレクターは、唾液を入れるための、本明細書に開示されるデバイスに統合されたチューブ、ウェル、パッド、または紙であり得る。いくつかの例において、サンプルコレクターは、汗を入れるためのパッドまたは紙であり得る。
【００５５】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、経皮穿刺デバイスを備えている。経皮穿刺デバイスの非限定的な例には、針およびランセットが挙げられる。いくつかの例において、サンプルコレクターは経皮穿刺デバイスを備えている。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、マイクロニードル、マイクロニードルアレイ、またはマイクロニードルパッチを備えている。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、中空のマイクロニードルを備えている。非限定的な例として、経皮穿刺デバイスは、ウェルまたはキャピラリーに統合され、それにより、被験体が自分の指を穿刺すると、血液がウェルまたはキャピラリーに流れて、その構成成分の解析のためにシステムまたはデバイスが利用可能となる。いくつかの例において、経皮穿刺デバイスは、凹曲面状の、針またはランセットを備えた押しボタンデバイスである。いくつかの例において、針はマイクロニードルである。いくつかの例において、経皮穿刺デバイスはマイクロニードルのアレイを備えている。凹曲面の針なし側にあるアクチュエーター、ボタン、または場所を押すことにより、針が、ランセットよりもさらに制御された様式で、被験体の皮膚を穿刺する。さらに、押しボタンデバイスは、穿刺部位からの採血を補助するための真空源またはプランジャーを備えてもよい。
【００５６】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイスは経皮穿刺デバイスを備え、該デバイスは血液を安定させる。安定した血液を含むデバイスまたはその一部（例えば保管／輸送区画、フィルターパッド、または紙）は、追加の処理および解析のために研究所に送られてもよい。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイスは経皮穿刺デバイスを備え、該デバイスは、赤血球から血漿を分離するサンプル精製器を含む。血漿を包含するデバイスまたはその一部は、追加の処理および解析のために研究所に送られてもよい。
【００５７】
サンプル精製
本明細書には、生体サンプルの不要な物質または非標的成分を除去することでサンプルを修飾するためのサンプル精製器を含む、デバイス、システム、およびキットが開示される。生体サンプルのソースに応じて、不要な物質は、限定されないが、タンパク質（例えば抗体、ホルモン、酵素、血清アルブミン、リポタンパク質）、遊離アミノ酸および他の代謝産物、微小小胞体、核酸、脂質、電解質、尿素、ウロビリン、医薬品薬物、粘液、細菌、および他の微生物、およびそれらの組み合わせを含み得る。いくつかの例において、サンプル精製器は、本明細書に開示される生体サンプルの成分を分離する。いくつかの例において、本明細書に開示されるサンプル精製器は、核酸の増幅または検出などの後処理工程を阻害する、それに干渉する、またはその支障となる、サンプルの成分を除去する。いくつかの例において、結果として生じる修飾サンプルは、標的分析物に対して富化される。これは、標的分析物の間接的な富化と考慮され得る。代替的に、または付加的に、標的分析物は直接捕捉されてもよく、これは標的分析物の直接富化と考慮される。
【００５８】
いくつかの例において、サンプル精製器は、生体サンプル由来の患者細胞とは別の、不要な物質を除去するための分離材料を備えている。有用な分離材料は、物質に結合する、またはそれに関連する特異的結合部分を含み得る。結合は共有結合、または非共有結合であり得る。特定の物質を除去するための、当該技術分野で既知のあらゆる適切な結合部分が使用され得る。例えば、抗体およびそのフラグメントは一般的に、サンプルからのタンパク質切除のために使用される。いくつかの例において、本明細書に開示されるサンプル精製器は、生体サンプルにおける核酸、タンパク質、細胞表面マーカー、または微小小胞体表面マーカーに結合する、結合部分を含む。いくつかの例において、結合部分は、抗体、抗原結合性抗体フラグメント、リガンド、受容体、ペプチド、小分子、またはそれらの組み合わせを含む。
【００５９】
いくつかの例において、本明細書に開示されるサンプル精製器はフィルターを備えている。いくつかの例において、本明細書に開示されるサンプル精製器は膜を備えている。一般的に、フィルターまたは膜は、本明細書に開示される生体サンプルから、細胞、細胞粒子、細胞フラグメント、無細胞核酸とは別の血液成分、またはそれらの組み合わせを分離または除去することができる。
【００６０】
いくつかの例において、サンプル精製器は、分子の増幅反応を開始する前に、血液サンプルの細胞成分からの血漿の分離を促進する。血漿分離は、遠心分離、沈降、または濾過などの様々な異なる方法により達成され得る。いくつかの例において、本明細書に開示されるサンプル精製器はフィルターを備えている。いくつかの例において、サンプル精製器は垂直濾過を利用する。垂直濾過は、血液から血漿を分離するために毛管力により駆動される濾過である。いくつかの例において、サンプル精製器は、全血を受けるためのフィルターマトリクスを備えており、該フィルターマトリクスには、細胞の通過を妨げる一方、血漿がフィルターマトリクスを自由に通過できる、細孔径がある。いくつかの例において、フィルターマトリクスは、フィルターの上部の大きな孔径と、下部にある小さな孔径を組み合わせたものであり、これにより、濾過プロセス中に、細胞の劣化または溶解を妨げる、細胞の非常に穏やかな処置が引き起こされる。これは特に都合の良いものであり、細胞の劣化または溶解が結果として、標的無細胞核酸を汚染する血液細胞または母体細胞からの核酸の放出をもたらすからである。そのようなフィルターの非限定的な例には、Ｐａｌｌ  Ｖｉｖｉｄ（商標）ＧＲ膜、Ｍｕｎｋｔｅｌｌ  Ａｈｌｓｔｒｏｍフィルターペーパー（例えばＷＯ２０１７０１７３１４を参照）、ＴｅｒａＰｏｒｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓフィルターが挙げられる。
【００６１】
いくつかの例において、サンプル精製器は、適切な分離材料、例えば、無細胞の核酸を除去することなく生体サンプルから不要な物質を除去するフィルターまたは膜を備えている。例えば、いくつかの例において、分離材料は、サイズに基づいて生体サンプル中の物質を分離し、例えば、分離材料には、細胞を除外するが無細胞核酸を通過させる孔径がある。それゆえ、生体サンプルが血液である場合、血漿および／または血清は、サンプル精製器中の分離材料を介して血液細胞よりも迅速に動くことができ、あらゆる無細胞核酸を含む血漿または血清は、分離材料の穴を通る。いくつかの例において、生体サンプルは血液であり、遅くされ、および／または分離材料中に閉じ込められる細胞は、赤血球、白血球、または血小板である。いくつかの例において、細胞は、膀胱または尿路上皮細胞（尿における）、または頬側細胞（唾液における）を含むがこれらに限定されない、身体中の生体サンプルと接触した組織に由来する。いくつかの例において、細胞は細菌または他の微生物である。
【００６２】
いくつかの例において、サンプル精製器は、細胞を傷つけることなく細胞を捕捉する、および／または遅くすることができ、これにより、無細胞の核酸の後の評価に干渉しかねない、細胞核酸および他のタンパク質または細胞フラグメントを含む細胞含有物の放出を回避する。これは、例えば、細胞移動を穏やかに遅くして、これにより細胞上の力を最小限にするべく、側方流動片または他の適切なアッセイフォーマットの経路に沿った、孔径の段階的で漸進的な減少によって、達成される。いくつかの例において、生体サンプル中の細胞の少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％は、分離材料に捕捉されると、無傷のままである。サイズ分離に加えて、またはそれとは無関係に、分離材料は、サイズを除く細胞の特性に基づいて不要な物質を捕捉または分離でき、例えば、分離材料は、細胞表面マーカーに結合する結合部分を含み得る。いくつかの例において、結合部分は、抗体、または抗原結合性抗体フラグメントである。いくつかの例において、結合部分は、血液細胞または微小小胞体上の受容体に対するリガンドまたは受容体結合タンパク質である。
【００６３】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、サンプル（例えば血液由来の血漿）から成分または分画を分離するための毛管力により駆動される、垂直濾過を利用する。非限定的な例として、垂直濾過は、重力により促進される血漿分離を含み得る。高性能の超疎水性血漿セパレーターが、例えば、Ｌｉｕ  ｅｔ  ａｌ．，  Ａ  Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｓｕｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ  Ｐｌａｓｍａ  Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ，  Ｌａｂ  Ｃｈｉｐ  ２０１５に記載される。
【００６４】
サンプル精製器は、側方フィルターを含み得る（例えば、サンプルは重力方向に動かず、またはサンプルは重力方向に垂直に動く）。サンプル精製器は、垂直フィルターを含み得る（例えば、サンプルは重力方向に動く）。サンプル精製器は、垂直フィルターおよび側方フィルターを含み得る。サンプル精製器は、垂直フィルター、続いて側方フィルターにより、サンプルまたはその一部を受けるように構成される。サンプル精製器は、側方フィルター、続いて垂直フィルターにより、サンプルまたはその一部を受けるように構成される。いくつかの例において、垂直フィルターはフィルターマトリクスを含む。いくつかの例において、垂直フィルターのフィルターマトリクスは、細胞が通過するのを妨げ、一方で血漿がフィルターマトリクスを自由に通過可能な孔径を有する孔を含む。いくつかの例において、フィルターマトリクスは、本出願に特に適した膜を備えており、この膜は、フィルターの上部の大きな孔径と、下部にある小さな孔径を組み合わせており、なぜならば、濾過プロセス中に、細胞の劣化を妨げる、細胞の非常に穏やかな処置が引き起こされるためである。
【００６５】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイスは、サンプル精製器、フィルター、および／または膜を通って生体サンプルを動かす、引き抜く、押し出す、または引きつける、分離材料を備える。いくつかの例において、分離材料はウィッキング材料である。細胞を除去するためにサンプル精製器中で使用される適切な分離材料の例には、限定されないが、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、アセチルセルロース、ニトロセルロース、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ガラス繊維、硼珪酸塩、塩化ビニル、銀が挙げられる。適切な分離材料は、細胞の通過を妨げることを特徴とし得る。いくつかの例において、分離材料は、赤血球の通過を妨げることができる。いくつかの例において、分離材料は、疎水性フィルター、例えばガラス繊維フィルター、複合フィルター、例えばＣｙｔｏｓｅｐ（例えば、Ａｈｌｓｔｒｏｍ  ＦｉｌｔｒａｔｉｏｎまたはＰａｌｌ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，  Ｐｏｒｔ  Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，  ＮＹ）、親水性フィルター、例えばセルロース（例えばＰａｌｌ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）である。いくつかの例において、全血は、市販のキットを使用して、本明細書に開示される方法、デバイス、システム、およびキットに従い、更なる処理を行うために赤血球、白血球、および血清成分へと分画され得る（例えば、Ａｒｒａｙｉｔ（登録商標）Ｂｌｏｏｄ  Ｃａｒｄ  Ｓｅｒｕｍ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ  Ｋｉｔ，  Ｃａｔ．  ＡＢＣＳ，  Ａｒｒａｙｉｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，  Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ，  ＣＡ）。
【００６６】
いくつかの例において、サンプル精製器は、少なくとも１つの孔径を特徴とする少なくとも１つのフィルターまたは少なくとも１つの膜を含む。いくつかの例において、サンプル精製器は、複数のフィルターおよび／または膜を含み、少なくとも第１のフィルターまたは膜の孔径は、第２のフィルターまたは膜とは異なる。いくつかの例において、少なくとも１つのフィルター／膜の少なくとも１つの孔径は、約０．０５ミクロン〜約１０ミクロンである。いくつかの例において、少なくとも１つのフィルター／膜の少なくとも１つの孔径は、約０．０５ミクロン〜約８ミクロンである。いくつかの例において、少なくとも１つのフィルター／膜の少なくとも１つの孔径は、約０．０５ミクロン〜約６ミクロンである。いくつかの例において、少なくとも１つのフィルター／膜の少なくとも１つの孔径は、約０．０５ミクロン〜約４ミクロンである。いくつかの例において、少なくとも１つのフィルター／膜の少なくとも１つの孔径は、約０．０５ミクロン〜約２ミクロンである。いくつかの例において、少なくとも１つのフィルター／膜の少なくとも１つの孔径は、約０．０５ミクロン〜約１ミクロンである。
【００６７】
緩やかなサンプル精製器、例えばフィルターマトリクス、垂直フィルター、ウィッキング材料、または細胞の通過を不能にする孔を持つ膜を備えた精製器は、特に無細胞核酸の解析に有用である。例えば、母体血液中の無細胞胎児核酸の出生前の適用は、無細胞母体核酸の存在下で無細胞胎児核酸を解析する付加的な困難と共に提示され、無細胞母体核酸は、無細胞胎児核酸の大きなバックグラウンドシグナルを作り出す。非限定的な例として、母体サンプルの血液は、サンプル採取方法により引き起こされる細胞溶解または他の細胞破壊を伴うことなく得られると、全血１ミリリットルごとに無細胞ＤＮＡ（母体および胎児）の合計約５００〜７５０のゲノム当量を含み得る。妊婦からサンプル採取した血液中の胎児の分画は、１ｍｌにつき約１０％、約５０〜７５のゲノム当量であり得る。無細胞核酸を得るプロセスは通常、血液から血漿を得ることを含み得る。慎重に実行されなければ、母体白血球は破壊され、追加の細胞核酸をサンプルへと放ち、大量のバックグラウンドノイズを胎児無細胞核酸に作り出す。典型的な白血球数は、血液１ｍｌにつき約４＊１０＾６〜１０＊１０＾６の細胞であり、したがって、利用可能な核ＤＮＡは、全無細胞ＤＮＡ（ｃｆＤＮＡ）よりも約４，０００〜１０，０００倍多い。結果的に、母体白血球の小さな分画のみが破壊され、核ＤＮＡを血漿に放ったとしても、胎児分画は劇的に減少する。例えば、０．０１％の白血球分解は、１０％〜約５％、胎児分画を減少させ得る。本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、これらバックグラウンドシグナルを減少することを目的とする。
【００６８】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、不要となる、または目的ではない、細胞、細胞フラグメント、核酸、またはタンパク質の修飾されたサンプル除去をもたらすための結合部分を含む。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、生体サンプル中の、不要となる、または目的ではない、細胞、細胞フラグメント、核酸、またはタンパク質の減少のための結合部分を含む。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、標的細胞、標的細胞フラグメント、標的核酸、または標的タンパク質により富化される、修飾サンプルを産生するための結合部分を含む。
【００６９】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、核酸、タンパク質、ペプチド、細胞表面マーカー、または微小小胞体表面マーカーに結合可能な、結合部分を含む。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、生体サンプル中の細胞外小胞または細胞外微粒子を捉えるための結合部分を含む。いくつかの例において、細胞外小胞は、ＤＮＡおよびＲＮＡの少なくとも１つを含む。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、細胞外小胞に含まれるＤＮＡまたはＲＮＡを解析するための試薬または成分を含む。いくつかの例において、結合部分は、抗体、抗原結合性抗体フラグメント、リガンド、受容体、タンパク質、ペプチド、小分子、またはそれらの組み合わせを含む。
【００７０】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、細胞から放たれる細胞外小胞と相互作用する、またはそれを捕捉可能な、結合部分を含む。いくつかの実施形態において、細胞は胎児細胞である。いくつかの実施形態において、細胞は胎盤細胞である。胎児細胞または胎盤細胞は、妊娠中の女性被験体の体液（例えば血液）において循環している場合がある。いくつかの例において、細胞外小胞は、臓器、腺、または組織から放たれる。非限定的な例として、臓器、腺、または組織は、罹患している、加齢している、感染している、または成長している。臓器、腺、および組織の非限定的な例は、脳、肝臓、心臓、腎臓、結腸、膵臓、筋肉、脂肪、甲状腺、前立腺、乳房組織、および骨髄である。
【００７１】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、胎児／胎盤の核酸に対しサンプルを富化するために、母体サンプルから細胞外小胞または細胞外微粒子を捉え、破棄することができる。いくつかの例において、細胞外小胞は、胎児／胎盤由来である。いくつかの例において、細胞外小胞は、胎児細胞由来である。いくつかの例において、細胞外小胞は、胎児細胞により放たれる。いくつかの例において、細胞外小胞は、胎盤細胞により放たれる。胎盤細胞は、栄養幕細胞でもよい。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、胎児ＤＮＡまたはＲＮＡフラグメントを含み得る、胎盤により養育された血小板（ｐｌａｃｅｎｔａ ｅｄｕｃａｔｅｄ ｐｌａｔｅｌｅｔｓ）を捉えるための細胞結合部分を含む。これらは、抗体または他の方法（低速度遠心分離）により捕捉され／富化され得る。そのような場合、胎児ＤＮＡまたはＲＮＡフラグメントは、染色体の情報（例えば性別）を判定または提示するべく、本明細書に記載されるように解析され得る。代替的に、または付加的に、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、母体細胞から生じる生体サンプル中の細胞外小胞または細胞外微粒子を捉えるための結合部分を含む。
【００７２】
いくつかの例において、結合部分は固形支持体に結合し、ここで、結合部分が生体サンプルと接触した後、固形支持体が生体サンプルの残りから分離され、または生体サンプルが固形支持体から分離され得る。固形支持体の非限定的な例には、ビーズ、ナノ粒子、磁性粒子、チップ、マイクロチップ、繊維片、ポリマー片、膜、マトリクス、カラム、プレート、またはそれらの組み合わせが挙げられる。
【００７３】
本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、細胞溶解試薬を含み得る。細胞溶解試薬の非限定的な例には、ＮＰ−４０、ドデシル硫酸ナトリウム、および、アンモニウム、塩化物、またはカリウムを含む食塩水などの、洗浄剤を含む。本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、細胞溶解成分を有し得る。細胞溶解成分は、構造的または機械的であり、または細胞を溶解することができる。非限定的な例として、細胞溶解成分は、核酸などの細胞内成分を放出するために細胞を剪断し得る。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは細胞溶解試薬を含まない。本明細書に開示されるいくつかのデバイス、システム、およびキットは、無細胞核酸を解析するように意図される。
【００７４】
核酸増幅
一般的に、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、核酸を増幅可能である。いくつかの例において、核酸はＤＮＡを含む。ＤＮＡはゲノムであり得る。ＤＮＡはミトコンドリアであり得る。いくつかの例において、核酸はＲＮＡを含む。いくつかの例において、核酸は無細胞ＤＮＡを含む。いくつかの例において、核酸は無細胞ゲノムＤＮＡを含む。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、本明細書に開示される生体サンプル中のＲＮＡから相補的ＤＮＡ（ｃＤＮＡ）を産生するために逆転写酵素を含み、ｃＤＮＡは、本明細書に記載されるようなゲノムＤＮＡと同様に増幅および／または解析され得る。ＲＮＡは循環無細胞ＲＮＡを含み得る。核酸は無細胞胎児核酸であり得る。
【００７５】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも１つの核酸増幅試薬、またはその使用を含む。核酸増幅試薬の非限定的な例は、ポリメラーゼ、プライマー、核酸増幅緩衝液、および遊離ヌクレオチドである。
【００７６】
従来のポリメラーゼ連鎖反応は熱循環を要する。これは可能なものであるが、サーモサイクラーマシンなしでは、家にいる一般的なユーザーにとっては不都合なものである。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、デバイスまたはシステム、またはそれらの構成部品の温度を変化させることなく核酸を増幅可能である。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、核酸を等温で増幅可能である。等温増幅の非限定的な例は以下のとおりである：ループ媒介性等温増幅法（ＬＡＭＰ）、鎖置換増幅（ＳＤＡ）、ヘリカーゼ依存性増幅（ＨＤＡ）、ニッキング酵素増幅反応（ＮＥＡＲ）、およびレコンビナーゼポリメラーゼ増幅（ＲＰＡ）。ゆえに、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、等温増幅を実行するのに必要な試薬を含み得る。等温増幅試薬の非限定的な例には、レコンビナーゼポリメラーゼ、ＤＮＡ結合タンパク質、および鎖置換ポリメラーゼが挙げられる。一般的に、レコンビナーゼポリメラーゼ増幅（ＲＰＡ）を使用する等温増幅は、３つのコアエンザイム、すなわちレコンビナーゼ、単鎖ＤＮＡ結合タンパク質、および単置換ポリメラーゼを利用することで、（１）オリゴヌクレオチドプライマーを対合し、（２）プライマー置換を妨げるべく置換ＤＮＡ鎖を安定させ、（３）鎖置換ＤＮＡポリメラーゼを用いてオリゴヌクレオチドプライマーを伸長させる。対合したオリゴヌクレオチドプライマーを使用して、指数関数的なＤＮＡ増幅が、室温（３７℃が最適）でのインキュベーションにより生じ得る。
【００７７】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、１つの温度で核酸を増幅可能である。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、室温で有利に作動され得る。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、約２０〜約６５℃におよぶ温度で核酸を等温増幅可能である。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、約２３〜約２７℃で核酸を等温増幅可能である。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、２つ以下の温度で核酸を増幅可能である。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、３つ以下の温度で核酸を増幅可能である。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、１つの試薬、またはデバイス、システム、またはキットの成分を最初に加熱することのみを要する。
【００７８】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、増幅をモニタリングするために脱塩基部位、フルオロフォア、およびクエンチャーを伴うハイブリダイゼーションプローブを含む。エンドヌクレアーゼまたはエキソヌクレアーゼ、例えばエンドヌクレアーゼＩＶまたはエキソヌクレアーゼＩＩＩなどは、脱塩基部位を切断し、クエンチャーを放出することで蛍光励起を可能とするべく、導入され得る。いくつかの例において、増幅産物は、検出を可能とする捕捉のために、増幅プライマーの１つに捕捉分子（例えばビオチン）を結合させ、かつハイブリダイゼーションプライマーを５’−抗原分子（例えばフルオレセイン誘導ＦＡＭ）で標識することにより、側方流動を介して検出またはモニタリングされる。そのため、いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、側方流動デバイス上の核酸および増幅産物の検出をもたらす。側方流動デバイスは本明細書に記載される。
【００７９】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、ゲノム中の第１の配列および第２の配列を増幅可能な、少なくとも１つの核酸増幅試薬および少なくとも１つのオリゴヌクレオチドプライマーを含み、第１の配列および第２の配列は類似しており、第１の配列が第２の配列から物理的に十分に離れていることで、第１の配列は被験体の第１の無細胞核酸に存在し、第２の配列は被験体の第２の無細胞核酸に存在する。いくつかの例において、少なくとも２つの配列は真隣にある。いくつかの例において、少なくとも２つの配列は少なくとも１つのヌクレオチドにより分離される。いくつかの例において、少なくとも２つの配列は少なくとも２つのヌクレオチドにより分離される。いくつかの例において、少なくとも２つの配列は、少なくとも約５、少なくとも約１０、少なくとも約１５、少なくとも約２０、少なくとも約３０、少なくとも約４０、少なくとも約５０、または少なくとも約１００のヌクレオチドにより分離される。いくつかの例において、少なくとも２つの配列は少なくとも約５０％同一である。いくつかの例において、少なくとも２つの配列は、少なくとも約６０％、少なくとも約７０％、少なくとも約８０％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％、少なくとも約９９％、または１００％同一である。いくつかの例において、第１の配列および第２の配列は各々、長さが少なくとも１０のヌクレオチドである。いくつかの例において、第１の配列および第２の配列は各々、長さが少なくとも約１０、少なくとも約１５、少なくとも約２０、少なくとも約３０、少なくとも約５０、または少なくとも約１００のヌクレオチドである。いくつかの実施形態において、第１の配列および第２の配列は、同じ染色体上にある。いくつかの実施形態において、第１の配列は第１の染色体上にあり、第２の配列は第２の染色体上にある。いくつかの例において、第１の配列および第２の配列は、機能的に結合した状態にある。例えば、遺伝子ＡＯＸ１の助触媒領域における全てのＣｐＧ部位は、前立腺癌において同じ過剰メチル化を示し、それにより、これらの部位は、機能的に同じ情報を伝えるが、１つ以上のヌクレオチドだけ離れて位置することから、機能的に結合した状態にある。
【００８０】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、無細胞核酸の鎖にアニール可能なオリゴヌクレオチドプローブまたはオリゴヌクレオチドプライマーの少なくとも１つを含み、無細胞核酸は、目的の領域またはその一部に対応する配列を含む。いくつかの例において、目的の領域はＹ染色体の領域である。いくつかの例において、目的の領域はＸ染色体の領域である。いくつかの例において、目的の領域は常染色体の領域である。いくつかの例において、目的の領域、またはその一部は、一回より多くゲノムに存在する、本明細書に記載されるような反復配列を含む。
【００８１】
いくつかの例において、本明細書に開示される目的の領域は、長さが約１０〜約１，０００，０００のヌクレオチドである。いくつかの例において、目的の領域は、長さが少なくとも１０のヌクレオチドである。いくつかの例において、目的の領域は、長さが少なくとも１００のヌクレオチドである。いくつかの例において、領域は、長さが少なくとも１０００のヌクレオチドである。いくつかの例において、目的の領域は、長さが約１０〜約５０００００のヌクレオチドである。いくつかの例において、目的の領域は、長さが約１０〜約３０００００のヌクレオチドである。いくつかの例において、目的の領域は、長さが約１００〜約１００００００のヌクレオチドである。いくつかの例において、目的の領域は、長さが約１００〜約５０００００のヌクレオチドである。いくつかの例において、目的の領域は、長さが約１００〜約３００，０００の塩基対である。いくつかの例において、目的の領域は、長さが約１０００〜約１００００００のヌクレオチドである。いくつかの例において、目的の領域は、長さが約１０００〜約５０００００のヌクレオチドである。いくつかの例において、目的の領域は、長さが約１０００〜約３０００００のヌクレオチドである。いくつかの例において、目的の領域は、長さが約１００００〜約１００００００のヌクレオチドである。いくつかの例において、目的の領域は、長さが約１００００〜約５０００００のヌクレオチドである。いくつかの例において、目的の領域は、長さが約１００００〜約３０００００のヌクレオチドである。いくつかの例において、目的の領域は、長さが約３０００００のヌクレオチドである。
【００８２】
いくつかの例において、目的の領域に対応する配列は、長さが少なくとも約５のヌクレオチドである。いくつかの例において、目的の領域に対応する配列は、長さが少なくとも約８のヌクレオチドである。いくつかの例において、目的の領域に対応する配列は、長さが少なくとも約１０のヌクレオチドである。いくつかの例において、目的の領域に対応する配列は、長さが少なくとも約１５のヌクレオチドである。いくつかの例において、目的の領域に対応する配列は、長さが少なくとも約２０のヌクレオチドである。いくつかの例において、目的の領域に対応する配列は、長さが少なくとも約５０のヌクレオチドである。いくつかの例において、目的の領域に対応する配列は、長さが少なくとも約１００のヌクレオチドである。いくつかの例において、目的の領域は、長さが約５〜約１０００のヌクレオチドである。いくつかの例において、目的の領域は、長さが約１０〜約１０００のヌクレオチドである。いくつかの例において、目的の領域は、長さが約１０〜約５００のヌクレオチドである。いくつかの例において、目的の領域は、長さが約１０〜約４００のヌクレオチドである。いくつかの例において、目的の領域は、長さが約１０〜約３００のヌクレオチドである。いくつかの例において、目的の領域は、長さが約５０〜約１０００のヌクレオチドである。いくつかの例において、目的の領域は、長さが約５０〜約５００のヌクレオチドである。
【００８３】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、無細胞核酸の鎖にアニール可能なオリゴヌクレオチドプローブおよびオリゴヌクレオチドプライマーの少なくとも１つを含み、無細胞核酸は、本明細書に開示される目的のサブ領域に対応する配列を含む。いくつかの例において、サブ領域は、一回より多く目的の領域に存在する配列により表わされる。いくつかの例において、サブ領域は、長さが約１０〜約１０００のヌクレオチドである。いくつかの例において、サブ領域は、長さが約５０〜約５００のヌクレオチドである。いくつかの例において、サブ領域は、長さが約５０〜約２５０のヌクレオチドである。いくつかの例において、サブ領域は、長さが約５０〜約１５０のヌクレオチドである。いくつかの例において、サブ領域は、長さが約１００のヌクレオチドである。
【００８４】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、少なくとも１つのオリゴヌクレオチドプライマーを含み、オリゴヌクレオチドプライマーは、Ｙ染色体配列に相補的、またはそれに対応する配列を有する。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、一対のオリゴヌクレオチドプライマーを含み、一対のオリゴヌクレオチドプライマーは、Ｙ染色体配列に相補的、またはそれに対応する配列を有する。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、少なくとも１つのオリゴヌクレオチドプライマーを含み、オリゴヌクレオチドプライマーは、Ｙ染色体配列に相補的、またはそれに対応する配列を有する。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、一対のオリゴヌクレオチドプライマーを含み、一対のオリゴヌクレオチドプライマーは、Ｙ染色体配列に相補的、またはそれに対応する配列を含む。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、少なくとも１つのオリゴヌクレオチドプライマーを含み、オリゴヌクレオチドプライマーは、Ｙ染色体配列に相補的、またはそれに対応する配列から成る。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、一対のオリゴヌクレオチドプライマーを含み、一対のオリゴヌクレオチドプライマーは、Ｙ染色体配列に相補的、またはそれに対応する配列から成る。いくつかの例において、Ｙ染色体配列に相補的、またはそれに対応する配列は、野生型ヒトＹ染色体配列と少なくとも７５％同一である。いくつかの例において、Ｙ染色体配列に相補的、またはそれに対応する配列は、野生型ヒトＹ染色体配列と少なくとも８０％同一である。いくつかの例において、Ｙ染色体配列に相補的、またはそれに対応する配列は、野生型ヒトＹ染色体配列と少なくとも８５％同一である。いくつかの例において、Ｙ染色体配列に相補的、またはそれに対応する配列は、野生型ヒトＹ染色体配列と少なくとも８０％同一である。いくつかの例において、Ｙ染色体配列に相補的、またはそれに対応する配列は、野生型ヒトＹ染色体配列と少なくとも９０％同一である。いくつかの例において、Ｙ染色体配列に相補的、またはそれに対応する配列は、野生型ヒトＹ染色体配列と少なくとも９５％同一である。いくつかの例において、Ｙ染色体配列に相補的、またはそれに対応する配列は、野生型ヒトＹ染色体配列と少なくとも９７％同一である。いくつかの例において、Ｙ染色体配列に相補的、またはそれに対応する配列は、野生型ヒトＹ染色体配列と１００％同一である。
【００８５】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、無細胞核酸の鎖にアニール可能なオリゴヌクレオチドプローブおよびオリゴヌクレオチドプライマーの少なくとも１つを含み、無細胞核酸は、Ｙ染色体領域に対応する配列、またはその一部を含み、前記その一部は、与えられた長さを有する。いくつかの例において、前記その一部の長さは、約１０〜１００のヌクレオチドである。いくつかの例において、前記その一部の長さは、約１００〜１０００のヌクレオチドである。いくつかの例において、前記その一部の長さは、約１０００〜１００００のヌクレオチドである。いくつかの例において、前記その一部の長さは、約１００００〜１０００００のヌクレオチドである。
【００８６】
いくつかの例において、目的の領域は、Ｙ染色体領域またはその一部であり、一回より多くＹ染色体上に存在する配列を含む。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は、Ｙ染色体の位置２０００００００と位置２１００００００との間に位置する。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は、Ｙ染色体の位置２０５０００００と位置２１００００００との間に位置する。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は、Ｙ染色体の位置２０００００００と位置２０５０００００との間に位置する。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は、Ｙ染色体の位置２０００００００と位置２０２５００００との間に位置する。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は、Ｙ染色体の位置２０２５００００と位置２０５０００００との間に位置する。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は、Ｙ染色体の位置２０５０００００と位置２０７５００００との間に位置する。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は、Ｙ染色体の位置２０７５００００と位置２１００００００との間に位置する。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は、Ｙ染色体の位置２００８００００と位置２０４０００００との間に位置する。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は、Ｙ染色体の位置２００８２０００と位置２０３５１０００との間に位置する。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は、位置２００８２１８３と位置２０３５０８９７との間に位置する。
【００８７】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、遊無細胞核酸の鎖にアニール可能なオリゴヌクレオチドプローブおよびオリゴヌクレオチドプライマーの少なくとも１つを含み、無細胞核酸は、Ｙ染色体サブ領域に対応する配列を含む。いくつかの例において、対応は１００％同一である。いくつかの例において、対応は少なくとも９９％同一である。いくつかの例において、対応は少なくとも９８％同一である。いくつかの例において、対応は少なくとも９５％同一である。いくつかの例において、対応は少なくとも９０％同一である。
【００８８】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、無細胞核酸の鎖にアニール可能なオリゴヌクレオチドプローブおよびオリゴヌクレオチドプライマーの少なくとも１つを含み、無細胞核酸は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０７９９と末端位置２０３５０８９７との間のＹ染色体サブ領域を含む。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０７９９と末端位置２０３５０８９７との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも１０のヌクレオチドに対応する。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０７９９と末端位置２０３５０８９７との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも５０のヌクレオチドに対応する。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０７９９と末端位置２０３５０８９７との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも１０〜１０００のヌクレオチドに対応する。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０７９９と末端位置２０３５０８９７との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも５０〜５００のヌクレオチドに対応する。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０７９９と末端位置２０３５０８９７との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも５０〜１５０のヌクレオチドに対応する。
【００８９】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、無細胞核酸の鎖にアニール可能なオリゴヌクレオチドプローブおよびオリゴヌクレオチドプライマーの少なくとも１つを含み、無細胞核酸は、Ｙ染色体の開始位置２０３４９２３６と末端位置２０３４９３１８との間のＹ染色体サブ領域に対応する配列を含む。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置２０３４９２３６と末端位置２０３４９３１８との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも１０のヌクレオチドに対応する。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置２０３４９２３６と末端位置２０３４９３１８との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも５０のヌクレオチドに対応する。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置２０３４９２３６と末端位置２０３４９３１８との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも１０〜１０００のヌクレオチドに対応する。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置２０３４９２３６と末端位置２０３４９３１８との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも５０〜５００のヌクレオチドに対応する。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置２０３４９２３６と末端位置２０３４９３１８との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも５０〜１５０のヌクレオチドに対応する。
【００９０】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、無細胞核酸の鎖にアニール可能なオリゴヌクレオチドプローブおよびオリゴヌクレオチドプライマーの少なくとも１つを含み、無細胞核酸は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０２３１と末端位置２０３５０３２３との間のＹ染色体サブ領域に対応する配列を含む。いくつかの例において、配列は、開始位置２０３５０２３１とＹ染色体の末端位置２０３５０３２３との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも１０のヌクレオチドに対応する。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０２３１と末端位置２０３５０３２３との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも５０のヌクレオチドに対応する。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０２３１と末端位置２０３５０３２３との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも１０〜１０００のヌクレオチドに対応する。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０２３１と末端位置２０３５０３２３との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも５０〜５００のヌクレオチドに対応する。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０２３１と末端位置２０３５０３２３との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも５０〜１５０のヌクレオチドに対応する。
【００９１】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、無細胞核酸の鎖にアニール可能なオリゴヌクレオチドプローブおよびオリゴヌクレオチドプライマーの少なくとも１つを含み、無細胞核酸は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０６０１と末端位置２０３５０６９９との間のＹ染色体サブ領域に対応する配列を含む。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０６０１と末端位置２０３５０６９９との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも１０のヌクレオチドに対応する。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０６０１と末端位置２０３５０６９９との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも５０のヌクレオチドに対応する。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０６０１と末端位置２０３５０６９９との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも１０〜１０００のヌクレオチドに対応する。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０６０１と末端位置２０３５０６９９との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも５０〜５００のヌクレオチドに対応する。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０６０１と末端位置２０３５０６９９との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも５０〜１５０のヌクレオチドに対応する。
【００９２】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、無細胞核酸の鎖にアニール可能なオリゴヌクレオチドプローブおよびオリゴヌクレオチドプライマーの少なくとも１つを含み、無細胞核酸は、Ｙ染色体の開始位置２００８２１８３と末端位置２００８２２８１との間のＹ染色体サブ領域に対応する配列を含む。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置２００８２１８３と末端位置２００８２２８１との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも１０のヌクレオチドに対応する。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置２００８２１８３と末端位置２００８２２８１との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも５０のヌクレオチドに対応する。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置２００８２１８３と末端位置２００８２２８１との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも１０〜１０００のヌクレオチドに対応する。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置２００８２１８３と末端位置２００８２２８１との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも５０〜５００のヌクレオチドに対応する。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置２００８２１８３と末端位置２００８２２８１との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも５０〜１５０のヌクレオチドに対応する。
【００９３】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、無細胞核酸の鎖にアニール可能なオリゴヌクレオチドプローブおよびオリゴヌクレオチドプライマーの少なくとも１つを含み、無細胞核酸は、Ｙ染色体の開始位置５６６７３２５０と末端位置５６７７１４８９との間のＹ染色体サブ領域に対応する配列を含む。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置５６６７３２５０と末端位置５６７７１４８９との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも１０のヌクレオチドに対応する。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置５６６７３２５０と末端位置５６７７１４８９との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも５０のヌクレオチドに対応する。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置５６６７３２５０と末端位置５６７７１４８９との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも１０〜１０００のヌクレオチドに対応する。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置５６６７３２５０と末端位置５６７７１４８９との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも５０〜５００のヌクレオチドに対応する。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置５６６７３２５０と末端位置５６７７１４８９との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも５０〜１５０のヌクレオチドに対応する。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、無細胞核酸の鎖にアニール可能なオリゴヌクレオチドプローブおよびオリゴヌクレオチドプライマーの少なくとも１つを含み、無細胞核酸は、Ｙ染色体サブ領域に対応する配列を含み、配列は、表１に示されるＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１−５から選択される。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１−５から選択された配列と少なくとも６０％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１−５から選択された配列と少なくとも６５％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１−５から選択された配列と少なくとも７０％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１−５から選択された配列と少なくとも７５％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１−５から選択された配列と少なくとも８０％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１−５から選択された配列と少なくとも８５％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１−５から選択された配列と少なくとも９０％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１−５から選択された配列と少なくとも９５％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１−５から選択された配列と少なくとも９８％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１−５から選択された配列と少なくとも９９％同一である。いくつかの例において、対応は１００％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１−５の少なくとも１０の連続するヌクレオチドを含む。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１−５の少なくとも１５の連続するヌクレオチドを含む。いくつかの例において、配列は��ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１−５の少なくとも２０の連続するヌクレオチドを含む。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１−５の少なくとも２５の連続するヌクレオチドを含む。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１−５の少なくとも５０の連続するヌクレオチドを含む。
【００９４】
【表１】
2020534873.tif 000003
【００９５】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、無細胞核酸の鎖にアニール可能なオリゴヌクレオチドプローブおよびオリゴヌクレオチドプライマーの少なくとも１つを含み、無細胞核酸は、Ｙ染色体サブ領域に対応する配列を含み、配列は、表３に示されるＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：３０−３４から選択される。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：３０−３４から選択された配列と少なくとも６０％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：３０−３４から選択された配列と少なくとも６５％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：３０−３４から選択された配列と少なくとも７０％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：３０−３４から選択された配列と少なくとも７５％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：３０−３４から選択された配列と少なくとも８０％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：３０−３４から選択された配列と少なくとも８５％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：３０−３４から選択された配列と少なくとも９０％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：３０−３４から選択された配列と少なくとも９５％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：３０−３４から選択された配列と少なくとも９８％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：３０−３４から選択された配列と少なくとも９９％同一である。いくつかの例において、対応は１００％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：３０−３４の少なくとも１０の連続するヌクレオチドを含む。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：３０−３４の少なくとも１５の連続するヌクレオチドを含む。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：３０−３４の少なくとも２０の連続するヌクレオチドを含む。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：３０−３４の少なくとも２５の連続するヌクレオチドを含む。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：３０−３４の少なくとも５０の連続するヌクレオチドを含む。実施例３は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：３０−３４から選択された配列を有するＹ染色体サブ領域を解析するアッセイの結果を記載する。
【００９６】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、無細胞核酸の鎖にアニール可能なオリゴヌクレオチドプローブおよびオリゴヌクレオチドプライマーの少なくとも１つを含み、無細胞核酸は、ｃｈｒＹ：５６６７２２５０とｃｈｒＹ：５６７７２４８９との間の配列を含む（Ｇｅｎｏｍｅ  Ｂｕｉｌｄ３８に従う）。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、無細胞核酸の鎖にアニール可能なオリゴヌクレオチドプローブおよびオリゴヌクレオチドプライマーの少なくとも１つを含み、無細胞核酸は、ｃｈｒＹ：５６６７３２５０とｃｈｒＹ：５６７７１４８９との間の配列を含む（Ｇｅｎｏｍｅ  Ｂｕｉｌｄ３８に従う）。実施例４は、（表５において示される）そのような配列を増幅する、一対のプライマーを使用して結果を示す。一対のプライマーは、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：３７と３８、３９と４０、４１と４２、４３と４４、４５と４６、４７と４８、４９と５０、５１と５２、５３と５４、５５と５６、５７と５８、５９と６０、６１と６２、６３と６４、６５と６６、６７と６８、６９と７０、７１と７２、７３と７４、７５と７６、７７と７８、７９と８０、８１と８２、８３と８４、８５と８６、８７と８８、８９と９０、９１と９２、９３と９４、９５と９６、９７と９８、９９と１００、１０１と１０２、１０３と１０４、１０５と１０６、１０７と１０８、１０９と１１０、１１１と１１２、１１３と１１４、１１５と１１６、１１７と１１８、１１９と１２０、１２１と１２２、１２３と１２４、１２５と１２６、１２７と１２８、１２９と１３０、１３１と１３２、１３３と１３４、１３５と１３６、１３７と１３８、および１３９と１４０から選択された２つの配列により表わされるプライマーから選択され得る。いくつかの例において、一対のプライマーは、表５のセンスプライマーと少なくとも８０％同一、かつ表５のアンチセンスプライマーと少なくとも９０％同一である配列により表わされる。いくつかの例において、一対のプライマーは、表５のセンスプライマーと少なくとも９０％同一、かつ表５のアンチセンスプライマーと少なくとも９０％同一である配列により表わされる。
【００９７】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、無細胞核酸の鎖にアニール可能なオリゴヌクレオチドプローブおよびオリゴヌクレオチドプライマーの少なくとも１つを含み、無細胞核酸は、Ｙ染色体サブ領域に対応する配列を含み、配列は、表５に示されるＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１４１−１９２から選択される。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１４１−１９２から選択された配列と少なくとも６０％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１４１−１９２から選択された配列と少なくとも６５％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１４１−１９２から選択された配列と少なくとも７０％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１４１−１９２から選択された配列と少なくとも７５％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１４１−１９２から選択された配列と少なくとも８０％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１４１−１９２から選択された配列と少なくとも８５％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１４１−１９２から選択された配列と少なくとも９０％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１４１−１９２から選択された配列と少なくとも９５％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１４１−１９２から選択された配列と少なくとも９８％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１４１−１９２から選択された配列と少なくとも９９％同一である。いくつかの例において、対応は１００％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１４１−１９２の少なくとも１０の連続するヌクレオチドを含む。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１４１−１９２の少なくとも１５の連続するヌクレオチドを含む。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１４１−１９２の少なくとも２０の連続するヌクレオチドを含む。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１４１−１９２の少なくとも２５の連続するヌクレオチドを含む。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１４１−１９２の少なくとも５０の連続するヌクレオチドを含む。実施例４は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１４１−１９２から選択された配列を有するＹ染色体サブ領域を解析するアッセイの結果を記載する。
【００９８】
核酸配列決定
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは核酸シーケンサーを含む。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、核酸を増幅し、結果として生じる増幅核酸を配列決定するように構成される。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、核酸を増幅することなく核酸を配列決定するように構成される。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは核酸シーケンサーを含むが、核酸増幅試薬または核酸増幅成分を含まない。いくつかの例において、核酸シーケンサーは、増幅の成功または失敗を反映するシグナルを検出するシグナル検出器を含む。いくつかの例において、核酸シーケンサーはシグナル検出器である。いくつかの例において、シグナル検出器は核酸シーケンサーを含む。
【００９９】
いくつかの例において、核酸シーケンサーは、核酸シーケンサーからの配列決定読み取りを解析する電子デバイスとの通信接続部を有する。いくつかの例において、通信接続部は配線接続される。いくつかの例において、通信接続部は無線である。例えば、本明細書に開示されるものなどの、携帯電話アプリケーションまたはコンピューターソフトウェアは、配列決定読み取りを受け、および、配列決定読み取りに基づいて、サンプルに関する遺伝子情報（例えば疾患／感染症の存在、薬物反応、胎児の性別）を表示または報告し得る。
【０１００】
いくつかの例において、核酸シーケンサーはナノポアシーケンサーを含む。いくつかの例において、ナノポアシーケンサーはナノポアを含む。いくつかの例において、ナノポアシーケンサーは、膜にわたり電流を作り出し、ナノポアを通る荷電分子（例えば核酸）の移動を導く、膜および溶液を含む。いくつかの例において、ナノポアシーケンサーは、膜貫通タンパク質、その一部、またはその修飾を含む。いくつかの実施形態において、膜貫通タンパク質は細菌タンパク質である。いくつかの例において、膜貫通タンパク質は細菌タンパク質ではない。いくつかの例において、ナノポアは合成である。いくつかの例において、ナノポアは、固体状態のナノポアシーケンシングを実行する。いくつかの例において、ナノポアシーケンサーは、ポケットサイズ、携帯型、またはほぼ携帯電話と同じサイズである。いくつかの例において、ナノポアシーケンサーは、ＲＮＡおよびＤＮＡの少なくとも１つを配列決定するように構成される。ナノポアシーケンシングデバイスの非限定的な例には、Ｏｘｆｏｒｄ Ｎａｎｏｐｏｒｅ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓのＭｉｎＩＯＮおよびＳｍｉｄｇＩＯＮのナノポアシーケンシングＵＳＢデバイスが挙げられる。これらデバイスは共に、携帯できるほど十分に小さい。ナノポアシーケンシングデバイスおよび構成部品は、Ｈｏｗｏｒｋａ（Ｎａｔ Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌ． ２０１７ Ｊｕｌ ６；１２（７）：６１９−６３０）およびＧａｒｒｉｄｏ−Ｃａｒｄｅｎａｓ ｅｔ ａｌ． （Ｓｅｎｓｏｒｓ （Ｂａｓｅｌ）． ２０１７ Ｍａｒ １４；１７（３））による検討において詳しく記載されており、これらは参照により本明細書に組み込まれている。ナノポアシーケンシングデバイスの他の非限定的な例は、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ、Ｔｗｏ Ｐｏｒｅ Ｇｕｙｓ、Ｓｔｒａｔｏｓ、およびＡｇｉｌｅｎｔ（Ｇｅｎｉａ由来の技術）により提供される。
【０１０１】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、重亜硫酸塩配列決定により後成的修飾を検出するのを求められる試薬および成分を含む。例えば、多くのメチル化マーカーを伴う長い領域が断片化され得る。ここで、メチル化マーカーを運ぶ各フラグメントは、独立したシグナルであり得る。すべてのフラグメントからのシグナルは、組み合わせて有益な遺伝子情報を得るのに十分である。
【０１０２】
捕捉および検出
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、生体サンプル中の核酸の検出のための捕捉構成部分、シグナル検出器、および検出試薬のうち少なくとも１つを含む。いくつかの例において、捕捉構成部分およびシグナル検出器は一体化されている。いくつかの例において、捕捉構成部分は固形支持体を含む。いくつかの例において、固形支持体は、ビーズ、チップ、細片、膜、マトリクス、カラム、プレート、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの例において、捕捉構成部分は本明細書に開示される結合部分を含む。
【０１０３】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、目的の配列を有する核酸に対して少なくとも１つのプローブを含む。いくつかの例において、目的の配列はＹ染色体に特異的である。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、母体ＤＮＡに存在しない父性遺伝配列に対して少なくとも１つのプローブを含む。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、父性遺伝性の一塩基多型に対して少なくとも１つのプローブを含む。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、染色体またはそのフラグメントの後成的修飾された領域に対して少なくとも１つのプローブを含む。いくつかの例において、染色体の後成的修飾された領域の後成的修飾は、性別を示す、または性別のマーカーである。いくつかの例において、染色体はＹ染色体である。いくつかの例において、染色体はＸ染色体である。いくつかの例において、染色体は常染色体である。いくつかの例において、プローブは、ペプチド、抗体、抗原結合性抗体フラグメント、核酸、または小分子を含む。
【０１０４】
いくつかの例において、捕捉構成部分は、本明細書に記載される結合部分を含む。いくつかの例において、結合部分は、側方流動アッセイに存在する。いくつかの例において、サンプルが側方流動アッセイに加えられる前に、結合部分はサンプルに加えられる。いくつかの例において、結合部分はシグナル分子を含む。いくつかの例において、結合部分は、シグナル分子に物理的に関連付けられる。いくつかの例において、結合部分は、シグナル分子に物理的に関連付け可能である。いくつかの例において、結合部分はシグナル分子に接続される。シグナル分子の非限定的な例には、金粒子、蛍光粒子、発光粒子、および色素分子が挙げられる。いくつかの例において、捕捉構成部分は、本明細書に記載される増幅産物と相互作用可能な結合部分を含む。いくつかの例において、捕捉構成部分は、本明細書に記載される増幅産物上のタグと相互作用可能な結合部分を含む。
【０１０５】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、検出システムを備えている。いくつかの例において、検出システムはシグナル検出器を備えている。シグナル検出器の非限定的な例には、蛍光リーダー、比色計、センサー、ワイヤー、回路、受信機が挙げられる。いくつかの例において、検出システムは検出試薬を含む。検出試薬の非限定的な例には、フルオロフォア、化学薬品、ナノ粒子、抗体、および核酸プローブが挙げられる。いくつかの例において、検出システムは、ｐＨセンサーおよび相補性金属酸化膜半導体を備えており、これらを使用してｐＨの変化を検出できる。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、または方法による増幅産物の産生は、ｐＨを変化させ、それにより性別を示す。
【０１０６】
いくつかの例において、検出システムはシグナル検出器を備えている。いくつかの例において、シグナル検出器は、光子を検出する光検出器である。いくつかの例において、シグナル検出器は蛍光を検出する。いくつかの例において、シグナル検出器は、化学薬品または化合物を検出する。いくつかの例において、シグナル検出器は、増幅産物の産生時に放たれる化学薬品を検出する。いくつかの例において、シグナル検出器は、増幅産物を検出システムに加えたときに放たれる化学薬品を検出する。いくつかの例において、シグナル検出器は、増幅産物の産生時に産生される化合物を検出する。いくつかの例において、シグナル検出器は、増幅産物が検出システムに加えられるときに産生される化合物を検出する。
【０１０７】
いくつかの例において、シグナル検出器は、電気シグナルを検出する。いくつかの例において、シグナル検出器は電極を備えている。いくつかの例において、シグナル検出器は、回電流、または電流発生機を備えている。いくつかの例において、回路または電流は、２つ以上の溶液またはポリマーの勾配により設けられる。いくつかの例において、回路または電流は、エネルギー源（例えばバッテリー、電気取出口からのワイヤー）により設けられる。いくつかの例において、本明細書に開示される核酸、増幅産物、化学薬品、または化合物は、電流を中断させることにより電気シグナルをもたらし、シグナル検出器は電気シグナルを検出する。いくつかの例において、シグナル検出器は光を検出する。いくつかの例において、シグナル検出器は光センサーを備えている。いくつかの例において、シグナル検出器はカメラを備えている。いくつかの例において、シグナル検出器は、携帯電話カメラまたはその構成部分を備えている。
【０１０８】
いくつかの例において、シグナル検出器は、核酸中の異なる塩基の電荷を検出するナノワイヤーを備えている。いくつかの実施形態において、ナノワイヤーの直径は、約１ｎｍ〜約９９ｎｍである。いくつかの実施形態において、ナノワイヤーの直径は、約１ｎｍ〜約９９９ｎｍである。いくつかの例において、ナノワイヤーは、無機分子、例えばニッケル、白金、ケイ素、金、亜鉛、グラフェン、またはチタンを含む。いくつかの例において、ナノワイヤーは有機分子（例えばヌクレオチド）を含む。
【０１０９】
いくつかの例において、検出システムはアッセイアッセンブリを備えており、アッセイアッセンブリは、標的の分析物（例えば核酸増幅産物）を検出可能である。いくつかの例において、アッセイアッセンブリは側方流動片を含み、これは本明細書および当該技術分野において、側方流動アッセイ、側方流動試験、または側方流動デバイスとも呼ばれる。いくつかの例において、側方流動アッセイは、本明細書に開示される増幅産物を検出するための、迅速で、コストの低い、かつ技術的に単純な方法を提供する。一般的に、本明細書に開示される側方流動アッセイは、流体を輸送する多孔質材料または多孔性マトリックス、および存在時に増幅産物を検出する検出器を備えている。多孔質材料は、多孔性の紙、ポリマー構造、焼結ポリマー、またはそれらの組み合わせを含み得る。いくつかの例において、側方流動アッセイは、体液またはその一部（例えば血液サンプルの血漿）を輸送する。いくつかの例において、側方流動アッセイは、体液またはその一部を含む溶液を輸送する。例えば、方法は、デバイスまたはシステムへのサンプルの追加前または追加中に、溶液を体液に加える工程を含み得る。溶液は、側方流動アッセイを介したサンプルおよび／または増幅産物の輸送を促進する、塩、ポリマー、または他のあらゆる成分を含み得る。いくつかの例において、側方流動片を介して移動後、核酸は増幅される。
【０１１０】
いくつかの例において、デバイス、検出システムは、側方流動デバイスを備えており、側方流動デバイスは複数のセクターまたはゾーンを含み、所望の機能は各々、別個のセクターまたはゾーンに存在し得る。通常、側方流動デバイスにおいて、液体サンプル、例えば本明細書に記載されるような体液サンプルは、標的分析物を含んで、側方流動デバイスのセクターまたはゾーンを通って外力の補助により、または補助なしに移動する。いくつかの例において、標的分析物は、外力の補助なしに、例えば毛細管現象により移動する。いくつかの例において、標的分析物は、外力の補助により、例えば側方流動デバイスの動作による毛細管現象の促進により移動する。移動は、外部入力、例えば、振盪、回転、遠心分離、電場または磁場の適用、アクティブポンプの適用、真空の適用、または側方流動デバイスのロッキングにより引き起こされる任意の操作を含み得る。
【０１１１】
いくつかの例において、側方流動デバイスは、例えば互いの前後といった、側方に位置するゾーンまたはセクターを含む、側方流動試験片である。一般的に、側方流動試験片は、機能的なゾーンまたはセクターそれぞれの大きな表面領域の暴露の結果として、試験片（例えば、上と下）の各側からの、機能的なゾーンまたはセクターのアクセシビリティを可能にする。これにより、サンプル精製、または標的分析物の増幅、検出、および／または判定に使用される試薬を含む、試薬の追加が容易になる。
【０１１２】
当業者に既知のあらゆる適切な側方流動試験片検出フォーマットは、本明細書に開示される方法、デバイス、システム、およびキットのアッセイアッセンブリでの使用を企図されている。側方流動試験片検出フォーマットは周知であり、文献に記載されている。側方流動試験片アッセイフォーマットは通常、例えば参照により本明細書に全体が組み込まれる、Ｓｈａｒｍａ ｅｔ ａｌ．， （２０１５） Ｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓ ５：５７７−６０１に記載されている。側方流動試験片のサンドイッチ・アッセイ・フォーマットを使用する核酸の検出は、例えば参照により本明細書に全体が組み込まれる、米国特許第９，１２１，８４９号「Ｌａｔｅｒａｌ  Ｆｌｏｗ  Ａｓｓａｙｓ」に記載されている。側方流動試験片の競合アッセイフォーマットを使用する核酸の検出は、例えば参照により本明細書に全体が組み込まれる、米国特許第９，４２３，３９９号「Ｌａｔｅｒａｌ  Ｆｌｏｗ  Ａｓｓａｙｓ ｆｏｒ Ｔａｇｇｅｄ Ａｎａｌｙｔｅｓ」に記載されている。
【０１１３】
いくつかの例において、側方流動試験片は、サンドイッチフォーマット、競合フォーマット、または多重検出フォーマットを使用して、試験サンプル中の標的分析物を検出する。従来のサンドイッチ・アッセイ・フォーマットにおいて、検出されたシグナルは、サンプルに存在する標的分析物の量に正比例し、その結果、標的分析物の量の増加は、シグナル強度の増加を引き起こす。従来の競合アッセイフォーマットにおいて、検出されたシグナルは、存在する分子物の量との逆相関を有しており、分析物の量の増加はシグナル強度の減少を引き起こす。
【０１１４】
側方流動サンドイッチフォーマットにおいて、試験サンプルは典型的に、試験片の一端にてサンプル・アプリケーション・パッドに適用される。適用された試験サンプルは試験片を通過し、サンプル・アプリケーション・パッドから、サンプル・アプリケーション・パッドに隣接する抱合体パッドへと流れ、ここで抱合体パッドは、サンプル流の方向において下流にある。いくつかの例において、抱合体パッドは、標識され、可逆的に固定されたプローブ、例えば、染料、酵素、またはナノ粒子で標識された抗体またはアプタマーを含む。標的分析物が試験サンプルに存在する場合、標識されたプローブ標的分析物複合体が形成される。その後、この複合体は、標的分析物に特異的な固定された第２のプローブを含む、第１の検査ゾーンまたはセクター（例えば検査線）へと流れ、それにより、標識されたプローブ標的分析物複合体を捕捉する。いくつかの例において、第１の検査ゾーンまたはセクターでのシグナルの強度または規模、例えば色は、試験サンプル中の標的分析物の有無、質量、または存在と質量を示すために使用される。第２の検査ゾーンまたはセクターは、過度の標識されたプローブに結合する第３のプローブを含み得る。適用された試験サンプルが標的分析物を含む場合、過度の標識されたプローブは、抱合体パッド上の標識されたプローブによる標的分析物の捕捉後、試験片にはほとんど、または全く存在しない。結果的に、第２の検査ゾーンまたはセクターは、あらゆる標識されたプローブに結合せず、シグナル（例えば、色）は、第２の検査ゾーンまたはセクターでの観察がほとんど、または全く予想されない。ゆえに、第２の検査ゾーンまたはセクターでのシグナルの不在は、第１の検査ゾーンまたはセクターに観察されたシグナルが標的分析物の存在によるものであるという確信を提供できる。
【０１１５】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイスおよびシステムは、サンドイッチアッセイを含む。いくつかの例において、サンドイッチアッセイは、本明細書に開示される生体サンプルを受け、サンプル成分（例えば核酸、細胞、微粒子）を保持するように構成される。いくつかの例において、サンドイッチアッセイは、生体サンプルの非核酸成分（例えばタンパク質、細胞、微粒子）を流す流動溶液を受けて、生体サンプルの核酸を残すように構成される。いくつかの例において、サンドイッチアッセイは、流動溶液の適用時に核酸の保持を補助するために核酸に結合する膜を含む。核酸に結合する膜の非限定的な例には、キトサン修飾ニトロセルロースが挙げられる。
【０１１６】
同様に、側方流動競合フォーマットにおいて、試験サンプルは、試験片の一端にあるサンプル・アプリケーション・パッドに適用され、標的分析物は、標識されたプローブに結合することで、サンプル・アプリケーション・パッドの下流にある抱合体パッドにおいてプローブ標的分析物複合体を形成する。競合フォーマットにおいて、第１の検査ゾーンまたはセクターは典型的に、標的分析物または標的分析物のアナログを含む。第１の検査ゾーンまたはセクターにおける標的分析物は、抱合体パッド中の検査分析物に結合しなかった任意の遊離の標識されたプローブに結合する。故に、第１の検査ゾーンまたはセクターに観察されるシグナルの量は、標的分析物が存在するときよりも、適用された試験サンプルに標的分析物が存在しないときの方が高い。第２の検査ゾーンまたはセクターは、プローブ標的分析物複合体に特異的に結合するプローブを含む。この第２の検査ゾーンまたはセクターに観察される信号の量は、標的分析物が、適用された試験サンプルに存在するときの方が高い。
【０１１７】
側方流動試験片の多重検出フォーマットにおいて、１より多くの標的分析物が、例えば標的分析物の各々に特異的なプローブを含む追加の検査ゾーンまたはセクターの使用と共に、試験片を使用して検出される。
【０１１８】
いくつかの例において、側方流動デバイスは、例えば互いの上下といった、内側に位置する層に存在するゾーンまたはセクターを含む、階層状の側方流動デバイスである。いくつかの例において、１つ以上のゾーンまたはセクターは、所定の層に存在する。いくつかの例において、各ゾーンまたはセクターは、個々の層に存在する。いくつかの例において、層は、複数のゾーンまたはセクターを含む。いくつかの例において、層は積層される。層状の側方流動デバイスにおいて、拡散により制御され、かつ濃度勾配により配向されるプロセスは、駆動力により可能である。例えば、サンプル液体に含まれる分析物の蛍光測定アッセイまたは蛍光測定定量アッセイのための多層の解析要素は、参照により本明細書に組み込まれるＥＰ００９７９５２「Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｅｌｅｍｅｎｔ」に記載されている。
【０１１９】
側方流動デバイスは１つ以上の機能的なゾーンまたはセクターを含み得る。いくつかの例において、検査アセンブリは、１〜２０の機能的なゾーンまたはセクターを含む。いくつかの例において、機能的なゾーンまたはセクターは、少なくとも１つのサンプル精製ゾーンまたはセクター、少なくとも１つの標的分析物増幅ゾーンまたはセクター、少なくとも１つの標的分析物検出ゾーンまたはセクター、および少なくとも１つの標的分析物判定ゾーンまたはセクターを含む。
【０１２０】
いくつかの例において、標的分析物は核酸配列であり、側方流動デバイスは核酸側方流動アッセイである。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、核酸側方流動アッセイを含み、核酸側方流動アッセイは核酸増幅機能を含む。いくつかの例において、核酸増幅機能により実行される標的核酸増幅は、増幅された核酸種の検出の前、またはそれと同時に生じる。いくつかの例において、検出は、標的分析物の存在の質的、半量的、または量的な判定のうち１つ以上を含む。
【０１２１】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、アッセイアセンブリを備えており、標的核酸分析物は、標識された増幅産物、または、増幅後に標識可能な増幅産物を生成するために、側方流動試験片において増幅される。いくつかの例において、標識は、１つ以上の増幅プライマーに存在する、または、増幅後に１つ以上の増幅プライマーに抱合される。いくつかの例において、少なくとも１つの標的核酸増幅産物は、側方流動試験片に検出される。例えば、側方流動試験片上の１つ以上のゾーンまたはセクターは、標的核酸増幅産物に特異的なプローブを含み得る。
【０１２２】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、検出器を備えており、検出器はグラフェンバイオセンサーを備えている。グラフェンバイオセンサーは、例えば、Ａｆｓａｈｉ ｅｔ ａｌ．により、題目「Ｎｏｖｅｌ ｇｒａｐｈｅｎｅ−ｂａｓｅｄ ｂｉｏｓｅｎｓｏｒ ｆｏｒ ｅａｒｌｙ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｚｉｋａ ｖｉｒｕｓ ｉｎｆｅｃｔｉｏｎ， Ｂｉｏｓｅｎｓｏｒ ａｎｄ Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ」（２０１８） １００：８５−８８に記載されている。
【０１２３】
いくつかの例において、本明細書に開示される検出器は、ナノポア、ナノセンサー、またはナノスイッチを備えている。例えば、検出器は、ナノポアシーケンシング、すなわち膜にわたる電流に基づいてナノポアを通って核酸を輸送する方法を可能とし、検出器は、特異的なヌクレオチドに対応する電流の中断を測定する。ナノスイッチまたはナノセンサーは、検出可能なシグナルへの暴露後に構造変化を受ける。例えば、Ｋｏｕｓｓａ  ｅｔ  ａｌ．，  「ＤＮＡ  ｎａｎｏｓｗｉｔｃｈｅｓ：  Ａ  ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ  ｐｌａｔｆｏｒｍ  ｆｏｒ  ｇｅｌ−ｂａｓｅｄ  ｂｉｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ  ａｎａｌｙｓｉｓ」（２０１５）  Ｎａｔｕｒｅ  Ｍｅｔｈｏｄｓ，  １２（２）：  １２３−１２６を参照。
【０１２４】
いくつかの例において、検出器は、目的の分析物のためのプローブがリアルタイム検出に使用されるチップに産生される場合、迅速な多重バイオマーカーアッセイを含む。故に、タグ、標識、またはレポーターは必要ではない。これらプローブへの分析物の結合は、分析物の濃度に対応する屈折率の変化を引き起こす。すべての工程が自動化されてもよい。インキュベーションは必要でない場合もある。結果は、１時間未満（例えば１０−３０分）で入手可能であり得る。そのような検出器の非限定的な例には、Ｇｅｎａｌｙｔｅ Ｍａｖｅｒｉｃｋ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍが挙げられる。
【０１２５】
追加の検査
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、核酸に加えて、生物成分の検出または解析のための追加の特徴、試薬、検査、またはアッセイを含む。非限定的な例として、生物成分は、タンパク質、ペプチド、脂質、脂肪酸、ステロール、炭水化物、ウイルス成分、微生物成分、およびそれらの組み合わせから選択され得る。これら追加のアッセイは、本明細書および全体にわたり開示される小さな容量またはサンプルサイズにおける生物成分を検出または解析可能な場合もある。追加の検査は、目的の生物成分と相互作用可能な試薬を含み得る。そのような試薬の非限定的な例には、抗体、ペプチド、オリゴヌクレオチド、アプタマー、および小分子、およびそれらの組み合わせが挙げられる。試薬は検出可能な標識を含み得る。試薬は、検出可能な標識と相互作用可能な場合がある。試薬は、検出可能なシグナルを提供可能な場合もある。
【０１２６】
追加の検査は１つ以上の抗体を必要とし得る。例えば、追加の検査は、Ｉｍｍｕｎｏ−ＰＣＲ（ＩＰＣＲ）の実行を提供する試薬または成分を含み得る。ＩＰＣＲは、目的のタンパク質のための第１の抗体が固定され、サンプルにさらされる方法である。サンプルが目的のタンパク質を含む場合、サンプルは第１の抗体により捉えられる。その後、捉えられた目的のタンパク質は、目的のタンパク質に結合する第２の抗体にさらされる。第２の抗体は、リアルタイムＰＣＲにより検出可能なポリヌクレオチドに結合されている。代替的に、または付加的に、追加の検査は、近接ライゲーションアッセイ（ＰＬＡ）の実行を提供する試薬または成分を含み、サンプルは、目的のタンパク質に特異的な２つの抗体にさらされ、各抗体はオリゴヌクレオチドを含む。両抗体が目的のタンパク質に結合する場合、各抗体のオリゴヌクレオチドは、増幅および／または検出されるのに十分に近接する。
【０１２７】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、Ｙ染色体に対応する核酸のためのアッセイより優れた、追加の検査またはアッセイを含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の存在の検査（性別検査）より優れた、生体サンプルの検査を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の存在の試験より優れた、生体サンプルを特徴づける工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、タンパク質またはペプチドに対する検査を含む。いくつかの例において、タンパク質はホルモンである。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、タンパク質を検査、分析、または定量する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、核酸の存在または質量、およびタンパク質またはペプチドの存在または質量に対するアッセイを含む。いくつかの例において、追加の検査は妊娠期間に対する検査である。いくつかの例において、妊娠期間に対する検査は、正確な性別検出のために実現可能な妊娠期間にて性別検査を行うことを確実にする。いくつかの例において、追加の検査は妊娠検査である。いくつかの例において、妊娠検査は、女性が、性別および／または妊娠期間が本明細書に開示されるデバイス、システム、またはキットにより検出も識別もできない場合に被験体であることを確認する。
【０１２８】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、女性被験体が妊娠していることを示す、判定する、または検証するための妊娠検査を含む。いくつかの例において、妊娠検査は、妊娠に関連する因子を測定するための試薬または成分を含む。非限定的な例として、妊娠に関連する因子は、ヒト絨毛性ゴナドトロピンタンパク質（ｈＣＧ）、および抗ｈＣＧ抗体を含むｈＣＧに対する試薬または成分であり得る。また、非限定的な例として、妊娠に関連する因子はｈＣＧ転写産物であり、ｈＣＧ転写産物を測定するための試薬または成分は、ｈＣＧ転写産物にハイブリダイズするオリゴヌクレオチドプローブまたはプライマーである。いくつかの例において、妊娠に関連する因子は、妊娠初期因子（ＥＰＦ）としても知られる、熱ショックタンパク質１０ｋＤａタンパク質１である。
【０１２９】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、胎児の材齢を伝えることができる。例えば、シグナルは、デバイスまたはシステムから生成可能であり、シグナルのレベルは、被験体のサンプル中のｈＣＧの量に対応する。このシグナルのレベルまたは強度は、サンプル中のｈＣＧの量を表わす数値により翻訳され、または曖昧に表現され得る。ｈＣＧの量は、胎児のおよその年齢を示し得る。
【０１３０】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、妊娠の示唆または検証、妊娠期間の示唆または検証、および性別の示唆または検証を提供する。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、少なくとも約９０％の信頼（例えば、時間、示唆の９０％が正確である）により、妊娠、妊娠期間、および／または性別の示唆を提供する。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、少なくとも約９５％の信頼により、妊娠、妊娠期間、および／または性別の示唆を提供する。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、少なくとも約９９％の信頼により、妊娠、妊娠期間、および／または性別の示唆を提供する。
【０１３１】
パフォーマンスパラメーター
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、１つ以上の温度で動作可能である。いくつかの例において、デバイス、システム、またはキットの構成部分または試薬の温度は、デバイス、システム、またはキットが動作可能となるために変更する必要がある。通常、デバイス、システム、およびキットは、生体サンプル中のバイオマーカー（例えばＲＮＡ／ＤＮＡ、ペプチド）により伝達される情報（例えば性別、感染症、汚染）を提供するときに、動作可能と考慮される。いくつかの例において、デバイス、システム、キット、それらの構成部分、または試薬が動作可能な温度は、一般的な世帯において達成される。非限定的な例として、一般的な世帯で達成される温度は、室温、冷蔵庫、冷凍装置、マイクロウェーブ、ストーブ、電気熱ポット、熱い／冷たい槽、またはオーブンにより提供される。
【０１３２】
いくつかの例において、本明細書に記載されるようなデバイス、システム、キット、それらの構成部分、または試薬は、単一の温度で動作可能である。いくつかの例において、本明細書に記載されるようなデバイス、システム、キット、それらの構成部分、または試薬は、動作可能となるために単一の温度のみを必要とする。いくつかの例において、本明細書に記載されるようなデバイス、システム、キット、それらの構成部分、または試薬は、動作可能となるために２つの温度のみを必要とする。いくつかの例において、本明細書に記載されるようなデバイス、システム、キット、それらの構成部分、または試薬は、動作可能となるために３つの温度のみを必要とする。
【０１３３】
いくつかの例において、デバイス、システム、キット、それらの構成部分、または試薬は、ある温度範囲にて、または温度範囲内にある少なくとも１つの温度で動作可能である。いくつかの例において、温度範囲は約−５０℃〜約１００℃である。いくつかの例において、温度範囲は約−５０℃〜９０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約−５０℃〜約８０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約−５０℃〜約７０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約−５０℃〜約６０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約−５０℃〜約５０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約−５０℃〜約４０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約−５０℃〜約３０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約−５０℃〜約２０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約−５０℃〜約１０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約０℃〜約１００℃である。いくつかの例において、温度範囲は約０℃〜約９０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約０℃〜約８０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約０℃〜約７０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約０℃〜約６０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約０℃〜約５０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約０℃〜約４０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約０℃〜約３０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約０℃〜約２０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約０℃〜約１０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約１５℃〜約１００℃である。いくつかの例において、温度範囲は約１５℃〜約９０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約１５℃〜約８０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約１５℃〜約７０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約１５℃〜約６０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約１５℃〜約５０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約１５℃〜約４０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約１５℃〜約３０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約１０℃〜約３０℃である。いくつかの例において、それらの全ての構成部分と全ての試薬を含む、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、室温で完全に動作可能であり、冷却、冷凍、または加熱を必要としない。
【０１３４】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、ユーザーが少なくとも１つの温度または温度範囲を得ることを可能にするために加熱デバイスまたは冷却デバイスを含む。加熱デバイスおよび冷却デバイスの非限定的な例は、冷蔵庫または冷凍装置において冷却可能である、またはマイクロウェーブ、オーブン、またはストーブ上部により加熱可能な、材料のパウチまたはバッグである。いくつかの例において、加熱デバイスまたは冷却デバイスは、電気ソケットに差し込まれ、続いて本明細書に開示されるデバイスまたはその構成部分に適用され、それにより熱をデバイスまたはその構成部分に送り、またはデバイスまたはその構成部分を冷却する。加熱デバイスの他の非限定的な例には、デバイスまたはその一部を通る電線またはコイルである。電線またはコイルは、熱をデバイスまたはその一部に伝えるために外部力（例えば太陽、コンセント）、または内部力（例えばバッテリー）により起動され得る。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キットは、適切な温度または温度範囲がデバイス、システム、またはそれらの構成部分に対して得られたと判定することをユーザーに対し補助するために、温度計または温度表示器を含む。代替的に、または付加的に、ユーザーは、温度を評価するために典型的な家環境におけるデバイス（例えば温度計、携帯電話など）を利用する。
【０１３５】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、生体サンプルを受ける時間範囲内で生体サンプルの成分またはその産物（例えば、増幅産物、抱合産物、結合産物）を検出する。いくつかの例において、検出は、本明細書に記載されるシグナル分子を介して行われる。いくつかの実施形態において、時間範囲は約１秒〜約１分である。いくつかの実施形態において、時間範囲は、約１０秒〜約１分である。  いくつかの実施形態において、時間範囲は、約２０秒〜約１分である。いくつかの実施形態において、時間範囲は、約３０秒〜約１分である。いくつかの実施形態において、時間範囲は、約１０秒〜約２分である。いくつかの実施形態において、時間範囲は、約１０秒〜約３分である。いくつかの実施形態において、時間範囲は、約１０秒〜約５分である。いくつかの実施形態において、時間範囲は、約１０秒〜約１０分である。いくつかの実施形態において、時間範囲は、約１０秒〜約１５分である。いくつかの実施形態において、時間範囲は、約１０秒〜約２０分である。いくつかの実施形態において、時間範囲は、約３０秒〜約２分である。いくつかの実施形態において、時間範囲は、約３０秒〜約５分である。いくつかの実施形態において、時間範囲は、約３０秒〜約１０分である。いくつかの実施形態において、時間範囲は、約３０秒〜約１５分である。いくつかの実施形態において、時間範囲は、約３０秒〜約２０分である。いくつかの実施形態において、時間範囲は、約３０秒〜約３０分である。いくつかの実施形態において、時間範囲は約１分〜約２分である。いくつかの実施形態において、時間範囲は約１分〜約５分である。いくつかの実施形態において、時間範囲は約１分〜約１０分である。いくつかの実施形態において、時間範囲は約１分〜約２０分である。いくつかの実施形態において、時間範囲は約１分〜約３０分である。いくつかの実施形態において、時間範囲は約５分〜約１０分である。いくつかの実施形態において、時間範囲は約５分〜約１５分である。いくつかの実施形態において、時間範囲は約５分〜約２０分である。いくつかの実施形態において、時間範囲は約５分〜約３０分である。いくつかの実施形態において、時間範囲は約５分〜約６０分である。
【０１３６】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、所定の時間未満で、生体サンプルの成分またはその産物（例えば増幅産物、抱合産物、結合産物）を検出する。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、所定の時間未満で生体サンプルの成分またはその産物の解析を提供する。いくつかの実施形態において、時間は１分未満である。いくつかの実施形態において、時間は５分未満である。いくつかの実施形態において、時間は１０分未満である。いくつかの実施形態において、時間は１５分未満である。いくつかの実施形態において、時間は２０分未満である。いくつかの実施形態において、時間は３０分未満である。いくつかの実施形態において、時間は６０分未満である。いくつかの実施形態において、時間は２時間未満である。いくつかの実施形態において、時間は８時間未満である。
【０１３７】
通信＆情報記憶
好ましくは、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、得られた遺伝子情報を、物理的に存在しない他の情報と共有可能となるように、通信接続部またはインターフェースを備えている。通信接続部またはインターフェースはまた、他のソースからの入力を可能にし得る。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、得られた遺伝子情報に基づいて情報を受信するためのインターフェースを備えている。インターフェースまたは通信接続部はまた、ユーザーから非遺伝情報（例えば病歴、健康状態、年齢、体重など）を受信し得る。インターフェースまたは通信接続部はまた、ユーザーとは別の誰かまたは何かにより提供された情報を受信し得る。非限定的な例として、これは、ウェブベース情報、医療従事者からの情報、および保険会社からの情報を含む。例えば、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、検査の性別結果に基づいて、妊娠中の被験体に性別関連または性別特異的な製品を販売する（ｍａｒｋｅｔｓ）人工知能インターフェースを含む、またはそれと通信し得る。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、情報記憶ユニット、例えばコンピューターチップを備えている。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、遺伝子情報を安全に記憶する手段を備えている。例えば、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、ハードドライブ、サーバー、データベース、またはクラウドに対するデータチップまたは接続部（有線または無線）を含み得る。
【０１３８】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、生体サンプル中のバイオマーカーに関する情報を通信デバイスに伝達できる。いくつかの例において、通信デバイスはインターネットに接続される。いくつかの例において、通信デバイスはインターネットに接続されない。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、通信デバイスを介して生体サンプル中のバイオマーカーに関する情報をインターネットに伝達可能である。通信デバイスの非限定的な例は、携帯電話、電子ノートパッド、およびコンピューターである。
【０１３９】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、対応する検査の中間結果を識別および記憶可能である。中間結果は、どのパラメーター（例えば分析物、試薬、標識、方法、またはデバイス構成部分）が有用または正確であるかを示し得る。この情報は、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットを用いた検査またはアッセイを発達させるチームの有益なフィードバックであり得る。このフィードバックを受けるチームは、この情報に基づいて、新たな優れた、または最適なパラメーターを選択し、または、選択した最適なパラメーターを有することを再び確実にし得る。
【０１４０】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、通信接続部または通信インターフェースを備えている。いくつかの実施形態において、通信インターフェースは、有線インターフェースを含む。さらなる実施形態において、有線通信インターフェースは、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）（ミニＵＳＢ、マイクロＵＳＢ、Ａ型ＵＳＢ、Ｂ型ＵＳＢ、およびＣ型ＵＳＢを含む）、ＩＥＥＥ  １３９４（ＦｉｒｅＷｉｒｅ）、Ｔｈｕｎｄｅｒｂｏｌｔ、イーサネット（登録商標）、および光インターコネクトを利用する。
【０１４１】
いくつかの実施形態において、通信インターフェースは無線インターフェースを提供する。さらなる実施形態において、無線通信インターフェースは、無線通信プロトコル、例えば、赤外線、近距離無線通信（ＮＦＣ）（ＲＦＩＤを含む）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）、ＺｉｇＢｅｅ、ＡＮＴ、ＩＥＥＥ  ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）、無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）、無線パーソナルネットワーク（ＷＰＡＮ）、無線ワイド・エリア・ネットワーク（ＷＷＡＮ）、ＷｉＭＡＸ、ＩＥＥＥ  ８０２．１６（マイクロウェーブ・アクセスのための世界的な相互運用性（ＷｉＭＡＸ））、または３Ｇ／４Ｇ／ＬＴＥ／５Ｇ移動体通信方法などを利用する。
【０１４２】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載されるデバイス、システム、キット、および方法は、デジタル処理デバイス、またはその使用を含む。さらなる実施形態において、デジタル処理デバイスは、デバイスの機能を実行する１つ以上のハードウェア中央処理装置（ＣＰＵ）または汎用グラフィック処理装置（ＧＰＧＰＵ）を備えている。また更なる実施形態において、デジタル処理デバイスは、実行可能命令を実行するように構成されるオペレーティングシステムをさらに備えている。いくつかの実施形態において、デジタル処理デバイスは、１つ以上の周辺機器、１つ以上の別個のデジタル処理デバイス、１つ以上のコンピューティングシステム、１つ以上のコンピューターネットワーク、および／または１つ以上の通信ネットワークと通信するための通信インターフェース（例えばネットワークアダプター）を備えている。
【０１４３】
いくつかの実施形態において、デジタル処理装置は、通信インターフェースの補助によりコンピューターネットワーク（「ネットワーク」）に通信接続される。適切なネットワークには、パーソナル・エリア・ネットワーク（ＰＡＮ）、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、ワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）、イントラネット、エクストラネット、インターネット（ワールド・ワイド・ウェブへのアクセスを提供）、およびこれらの組み合わせが挙げられる。場合によっては、ネットワークは、電気通信および／またはデータネットワークである。様々な場合に、ネットワークは、クラウドコンピューティングなどの、分散コンピューティングを可能にする１つ以上のコンピューターサーバーを備えている。ネットワークは、場合によっては、およびデバイスの補助により、デバイスに接続されたデバイスがクライアントまたはサーバーとして挙動するのを可能にする、ピアツーピアネットワークを実行する。
【０１４４】
本明細書の記載に従い、適切なデジタル処理デバイスは、非限定的な例として、サーバーコンピューター、デスクトップコンピューター、ラップトップコンピューター、ノート型コンピューター、サブノート型コンピューター、ネットブックコンピューター、ネットパッドコンピューター、セットトップコンピューター、メディア・ストリーミング・デバイス、ハンドヘルドコンピューター、インターネットアプライアンス、モバイルスマートホン、タブレットコンピューター、および携帯情報端末を含む。当業者は、多くのスマートホンが、本明細書に記載されるシステムでの使用に適していることを認識する。当業者はまた、随意のコンピューターネットワークの接続性を持つ選択されたテレビ、ビデオプレーヤー、およびデジタル音楽プレーヤーが、本明細書に記載されるシステムでの使用に適していることを認識する。適切なタブレットコンピューターは、当業者に既知の、ブックレット、スレート、および変換可能な構成を備えたコンピューターを含む。
【０１４５】
いくつかの実施形態において、デジタル処理デバイスは、実行可能命令を実行するように構成されるオペレーティングシステムを備える。オペレーティングシステムは、例えば、デバイスのハードウェアを管理し、アプリケーションの遂行のためのサービスを提供するプログラムおよびデータを含む、ソフトウェアである。当業者は、適切なサーバー・オペレーティングシステムには、限定されないが、ＦｒｅｅＢＳＤ、ＯｐｅｎＢＳＤ、ＮｅｔＢＳＤ（登録商標）、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）、Ａｐｐｌｅ（登録商標）、Ｍａｃ  ＯＳ  Ｘ  Ｓｅｒｖｅｒ（登録商標）、Ｏｒａｃｌｅ（登録商標）Ｓｏｌａｒｉｓ（登録商標）、Ｗｉｎｄｏｗｓ  Ｓｅｒｖｅｒ（登録商標）、およびＮｏｖｅｌｌ（登録商標）ＮｅｔＷａｒｅ（登録商標）が挙げられることを認識する。当業者は、適切なパーソナル・コンピューター・オペレーティングシステムには、限定されないが、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）、Ａｐｐｌｅ（登録商標）Ｍａｃ  ＯＳ  Ｘ（登録商標）、ＵＮＩＸ（登録商標）、およびＧＮＵ／Ｌｉｎｕｘ（登録商標）などのＵＮＩＸ（登録商標）様のオペレーティングシステムが挙げられることを認識する。いくつかの実施形態において、オペレーティングシステムは、クラウドコンピューティングによって提供される。当業者はまた、適切なモバイルスマートホンのオペレーティングシステムには、限定されないが、Ｎｏｋｉａ（登録商標）Ｓｙｍｂｉａｎ（登録商標）ＯＳ、Ａｐｐｌｅ（登録商標）ｉＯＳ（登録商標）、Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｉｎ  Ｍｏｔｉｏｎ（登録商標）ＢｌａｃｋＢｅｒｒｙ  ＯＳ（登録商標）、Ｇｏｏｇｌｅ（登録商標）Ａｎｄｒｏｉｄ（登録商標）、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）Ｗｉｎｄｏｗｓ  Ｐｈｏｎｅ（登録商標）ＯＳ、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）Ｗｉｎｄｏｗｓ  Ｍｏｂｉｌｅ（登録商標）ＯＳ、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）、およびＰａｌｍ（登録商標）ＷｅｂＯＳ（登録商標）が挙げられることを認識する。当業者はまた、適切なメディア・ストリーミング・デバイスのオペレーティングシステムには、非限定的な例として、Ａｐｐｌｅ  ＴＶ（登録商標）、Ｒｏｋｕ（登録商標）、Ｂｏｘｅｅ（登録商標）、Ｇｏｏｇｌｅ  ＴＶ（登録商標）、Ｇｏｏｇｌｅ  Ｃｈｒｏｍｅｃａｓｔ（登録商標）、Ａｍａｚｏｎ  Ｆｉｒｅ（登録商標）、およびＳａｍｓｕｎｇ（登録商標）ＨｏｍｅＳｙｎｃ（登録商標）が挙げられることを認識する。いくつかの例において、オペレーティングシステムには、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｏｆ  Ｔｈｉｎｇｓ（ＩｏＴ）デバイスが挙げられる。ＩｏＴデバイスの非限定的な例には、Ａｍａｚｏｎ（登録商標）のＡｌｅｘａ（登録商標）、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）のＣｏｒｔａｎａ（登録商標）、Ａｐｐｌｅ  Ｈｏｍｅ  Ｐｏｄ（登録商標）、およびＧｏｏｇｌｅ  Ｓｐｅａｋｅｒ（登録商標）が挙げられる。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、仮想現実および／または拡張現実システムを含む。
【０１４６】
いくつかの実施形態において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、記憶デバイスおよび／またはメモリデバイスを備えている。記憶デバイスおよび／またはメモリデバイスは、一時的または恒久的な基礎に基づいてデータまたはプログラムを記憶するために使用される、１以上の物理装置である。いくつかの実施形態において、デバイスは揮発性メモリであり、記憶した情報を維持するための電力を必要とする。いくつかの実施形態において、デバイスは不揮発性メモリであり、デジタル処理デバイスに電力供給されないときに、記憶した情報を保持する。さらなる実施形態において、不揮発性メモリはフラッシュメモリを含む。いくつかの実施形態において、不揮発性メモリはダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（ＤＲＡＭ）を含む。いくつかの実施形態において、不揮発性メモリは強誘電体ランダム・アクセス・メモリ（ＦＲＡＭ（登録商標））を含む。いくつかの実施形態において、不揮発性メモリは相変化ランダム・アクセス・メモリ（ＰＲＡＭ）を含む。他の実施形態において、デバイスには、限定されないが、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュ・メモリー・デバイス、磁気ディスクドライブ、光ディスクドライブ、およびクラウドコンピューティングベースの記憶デバイスを含む、記憶デバイスが挙げられる。さらなる実施形態において、記憶デバイスおよび／またはメモリデバイスは、本明細書に開示されるデバイスなどのデバイスの組み合わせである。
【０１４７】
いくつかの実施形態において、デジタル処理デバイスは、ユーザーに視覚情報を送るためのディスプレイを備える。いくつかの実施形態において、ディスプレイは液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である。更なる実施形態において、ディスプレイは、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）である。いくつかの実施形態において、ディスプレイは、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイである。様々なさらなる実施形態において、ＯＬＥＤディスプレイは、パッシブマトリクスＯＬＥＤ（ＰＭＯＬＥＤ）またはアクティブマトリクスＯＬＥＤ（ＡＭＯＬＥＤ）のディスプレイである。いくつかの実施形態において、ディスプレイはプラズマディスプレイである。他の実施形態において、ディスプレイはビデオプロジェクターである。また他の実施形態において、ディスプレイは、ＶＲヘッドセットなどのデジタル処理デバイスと通信する、ヘッド・マウント・ディスプレイである。
【０１４８】
いくつかの実施形態において、デジタル処理デバイスは、ユーザーから情報を受信するための入力デバイスを備える。いくつかの実施形態において、入力デバイスはキーボードである。いくつかの実施形態において、入力デバイスは、限定されないが、マウス、トラックボール、トラックパッド、ジョイスティック、ゲームコントローラ、またはスタイラスを含むポインティングデバイスである。いくつかの実施形態において、入力デバイスはタッチスクリーンまたはマルチタッチスクリーンである。他の実施形態において、入力デバイスは、声または他の音声入力を捕らえるマイクロフォンである。他の実施形態において、入力デバイスは、動作または視覚の入力を捕えるビデオカメラまたは他のセンサーである。さらなる実施形態において、入力デバイスは、Ｋｉｎｅｃｔ、Ｌｅａｐ  Ｍｏｔｉｏｎなどである。また更なる実施形態において、入力デバイスは、本明細書に開示されるデバイスなどのデバイスの組み合わせである。
【０１４９】
モバイルアプリケーション
いくつかの実施形態において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、デジタル処理デバイス、またはその使用を含み、デジタル処理デバイスは、モバイルアプリケーションの形態で実行可能命令により提供される。いくつかの実施形態において、モバイルアプリケーションは、製造時にモバイルデジタル処理デバイスに設けられる。他の実施形態において、モバイルアプリケーションは、本明細書に記載されるコンピューターネットワークを介してモバイルデジタル処理デバイスに設けられる。
【０１５０】
本明細書に提供される開示を考慮して、モバイルアプリケーションは、当該技術分野で既知のハードウェア、言語、および開発環境を使用する、当業者に既知の技術によって作成される。当業者は、モバイルアプリケーションが様々な言語で書かれることを認識する。適切なプログラミング言語は、限定されないが、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ−Ｃ、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ、Ｐａｓｃａｌ、Ｏｂｊｅｃｔ  Ｐａｓｃａｌ、Ｐｙｔｈｏｎ（商標）、Ｒｕｂｙ、ＶＢ．ＮＥＴ、ＷＭＬ、および、ＣＳＳの有無にかかわらずＸＨＴＭＬ／ＨＴＭＬ、またはそれらの組み合わせを含む。
【０１５１】
適切なモバイルアプリケーション開発環境は様々なソースから利用可能である。市販で入手可能な開発環境には、限定されないが、ＡｉｒｐｌａｙＳＤＫ、ａｌｃｈｅＭｏ、Ａｐｐｃｅｌｅｒａｔｏｒ（登録商標）、Ｃｅｌｓｉｕｓ、Ｂｅｄｒｏｃｋ、Ｆｌａｓｈ  Ｌｉｔｅ、．ＮＥＴ  Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ、Ｒｈｏｍｏｂｉｌｅ、およびＷｏｒｋＬｉｇｈｔ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｐｌａｔｆｏｒｍが挙げられる。他の開発環境は、コスト無しで利用可能であり、限定されないが、Ｌａｚａｒｕｓ、ＭｏｂｉＦｌｅｘ、ＭｏＳｙｎｃ、およびＰｈｏｎｅｇａｐが挙げられる。また、モバイルデバイスのメーカーは、ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）およびｉＰａｄ（登録商標）（ｉＯＳ）ＳＤＫ、Ａｎｄｒｏｉｄ（商標）ＳＤＫ、ＢｌａｃｋＢｅｒｒｙ（登録商標）ＳＤＫ、ＢＲＥＷ  ＳＤＫ、Ｐａｌｍ（登録商標）ＯＳ  ＳＤＫ、Ｓｙｍｂｉａｎ  ＳＤＫ、ｗｅｂＯＳ  ＳＤＫ、およびＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）Ｍｏｂｉｌｅ  ＳＤＫを含むがこれらに限定されない、ソフトウェア開発キットを流通させている。
【０１５２】
当業者は、様々な商用のフォーラムが、限定されないが、Ａｐｐｌｅ（登録商標）Ａｐｐ  Ｓｔｏｒｅ、Ｇｏｏｇｌｅ（登録商標）Ｐｌａｙ、Ｃｈｒｏｍｅ  ＷｅｂＳｔｏｒｅ、ＢｌａｃｋＢｅｒｒｙ（登録商標）Ａｐｐ  Ｗｏｒｌｄ、Ｐａｌｍ  ｄｅｖｉｃｅｓのＡｐｐ  Ｓｔｏｒｅ、ｗｅｂＯＳのＡｐｐ  Ｃａｔａｌｏｇ、ＭｏｂｉｌｅのＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）Ｍａｒｋｅｔｐｌａｃｅ、Ｎｏｋｉａ（登録商標）デバイスのＯｖｉ  Ｓｔｏｒｅ、およびＳａｍｓｕｎｇ（登録商標）Ａｐｐｓを含む、モバイルアプリケーションの流通に利用可能であることを認識する。
【０１５３】
図８Ａを参照すると、特定の実施形態において、モバイルアプリケーションは、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットからの遺伝子情報および他の情報に接続、通信し、かつ受信するように構成される。図８Ａは、モバイルアプリケーションがユーザーへ随意に提供する各種機能を表す図である。本実施形態において、モバイルアプリケーションは随意に以下を提供する：１）ユーザーの個人情報および嗜好性に基づき個々に調整されたユーザー体験（ＵＸ）；２）デバイス、システム、およびキットを利用する方法をユーザーに通知するための、テキスト、オーディオ、および／または映像により導かれる、インタラクティブな教育体験；３）記事、ニュース、メディア、ゲームなどへのアクセスをユーザーに提供する、コンテンツプラットフォーム；および４）情報、検査結果、および事象を追跡および共有するためのツール。
【０１５４】
図８Ｂを参照すると、特定の実施形態において、モバイルアプリケーションは、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットの使用を通してユーザーをガイドするために着実なウォークスルーを提供する、インタラクティブインターフェースを随意に含む。様々な実施形態において、インタラクティブウォークスルーは、ユーザーに通知し、かつ命令を送るためのテキスト、画像、アニメーション、音声、映像などを含む。
【０１５５】
図８Ｃを参照すると、特定の実施形態において、モバイルアプリケーションは随意にホームスクリーンを含み、ユーザーは本明細書に開示されるモバイルアプリケーション機能にアクセス可能となる。本実施形態において、ホームスクリーンは、パーソナライズドグリーティングのほか、ユーザーが検査を開始し、現在の検査結果とその履歴を確認し、検査結果を共有し、かつユーザーの大きなコミュニティーと対話するのを可能にするインターフェース要素を備えている。
【０１５６】
図８Ｄを参照すると、特定の実施形態において、モバイルアプリケーションは、本明細書に開示されるデバイス、システム、またはキットに接続するためのプロセスの状態をユーザーに通知する、進行図を随意に含む。本実施形態において、図はすべての工程を示し、現在の工程を示す。工程は、１）例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を介してデバイスとペアリングする工程；２）デバイス中のサンプルを検出する工程；および３）サンプルが処理されるのを待機する工程である。いくつかの実施形態において、図は、媒体または他のコンテンツによりインタラクティブであり、アニメーション化され、または拡張される。
【０１５７】
図８Ｅを参照すると、特定の実施形態において、モバイルアプリケーションは随意に検査報告書を含み、これは検査の結果を伝達するためにユーザーに提供される。この例において、ユーザーは、自身が娘を身ごもっていることを知らせる報告書を提供される。いくつかの実施形態において、報告書は、媒体または他のコンテンツによりインタラクティブであり、アニメーション化され、または拡張されており、検査結果に基づき個別化されてもよい。
【０１５８】
図８Ｆを参照すると、特定の実施形態において、モバイルアプリケーションは随意に、ユーザーが検査結果を共有するための機能にアクセスするのを可能にする、ソーシャル・シェアリング・スクリーンを備えている。多くのサービス、プラットフォーム、およびネットワークが、検査結果、他の情報、および事象を共有するのに適している。適切なソーシャルネットワーキングおよび共有プラットフォームには、非限定的な例として、Ｆａｃｅｂｏｏｋ、ＹｏｕＴｕｂｅ（登録商標）、Ｔｗｉｔｔｅｒ、ＬｉｎｋｅｄＩｎ、Ｐｉｎｔｅｒｅｓｔ、Ｇｏｏｇｌｅ（登録商標）Ｐｌｕｓ＋、Ｔｕｍｂｌｒ、Ｉｎｓｔａｇｒａｍ、Ｒｅｄｄｉｔ、ＶＫ、Ｓｎａｐｃｈａｔ、Ｆｌｉｃｋｒ、Ｖｉｎｅ、Ｍｅｅｔｕｐ、Ａｓｋ．ｆｍ、Ｃｌａｓｓｍａｔｅｓ、ＱＱ、ＷｅＣｈａｔ、Ｓｗａｒｍ  ｂｙ  Ｆｏｕｒｓｑｕａｒｅ、Ｋｉｋ、Ｙｉｋ  Ｙａｋ、Ｓｈｏｔｓ、Ｐｅｒｉｓｃｏｐｅ、Ｍｅｄｉｕｍ、Ｓｏｕｎｄｃｌｏｕｄ、Ｔｉｎｄｅｒ、ＷｈａｔｓＡｐｐ、Ｓｎａｐ  Ｃｈａｔ、Ｓｌａｃｋ、Ｍｕｓｉｃａｌ．ｌｙ、Ｐｅａｃｈ、Ｂｌａｂ、Ｒｅｎｒｅｎ、Ｓｉｎｅ  Ｗｅｉｂｏ、Ｒｅｎｒｅｎ、Ｌｉｎｅ、およびＭｏｍｏが挙げられる。いくつかの実施形態において、検査結果は、ＳＭＳ、ＭＭＳ、またはインスタントメッセージにより共有される。いくつかの実施形態において、検査結果は電子メールにより共有される。
【０１５９】
図８Ｇを参照すると、特定の実施形態において、モバイルアプリケーションは随意にホームスクリーンを含み、ユーザーが、随意に共有される重要な情報および検査結果に関連する事象の、ブログおよびスケジュールなどの追加機能へとアクセス可能となる。様々な実施形態において、適切な情報および事象は、臨床試験結果、新しく流通している治療薬、栄養、運動、胎児の発育、健康などに関するものを含む。妊娠中の被験体の場合、情報と事象は、妊娠中の時点（例えば週の数）に基づき、スケジュールインターフェースへとまとめられる。本実施形態において、ホームスクリーンはさらに、ユーザーの嗜好性および設定へのアクセスを含む。
【０１６０】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、以下の方法に従って使用される。
【０１６１】
ＩＩ．方法
いくつかの態様において、以下の開示された方法は、前述のデバイス、システム、およびキットを利用する。一般的に、本明細書に開示される方法は、生体サンプルを得る工程、およびその成分を検出する工程を含む。生体サンプルを得る工程は、診療所環境または研究所環境で行われ得る。代替的に、得る工程は、診療所環境または研究所環境から離れた場所、例えば非限定的な例として、家、学校、農場、または戦場で行われ得る。いくつかの例において、検出する工程は、診療所環境または研究所環境で行われる。他の例において、検出する工程は、診療所環境または研究所環境から離れた場所で行われる。本明細書に開示される方法の他の工程、例えば、核酸を増幅する工程は、診療所／研究所環境、または遠隔地で行われ得る。
【０１６２】
一般的に、本明細書に開示される方法は、比較的小さな容量の生体サンプルを集めて解析する工程を含む。非限定的な例として、本明細書には、非研究所環境において女性被験体からサンプルを得る工程であって、生体サンプルの容量は約３００μｌ以下である、工程；少なくとも１つの増幅産物を産生するためにサンプル中の少なくとも１つの循環細胞を増幅する工程；およびＹ染色体に対応する配列を含む増幅産物の有無を検出する工程を含む、方法が開示される。
【０１６３】
図２は、本明細書に開示される方法、デバイス、およびシステムが追従可能な、様々な経路を伴う一般的なフローチャートを示す。最初に、サンプルは工程（２１０）において得られる。小量のサンプルは、サンプルから有用な情報を収集するために得られねばならない。サンプルは、本明細書に開示される生体サンプルであり得る。サンプルは、粗製で未処理のサンプル（例えば全血）であり得る。サンプルは、処理済みのサンプル（例えば血漿）であり得る。サンプルの量は、おそらくサンプル型に基づく。典型的に、サンプルは処理され、または分析物（例えば、核酸または他のバイオマーカー）が、増幅および／または検出され得る分析物を産生するために工程（２２０）においてサンプルから精製される。処理は、サンプルの濾過、分析物を含むサンプルの成分の結合、分析物の結合、分析物の安定化、分析物の精製、またはそれらの組み合わせを含み得る。サンプル成分の非限定的な例は、細胞、ウイルス粒子、細菌粒子、エキソソーム、およびヌクレオソームである。いくつかの例において、分析物は核酸であり、工程（２４０）での解析のためにアンプリコンを産生するべく増幅される。他の例において、分析物は核酸であり、または核酸でない場合もあるが、それに関わらず増幅されない。分析物またはアンプリコンは、それぞれ工程（２６０）および（２７０）における検出および解析の前に、随意に修飾される（２５０）。いくつかの例において、修飾は増幅中に生じる（図示せず）。例えば、分析物またはアンプリコンは、タグ付けされ、または標識され得る。検出は、配列決定、標的特異的プローブ、等温増幅、および検出方法、量的ＰＣＲ、または単一分子検出を含み得る。図２は、本明細書に開示されるデバイスおよび方法の概観として提供されるが、本明細書に開示されるデバイスおよび方法は図２により限定されない。デバイスおよび方法は追加の構成部分および工程を含んでもよく、それぞれ図２には示されない。
【０１６４】
サンプル採取
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、本明細書に記載される生体サンプルを得る工程を含む。生体サンプルの非限定的な例には、血液、血漿、尿、唾液、膣流体、間質液が挙げられる。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、本明細書に記載される環境サンプルを得る工程を含む。環境サンプルの非限定的な例には、廃水、海水、および飲食物が挙げられる。
【０１６５】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、例えば得る工程から検出する工程まで、１つの場所で実行される。いくつかの例において、１つの場所は家である。いくつかの例において、１つの場所は、医療、技術、または病理の研究所ではない。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、全体的に女性被験体により実行される。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、方法を実行するために何の技術訓練も受けていない被験体により実行される。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、方法を実行するために使用されるデバイスにより提供される命令のセットを除いて、方法を実行するために何の技術訓練も受けていない被験体により実行される。
【０１６６】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、本明細書に記載されるデバイス、システム、またはキットにより実行される。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、診療所環境、非限定的な例として、医療診療所、病院、科学調査研究所、病理研究所、または臨床試験研究所から離れて実行される。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、家、学校、またはファミリー・プランニング・センター（ｆａｍｉｌｙ  ｐｌａｎｎｉｎｇ  ｃｅｎｔｅｒ）で実行される。いくつかの例において、方法は被験体により実行され得る。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、方法を実行するのに必要な何の技術教育も受けていないユーザーにより実行される。
【０１６７】
一般的に、本明細書に開示される方法は、比較的小さな容量の生体サンプルを得る工程、処理する工程、および解析する工程を含む。小さな容量は、小さな入力量、低い入力量、または低い容量とも称される場合がある。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、ある容量の生体サンプルを得る工程を含み、容量は１ミリリットル未満である。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、１ミリリットル以下の生体サンプルで実行される。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、１００μｌ以下の生体サンプルで実行される。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、ある容量の生体サンプルを得る工程を含み、容量はサンプル容量の範囲内にある。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１μｌ〜約１ミリリットルである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約５μｌ〜約１ミリリットルである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１μｌ〜約９００μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１μｌ〜約８００μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１μｌ〜約７００μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１μｌ〜約６００μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１μｌ〜約５００μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１μｌ〜約４００μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１μｌ〜約３００μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１μｌ〜約２００μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１μｌ〜約１５０μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１μｌ〜約１００μｌある。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１μｌ〜約９０μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１μｌ〜約８５μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１μｌ〜約８０μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１μｌ〜約７５μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１μｌ〜約７０μｌある。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１μｌ〜約６５μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１μｌ〜約６０μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１μｌ〜約５５μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１μｌ〜約５０μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約５μｌ〜約４５μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約５μｌ〜約４０μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１５μｌ〜約１５０μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１５μｌ〜約１００μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１５μｌ〜約９０μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１５μｌ〜約８５μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１５μｌ〜約８０μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１５μｌ〜約７５μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１５μｌ〜約７０μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１５μｌ〜約６５μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１５μｌ〜約６０μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１５μｌ〜約５５μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１５μｌ〜約５０μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１５μｌ〜約４５μｌである。いくつかの例において、サンプル容量の範囲は、約１５μｌ〜約４０μｌである。
【０１６８】
いくつかの態様において、本明細書には、以下を含む方法が記載される：携帯型デバイスを用いて被験体から流体サンプルを得る工程であって、流体サンプルの容量は約３００μＬ以下である、工程；携帯型デバイスを用いて流体サンプル中の少なくとも１つの遊離核酸を配列決定する工程；携帯型デバイス中のディスプレイを介して目的の配列に対応する配列の有無を検出する工程であって、それにより被験体に関する遺伝子情報を判定する、工程；および携帯型のデバイスを用いて、別の被験体に遺伝子情報を伝達する工程。いくつかの例において、検出する工程と伝達する工程は同時に行われる。いくつかの例において、容量は２５０μＬ以下である。いくつかの例において、容量は２００μＬ以下である。いくつかの例において、容量は１５０μＬ以下である。いくつかの例において、容量は１４０μＬ以下である。いくつかの例において、容量は１３０μＬ以下である。いくつかの例において、容量は１２０μＬ以下である。いくつかの例において、容量は１００μＬ以下である。
【０１６９】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は血液サンプルを得る工程を含む。いくつかの例において、血液を得る工程は静脈切開を含まない。いくつかの例において、被験体は、携帯型デバイスの経皮穿刺デバイスに対して自身の皮膚を押し当てることにより、得る工程を実行する。一般的に、経皮穿刺デバイスは、少なくとも１本の針、マイクロニードル、または針アレイを備えている。いくつかの例において、被験体は、経皮的デバイスに、指、つま先、腕、肩、または手のひらを押し当てる。いくつかの例において、被験体は経皮穿刺デバイスに指を押し当てる。いくつかの例において、被験体は、経皮穿刺デバイスに自身の皮膚を多くとも一回押し当てる。いくつかの例において、被験体は、経皮穿刺デバイスに自身の皮膚を多くとも二回押し当てる。いくつかの例において、方法は、血液サンプルを得る工程、および追加の処理と解析のために血液サンプルまたはその成分（例えば血漿／血清）を、得る工程を行った場所（例えば、研究所、診療所、または研究センター）に送る工程を含む。他の例において、方法は、例えば本明細書に開示されるデバイスを用いて、得る工程を行った場所で検査結果を検出する工程を含む。
【０１７０】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、指の穿刺を介して血液サンプルを得る工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、複数回の指の穿刺を介して血液サンプルを得る工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、多くとも二回の指の穿刺を介して血液サンプルを得る工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、多くとも三回の指の穿刺を介して血液サンプルを得る工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、一回の指の穿刺を介して血液サンプルを得る工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、多くとも一回の指の穿刺を介して血液サンプルを得る工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、毛細管血（例えば指から得た血液）を得る工程を含む。いくつかの例において、方法は、所望の容量の血液を得るために、穿刺してから血液を圧搾または絞る工程を含む。指の穿刺は、毛細管血を得る工程に共通する方法であるが、身体の他の場所も適切であり、例えば、つま先、手のひら、踵、腕、肩が挙げられる。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、静脈切開なしに血液サンプルを得る工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、静脈血（例えば、静脈から得た血液）を得る工程を含まない。
【０１７１】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、少なくとも約９０％の信頼または制度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約１μＬの血液を得る工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、少なくとも約９０％の信頼または制度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約５μＬの血液を要する。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、少なくとも約９０％の信頼または制度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約１５μＬの血液を要する。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、少なくとも約９０％の信頼または制度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約１５μＬの血液を要する。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、少なくとも約９０％の信頼または制度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約２０μＬの血液を要する。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、少なくとも約９５％の信頼または制度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約２０μＬの血液を要する。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、少なくとも約９９％の信頼または制度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約２０μＬの血液を要する。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、少なくとも約９０％の信頼または制度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約２０〜約１００μＬの血液を要する。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、少なくとも約９５％の信頼または制度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約２０〜約１００μＬの血液を要する。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、少なくとも約９９％の信頼または制度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約２０〜約１００μＬの血液を要する。
【０１７２】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、生体サンプルから細胞を分離する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、細胞を含むサンプルの分画から、細胞を含まないサンプルの分画を分離する工程を含む。方法は、細胞を処理する工程、および／または細胞の内容物を解析する工程を含み得る。処理する工程または解析する工程は、本明細書に開示されるデバイスまたはシステム内で行われ得る。いくつかの例において、細胞は、デバイスまたはシステムの外側での続く解析のために保存され、または取っておかれる。
【０１７３】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、血漿を得る工程を含む。血漿は、全血のおよそ５５％を占める。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、少なくとも約９０％の信頼または制度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約３μＬの血液を要する。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、少なくとも約９０％の信頼または制度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約８μＬの血液を要する。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、少なくとも約９０％の信頼または制度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約８μＬの血液を要する。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、少なくとも約９０％の信頼または制度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約１２μＬの血液を要する。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、少なくとも約９５％の信頼または制度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約１２μＬの血液を要する。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、少なくとも約９９％の信頼または制度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約１２μＬの血液を要する。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、少なくとも約９０％の信頼または制度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約１２〜約６０μＬの血液を要する。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、少なくとも約９５％の信頼または制度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約１２〜約６０μＬの血液を要する。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、およびキットは、少なくとも約９９％の信頼または制度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約１２〜約６０μＬの血液を要する。
【０１７４】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法、デバイス、システム、およびキットを使用して評価された生体サンプルは、尿であり、および、使用される尿の容量は約０．２５μｌ〜１ミリリットルである。いくつかの例において、使用される尿の容量は、約０．２５μｌ〜約１ミリリットルである。いくつかの例において、使用される尿の容量は、少なくとも約０．２５μｌである。いくつかの例において、使用される尿の容量は、多くとも約１ミリリットルである。いくつかの例において、使用される尿の容量は、約０．２５μｌ〜約０．５μｌ、約０．２５μｌ〜約０．７５μｌ、約０．２５μｌ〜約１  μｌ、約０．２５  μｌ〜約５μｌ、約０．２５μｌ〜約１０μｌ、約０．２５μｌ〜約５０μｌ、約０．２５μｌ〜約１００μｌ、約０．２５μｌ〜約１５０μｌ、約０．２５μｌ〜約２００μｌ、約０．２５μｌ〜約５００μｌ、約０．２５μｌ〜約１ミリリットル、約０．５μｌ〜約０．７５μｌ、約０．５μｌ〜約１μｌ、約０．５μｌ〜約５μｌ、約０．５μｌ〜約１０μｌ、約０．５μｌ〜約５０μｌ、約０．５μｌ〜約１００μｌ、約０．５μｌ〜約１５０μｌ、約０．５μｌ〜約２００μｌ、約０．５μｌ〜約５００μｌ、約０．５μｌ〜約１ミリリットル、約０．７５μｌ〜約１μｌ、約０．７５μｌ〜約５μｌ、約０．７５μｌ〜約１０μｌ、約０．７５μｌ〜約５０μｌ、約０．７５μｌ〜約１００μｌ、約０．７５μｌ〜約１５０μｌ、約０．７５μｌ〜約２００μｌ、約０．７５μｌ〜約５００μｌ、約０．７５μｌ〜約１ミリリットル、約１μｌ〜約５μｌ、約１μｌ〜約１０μｌ、約１μｌ〜約５０μｌ、約１μｌ〜約１００μｌ、約１μｌ〜約１５０μｌ、約１μｌ〜約２００μｌ、約１μｌ〜約５００μｌ、約１μｌ〜約１ミリリットル、約５μｌ〜約１０μｌ、約５μｌ〜約５０μｌ、約５μｌ〜約１００μｌ、約５μｌ〜約１５０μｌ、約５μｌ〜約２００μｌ、約５μｌ〜約５００μｌ、約５μｌ〜約１ミリリットル、約１０μｌ〜約５０μｌ、約１０μｌ〜約１００μｌ、約１０μｌ〜約１５０μｌ、約１０μｌ〜約２００μｌ、約１０μｌ〜約５００μｌ、約１０μｌ〜約１ミリリットル、約５０μｌ〜約１００μｌ、約５０μｌ〜約１５０μｌ、約５０μｌ〜約２００μｌ、約５０μｌ〜約５００μｌ、約５０μｌ〜約１ミリリットル、約１００μｌ〜約１５０μｌ、約１００μｌ〜約２００μｌ、約１００μｌ〜約５００μｌ、約１００μｌ〜約１ミリリットル、約１５０μｌ〜約２００μｌ、約１５０μｌ〜約５００μｌ、約１５０μｌ〜約１ミリリットル、約２００μｌ〜約５００μｌ、約２００μｌ〜約１ミリリットル、または約５００μｌ〜約ミリリットルである。いくつかの例において、使用される尿の容量は、約０．２５μｌ、約０．５μｌ、約０．７５μｌ、約１μｌ、約５μｌ、約１０μｌ、約５０μｌ、約１００μｌ、約１５０μｌ、約２００μｌ、約  ５００μｌ、または約１ミリリットルである。
【０１７５】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、女性被験体からの生体サンプルを得る工程を含み、生体サンプルは、ある量の無細胞核酸を含む。いくつかの例において、無細胞核酸はＤＮＡを含む。いくつかの実施形態において、無細胞核酸はＲＮＡを含む。いくつかの例において、無細胞核酸はＤＮＡおよびＲＮＡを含む。いくつかの例において、無細胞核酸は、無細胞胎児核酸を含む。いくつかの例において、無細胞核酸の量は、ある範囲内にある。いくつかの実施形態において、範囲は約１ｐｇ〜約１０ｐｇである。いくつかの実施形態において、範囲は約１ｐｇ〜約５０ｐｇである。いくつかの実施形態において、範囲は約１ｐｇ〜約１００ｐｇである。いくつかの実施形態において、範囲は約１ｐｇ〜約１ｎｇである。いくつかの実施形態において、範囲は約２ｐｇ〜約１０ｐｇである。いくつかの実施形態において、範囲は約１ｐｇ〜約１ｎｇである。いくつかの実施形態において、範囲は約２ｐｇ〜約１００ｐｇである。いくつかの実施形態において、範囲は約３ｐｇ〜約１０ｐｇである。いくつかの実施形態において、範囲は約３ｐｇ〜約３０ｐｇである。いくつかの実施形態において、範囲は約３ｐｇ〜約１００ｐｇである。いくつかの実施形態において、範囲は約３ｐｇ〜約３００ｐｇである。いくつかの例において、範囲は約３ｐｇ〜約１ｎｇである。いくつかの例において、範囲は約約３ｐｇ〜約２ｎｇである。いくつかの例において、範囲は約３ｐｇ〜約３ｎｇである。いくつかの例において、範囲は約３ｐｇ〜約４ｎｇである。いくつかの例において、範囲は約３ｐｇ〜約５ｎｇである。いくつかの例において、範囲は約３ｐｇ〜約１０ｎｇである。いくつかの例において、方法は、約１０ｎｇ未満の無細胞胎児核酸を得る工程を含む。いくつかの例において、方法は、約７ｎｇ未満の無細胞胎児核酸を得る工程を含む。いくつかの例において、方法は、約５ｎｇ未満の無細胞胎児核酸を得る工程を含む。いくつかの例において、方法は、約１ｎｇ未満の無細胞胎児核酸を得る工程を含む。いくつかの例において、方法は、約１０ｎｇ以下の無細胞胎児核酸を得る工程を含む。いくつかの例において、方法は、約７ｎｇ以下の無細胞胎児核酸を得る工程を含む。いくつかの例において、方法は、約５ｎｇ以下の無細胞胎児核酸を得る工程を含む。いくつかの例において、方法は、約１ｎｇ以下の無細胞胎児核酸を得る工程を含む。
【０１７６】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、女性被験体から生体サンプルを得る工程を含み、生体サンプルは、Ｙ染色体固有の配列を含む、少なくとも１つの無細胞胎児核酸を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、女性被験体から生体サンプルを得る工程を含み、生体サンプルは、Ｙ染色体固有の配列を含む、約１〜約５の無細胞胎児核酸を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、女性被験体から生体サンプルを得る工程を含み、生体サンプルは、Ｙ染色体固有の配列を含む、約１〜約１５の無細胞胎児核酸を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、女性被験体から生体サンプルを得る工程を含み、生体サンプルは、Ｙ染色体固有の配列を含む、約１〜約２５の無細胞胎児核酸を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、女性被験体から生体サンプルを得る工程を含み、生体サンプルは、Ｙ染色体固有の配列を含む、約１〜約１００の無細胞胎児核酸を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、女性被験体から生体サンプルを得る工程を含み、生体サンプルは、Ｙ染色体固有の配列を含む、約５〜約１００の無細胞胎児核酸を含む。
【０１７７】
非限定的な例として、方法は、携帯型デバイスを用いて妊娠中の女性被験体から流体サンプルを得る工程であって、流体サンプルの容量は約３００μＬ以下である、工程；携帯型デバイスを用いて流体サンプル中の少なくとも１つの無細胞核酸を配列決定する工程；携帯型デバイス中のディスプレイを介してＹ染色体に対応する配列の有無を検出する工程であって、それにより妊娠中の女性被験体における胎児の性別を判定する、工程；および携帯型デバイスにより、別の被験体に性別を伝達する工程を含む。いくつかの例において、生体サンプルの容量は約１２０μｌ以下である。いくつかの例において、方法は、Ｙ染色体に対応する配列決定読み取りを検出する工程を含む。
【０１７８】
また、非限定的な例として、方法は、女性被験体から生体サンプルを得る工程であって、生体サンプルの容量は約１２０μｌ以下である、工程；サンプル中の少なくとも１つの循環無細胞核酸を増幅するために、サンプルを、Ｙ染色体に対応する配列を含むオリゴヌクレオチドプライマーに接触させる工程；増幅産物の不在を検出する工程であって、それにより胎児が女性であることを示す、工程を含む。得る工程、接触させる工程、および検出する工程は、単一のデバイスにより行われ得る。
【０１７９】
核酸＆他のバイオマーカーの単離と精製
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、生体サンプルの１つ以上の非核酸成分から核酸を単離または精製する工程を含む。非核酸成分はまた、不要な物質と考慮され得る。非核酸成分の非限定的な例には、細胞（例えば血液細胞）、細胞フラグメント、細胞外小胞、脂質、タンパク質、またはそれらの組み合わせが挙げられる。追加の非核酸成分は、本明細書全体にわたり記載される。方法は核酸を単離／精製する工程を含み、また、核酸精製工程において不要な物質と考慮されるサンプルの非核酸成分を解析する工程も含み得ることに、留意されたい。単離または精製する工程は、核酸の増幅または検出などの、後の処理工程を阻害し、それに干渉し、またはそれに好ましくない、生体サンプルの成分を除去する工程を含み得る。
【０１８０】
単離または精製する工程は、本明細書に開示されるデバイスまたはシステムにより実行され得る。単離または精製する工程は、本明細書に開示されるデバイスまたはシステム内で実行され得る。単離および／または精製する工程は、本明細書に開示されるサンプル精製器の使用により行われ得る。いくつかの例において、核酸の単離または精製は、本明細書に記載される生体サンプルからの非核酸成分の除去を含む。いくつかの例において、核酸の単離または精製は、生体サンプルから非核酸成分を廃棄することを含む。いくつかの例において、単離または精製する工程は、非核酸成分の採取、処理、および解析を含む。いくつかの例において、非核酸成分は、被験体に関する追加情報を提供するので、バイオマーカーと考慮され得る。
【０１８１】
いくつかの例において、核酸の単離または精製は、細胞の溶解を含む。いくつかの例において、核酸の単離または精製は、細胞の溶解を回避する。いくつかの例において、核酸の単離または精製は、細胞の溶解を含まない。いくつかの例において、核酸の単離または精製は、細胞の溶解を意図した動的工程を含まない。いくつかの例において、核酸の単離または精製は、意図的な細胞の溶解を含まない。意図的な細胞の溶解は、機械的な細胞膜の分裂（例えば剪断）を含み得る。意図的な細胞の溶解は、細胞と溶解試薬との接触を含み得る。典型的な溶解試薬は本明細書に記載される。
【０１８２】
いくつかの例において、核酸の単離または精製は、溶液中の「ベイト（ｂａｉｔ）」を用いた標的核酸の溶解、およびその配列特異的な捕捉の実行、その後に、磁器ビーズなどの固体支持体への「ベイト」の結合を含む。例えば、Ｌｅｇｌｅｒ ｅｔ ａｌ．， Ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｂｅａｄ−ｂａｓｅｄ ｃａｐｔｕｒｅ ｏｆ ｆｒｅｅ ｆｅｔａｌ ＤＮＡ ｆｒｏｍ ｍａｔｅｒｎａｌ ｐｌａｓｍａ， Ｔｒａｎｓｆｕｓｉｏｎ ａｎｄ Ａｐｈｅｒｅｓｉｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ４０ （２００９）， １５３−１５７を参照。いくつかの例において、方法は、レコンビナーゼまたはヘリカーゼの存在下で配列特異的な捕捉を実行する工程を含む。レコンビナーゼまたはヘリカーゼの使用は、核酸の熱変性の必要性を避け、検出工程を速めることができる。
【０１８３】
いくつかの例において、単離または精製する工程は、本明細書に開示される生体サンプルの成分の分離を含む。非限定的な例として、単離または精製する工程は、血液から血漿を分離する工程を含み得る。いくつかの例において、単離または精製する工程は、生体サンプルを遠心分離する工程を含む。いくつかの例において、単離または精製する工程は、生体サンプルの成分を分離するために生体サンプルを濾過する工程を含む。いくつかの例において、単離または精製する工程は、生体サンプルから非核酸成分を除去するために生体サンプルを濾過する工程を含む。いくつかの例において、単離または精製する工程は、生体サンプルから核酸を捉えるために生体サンプルを濾過する工程を含む。
【０１８４】
いくつかの例において、生体サンプルは血液であり、核酸を単離または精製する工程は、血液から血漿を得るまたは単離する工程を含む。血漿を得る工程は、血液サンプルの細胞成分から血漿を分離する工程を含み得る。血漿を得る工程は、血液を遠心分離する工程、血液を濾過する工程、またはそれらの組み合わせ含み得る。血漿を得る工程は、血液が重力を受けるのを可能にする工程（例えば沈降）を含み得る。血漿を得る工程は、血液を、血液の非核酸成分から離れた血液の部分を運ぶ材料にさらす工程を含み得る。いくつかの例において、方法は、血液を垂直濾過にさらす工程を含む。いくつかの例において、方法は、血液を、全血を受けるためのフィルターマトリクスを含むサンプル精製器にさらす工程を含み、フィルターマトリクスは、細胞の通過を妨げる一方で血漿がフィルターマトリクスを自由に通過できる孔径を有している。そのような垂直濾過およびフィルターマトリクスは、本明細書に開示されるデバイスに対して記載される。
【０１８５】
いくつかの例において、単離または精製する工程は、生体サンプル、その分画、またはその修飾版を結合部分にさらす工程を含む。結合部分は、生体サンプルの成分に結合し、それを除去することで、不要なまたは対象でない細胞、細胞フラグメント、核酸、またはタンパク質を除去した修飾サンプルを産生できる。いくつかの例において、単離または精製する工程は、生体サンプル中の不要な物質または非核酸成分を減らすために生体サンプルを結合部分にさらす工程を含む。いくつかの例において、単離または精製する工程は、標的細胞、標的細胞フラグメント、標的核酸、または標的タンパク質により富化された修飾サンプルを産生するために生体サンプルを結合部分にさらす工程を含む。非限定的な例として、単離または精製する工程は、胎盤により養われた血小板を捕捉するために生体サンプルを結合部分にさらす工程を含み、血小板は胎児ＤＮＡまたはＲＮＡフラグメントを含み得る。結果として生じる細胞結合部分は、抗体または他の方法、例えば低速遠心分離により、捕捉／富化され得る。
【０１８６】
単離または精製する工程は、結合部分により生体サンプル中の細胞外小胞または細胞外微粒子を捉える工程を含み得る。いくつかの例において、細胞外小胞は、ＤＮＡおよびＲＮＡの少なくとも１つを含む。いくつかの例において、細胞外小胞は、胎児／胎盤由来である。方法は、母体細胞から生じる生体サンプル中の細胞外小胞または細胞外微粒子を捉える工程を含み得る。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、胎児／胎盤の核酸に対してサンプルを富化するために、母体細胞からの細胞外小胞または細胞外微粒子を捉えて破棄する工程を含む。
【０１８７】
いくつかの例において、方法は、生体サンプル中のヌクレオソームを捉える工程、およびヌクレオソームに結合した核酸を解析する工程を含む。いくつかの例において、方法は、生体サンプル中のエキソソームを捉える工程、およびエキソソームに結合した核酸を解析する工程を含む。ヌクレオソームおよび／またはエキソソームを捉える工程は、溶解工程または試薬の必要性を排除し、それにより、方法を単純化し、かつサンプル採取から検出までの時間を短くする。
【０１８８】
いくつかの例において、方法は、胎児ＤＮＡまたはＲＮＡフラグメントを含み得る、胎盤により養われた血小板を捉えるために生体サンプルを細胞結合部分にさらす工程を含む。捕捉は、胎盤により養われた血小板を結合部分（例えば細胞表面マーカーでは抗体）に接触させる工程、生体サンプルを低速遠心分離にさらす工程、またはそれらの組み合わせ含み得る。いくつかの例において、結合部分は本明細書に開示される固形支持体に結合され、方法は、結合部分が生体サンプルと接触した後に生体サンプルの残りから固形支持体を分離する工程を含む。
【０１８９】
いくつかの例において、単離または精製する工程は、生体サンプルから不要な非核酸成分を減らす工程を含む。いくつかの例において、単離または精製する工程は、生体サンプルから不要な非核酸成分を除去する工程を含む。いくつかの例において、単離または精製する工程は、生体サンプルから不要な非核酸成分の少なくとも５％、少なくとも１０％、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、または少なくとも９０％を除去する工程を含む。いくつかの例において、単離または精製する工程は、生体サンプルから不要な非核酸成分の少なくとも９５％を除去する工程を含む。いくつかの例において、単離または精製する工程は、生体サンプルから不要な非核酸成分の少なくとも９７％を除去する工程を含む。いくつかの例において、単離または精製する工程は、生体サンプルから不要な非核酸成分の少なくとも９８％を除去する工程を含む。いくつかの例において、単離または精製する工程は、生体サンプルから不要な非核酸成分の少なくとも９９％を除去する工程を含む。
【０１９０】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、サンプル中の核酸を精製する工程を含む。いくつかの例において、精製する工程は、洗浄緩衝液により核酸を洗浄する工程を含む。いくつかの例において、精製する工程は、洗浄緩衝液により核酸を洗浄する工程を含まない。いくつかの実施形態において、精製する工程は、捕捉された核酸を産生するために核酸捕捉部分により核酸を捉える工程を含む。核酸捕捉部分の非限定的な例は、シリカ粒子および常磁性粒子である。いくつかの実施形態において、精製する工程は、捉えられた核酸を含むサンプルを、疎水性相（例えば液体またはワックス）に通す工程を含む。疎水性相は、核酸のさらなる操作（例えば増幅、配列決定）を阻害する、サンプル中の不純物を保持する。
【０１９１】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、本明細書に記載される生体サンプルから核酸成分を除去する工程を含む。いくつかの例において、除去した核酸成分は廃棄される。非限定的な例として、方法は、ＤＮＡのみを解析する工程を含み得る。ゆえに、ＲＮＡは不要であり、ＤＮＡの好ましくない背景雑音または汚染を作り出してしまう。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、生体サンプルからＲＮＡを除去する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、生体サンプルからｍＲＮＡを除去する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、生体サンプルからマイクロＲＮＡを除去する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、生体サンプルから母体ＲＮＡを除去する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、生体サンプルからＤＮＡを除去する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、妊娠中の被験体の生体サンプルから母体ＤＮＡを除去する工程を含む。いくつかの例において、核酸成分を除去する工程は、核酸成分を、核酸にハイブリダイズ可能なオリゴヌクレオチドと接触させる工程を含み、オリゴヌクレオチドは、捕捉デバイス（例えばビーズ、カラム、マトリクス、ナノ粒子、磁性粒子など）に抱合され、付けられ、または結合される。
【０１９２】
いくつかの例において、核酸成分を除去する工程は、サイズによりゲル上の核酸成分を分離する工程を含む。例えば、循環無細胞胎児ＤＮＡフラグメントは、循環母体ＤＮＡフラグメントよりも小さい。循環無細胞胎児ＤＮＡフラグメントは通常、長さが２００未満の塩基対である。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、生体サンプルから無細胞ＤＮＡを除去する工程を含み、無細胞ＤＮＡは最小の長さを持つ。いくつかの例において、最小の長さは約５０の塩基対である。いくつかの例において、最小の長さは約１００の塩基対である。いくつかの例において、最小の長さは約１１０の塩基対である。いくつかの例において、最小の長さは約１２０の塩基対である。いくつかの例において、最小の長さは約１４０の塩基対である。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、生体サンプルから無細胞ＤＮＡを除去する工程を含み、無細胞ＤＮＡは最大の長さを持つ。いくつかの例において、最大の長さは約１８０の塩基対である。いくつかの例において、最大の長さは約２００の塩基対である。いくつかの例において、最大の長さは約２２０の塩基対である。いくつかの例において、最大の長さは約２４０の塩基対である。いくつかの例において、最大の長さは約３００の塩基対である。いくつかの例において、最大の長さは約４００の塩基対である。いくつかの例において、最大の長さは約５００の塩基対である。サイズに基づく分離は、当該技術分野で周知の、サイズ制限された範囲を持つ核酸の他のカテゴリー（例えばマイクロＲＮＡ）に有用である。
【０１９３】
核酸の増幅
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、少なくとも１つの増幅産物を産生するためにサンプル中の少なくとも１つの核酸を増幅する工程を含む。少なくとも１つの核酸は無細胞核酸であり得る。サンプルは、本明細書に開示される生体サンプル、その分画、または一部であり得る。サンプルは環境サンプルであり得る。いくつかの例において、方法は、サンプル中の核酸のコピーを産生する工程、および少なくとも１つの増幅産物を産生するためにコピーを増幅する工程を含む。いくつかの例において、方法は、サンプル中の核酸の逆転写をもたらす工程、および少なくとも１つの増幅産物を産生するために逆転写を増幅する工程を含む。
【０１９４】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、目的の配列を含む循環無細胞核酸を検出する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、目的の配列を含む循環無細胞核酸を定量する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、目的の配列を含む循環無細胞核酸を増幅する工程を含む。いくつかの例において、増幅する工程は、目的の配列に対応するセンス鎖とアンチセンス鎖にアニールするプライマーによるポリメラーゼ媒介性増幅を含む。いくつかの例において、検出する工程または定量する工程は、目的の配列を含む循環無細胞核酸をオリゴヌクレオチドプローブにハイブリダイズする工程を含む。オリゴヌクレオチドプローブは、目的の配列の少なくとも一部またはその補体にアニールし得る。非限定的な例として、目的の配列は、反復領域の配列（例えば目的の配列の複数のコピー）、またはＹ染色体に特異的な配列であり得る。
【０１９５】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、少なくとも１つの温度で核酸を増幅する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、単一の温度で核酸を増幅する工程（例えば等温増幅）を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、核酸を増幅する工程を含み、増幅する工程は２つ以下の温度で行われる。増幅する工程は、一工程または複数工程で行われ得る。増幅する工程の非限定的な例には、二本鎖変性、プライマーハイブリダイゼーション、およびプライマー伸長法が挙げられる。
【０１９６】
いくつかの例において、少なくとも１つの増幅する工程は、室温で行われる。いくつかの例において、すべての増幅する工程は、室温で行われる。いくつかの例において、少なくとも１つの増幅する工程は、ある温度範囲で行われる。いくつかの例において、すべての増幅する工程は、ある温度範囲で行われる。いくつかの例において、温度範囲は約０℃〜約１００℃である。いくつかの例において、温度範囲は約１５℃〜約１００℃である。いくつかの例において、温度範囲は約２５℃〜約１００℃である。いくつかの例において、温度範囲は約３５℃〜約１００℃である。いくつかの例において、温度範囲は約５５℃〜約１００℃である。いくつかの例において、温度範囲は約６５℃〜約１００℃である。いくつかの例において、温度範囲は約１５℃〜約８０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約２５℃〜約８０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約３５℃〜約８０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約５５℃〜約８０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約６５℃〜約８０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約１５℃〜約６０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約２５℃〜約６０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約３５℃〜約６０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約１５℃〜約４０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約−２０℃〜約１００℃である。いくつかの例において、温度範囲は約−２０℃〜約９０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約−２０℃〜約５０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約−２０℃〜約４０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約−２０℃〜約１０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約０℃〜約１００℃である。いくつかの例において、温度範囲は約０℃〜約４０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約０℃〜約３０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約０℃〜約２０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約０℃〜約１０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約１５℃〜約１００℃である。いくつかの例において、温度範囲は約１５℃〜約９０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約１５℃〜約８０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約約１５℃〜約７０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約１５℃〜約６０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約１５℃〜約５０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約１５℃〜約３０℃である。いくつかの例において、温度範囲は約１０℃〜約３０℃である。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は室温で実行され、冷却、冷凍、または加熱を必要としない。
【０１９７】
いくつかの例において、核酸の増幅は、核酸をランダム・オリゴヌクレオチドプライマーと接触させる工程を含む。複数のランダムプライマーにより増幅する工程は一般的に、結果として、異なる配列の複数の核酸の非標的増幅、または、サンプル中の大半の核酸の全体的な増幅をもたらす。いくつかの例において、増幅する工程は、本明細書に開示される無細胞核酸分子を、ランダム・オリゴヌクレオチドプライマーと接触させる工程を含む。いくつかの例において、増幅する工程は、本明細書に開示される無細胞胎児核酸分子を、ランダム・オリゴヌクレオチドプライマーと接触させる工程を含む。いくつかの例において、増幅する工程は、本明細書に開示されるタグ付き核酸分子を、ランダム・オリゴヌクレオチドプライマーと接触させる工程を含む。
【０１９８】
いくつかの例において、増幅する工程は、標的増幅（例えば、選別機方法（ＵＳ６５５８９２８に記載）、分子逆位プローブ）を含む。いくつかの例において、核酸を増幅する工程は、核酸を、標的の染色体配列に対応する配列を有する少なくとも１つのプライマーと接触させる工程を含む。典型的な染色体配列は本明細書に開示される。いくつかの例において、増幅する工程は、核酸を、非標的の染色体配列に対応する配列を有する少なくとも１つのプライマーと接触させる工程を含む。いくつかの例において、増幅する工程は、核酸を、多くとも一対のプライマーと接触させる工程を含み、対における各プライマーは、本明細書に開示される標的染色体上の配列に対応する配列を含む。いくつかの例において、増幅する工程は、核酸を複数セットのプライマーと接触させる工程を含み、第１のセットの第１の対の各々と、第１のセットの対の各々は、すべて異なっている。
【０１９９】
いくつかの例において、増幅する工程は多重化（１つの反応における複数の核酸の核酸増幅）を含む。いくつかの例において、多重化は、生体サンプルの核酸を複数のオリゴヌクレオチドプライマー対と接触させる工程を含む。いくつかの例において、多重化は、第１の核酸と第２の核酸とを接触させる工程を含み、第１の核酸は第１の配列に対応し、第２の核酸は第２の配列に対応する。いくつかの実施形態において、第１の配列および第２の配列は、同じである。いくつかの実施形態において、第１の配列および第２の配列は、異なっている。いくつかの例において、増幅する工程は多重化を含まない。いくつかの例において、増幅する工程は多重化を必要としない。いくつかの例において、増幅する工程は、入れ子（ｎｅｓｔｅｄ）プライマー増幅を含む。
【０２００】
いくつかの例において、方法は、サンプル中の核酸を増幅する工程を含み、増幅する工程はサンプルを少なくとも１つのオリゴヌクレオチドプライマーと接触させる工程を含み、少なくとも１つのオリゴヌクレオチドプライマーは、サンプルと接触するまで、活性でなく、または伸長可能でない。いくつかの例において、増幅する工程は、サンプルを少なくとも１つのオリゴヌクレオチドプライマーと接触させる工程を含み、少なくとも１つのオリゴヌクレオチドプライマーは、選択された温度にさらされるまで活性でない、または伸長可能でない。いくつかの例において、増幅する工程は、サンプルを少なくとも１つのオリゴヌクレオチドプライマーと接触させる工程を含み、少なくとも１つのオリゴヌクレオチドプライマーは、活性化試薬に接触されるまで活性でない、または伸長可能でない。非限定的な例として、少なくとも１つのオリゴヌクレオチドプライマーは保護基を含み得る。そのようなオリゴヌクレオチドプライマーの使用は、プライマー二量体を最小化し、未使用のプライマーの認識を可能にし、および／または未使用のプライマーにより引き起こされる誤った結果を回避し得る。いくつかの例において、増幅する工程は、サンプルを、本明細書に開示される標的染色体上の配列に対応する配列を含む少なくとも１つのオリゴヌクレオチドプライマーと接触させる工程を含む。
【０２０１】
いくつかの例において、増幅する工程は、オリゴヌクレオチドプライマーおよび１つ以上のタグの使用を含む。１つ以上のタグの使用は、本明細書に開示される方法の効率、速度、および精度のうち少なくとも１つを増大させ得る。いくつかの例において、オリゴヌクレオチドプライマーはタグを含む。いくつかの例において、タグはヌクレオチドを含み、オリゴヌクレオチドプライマーはタグを含む。いくつかの例において、オリゴヌクレオチドプライマーはタグに付けられる。いくつかの例において、オリゴヌクレオチドプライマーはタグに抱合される。タグは、オリゴヌクレオチド、小分子、ペプチド、またはそれらの組み合わせを含み得る。いくつかの例において、タグはヌクレオチドを含む。いくつかの例において、タグはオリゴヌクレオチドを含まない。いくつかの実施形態において、タグはアミノ酸を含む。いくつかの例において、タグはアミノ酸を含まない。いくつかの例において、タグはペプチドを含む。いくつかの実施形態において、タグはペプチドを含まない。いくつかの例において、タグは配列に特異的でない。いくつかの例において、タグは、任意の特定の標的配列に対応しない一般的な配列を有するポリヌクレオチドを含む。いくつかの例において、タグは、増幅産物が、配列の増幅にかかわらず産生されるときに検出可能である。いくつかの例において、オリゴヌクレオチドプライマーおよびタグの少なくとも１つは、ペプチド核酸（ＰＮＡ）を含む。いくつかの例において、オリゴヌクレオチドプライマーおよびタグの少なくとも１つは、ロックド核酸（ＬＮＡ）を含む。
【０２０２】
いくつかの例において、オリゴヌクレオチドプライマーは、Ｙ染色体上の配列に特異的でない配列を有するオリゴヌクレオチドタグを含む。そのようなタグは、ユニバーサルタグと称され得る。他の例において、目的の標的配列または配列は、Ｙ染色体とは別の染色体に対応し、タグはＹ染色体上の配列に特異的であり得る。いくつかの例において、タグは、目的の配列とは別の配列に特異的であるが、目的の配列と同じ染色体に対応する。いくつかの例において、タグは、ヒト染色体上の配列に特異的でない。代替的に、または付加的に、オリゴヌクレオチドプライマーは、Ｙ染色体上の配列に特異的な配列を有するオリゴヌクレオチドタグを含む。いくつかの例において、方法は、サンプルを、Ｙ染色体上の配列に対応する配列を含むタグおよび少なくとも１つのオリゴヌクレオチドプライマーと接触させる工程を含み、タグはオリゴヌクレオチドプライマーから離れている。いくつかの例において、タグは、Ｙ染色体フラグメントにハイブリダイズした後、オリゴヌクレオチドプライマーの伸長部により産生される増幅産物に組み込まれる。
【０２０３】
いくつかの例において、増幅する工程は、サンプルを、Ｙ染色体上の配列に対応する配列を有する少なくとも１つのプライマーと接触させる工程を含む。いくつかの例において、増幅する工程は、サンプルを、Ｙ染色体上の配列に相補的な配列を有する少なくとも１つのプライマーと接触させる工程を含む。いくつかの例において、増幅する工程は、サンプルを、Ｙ染色体上の配列と同一の配列を有する少なくとも１つのプライマーと接触させる工程を含む。いくつかの例において、増幅する工程は、サンプルを、Ｙ染色体上の配列と少なくとも９０％同一の配列を有する少なくとも１つのプライマーと接触させる工程を含む。いくつかの例において、増幅する工程は、サンプルを、Ｙ染色体上の配列と少なくとも７５％同一の配列を有する少なくとも１つのプライマーと接触させる工程を含む。いくつかの例において、増幅する工程は、サンプルを、Ｙ染色体上の配列と少なくとも６０％同一の配列を有する少なくとも１つのプライマーと接触させる工程を含む。いくつかの例において、増幅する工程は、サンプルを多くとも一対のプライマーと接触させる工程を含み、対における各プライマーは、Ｙ染色体上の配列に対応する配列を含む。
【０２０４】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、複数のタグの使用を含み、それにより、前記方法の精度、前記方法の速度、および前記方法により得られた情報の少なくとも１つを増大させる。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、複数のタグの使用を含み、それにより、確実な結果を得るのに必要なサンプルの容量を減らす。いくつかの例において、複数のタグは少なくとも１つの捕捉タグを含む。いくつかの例において、複数のタグは少なくとも１つの検出タグを含む。捕捉タグは通常、他の領域から特定の配列または領域を単離または分離するために使用される。捕捉タグの代表例は、ビオチン（例えばストレプトアビジンを被覆した表面を捕捉可能）である。検出タグの例はジゴキシゲニンおよび蛍光タグである。検出タグは、発光アッセイまたは酵素アッセイなどの第２の検出システムを実行する、またはそれと相互作用する抗体を介して直接的（例えばレーザー照射および／または計量放出光）または間接的に検出され得る。いくつかの例において、複数のタグは、少なくとも１つの捕捉タグ（分析物を単離するために使用されるタグ）および少なくとも１つの検出タグ（分析物を検出するために使用されるタグ）を含む。いくつかの例において、単一のタグは、検出タグおよび捕捉タグとして作用する。
【０２０５】
いくつかの例において、方法は、サンプル中の少なくとも１つの循環無細胞核酸を第１のタグおよび第２のタグと接触させる工程を含み、第１のタグは、循環無細胞核酸のセンス鎖に相補的な第１のオリゴヌクレオチドを含み、第２の捕捉タグは、循環無細胞核酸のアンチセンス鎖に相補的な第２のオリゴヌクレオチドを含む。いくつかの例において、方法は、サンプル中の少なくとも１つの循環無細胞核酸を第１のタグおよび第２のタグと接触させる工程を含み、第１のタグは第２のタグと同じ標識を運ぶ。いくつかの例において、方法は、サンプル中の少なくとも１つの循環無細胞核酸を第１のタグおよび第２のタグと接触させる工程を含み、第１のタグは第２のタグとは異なる標識を運ぶ。いくつかの例において、タグは同じものであり、検出された全てのプローブ／領域の凝集体である単一の質的または量的シグナルが存在する。いくつかの例において、タグは異なっている。１つのタグが精製に使用され、別のタグは検出に使用され得る。いくつかの例において、第１のオリゴヌクレオチドタグは、領域（例えばｃｆＤＮＡフラグメント）に特異的であり、蛍光標識を運ぶ。そして第２のオリゴヌクレオチドは隣接領域に特異的であり、凝集シグナルのみが望まれることから同じ蛍光標識を運ぶ。他の例において、第１のオリゴヌクレオチドタグは領域（例えばｃｆＤＮＡフラグメント）に特異的であり、蛍光標識を運ぶ。そして第２のオリゴヌクレオチドは隣接領域に特異的であり、２つの別個の領域を検出するために異なる蛍光標識を運ぶ。
【０２０６】
当該技術分野で既知のあらゆる適切な核酸増幅方法は、本明細書に記載されるデバイスおよび方法に使用することを企図されている。いくつかの例において、等温増幅が使用される。いくつかの例において、等温増幅を開始する前に、増幅は、最初の加熱工程を例外として等温である。それぞれに異なる考慮事項があり異なる利点をもたらす、多数の等温増幅方法が、当技術分野で既知であり、文献、例えばそれぞれ参照により全体が本明細書に組み込まれる、Ｚａｎｏｌｉ  ａｎｄ  Ｓｐｏｔｏ，  ２０１３，“Ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ  ｉｎ  Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅｓ，”  Ｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓ  ３：  １８−４３、およびＦａｋｒｕｄｄｉｎ，  ｅｔ  ａｌ．，  ２０１３，“Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ  Ｃｈａｉｎ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ  （ＰＣＲ），”  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｈａｒｍａｃｙ  ａｎｄ  Ｂｉｏａｌｌｉｅｄ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ  ５（４）：  ２４５−２５２にて議論されている。いくつかの例において、あらゆる適切な等温増幅方法が使用される。いくつかの例において、使用される等温増幅方法は、以下から選択される：ループ媒介性等温増幅法（ＬＡＭＰ）、核酸配列ベースの増幅（ＮＡＳＢＡ）、多重置換増幅（ＭＤＡ）、ローリングサークル増幅（ＲＣＡ）、ヘリカーゼ依存性増幅（ＨＤＡ）、鎖置換増幅（ＳＤＡ）、ニッキング酵素増幅反応（ＮＥＡＲ）、ラミフィケーション増幅方法（ＲＡＭ）、およびレコンビナーゼポリメラーゼ増幅（ＲＰＡ）。
【０２０７】
いくつかの例において、使用される増幅方法は、ＬＡＭＰである（例えば、それぞれ参照により全体が本明細書に組み込まれる、Ｎｏｔｏｍｉ，  ｅｔ  ａｌ．，  ２０００，「Ｌｏｏｐ  Ｍｅｄｉａｔｅｄ  Ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ」  ＮＡＲ  ２８（１２）：  ｅ６３  ｉ−ｖｉｉ、および米国特許第６，４１０，２７８号「Ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｉｎｇ  ｎｕｃｌｅｉｃ  ａｃｉｄ」を参照）。ＬＡＭＰは、自己循環鎖置換デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）合成を使用する、一工程の増幅システムである。いくつかの例において、ＬＡＭＰは、熱安定性ポリメラーゼ、例えばバチルス−ステアロテルモフィルス（Ｂｓｔ）ＤＮＡポリメラーゼＩ、デオキシリボヌクレオチド３リン酸（ｄＮＴＰ）、特異的なプライマー、および標的ＤＮＡ鋳型の存在下で、４５〜６０分間、６０〜６５℃で実行される。いくつかの例において、鋳型はＲＮＡであり、逆転写酵素活性および鎖置換型ＤＮＡポリメラーゼ活性、例えばＢｃａ  ＤＮＡポリメラーゼの両方を持つポリメラーゼが使用され、または、逆転写酵素の活性を持つポリメラーゼは逆転写酵素工程に使用され、逆転写酵素活性がないポリメラーゼは鎖置換ＤＮＡ合成工程に使用される。
【０２０８】
いくつかの例において、増幅反応は、約５５℃〜約７０℃で、ＬＡＭＰを使用して実行される。いくつかの例において、ＬＡＭＰ反応は５５℃以上で実行される。いくつかの例において、ＬＡＭＰ反応は７０℃以下で実行される。いくつかの例において、ＬＡＭＰ反応は、約５５℃〜約５７℃、約５５℃〜約５９℃、約５５℃〜約６０℃、約５５℃〜約６１℃、約５５℃〜約６２℃、約５５℃〜約６３℃、約５５℃〜約６４℃、約５５℃〜約６５℃、約５５℃〜約６６℃、約５５℃〜約６８℃、約５５℃〜約７０℃、約５７℃〜約５９℃、約５７℃〜約６０℃、約５７℃〜約６１℃、約５７℃〜約６２℃、約５７℃〜約６３℃、約５７℃〜約６４℃、約５７℃〜約６５℃、約５７℃〜約６６℃、約５７℃〜約６８℃、約５７℃〜約７０℃、約５９℃〜約６０℃、約５９℃〜約６１℃、約５９℃〜約６２℃、約５９℃〜約６３℃、約５９℃〜約６４℃、約５９℃〜約６５℃、約５９℃〜約６６℃、約５９℃〜約６８℃、約５９℃〜約７０℃、約６０℃〜約６１℃、約６０℃〜約６２℃、約６０℃〜約６３℃、約６０℃〜約６４℃、約６０℃〜約６５℃、約６０℃〜約６６℃、約６０℃〜約６８℃、約６０℃〜約７０℃、約６１℃〜約６２℃、約６１℃〜約６３℃、約６１℃〜約６４℃、約６１℃〜約６５℃、約６１℃〜約６６℃、約６１℃〜約６８℃、約６１℃〜約７０℃、約６２℃〜約６３℃、約６２℃〜約６４℃、約６２℃〜約６５℃、約６２℃〜約６６℃、約６２℃〜約６８℃、約６２℃〜約７０℃、約６３℃〜約６４℃、約６３℃〜約６５℃、約６３℃〜約６６℃、約６３℃〜約６８℃、約６３℃〜約７０℃、約６４℃〜約６５℃、約６４℃〜約６６℃、約６４℃〜約６８℃、約６４℃〜約７０℃、約６５℃〜約６６℃、約６５℃〜約６８℃、約６５℃〜約７０℃、約６６℃〜約６８℃、約６６℃〜約７０℃、または約６８℃〜約７０℃である。いくつかの例において、ＬＡＭＰ反応は、約５５℃、５９℃、約６０℃、約６１℃、約６２℃、約６３℃、約６４℃、約６５℃、約６６℃、約６８℃、または約７０℃である。
【０２０９】
いくつかの例において、増幅反応は約３０〜約９０分間、ＬＡＭＰを使用して実行される。いくつかの例において、ＬＡＭＰ反応は少なくとも約３０分間実行される。いくつかの例において、ＬＡＭＰ反応は多くとも約９０分間実行される。いくつかの例において、ＬＡＭＰ反応は、約３０分〜約３５分、約３０分〜約４０分、約３０分〜約４５分、約３０分〜約５０分、約３０分〜約５５分、約３０分〜約６０分、約３０分〜約６５分、約３０分〜約７０分、約３０分〜約７５分、約３０分〜約８０分、約３０分〜約９０分、約３５分〜約４０分、約３５分〜約４５分、約３５分〜約５０分、約３５分〜約５５分、約３５分〜約６０分、約３５分〜約６５分、約３５分〜約７０分、約３５分〜約７５分、約３５分〜約８０分、約３５分〜約９０分、約４０分〜約４５分、約４０分〜約５０分、約４０分〜約５５分、約４０分〜約６０分、約４０分〜約６５分、約４０分〜約７０分、約４０分〜約７５分、約４０分〜約８０分、約４０分〜約９０分、約４５分〜約５０分、約４５分〜約５５分、約４５分〜約６０分、約４５分〜約６５分、約４５分〜約７０分、約４５分〜約７５分、約４５分〜約８０分、約４５分〜約９０分、約５０分〜約５５分、約５０分〜約６０分、約５０分〜約６５分、約５０分〜約７０分、約５０分〜約７５分、約５０分〜約８０分、約５０分〜約９０分、約５５分〜約６０分、約５５分〜約６５分、約５５分〜約７０分、約５５分〜約７５分、約５５分〜約８０分、約５５分〜約９０分、約６０分〜約６５分、約６０分〜約７０分、約６０分〜約７５分、約６０分〜約８０分、約６０分〜約９０分、約６５分〜約７０分、約６５分〜約７５分、約６５分〜約８０分、約６５分〜約９０分、約７０分〜約７５分、約７０分〜約８０分、約７０分〜約９０分、約７５分〜約８０分、約７５分〜約９０分、または約８０分〜約９０分の間、実行される。いくつかの例において、ＬＡＭＰ反応は、約３０分、約３５分、約４０分、約４５分、約５０分、約５５分、約６０分、約６５分、約７０分、約７５分、約８０分、または約９０分の間、実行される。
【０２１０】
いくつかの例において、増幅方法は、核酸配列ベースの増幅（ＮＡＳＢＡ）である。ＮＡＳＢＡ（３ＳＲ、および転写媒介性増幅としても知られる）は、等温の転写ベースのＲＮＡ増幅システムである。３つの酵素（鳥類骨髄芽細胞症ウイルス逆転写酵素、ＲＮａｓｅ  Ｈ、およびＴ７  ＤＮＡ依存性ＲＮＡポリメラーゼ）が、一本鎖ＲＮＡを生成するために使用される。ある場合には、ＮＡＳＢＡは、ＤＮＡを増幅するために使用可能である。増幅反応は、典型的には約６０〜約９０分間、一定の温度を維持しながら４１℃で実行される（例えば、参照により本明細書に組み込まれる、Ｆａｋｒｕｄｄｉｎ，  ｅｔ  ａｌ．，  ２０１２，  「Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ｂａｓｅｄ  Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ  （ＮＡＳＢＡ）  Ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」，  Ｉｎｔ．  Ｊ．  ｏｆ  Ｌｉｆｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｐｈａｒｍａ  Ｒｅｓ．  ２（１）：Ｌ１０６−Ｌ１２１を参照）。
【０２１１】
いくつかの例において、ＮＡＳＢＡ反応は、約４０℃〜約４２℃で実行される。いくつかの例において、ＮＡＳＢＡ反応は４１℃で実行される。いくつかの例において、ＮＡＳＢＡ反応は最大約４２℃で実行される。いくつかの例において、ＮＡＳＢＡ反応は、約４０℃〜約４１℃、約４０℃〜約４２℃、または約４１℃〜約４２℃で実行される。いくつかの例において、ＮＡＳＢＡ反応は、約４０℃、約４１℃、または約４２℃で実行される。
【０２１２】
いくつかの例において、増幅反応は、約４５〜約１２０分間、ＮＡＳＢＡを使用して実行される。いくつかの例において、ＮＡＳＢＡ反応は約３０分〜約１２０分間実行される。いくつかの例において、ＮＡＳＢＡ反応は少なくとも約３０分間実行される。いくつかの例において、ＮＡＳＢＡ反応は、多くとも約１２０分間実行される。いくつかの例において、ＮＡＳＢＡ反応は最大１８０分間実行される。いくつかの例において、ＮＡＳＢＡ反応は、約３０分〜約４５分、約３０分〜約６０分、約３０分〜約６５分、約３０分〜約７０分、約３０分〜約７５分、約３０分〜約８０分、約３０分〜約８５分、約３０分〜約９０分、約３０分〜約９５分、約３０分〜約１００分、約３０分〜約１２０分、約４５分〜約６０分、約４５分〜約６５分、約４５分〜約７０分、約４５分〜約７５分、約４５分〜約８０分、約４５分〜約８５分、約４５分〜約９０分、約４５分〜約９５分、約４５分〜約１００分、約４５分〜約１２０分、約６０分〜約６５分、約６０分〜約７０分、約６０分〜約７５分、約６０分〜約８０分、約６０分〜約８５分、約６０分〜約９０分、約６０分〜約９５分、約６０分〜約１００分、約６０分〜約１２０分、約６５分〜約７０分、約６５分〜約７５分、約６５分〜約８０分、約６５分〜約８５分、約６５分〜約９０分、約６５分〜約９５分、約６５分〜約１００分、約６５分〜約１２０分、約７０分〜約７５分、約７０分〜約８０分、約７０分〜約８５分、約７０分〜約９０分、約７０分〜約９５分、約７０分〜約１００分、約７０分〜約１２０分、約７５分〜約８０分、約７５分〜約８５分、約７５分〜約９０分、約７５分〜約９５分、約７５分〜約１００分、約７５分〜約１２０分、約８０分〜約８５分、約８０分〜約９０分、約８０分〜約９５分、約８０分〜約１００分、約８０分〜約１２０分、約８５分〜約９０分、約８５分〜約９５分、約８５分〜約１００分、約８５分〜約１２０分、約９０分〜約９５分、約９０分〜約１００分、約９０分〜約１２０分、約９５分〜約１００分、約９５分〜約１２０分、または約１００分〜約１２０分の間、実行される。いくつかの例において、ＮＡＳＢＡ反応は、約３０分、約４５分、約６０分、約６５分、約７０分、約７５分、約８０分、約８５分、約９０分、約９５分、約１００分、約１２０分、約１５０分、または約１８０分の間、実行される。
【０２１３】
いくつかの例において、増幅方法は鎖置換増幅（ＳＤＡ）である。ＳＤＡは４つの異なるプライマーを使用する等温増幅方法である。制限部位（ＨｉｎｃＩＩエキソヌクレアーゼのための認識配列）を含むプライマーは、ＤＮＡ鋳型にアニールされる。大腸菌ＤＮＡポリメラーゼ１（ｅｘｏ−クレノウ）のエキソヌクレアーゼ欠如フラグメントは、プライマーを伸長させる。各ＳＤＡサイクルは、（１）置換された標的フラグメントに結合するプライマー、（２）ｅｘｏ−クレノウによるプライマー／標的複合体の伸長、（３）結果として生じたヘミホスホチオエートＨｉｎｃＩＩ部位のニッキング、（４）ニッキング部位からのＨｉｎｃＩＩの解離、（５）ｅｘｏ−クレノウによる下流鎖のニッキングおよび置換の伸長から成る。
【０２１４】
いくつかの例において、方法は、サンプル中のＤＮＡをヘリカーゼと接触させる工程を含む。いくつかの例において、増幅方法は、ヘリカーゼ依存性増幅（ＨＤＡ）である。ＨＤＡは、ヘリカーゼが熱の代わりにＤＮＡを変性させるために使用されることから、等温反応である。
【０２１５】
いくつかの例において、増幅方法は多置換増幅（ＭＤＡ）である。ＭＤＡは、高忠実度でゲノム全体を増幅させるための修飾ランダムプライマーと組み合わせて、バクテリオファージφ２９からの高度に前進的かつ鎖置換のＤＮＡポリメラーゼの使用に基づく、等温の鎖置換方法である。これは、非常に少量の出発材料からサンプル中の全てのＤＮＡを増幅するように開発されている。ＭＤＡにおいて、φ２９  ＤＮＡポリメラーゼは、１６〜１８時間、３０℃でｄＮＴＰ、ランダム六量体、および変性鋳型ＤＮＡによりインキュベートされ、酵素は１０分間、高温（６５℃）で不活性化されねばならない。再循環の反復は必要とされないが、短い初期の変性工程、増幅工程、および酵素の最終不活性化は、必要となる。
【０２１６】
いくつかの例において、増幅方法は、ローリングサークル増幅（ＲＣＡ）である。ＲＣＡは、単一の温度、典型的に約３０℃で、１０９倍より多くプローブＤＮＡ配列の増幅を可能にする、等温核酸増幅方法である。多数回の等温酵素合成がφ２９  ＤＮＡポリメラーゼにより実行され、これは、環状ＤＮＡプローブのまわりで継続的に進行することにより、サークルハイブリダイズされた（ｃｉｒｃｌｅ−ｈｙｂｒｉｄｉｚｅｄ）プライマーを伸長させる。いくつかの例において、増幅反応は、約２８℃〜３２℃で、ＲＣＡを使用して実行される。
【０２１７】
追加の増幅方法が当該技術分野で見出されており、本明細書に開示されるデバイスおよび方法に組み込み可能である。理想的には、増幅方法は従来のＰＣＲに比べて等温かつ高速である。いくつかの例において、増幅は、指数関数的な増幅反応（ＥＸＰＡＲ）を実行することを含み、これは、１つの反応の産物が同産物を作り出すさらなる反応を触媒するという点で、等温分子鎖反応である。いくつかの例において、増幅は、エンドヌクレアーゼの存在下で行われる。エンドヌクレアーゼは、ニッキングエンドヌクレアーゼであり得る。例えば、Ｗｕ  ｅｔ  ａｌ．，「Ａｌｉｇｎｅｒ−Ｍｅｄｉａｔｅｄ  Ｃｌｅａｖａｇｅ  ｏｆ  Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ」，  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  （２０１８）を参照。いくつかの例において、増幅は、標的ＤＮＡの初期の熱変性を必要としない。例えば、Ｔｏｌｅｙ  ｅｔ  ａｌ．，「Ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ  ｓｔｒａｎｄ  ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ  ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ  （ｉＳＤＡ）：  ａ  ｒａｐｉｄ  ａｎｄ  ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  ｎｕｃｌｅｉｃ  ａｃｉｄ  ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｐｏｉｎｔ−ｏｆ−ｃａｒｅ  ｄｉａｇｎｏｓｉｓ」，  Ｔｈｅ  Ａｎａｌｙｓｔ  （２０１５）を参照。パルスは、ＧＮＡ  Ｂｉｏｓｏｌｕｔｉｏｎｓ  ＧｍｂＨにより開発された超高速増幅方法において増幅を制御した。
【０２１８】
配列決定
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、核酸を配列決定する工程を含む。核酸は、本明細書に開示される核酸、例えば、タグ付き核酸、増幅核酸、無細胞核酸、無細胞胎児核酸、標的染色体に対応する配列を持つ核酸、標的染色体の領域に対応する配列を持つ核酸、非標的染色体に対応する配列を持つ核酸、またはそれらの組み合わせなどである。いくつかの例において、核酸はＤＮＡである。いくつかの例において、核酸はＲＮＡである。いくつかの例において、核酸はＤＮＡを含む。いくつかの例において、核酸はＲＮＡを含む。いくつかの例において、方法は、後成的修飾を検出するために重亜硫酸塩配列決定を含む。
【０２１９】
いくつかの例において、配列決定する工程は、標的配列決定を含む。いくつかの例において、配列決定する工程は、全ゲノムシーケンシングを含む。いくつかの例において、配列決定する工程は、標的配列決定、および全ゲノムシーケンシングを含む。いくつかの例において、全ゲノムシーケンシングは、次世代シーケンシングまたは第二世代シーケンシングとして当技術分野で言及される、超並列シーケンシングを含む。いくつかの例において、全ゲノムシーケンシングは、ランダムな超並列シーケンシングを含む。いくつかの例において、配列決定する工程は、全ゲノムライブラリーから捉えられた標的領域のランダムな超並列シーケンシングを含む。
【０２２０】
いくつかの例において、方法は、本明細書に開示される増幅核酸を配列決定する工程を含む。いくつかの例において、増幅核酸は、標的増幅（例えば、目的の標的配列に特異的なプライマーを持つ）によりもたらされる。いくつかの例において、増幅核酸は、非標的増幅（例えば、ランダム・オリゴヌクレオチド・プライマーを持つ）によりもたらされる。いくつかの例において、方法は、増幅核酸を配列決定する工程を含み、配列決定する工程は、超並列シーケンシングを含む。
【０２２１】
ライブラリー調製
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、検出のために核酸のライブラリーを産生するべく生体サンプル中の核酸を修飾する工程を含む。いくつかの例において、方法は、核酸配列決定のために核酸を修飾する工程を含む。いくつかの例において、方法は、検出のために核酸を修飾する工程を含み、検出は核酸配列決定を含まない。いくつかの例において、方法は、検出のために核酸を修飾する工程を含み、検出が、タグ検出の実行に基づいてタグ付き核酸を計数する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、核酸のライブラリーを産生するために生体サンプル中の核酸を修飾する工程を含み、該方法は、核酸を増幅する工程を含む。いくつかの例において、修飾する工程は増幅する工程の前に行われる。いくつかの例において、修飾する工程は増幅する工程の後に行われる。
【０２２２】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、非選択的ライブラリーを調製する工程を含む（例えば、すべてまたは大半の利用可能なｃｆＤＮＡまたはＤＮＡ分析物のフラグメントは、ライブラリー調製に組み込まれる）。他の例において、本明細書に開示される方法は、目的の核酸がライブラリー調製前、またはその最中に選択される、標的ライブラリーまたは選択的ライブラリーを調製する工程を含む。非限定的な例として、Ｙ染色体に特異的なライブラリーを調製できた（例えば、ＤＮＡフラグメントは、Ｙ染色体上にのみ見られる配列を有する）。同様に、Ｘ染色体に特異的なライブラリー、常染色体に特異的なライブラリー、または特定の配列、遺伝子、または目的の遺伝子領域を持つカスタムライブラリーを調製できた。
【０２２３】
いくつかの例において、核酸を修飾する工程は、核酸のフラグメントである核酸の端部を修復する工程を含む。非限定的な例として、端部を修復する工程は、５’リン酸基、３’ヒドロキシ基、またはそれらの組み合わせを核酸へと回収する工程を含み得る。いくつかの例において、修復する工程は、オーバーハングを除去する工程を含み得る。いくつかの例において、修飾する工程は、オーバーハングを相補的なヌクレオチドで満たす工程を含み得る。
【０２２４】
いくつかの例において、ライブラリーを調製するために核酸を修飾する工程は、アダプターの使用を含む。アダプターはまた、本明細書で配列決定アダプターと称される場合がある。いくつかの例において、アダプターは配列決定を補助する。一般的に、アダプターはオリゴヌクレオチドを含む。非限定的な例として、アダプターは、方法における他の工程、例えば増幅、精製、および配列決定などを単純化する場合があり、なぜなら、修飾後にサンプル中のすべてではないが複数の核酸に普遍的な配列であるからである。いくつかの例において、核酸を修飾する工程は、アダプターを核酸にライゲートする工程を含む。来ゲートする工程は、鈍的ライゲーションを含み得る。いくつかの例において、核酸を修飾する工程は、アダプターを核酸にハイブリダイズする工程を含む。
【０２２５】
いくつかの例において、ライブラリーを調製するために核酸を修飾する工程は、タグの使用を含む。タグはまた、本明細書でバーコードと称される場合がある。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、目的の染色体領域に対応するタグを有する核酸を修飾する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、目的でない染色体領域に特異的なタグを有する核酸を修飾する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、目的である少なくとも１つの染色体領域に対応する第１のタグを持つ核酸の第１の部分、および目的でない少なくとも１つの染色体領域に対応する第２のタグを持つ核酸の第２の部分を修飾する工程を含む。いくつかの例において、核酸を修飾する工程は、タグを核酸にライゲートする工程を含む。ライゲートする工程は鈍的ライゲーションを含み得る。いくつかの例において、核酸を修飾する工程は、タグを核酸にハイブリダイズする工程を含む。いくつかの実施形態において、タグはオリゴヌクレオチドを含む。いくつかの例において、タグは、核酸解析とは別の手段により検出可能な、非オリゴヌクレオチドマーカーまたは標識を含む。非限定的な例として、非オリゴヌクレオチドマーカーまたは標識は、蛍光分子、ナノ粒子、染料、ペプチド、または他の検出可能／定量可能な小分子を含み得る。
【０２２６】
いくつかの例において、ライブラリーを調製するために核酸を修飾する工程は、サンプル指標の使用を含み、これは単に、本明細書で指標と称される場合がある。非限定的な例として、指標は、オリゴヌクレオチド、小分子、ナノ粒子、ペプチド、蛍光分子、染料、または他の検出可能／定量可能な部分を含み得る。いくつかの例において、第１の生体サンプルからの核酸の第１の群は第１の指標により標識され、第１の生体サンプルからの核酸の第１の群は第２の指標により標識され、第１の指標および第２の指標は異なるものである。ゆえに、複数の指標により、複数のサンプルを一度に解析したときに複数のサンプルから核酸を判別できる。いくつかの例において、方法は、核酸を増幅する工程を開示し、核酸を増幅するために使用されるオリゴヌクレオチドプライマーは指標を含む。
【０２２７】
いくつかの例において、方法は、増幅産物を検出する工程を含み、増幅産物は、本明細書に開示される標的染色体の少なくとも一部、またはそのフラグメントにより産生される。標的染色体の一部またはフラグメントは、少なくとも５つのヌクレオチドを含み得る。標的染色体の一部またはフラグメントは、少なくとも約１０のヌクレオチドを含み得る。標的染色体の一部またはフラグメントは、少なくとも約１５のヌクレオチドを含み得る。いくつかの例において、本明細書に開示される増幅産物を検出する工程は、増幅産物をタグ付けする、または標識する工程を含まない。いくつかの例において、方法は、その量に基づいて増幅産物を検出する。例えば、方法は、サンプル中の二本鎖ＤＮＡの量の増加を検出し得る。いくつかの例において、増幅産物を検出する工程は、そのサイズに基づいて少なくとも部分的に行われる。いくつかの例において、増幅産物は、約５０〜約５００の塩基対の長さを有している。
【０２２８】
いくつかの例において、増幅産物を検出する工程は、増幅産物をタグと接触させる工程を含む。いくつかの例において、タグは、増幅産物の配列に相補的な配列を含む。いくつかの例において、タグは、増幅産物の配列に相補的な配列を含まない。タグの非限定的な例は、前述と以下の開示に記載されている。
【０２２９】
いくつかの例において、増幅産物を検出する工程は、タグ付きでもタグ付きでなくても、増幅産物を本明細書に開示されるデバイス、システム、またはキットのシグナル検出器またはアッセイアセンブリにさらす工程を含む。いくつかの例において、方法は、本明細書に開示されるデバイス、システム、またはキットのアッセイアセンブリ上で増幅する工程および検出する工程を含む。いくつかの例において、アッセイアセンブリは増幅試薬を含む。
【０２３０】
別の態様において、本明細書には、被験体から流体サンプルを得る工程；タグ付き核酸を産生するためにサンプル中の少なくとも１つの循環無細胞核酸を少なくとも１つのタグと接触させる工程であって、循環無細胞核酸はＹ染色体に対応する配列を有する、工程；およびタグ付き核酸を検出する工程を含む、方法が開示される。いくつかの例において、方法はさらに、複数のタグ付き核酸を産生するためにタグ付き核酸を増幅する工程、および複数のタグ付き核酸を検出する工程を含む。いくつかの例において、タグは、循環無細胞核酸またはその増幅産物の捕捉を可能にする。いくつかの例において、タグは、循環無細胞核酸またはその増幅産物の検出を可能にする。いくつかの例において、循環無細胞核酸は二本鎖ＤＮＡを含み、前記方法は、サンプル中の少なくとも１つの循環無細胞核酸を少なくとも１つのタグと接触させる前に一本鎖ＤＮＡを産生するために二本鎖ＤＮＡの少なくとも一部を分離する工程を含む。いくつかの例において、分離する工程は、無細胞核酸に熱を加える工程を含む。いくつかの例において、分離する工程は、無細胞核酸に酵素を加える工程を含む。いくつかの例において、タグはオリゴヌクレオチドを含む。いくつかの例において、タグはペプチドまたはタンパク質を含む。いくつかの例において、タグは小分子を含む。小分子は有機または無機であり得る。
【０２３１】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、生体サンプル中の少なくとも１つの核酸をタグ付きオリゴヌクレオチドプライマーと接触させる工程を含む。いくつかの例において、タグ付きオリゴヌクレオチドプライマーは、オリゴヌクレオチドプライマーおよびオリゴヌクレオチドタグを含む。いくつかの例において、タグ付きオリゴヌクレオチドプライマーは、オリゴヌクレオチドプライマーおよびタグを含み、タグはヌクレオチドを含まない。いくつかの例において、タグ付きオリゴヌクレオチドプライマーは、オリゴヌクレオチドプライマーおよびタグを含み、タグはオリゴヌクレオチドを含まない。いくつかの例において、タグ付きオリゴヌクレオチドプライマーは、オリゴヌクレオチドプライマーおよびペプチドタグを含む。いくつかの例において、タグ付きオリゴヌクレオチドプライマーは、オリゴヌクレオチドプライマーおよび小分子タグを含む。いくつかの態様において、本明細書には、妊娠中の女性被験体から流体サンプルを得る工程；サンプル中の少なくとも１つの循環無細胞核酸を少なくとも１つのタグ付きオリゴヌクレオチドプライマーと接触させる工程であって、循環無細胞核酸はＹ染色体に対応する配列を含む、工程；タグ付き増幅産物を産生するために、伸長する循環無細胞核酸をポリメラーゼおよび遊離ヌクレオチドと接触させることにより、循環無細胞核酸を増幅する工程；およびタグ付き増幅産物のタグ部分を検出する工程を含む、方法が開示される。いくつかの例において、循環無細胞核酸は二本鎖ＤＮＡであり、前記方法は、サンプル中の少なくとも１つの循環無細胞核酸を少なくとも１つのタグ付きオリゴヌクレオチドプライマーと接触させる前に一本鎖ＤＮＡを産生するために、二本鎖ＤＮＡの少なくとも一部を分離する工程を含む。いくつかの例において、分離する工程は、無細胞核酸に熱を加える工程を含む。いくつかの例において、分離する工程は、無細胞核酸に酵素を加える工程を含む。
【０２３２】
いくつかの例において、タグ付きオリゴヌクレオチドプライマーは、オリゴヌクレオチドタグを含み、オリゴヌクレオチドタグはＹ染色体上の配列に対応しない。いくつかの例において、方法は、Ｙ染色体上の配列に特異的でないオリゴヌクレオチドタグを有するサンプル中のＹ染色体またはそのフラグメントをタグ付けする工程を含む。いくつかの例において、オリゴヌクレオチドタグは、ヒト染色体上の配列に特異的ではない。代替的に、または付加的に、方法は、サンプルを、オリゴヌクレオチドタグおよび少なくとも１つのオリゴヌクレオチドプライマーと接触させる工程を含み、オリゴヌクレオチドプライマーは、Ｙ染色体上の配列に対応する配列を含み、オリゴヌクレオチドタグはオリゴヌクレオチドプライマーから分離されている。いくつかの例において、オリゴヌクレオチドタグは、Ｙ染色体フラグメントにハイブリダイズした後、オリゴヌクレオチドプライマーの伸長部により産生される増幅産物に組み込まれる。いくつかの例において、オリゴヌクレオチドタグは、増幅された配列に関わらず、増幅産物が産生されたときに検出可能である。いくつかの例において、オリゴヌクレオチドプライマーおよびオリゴヌクレオチドタグの少なくとも１つは、ペプチド核酸（ＰＮＡ）を含む。いくつかの例において、オリゴヌクレオチドタグはロックド核酸（ＬＮＡ）を含む。
【０２３３】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、複数のタグの使用を含み、それにり、前記方法の精度、前記方法の速度、および前記方法により得た情報の少なくとも１つを増大させる。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、複数のタグの使用を含み、それにより、確実な結果を得るのに必要なサンプルの容量を減らす。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、生体サンプル中の核酸を、複数のタグからＹ染色体の複数の領域と接触させる工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、生体サンプル中の核酸を、複数のタグからＹ染色体の複数の領域と接触させる工程を含み、それにより、Ｙ染色体全体をタグ付けする。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、生体サンプル中の核酸を、複数のタグからＹ染色体の複数の領域と接触させる工程を含み、それにより、Ｙ染色体のパーセンテージをタグ付けする。いくつかの実施形態において、パーセンテージは約１％〜約９９％である。いくつかの実施形態において、パーセンテージは１０％〜９９％である。いくつかの実施形態において、パーセンテージは約１０％〜約９９％である。いくつかの実施形態において、パーセンテージは約２０％〜９９％である。いくつかの実施形態において、パーセンテージは約３０％〜約９９％である。いくつかの実施形態において、パーセンテージは約４０％〜約９９％である。いくつかの実施形態において、パーセンテージは約５０％〜約９９％である。いくつかの実施形態において、パーセンテージは約６０％〜約９９％である。いくつかの実施形態において、パーセンテージは約７０％〜約９９％である。いくつかの実施形態において、パーセンテージは約８０％〜約９９％である。いくつかの実施形態において、パーセンテージは約９０％〜約９９％である。いくつかの実施形態において、パーセンテージは約１％〜約９９％である。いくつかの実施形態において、パーセンテージは約１０％〜約２０％である。いくつかの実施形態において、パーセンテージは約１０％〜約３０％である。いくつかの実施形態において、パーセンテージは約１０％〜約４０％である。いくつかの実施形態において、パーセンテージは約１０％〜約５０％である。いくつかの実施形態において、パーセンテージは約１０％〜約６０％である。いくつかの実施形態において、パーセンテージは約１０％〜約７０％である。いくつかの実施形態において、パーセンテージは約６０％〜約９９％である。いくつかの実施形態において、パーセンテージは約１０％〜約８０％である。いくつかの実施形態において、パーセンテージは約８０％〜約９９％である。いくつかの実施形態において、パーセンテージは約１０％〜約９０％である。
【０２３４】
いくつかの例において、複数のタグは、少なくとも１つの捕捉タグを含む。いくつかの例において、複数のタグは、少なくとも１つの検出タグを含む。いくつかの例において、複数のタグは、少なくとも１つの捕捉タグと少なくとも１つの検出タグとの組み合わせを含む。いくつかの例において、方法は、サンプル中の少なくとも１つの循環無細胞核酸を第１のタグおよび第２のタグと接触させる工程を含み、第１のタグは循環無細胞核酸のセンス鎖に相補的な第１のオリゴヌクレオチドを含み、第２の捕捉タグは循環無細胞核酸のアンチセンス鎖に相補的な第２のオリゴヌクレオチドを含む。いくつかの例において、方法は、サンプル中の少なくとも１つの循環無細胞核酸を第１のタグおよび第２のタグと接触させる工程を含み、第１のタグは第２のタグと同じ標識を運ぶ。いくつかの例において、方法は、サンプル中の少なくとも１つの循環無細胞核酸を第１のタグおよび第２のタグと接触させる工程を含み、第１のタグは第２のタグとは異なる標識を運ぶ。
【０２３５】
遺伝子情報の検出＆判定
一般的に、本明細書に開示される方法は、バイオマーカー、分析物、またはそれらの修飾形態を検出する工程を含む。方法は、共通の特徴を共有する複数の分析物を検出する工程を含み得る。いくつかの例において、分析物は核酸であり、共通の特徴は配列であり、検出する工程は、核酸またはそのアンプリコンを配列決定する工程を含む。いくつかの例において、共通の特徴は、メチル化状態などの後成的状態である。いくつかの例において、方法は、標的分析物上のタグまたはシグナルを検出する工程を含む。
【０２３６】
いくつかの例において、方法は、核酸を検出する工程を含む。いくつかの例において、方法は、無細胞核酸を検出する工程を含む。いくつかの例において、方法は、核酸にライゲートまたはハイブリダイズされたタグを検出する工程を含む。いくつかの例において、方法は、核酸のアンプリコンを検出する工程を含む。代替的に、または付加的に、方法は、非核酸成分を検出する工程を含む。非限定的な例として、非核酸成分は、タンパク質、ペプチド、脂質、脂肪酸、ステロール、炭水化物、ウイルス成分、微生物成分、およびそれらの組み合わせから選択され得る。ウイルス成分または微生物成分の場合、方法は、検出前にウイルスまたは細菌から核酸を放出する工程、精製する工程、および／または増幅する工程を含み得る。
【０２３７】
方法は、核酸または非核酸成分の検出可能なラベルまたは検出可能なシグナルを検出する工程を含み得る。方法は、核酸または非核酸成分に結合する結合部分（例えば小分子、ペプチド、アプタマー、抗体、またはそれらの抗原結合フラグメント）の検出可能なラベルまたは検出可能なシグナルを検出する工程を含み得る。非限定的な例として、検出可能なラベルまたはシグナルは、蛍光分子、生物発光分子、発光分子、放射性シグナル、磁気シグナル、電気シグナル、または染料であり得る。例えば、方法は、結合部分と目的のタンパク質との相互作用を検出する工程を含み得る。非限定的な例として、検出する工程は、ＩＰＣＲまたはＰＬＡを実行する工程を含み得る。
【０２３８】
本明細書に開示される方法は、少量の生体サンプルからの後成的変化を検出および／またはモニタリングする工程を含み得る。方法は、１つ以上の標的領域から複数の無細胞ＤＮＡフラグメントの後成的状態を検出する工程を含み得る。方法は、別個の無細胞ＤＮＡフラグメントに存在するほど十分に互いに離れている、１つ以上の標的領域から複数のシトシンの後成的状態を検出する工程を含み得る。例として、ＩＮＳ１遺伝子座から循環無細胞ＤＮＡ中のシトシンメチル化を評価することは、自己免疫性の１型糖尿病に見出されるＢ細胞分解を示す場合があり、故に、１型糖尿病に関するリスクのバイオマーカーとして機能し得る。同様に、ミエリンオリゴデンドロサイト糖タンパク質（ＭＯＧ）、ミエリン塩基性タンパク質（ＭＢＰ）、マクログロブリン血症、ワルデンシュトローム、感受性、１タンパク質（ＷＭ１）、またはそれらの組み合わせをコードする遺伝子のシトシンメチル化状態は、多発性硬化症（ＭＳ）のための非侵襲性バイオマーカーとして機能し得る。さらなる例として、ＡＯＸ１遺伝子のプロモーターのＣｐＧ島のシトシンメチル化の評価は、前立腺癌（ＰＣａ）の診断を補助し、進行および処置の成功のモニタリングを可能にし得る。ＡＯＸ１遺伝子は、染色体２上の位置である。プロモーターＣｐＧ島は、約５００ｂｐにおよぶ、塩基位置２００，５８５，８００と２００，５８６，３５０との間に位置する。これは、全て前立腺癌において過剰にメチル化されるが、正常なサンプル中でメチル化されない、少なくとも３４のＣｐＧヌクレオチドを含む。群、亜群、または個々のレベルとして循環無細胞ＤＮＡ中のこれら特異的なＣｐＧヌクレオチドの解析は、本出願に記載されるデバイス、システム、および方法により実行可能である。
【０２３９】
検出する工程は、本明細書に記載されるような増幅する工程を含み得る。例えば、増幅する工程は、標的分析物の有無に基づいてシグナルが生成されるｑＰＣＲを含み得る。いくつかの例において、方法は、ＬＡＭＰ反応容器における混濁度の検出により、ＬＡＭＰ反応から核酸増幅産物を検出する工程を含む（Ｍｏｒｉ ｅｔ ａｌ． （２００４） ５９：１４５−１４７によるリアルタイム濁り度計により二倍）。ＬＡＭＰは、多量の特異的なアンプリコンを迅速に産生し、同時にピロリン酸マグネシウムの沈殿物を形成する。これら沈殿物は、増幅の成功の兆候として作用する混濁度を作り出す。ゆえに、アンプリコンは、実際にアンプリコンを探索することなく、または別個の検出可能なシグナルを必要とすることなく、リアルタイムで検出可能である。
【０２４０】
いくつかの例において、方法は増幅産物を検出する工程を含み、増幅産物は標的領域の少なくとも一部を増幅することにより産生される。標的領域は少なくとも５つのヌクレオチドを含み得る。標的領域は、少なくとも約１０のヌクレオチドを含み得る。標的領域は、少なくとも約１５のヌクレオチドを含み得る。いくつかの例において、本明細書に開示される増幅産物の検出は、増幅産物にタグまたは標識を付ける工程を含まない。いくつかの例において、方法は、その量に基づいて増幅産物を検出する。例えば、方法は、サンプル中の二本鎖ＤＮＡの量の増加を検出し得る。いくつかの例において、増幅産物の検出は、そのサイズに基づいて少なくとも部分的に行われる。いくつかの例において、増幅産物は、約５０〜２５０の塩基対の長さを有している。いくつかの例において、増幅産物は、約５０〜３００の塩基対の長さを有している。いくつかの例において、増幅産物は、約５０〜４００の塩基対の長さを有している。いくつかの例において、増幅産物は、約５０〜５００の塩基対の長さを有している。いくつかの例において、増幅産物は、約５０〜１０００の塩基対の長さを有している。
【０２４１】
いくつかの例において、増幅産物を検出する工程は、増幅産物をタグと接触させる工程を含む。いくつかの例において、タグは、増幅産物の配列に相補的な配列を含む。いくつかの例において、タグは、増幅産物の配列に相補的な配列を含まない。タグの非限定的な例は、前述または以下の開示に記載されている。
【０２４２】
いくつかの例において、増幅産物を検出する工程は、タグ付きでもタグ付きでなくても、増幅産物を、本明細書に開示されるデバイス、システム、またはキットのシグナル検出器またはアッセイアセンブリにさらす工程を含む。いくつかの例において、方法は、本明細書に開示されるデバイス、システム、またはキットのアッセイアセンブリ上で増幅する工程および検出する工程を含む。いくつかの例において、アッセイアセンブリは増幅試薬を含む。
【０２４３】
いくつかの例において、核酸を検出する工程は、核酸またはその一部を増幅する工程を含まない。いくつかの例において、核酸を検出する工程は、核酸またはその一部を配列決定する工程を含まない。いくつかの例において、核酸を検出する工程は、核酸またはその一部を配列決定または増幅する工程を含まない。例えば、いくつかの例において、核酸は、標識されたプローブでタグ付けされ、標識されたプローブの検出は、核酸の不在、存在、または質量を検出するのに十分なものである。ゆえに、そのような方法を実行可能な、本明細書に開示されるデバイスおよびシステムは、増幅試薬、配列決定装置、またはそれらの組み合わせを含まない場合もある。
【０２４４】
いくつかの例において、検出する工程は、バイオマーカーを側方流動アッセイにさらす工程を含む。検出する工程はさらに、側方流動アッセイを介して、生体サンプル、溶液、またはそれらの組み合わせの流れを制御するために、器機または試薬を側方流動アッセイに適用する工程を含む。いくつかの実施形態において、器機は、バキューム、ポンプ、ピペット、またはそれらの組み合わせである。
【０２４５】
いくつかの例において、方法は、高度な反復領域（例えばＨＲＲ）を検出する工程を含む。高度な反復領域は、少なくとも５０％同一の少なくとも２つの配列を含む領域であり得る。いくつかの例において、高度な反復の領域は、少なくとも５０％同一の、少なくとも３、少なくとも４、少なくとも５、少なくとも６、少なくとも７、少なくとも８、少なくとも９、または少なくとも１０の配列を含む。いくつかの実施形態において、少なくとも２つの領域は、少なくとも約５０％、少なくとも約６０％、少なくとも約７０％、少なくとも約８０％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％、少なくとも約９９％、またはそれ１００％同一である。いくつかの例において、少なくとも２つの配列は、２つの別個の無細胞ＤＮＡフラグメントに生じるほど十分に距離を空けなければならない。いくつかの例において、少なくとも２つの配列は、少なくとも１つのヌクレオチドにより分離される。いくつかの例において、少なくとも２つの配列は、少なくとも２つのヌクレオチドにより分離される。いくつかの例において、少なくとも２つの配列は、少なくとも約５、少なくとも約１０、少なくとも約１５、少なくとも約２０、少なくとも約３０、少なくとも約４０、または少なくとも約５０のヌクレオチドにより分離される。いくつかの例において、少なくとも２つの配列は、最大約２００のヌクレオチドにより分離される。非限定的な例として、ＨＲＲは高度な反復Ｙ染色体領域（ＨＲＹＲ）であり得る。
【０２４６】
いくつかの例において、方法は、目的の配列のコピーの数を検出する工程を含む。いくつかの例において、コピーの数は１〜約５０，０００である。いくつかの実施形態において、コピーの数は約１〜約５０である。いくつかの実施形態において、コピーの数は約１〜約５００である。いくつかの実施形態において、コピーの数は約１〜約１０００である。いくつかの実施形態において、コピーの数は約１〜約２０００である。いくつかの実施形態において、コピーの数は約１〜約５０００である。いくつかの例において、コピーの数は約１００００未満である。いくつかの例において、コピーの数は約５０００未満である。いくつかの例において、コピーの数は４〜約２００００である。いくつかの例において、コピーの数は４〜約１００００である。いくつかの例において、コピーの数は４〜約５０００である。いくつかの例において、コピーの数は４〜約１０００である。いくつかの例において、コピーの数は約１０００未満である。いくつかの例において、コピーの数は約５００未満である。いくつかの例において、コピーの数は約２００未満である。いくつかの例において、コピーの数は約１００未満である。いくつかの例において、コピーの数は約５０未満である。いくつかの例において、コピーの数は約４０未満である。いくつかの例において、コピーの数は約２０未満である。いくつかの例において、コピーの数は少なくとも１である。いくつかの例において、コピーの数は少なくとも２である。いくつかの例において、コピーの数は少なくとも４である。いくつかの例において、コピーの数は少なくとも５である。いくつかの例において、コピーの数は少なくとも１０である。いくつかの例において、目的の配列は、Ｙ染色体に特異的な配列である。非限定的な例として、方法は、Ｙ染色体領域の１つのコピー、または目的の配列を含むＹ染色体の１つのフラグメントがサンプルに存在する限り、男性の胎児を検出する工程を含み得る。
【０２４７】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体領域に対応する循環無細胞核酸を検出する工程を含む。いくつかの例において、無細胞核酸は、Ｙ染色体に見出される配列を含む。いくつかの例において、無細胞核酸は、Ｙ染色体にのみ見出される配列を含む。いくつかの例において、無細胞核酸は、Ｘ染色体またはあらゆる常染色体に見出されない配列を含む。いくつかの例において、Ｙ染色体配列は、Ｙ染色体に一回より多く現われる配列である。いくつかの例において、Ｙ染色体配列は、第２配列のホモログである第１の配列であり、第２の配列はＹ染色体にも見出される。いくつかの例において、第１の配列は、第２の配列と少なくとも８０％同一である。いくつかの例において、第１の配列は、第２の配列と少なくとも８５％同一である。いくつかの例において、第１の配列は、第２の配列と少なくとも９０％同一である。いくつかの例において、第１の配列は、第２の配列と少なくとも９５％同一である。いくつかの例において、第１の配列および第２の配列は、長さが少なくとも１５のヌクレオチドである。いくつかの例において、第１の配列および第２の配列は、長さが少なくとも２５のヌクレオチドである。いくつかの例において、第１の配列および第２の配列は、長さが少なくとも５０のヌクレオチドである。いくつかの例において、第１の配列および第２の配列は、長さが少なくとも１００のヌクレオチドである。
【０２４８】
いくつかの例において、方法は、一回より多くＹ染色体に存在する配列を含む、Ｙ染色体領域に対応する核酸、またはその一部を検出する工程を含む。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は、Ｙ染色体の位置２０００００００と位置２１００００００との間に位置する。
いくつかの例において、Ｙ染色体領域は、Ｙ染色体の位置２０５０００００と位置２１００００００との間に位置する。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は、Ｙ染色体の位置２０００００００と位置２０５０００００との間に位置する。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は、Ｙ染色体の位置２０００００００と位置２０２５００００との間に位置する。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は、Ｙ染色体の位置２０２５００００と位置２０５０００００との間に位置する。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は、Ｙ染色体の位置２０５０００００と位置２０７５００００との間に位置する。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は、Ｙ染色体の位置２０７５００００と位置２１００００００との間に位置する。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は、Ｙ染色体の位置２００８００００と位置２０４０００００との間に位置する。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は、Ｙ染色体の位置２００８２０００と位置２０３５１０００との間に位置する。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は、Ｙ染色体の位置２００８２１８３と位置２０３５０８９７との間に位置する。いくつかの例において、対応は１００％同一である。いくつかの例において、対応は少なくとも９９％同一である。いくつかの例において、対応は少なくとも９８％同一である。いくつかの例において、対応は少なくとも９５％同一である。いくつかの例において、対応は少なくとも９０％同一である。
【０２４９】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の位置２０００００００と位置２１００００００との間に位置する、Ｙ染色体に対応する配列を含む循環無細胞核酸、またはその一部を検出または定量する工程を含み、Ｙ染色体は与えられた長さを有する。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は長さが約１０〜約１００００００のヌクレオチドである。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は長さが約１０〜約５０００００のヌクレオチドである。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は長さが約１０〜約３０００００のヌクレオチドである。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は長さが約１００〜約１００００００のヌクレオチドである。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は長さが約１００〜約５０００００のヌクレオチドである。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は長さが約１００のヌクレオチドタグ〜３０００００の塩基対である。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は長さが約１０００〜約１００００００のヌクレオチドである。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は長さが約１０００〜約５０００００のヌクレオチドである。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は長さが約１０００〜約３０００００のヌクレオチドである。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は長さが約１００００〜約１００００００のヌクレオチドである。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は長さが約１００００〜約５０００００のヌクレオチドである。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は長さが約１００００〜約３０００００のヌクレオチドである。いくつかの例において、Ｙ染色体領域は長さが約３０００００のヌクレオチドである。
【０２５０】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の位置２０００００００と位置２１００００００との間に位置する、Ｙ染色体領域に対応する配列を含む循環無細胞核酸、またはその一部を検出または定量する工程を含み、Ｙ染色体領域は与えられた長さを有する。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体領域に対応する配列を含む循環無細胞核酸を検出する工程を含む。いくつかの例において、配列は長さが約１０〜約１０００のヌクレオチドである。いくつかの例において配列は長さが約１０〜約５００のヌクレオチドである。いくつかの例において、配列は長さが約１０〜約４００のヌクレオチドである。いくつかの例において、配列は長さが約１０〜約３００のヌクレオチドである。いくつかの例において、配列は長さが約５０〜約１０００のヌクレオチドである。いくつかの例において、配列は長さが約５０〜約５００のヌクレオチドである。
【０２５１】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体領域に対応する配列を含む循環無細胞核酸、またはその一部を検出または定量する工程を含み、その一部は与えられた長さを有する。いくつかの例において、その一部の長さは約１０〜約１００のヌクレオチドである。いくつかの例において、その一部の長さは約１００〜約１０００のヌクレオチドである。いくつかの例において、その一部の長さは約１０００〜約１００００のヌクレオチドである。いくつかの例において、その一部の長さは約１００００〜約１０００００のヌクレオチドである。
【０２５２】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、本明細書に開示されるＸ染色体領域のＹ染色体サブ領域に対応する配列を含む少なくとも１つの循環無細胞核酸を検出する工程を含む。いくつかの例において、サブ領域は、Ｙ染色体領域に一回より多く存在する配列により表わされる。いくつかの例において、対応は１００％同一である。いくつかの例において、対応は９９％同一である。いくつかの例において、対応は９８％同一である。いくつかの例において、対応は９５％同一である。いくつかの例において、対応は９０％同一である。
【０２５３】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０７９９と末端位置２０３５０８９７との間のＹ染色体サブ領域に対応する配列を含む、循環無細胞核酸を検出する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０７９９と末端位置２０３５０８９７との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも１０のヌクレオチドに相当する配列を含む、循環無細胞核酸を検出する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０７９９と末端位置２０３５０８９７との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも１００のヌクレオチドに相当する配列を含む、循環無細胞核酸を検出する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０７９９と末端位置２０３５０８９７との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも２００のヌクレオチドに相当する配列を含む、循環無細胞核酸を検出する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０７９９と末端位置２０３５０８９７との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも５００のヌクレオチドに相当する配列を含む、循環無細胞核酸を検出する工程を含む。
【０２５４】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の開始位置５６６７３２５０と末端位置５６７７１４８９との間のＹ染色体サブ領域に対応する配列を含む、循環無細胞核酸を検出する工程を含む。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置５６６７３２５０と末端位置５６７７１４８９との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも１０のヌクレオチドに対応する。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置５６６７３２５０と末端位置５６７７１４８９との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも５０のヌクレオチドに対応する。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置５６６７３２５０と末端位置５６７７１４８９との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも１０〜少なくとも約１０００のヌクレオチドに対応する。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置５６６７３２５０と末端位置５６７７１４８９との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも５０〜少なくとも約５００のヌクレオチドに対応する。いくつかの例において、配列は、Ｙ染色体の開始位置５６６７３２５０と末端位置５６７７１４８９との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも５０〜少なくとも約１５０のヌクレオチドに対応する。
【０２５５】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の開始位置２０３４９２３６と末端位置２０３４９３１８との間のＹ染色体サブ領域に対応する配列を含む、循環無細胞核酸を検出する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の開始位置２０３４９２３６と末端位置２０３４９３１８との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも１０のヌクレオチドに相当する配列を含む、循環無細胞核酸を検出する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の開始位置２０３４９２３６と末端位置２０３４９３１８との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも１００のヌクレオチドに相当する配列を含む、循環無細胞核酸を検出する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の開始位置２０３４９２３６と末端位置２０３４９３１８との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも２００のヌクレオチドに相当する配列を含む、循環無細胞核酸を検出する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の開始位置２０３４９２３６と末端位置２０３４９３１８との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも５００のヌクレオチドに相当する配列を含む、循環無細胞核酸を検出する工程を含む。
【０２５６】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０２３１と末端位置２０３５０３２３との間のＹ染色体サブ領域に対応する配列を含む、循環無細胞核酸を検出する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０２３１と末端位置２０３５０３２３との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも１０のヌクレオチドに相当する配列を含む、循環無細胞核酸を検出する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０２３１と末端位置２０３５０３２３との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも１００のヌクレオチドに相当する配列を含む、循環無細胞核酸を検出する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０２３１と末端位置２０３５０３２３との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも２００のヌクレオチドに相当する配列を含む、循環無細胞核酸を検出する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０２３１と末端位置２０３５０３２３との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも５００のヌクレオチドに相当する配列を含む、循環無細胞核酸を検出する工程を含む。
【０２５７】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０６０１と末端位置２０３５０６９９との間のＹ染色体サブ領域に対応する配列を含む、循環無細胞核酸を検出する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０６０１と末端位置２０３５０６９９との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも１０のヌクレオチドに相当する配列を含む、循環無細胞核酸を検出する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０６０１と末端位置２０３５０６９９との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも１００のヌクレオチドに相当する配列を含む、循環無細胞核酸を検出する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０６０１と末端位置２０３５０６９９との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも２００のヌクレオチドに相当する配列を含む、循環無細胞核酸を検出する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の開始位置２０３５０６０１と末端位置２０３５０６９９との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも５００のヌクレオチドに相当する配列を含む、循環無細胞核酸を検出する工程を含む。
【０２５８】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の開始位置２００８２１８３と末端位置２００８２２８１との間のＹ染色体サブ領域に対応する配列を含む、循環無細胞核酸を検出する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の開始位置２００８２１８３と末端位置２００８２２８１との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも１０のヌクレオチドに相当する配列を含む、循環無細胞核酸を検出する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の開始位置２００８２１８３と末端位置２００８２２８１との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも１００のヌクレオチドに相当する配列を含む、循環無細胞核酸を検出する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の開始位置２００８２１８３と末端位置２００８２２８１との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも２００のヌクレオチドに相当する配列を含む、循環無細胞核酸を検出する工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体の開始位置２００８２１８３と末端位置２００８２２８１との間のＹ染色体サブ領域の少なくとも５００のヌクレオチドに相当する配列を含む、循環無細胞核酸を検出する工程を含む。
【０２５９】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、Ｙ染色体サブ領域に対応する配列を含む循環無細胞核酸を検出する工程を含み、配列はＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１−５、３０−３４、および１４１−１９２から選択される。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１−５、３０−３４、および１４１−１９２から選択された配列と少なくとも６０％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１−５、３０−３４、および１４１−１９２から選択された配列と少なくとも６５％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１−５、３０−３４、および１４１−１９２から選択された配列と少なくとも７０％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１−５、３０−３４、および１４１−１９２から選択された配列と少なくとも７５％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１−５、３０−３４、および１４１−１９２から選択された配列と少なくとも８０％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１−５、３０−３４、および１４１−１９２から選択された配列と少なくとも８５％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１−５、３０−３４、および１４１−１９２から選択された配列と少なくとも９０％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１−５、３０−３４、および１４１−１９２から選択された配列と少なくとも９５％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１−５、３０−３４、および１４１−１９２から選択された配列と少なくとも９８％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１−５、３０−３４、および１４１−１９２から選択された配列と少なくとも９９％同一である。いくつかの例において、配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１−５、３０−３４、および１４１−１９２から選択された配列と１００％同一である。
【０２６０】
いくつかの例において、方法は、Ｙ染色体に存在する配列である、Ｙ染色体上にホモログまたはコピーを有するＹ染色体配列に対応する核酸を検出する工程を含む。いくつかの例において、Ｙ染色体配列は、Ｙ染色体の反復領域に位置する。いくつかの例において、反復領域は、偽遺伝子、遺伝子のほぼ正確なコピー（最大の相同性に対するアライメント時に＞９０％相同）、遺伝子間領域、または微小サテライト反復、またはそれらの認識可能部分（例えば少なくとも１０のヌクレオチド）を含む。Ｙ染色体遺伝子の非限定的な例は、睾丸に特異的なタンパク質Ｙ結合１（ＴＳＰＹ１）（別名ＤＹＳ１４）、睾丸に特異的なタンパク質Ｙ結合２（ＴＳＰＹ２）、ＤＹＺ１、睾丸に特異的な転写産物Ｙ結合２２（ＴＴＴＹ２２）、性別判定領域Ｙ（ＳＲＹ）、リボソームタンパク質Ｓ４  Ｙ結合１（ＲＰＳ４Ｙ１）、ジンクフィンガータンパク質Ｙ結合（ＺＦＹ）、ＴＧＩＦ２ＬＹである。いくつかの例において、Ｙ染色体配列は、ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１−５、３０−３４、および１４１−１９２から選択された配列を含む。いくつかの例において、Ｙ染色体配列は、：１−５、３０−３４、および１４１−１９２から選択された配列と少なくとも９０％同一の配列を含む。いくつかの例において、Ｙ染色体配列は、：１−５、３０−３４、および１４１−１９２から選択された配列と同一の少なくとも１０の連続する配列を含む。いくつかの例において、Ｙ染色体配列は、：１−５、３０−３４、および１４１−１９２から選択された配列と同一の少なくとも２０の連続する配列を含む。いくつかの例において、Ｙ染色体配列は、：１−５、３０−３４、および１４１−１９２から選択された配列と同一の少なくとも５０の連続する配列を含む。いくつかの例において、Ｙ染色体配列は、：１−５、３０−３４、および１４１−１９２から選択された配列と同一の少なくとも１００の連続する配列を含む。
【０２６１】
検出する工程は、検査の結果が表示される、本明細書に開示されたデバイスまたはシステムのインターフェースを観察する工程を含み得る。検出する工程は、側方流動デバイス上の色の外観または蛍光シグナルを観察する工程を含み得る。検出する工程は、本明細書に開示されるデバイスに検査の結果を受信する工程を含み得る。検出する工程は、検査の結果をモバイル機器、コンピューター、ノートパッド、または本明細書に開示されるシステムのデバイスと通信状態にある他の電子デバイスに受信する工程を含み得る。
【０２６２】
一般的に、本明細書に開示される方法、キット、システム、およびデバイスは、短時間で遺伝子情報（例えば胎児の性別）を提供できる。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、約１分未満で実行可能である。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、約２分未満で実行可能である。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、約５分未満で実行可能である。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、約１０分未満で実行可能である。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、約１５分未満で実行可能である。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、約２０分未満で実行可能である。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、約３０分未満で実行可能である。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、約４５分未満で実行可能である。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、約６０分未満で実行可能である。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、約９０分未満で実行可能である。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、約２時間未満で実行可能である。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、約３時間未満で実行可能である。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、約４時間未満で実行可能である。
【０２６３】
本明細書に開示される方法、キット、システム、およびデバイスの使用は一般的に、技術訓練を必要としない。例えば、本明細書に開示されるキット、システム、およびデバイスは、専門家または医療従事者の補助なしに、妊娠中の被験体により自身の家で使用され得る。いくつかの例において、本明細書に開示される方法は、医学訓練または技術訓練を受けていないユーザーにより実行可能である。いくつかの例において、本明細書に開示される方法、きっと、システム、およびデバイスは、ユーザーが生体サンプルをシステムまたはデバイスに追加し、随意にシステムまたはデバイスを起動し、かつ結果を確認して遺伝子情報を得ることを単に要求する。
【０２６４】
ＩＩＩ．デバイス、システム、キット、および方法に関連する態様
以下の態様は、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法に関連する。本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は通常、動物被験体の生体サンプル、植物、および環境サンプルにおけるバイオマーカーおよび核酸を処理および解析するように設計される。生体サンプル、無細胞の核酸、および被験体に関する以下の記載は、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法の有用性の理解を助けることができる。
【０２６５】
生体サンプル
本明細書には、生体サンプル中のバイオマーカーおよび核酸を解析するためのデバイス、システム、キット、および方法である。一般的に、生体サンプルは、動物サンプル、植物サンプル、および環境サンプルを含む。動物サンプルの非限定的な例は、血液および尿である。植物サンプルの非限定的な例は、葉が多い物質および種子である。環境サンプルの非限定的な例は、水域（例えば海、湖、川、水路）、処理水、産業廃棄物、土壌サンプル、食物サンプルである。いくつかの例において、生体サンプルは、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、または方法により利用可能となる前に、流体溶液の形態で調製されねばならない。
【０２６６】
いくつかの例において、生体サンプルは体液サンプルである。体液サンプルの非限定的な例には、全血、血漿、血清、唾液、尿、汗、涙、腸分泌物、脳脊髄液、リンパ液、滑液、間質液、および膣流体のサンプルが挙げられる。いくつかの例において、生体サンプルは全血を含む。全血は、血漿とは対照的に、処理をほとんど必要としない。白血球から赤血球を分離することなく、血液サンプルからある程度の異物を取り除く濾過工程も存在し得る。いくつかの例において、生体サンプルは、スワブ（ｓｗａｂ）、例えば、頬スワブまたは膣スワブである。
【０２６７】
本明細書に記載される生体サンプルは、実質的に無細胞である、または無細胞の体液となるように修飾可能な体液を含む。例えば、無細胞の核酸は、被験体の血流で循環し、ゆえに、検出試薬は被験体の血液または血清のサンプル中のマーカーを検出または定量するために使用され得る。用語「血漿」と「血清」は、別段の定めのない限り、本明細書で交換可能に使用される。しかし、場合により、これら用語は、本明細書または請求項に共に包含されることを示すために、サンプル種の単一のリストに含まれる。
【０２６８】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、生体サンプルから細胞を除去可能である。結果として生じるサンプルは、細胞除去サンプルと称され得る。細胞除去サンプルは、生体サンプルよりも少なくとも９５％少ない、全体の無傷の細胞を有し得る。細胞除去サンプルは、生体サンプルよりも少なくとも９０％少ない、全体の無傷の細胞を有し得る。細胞除去サンプルは、生体サンプルよりも少なくとも８０％少ない、全体の無傷の細胞を有し得る。細胞除去サンプルは、生体サンプルよりも少なくとも約７５％、少なくとも約７０％、少なくとも約６０％、少なくとも約５０％、少なくとも約４０％、または少なくとも約２５％少ない、全体の無傷の細胞を有し得る。細胞除去サンプルは、あらゆる全体の無傷の細胞を完全に含まない場合がある。
【０２６９】
いくつかの例において、生体サンプルは毛細管血を含む。いくつかの実施形態において、生体サンプルは静脈血を含む。毛細管（例えば指、つま先のような四肢の血管）から得た血液は、本明細書で「毛細管血」と称され得る。静脈（例えば腕、手の中間）から得た血液は、本明細書で「静脈血」と称され得る。静脈血を得るための静脈穿刺に一般的な静脈は、肘正中皮静脈、橈側皮静脈、尺側皮静脈、および背側中手静脈である。いくつかの例において、生体サンプルは、毛細管血から実質的に成る。いくつかの例において、生体サンプルは毛細管血から成る。いくつかの実施形態において、生体サンプルは静脈血を含まない。いくつかの例において、生体サンプルは血漿を含む。いくつかの例において、生体サンプルは、血漿から実質的に成る。いくつかの例において、生体サンプルは血漿から成る。いくつかの例において、生体サンプルは血清を含む。いくつかの例において、生体サンプルは、血清から実質的に成る。いくつかの例において、生体サンプルは血清から成る。いくつかの例において、生体サンプルは尿を含む。いくつかの例において、生体サンプルは、尿から実質的に成る。いくつかの例において、生体サンプルは尿から成る。いくつかの例において、生体サンプルは唾液を含む。いくつかの例において、生体サンプルは、唾液から実質的に成る。いくつかの例において、生体サンプルは唾液から成る。いくつかの例において、体液は膣流体を含む。いくつかの例において、体液は、膣流体から実質的に成る。いくつかの例において、体液は膣流体から成る。いくつかの例において、膣流体は妊娠中の被験体への膣スワブの実行により得られる。いくつかの例において、生体サンプルは間質液を含む。いくつかの例において、生体サンプルは、間質液から実質的に成る。いくつかの例において、生体サンプルは間質液から成る。
【０２７０】
いくつかの例において、生体サンプルは全血である。一般的に、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、全血の非常に小さなサンプルから無細胞核酸を解析可能である。いくつかの例において、全血の小さなサンプルは、ランセットまたはピン／針などで実行される、指への穿刺により得られる場合がある。いくつかの例において、全血の小さなサンプルは、静脈切開なしで得られる場合がある。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、血液分画（血清、血漿、細胞の分画）へとの全血の分離なしに、全血中の無細胞核酸を解析可能である。
【０２７１】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９５％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約２０μＬの血液を必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９５％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約３０μＬの血液を必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９５％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約４０μＬの血液を必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９５％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約５０μＬの血液を必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９５％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約６０μＬの血液を必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９５％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約７０μＬの血液を必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９９％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約２０μＬの血液を必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９９％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約２０μＬの血液を必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９９％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約４０μＬの血液を必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９９％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約６０μＬの血液を必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９９％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約８０μＬの血液を必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９０％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約１００μＬの血液を必要とする。いくつかの例において、前記方法は、少なくとも約９５％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、約２０〜約１００μＬの血液のみを得る工程を含む。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９８％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、約２０〜約１００μＬの血液のみを必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少��くとも約９９％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、約２０〜約１００μＬの血液のみを必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９９．５％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、約２０〜約１００μＬの血液のみを必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９９．９％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、約２０〜約１００μＬの血液のみを必要とする。
【０２７２】
いくつかの例において、生体サンプルは血漿である。血漿は、全血のおよそ５５％を占める。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９５％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約１０μＬの血漿を必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９５％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約２０μＬの血漿を必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９５％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約３０μＬの血漿を必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９５％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約４０μＬの血漿を必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９５％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約５０μＬの血漿を必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９９％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約１０μＬの血漿を必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９９％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約２０μＬの血漿を必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９９％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約３０μＬの血漿を必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９９％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約４０μＬの血漿を必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９９％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約５０μＬの血漿を必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９５％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約１０〜約５０μＬの血漿のみを必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９５％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約２０〜約６０μＬの血漿のみを必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９９％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約１０〜約５０μＬの血漿のみを必要とする。
【０２７３】
いくつかの例において、生体サンプルは唾液である。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キットおよび方法は、少なくとも約９５％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約１００μＬの唾液を必要とする。いくつかの例において、生体サンプルは唾液である。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キットおよび方法は、少なくとも約９５％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約２００μＬの唾液を必要とする。いくつかの例において、生体サンプルは唾液である。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キットおよび方法は、少なくとも約９５％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約５００μＬの唾液を必要とする。いくつかの例において、生体サンプルは唾液である。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キットおよび方法は、少なくとも約９５％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約１ｍＬの唾液を必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キットおよび方法は、少なくとも約９５％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約２ｍＬの唾液を必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キットおよび方法は、少なくとも約９５％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約３ｍＬの唾液を必要とする。
【０２７４】
いくつかの例において、生体サンプルは膣流体である。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９５％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約５０μＬの膣流体を必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９５％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約１００μＬの膣流体を必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９５％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約２００μＬの膣流体を必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９５％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約５００μＬの膣流体を必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９５％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約１ｍＬの膣流体を必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９５％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約２ｍＬの膣流体を必要とする。いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、少なくとも約９５％の信頼または精度をもって検査結果を提供するために、少なくとも約３ｍＬの膣流体を必要とする。
【０２７５】
無細胞核酸
いくつかの例において、本明細書に開示される方法、デバイス、システム、およびキットは、生体サンプル中の無細胞核酸を評価するのに有用である。いくつかの例において、無細胞核酸はＤＮＡ（ｃｆ−ＤＮＡ）、またはＲＮＡ（ｃｆ−ＲＮＡ）である。いくつかの例において、無細胞核酸は胎児核酸である。いくつかの例において、無細胞胎児核酸は、無細胞胎児ＤＮＡ（ｃｆｆ−ＤＮＡ）または無細胞胎児ＲＮＡ（ｃｆｆ−ＲＮＡ）である。いくつかの例において、ｃｆ−ＤＮＡまたはｃｆｆ−ＤＮＡは、ゲノムＤＮＡまたはｃＤＮＡである。いくつかの例において、ｃｆ−ＤＮＡはミトコンドリアＤＮＡを含む。いくつかの例において、ｃｆ−ＲＮＡまたはｃｆｆ−ＲＮＡは、メッセンジャーＲＮＡ（ｍＲＮＡ）、マイクロＲＮＡ（ｍｉＲＮＡ）、ミトコンドリアＲＮＡ、または天然アンチセンスＲＮＡ（ＮＡＳ−ＲＮＡ）である。いくつかの例において、無細胞核酸は、母体核酸と胎児核酸の混合物である。母体の血流中で循環する無細胞胎児核酸は、「循環無細胞核酸」または「循環細胞外ＤＮＡ」と称され得る。いくつかの例において、無細胞核酸は後生的修飾を含む。いくつかの例において、無細胞核酸は、目的の性別または他の遺伝子情報に対応する後成的修飾のパターンを含む。いくつかの例において、無細胞核酸はメチル化シトシンを含む。いくつかの例において、無細胞核酸は、目的の性別または他の遺伝子情報に対応するシトシンメチル化パターンを含む。
【０２７６】
いくつかの例において、本明細書に開示される方法、デバイス、システム、およびキットは、分裂細胞または溶解細胞からの核酸などの、細胞核酸を検出または定量するように構成される。いくつかの例において、細胞核酸は、意図的に分裂または溶解される細胞由来である。いくつかの例において、細胞核酸は、非意図的に分裂または溶解される細胞由来である。本明細書に開示される方法、デバイス、システム、およびキットは、非意図的に分裂または溶解された細胞ではなく、意図的に分裂または溶解された細胞を解析するように構成され得る。いくつかの例において、生体サンプル中の核酸全体の約０．１％未満が、細胞核酸である。いくつかの例において、生体サンプル中の核酸全体の約１％未満が、細胞核酸である。いくつかの例において、生体サンプル中の核酸全体の約５％未満が、細胞核酸である。いくつかの例において、生体サンプル中の核酸全体の約１０％未満が、細胞核酸である。いくつかの例において、生体サンプル中の核酸全体の約２０％未満が、細胞核酸である。いくつかの例において、生体サンプル中の核酸全体の約３０％未満が、細胞核酸である。いくつかの例において、生体サンプル中の核酸全体の約４０％未満が、細胞核酸である。いくつかの例において、生体サンプル中の核酸全体の約５０％未満が、細胞核酸である。いくつかの例において、生体サンプル中の核酸全体の約６０％未満が、細胞核酸である。いくつかの例において、生体サンプル中の核酸全体の約７０％未満が、細胞核酸である。いくつかの例において、生体サンプル中の核酸全体の約８０％未満が、細胞核酸である。いくつかの例において、生体サンプル中の核酸全体の約９０％未満が、細胞核酸である。
【０２７７】
実験対照
いくつかの例において、デバイス、システム、キット、および方法は、実験対照またはその使用を含む。いくつかの例において、実験対照は、核酸、タンパク質、ペプチド、抗体、抗原結合性抗体フラグメント、結合部分を含む。いくつかの例において、実験対照は、実験対照の検出のためのシグナルを含む。シグナルの非限定的な例は、蛍光分子、色素分子、ナノ粒子、および比色定量指標である。いくつかの例において、実験対照は無細胞核酸を含む。いくつかの例において、無細胞核酸は無細胞胎児核酸を含む。いくつかの例において、無細胞核酸は母体無細胞核酸を含む。いくつかの例において、無細胞核酸は、母体無細胞核酸を含む（例えば、サンプル処理中に生じる細胞の分裂／溶解の量を評価するために）。いくつかの例において、無細胞核酸は、Ｙ染色体に対応する配列を含む。いくつかの例において、無細胞核酸は、Ｘ染色体に対応する配列を含む。いくつかの例において、無細胞核酸は、常染色体に対応する配列を含む。いくつかの例において、実験対照は胎児核酸対照である。いくつかの例において、胎児ＤＮＡの存在を示す、ＤＮＡの差動的にメチル化された領域が存在する。いくつかの例において、胎児ＤＮＡ対照は、妊娠の確認を提供する。非限定的な例として、ＲＡＳＳＦ１Ａ遺伝子は、胎盤細胞中で過剰メチル化され、母体血液細胞中で低メチル化されるといわれている。
【０２７８】
いくつかの例において、生体サンプルは、妊娠中の被験体、妊娠の疑いのある被験体、または、最近、例えば数日以内に出産した被験体から得られる、母体体液サンプルである。いくつかの例において、母体体液サンプルは、血液、例えば全血、末梢血サンプル、または血液分画（血漿、血清）を含む。いくつかの例において、母体体液サンプルは、汗、涙、痰、尿、耳流体（ｅａｒ  ｆｌｏｗ）、リンパ液、唾液、脳脊髄液、骨髄懸濁液、膣流体、頚部洗浄液（ｔｒａｎｓｃｅｒｖｉｃａｌ  ｌａｖａｇｅ）、脳流体、腹水、母乳、呼吸器・腸・尿生殖路の分泌物、羊水、またはロイコフォレシス（ｌｅｕｋｏｐｈｏｒｅｓｉｓ）サンプルを含む。いくつかの例において、生体サンプルは、非侵襲的処置により容易に得られる母体体液、例えば血液、血漿、血清、汗、涙、痰、尿、耳流体、または唾液である。いくつかの例において、サンプルは少なくとも２つの体液サンプルの組み合わせである。いくつかの例において、無細胞胎児核酸は、胎盤子宮部由来であり、例えば、アポトーシス化（ａｐｏｐｔｏｓｅｄ）された胎盤の細胞である。いくつかの例において、生体サンプルは胎盤血液である。
【０２７９】
いくつかの例において、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法により評価または解析された核酸は、望ましい長さを持つ。いくつかの例において、核酸は無細胞胎児ＤＮＡフラグメントである。いくつかの例において、無細胞胎児ＤＮＡフラグメントはＹ染色体由来である。いくつかの例において、核酸は、長さが約１５ｂｐ〜約５００ｂｐである。いくつかの例において、核酸は、長さが約５０ｂｐ〜約２００ｂｐである。いくつかの例において、核酸は、少なくとも約１５ｂｐの長さである。いくつかの例において、核酸は、多くとも約５００ｂｐの長さである。例において、核酸は、約１５ｂｐ〜約５０ｂｐの長さ、約１５ｂｐ〜約７５ｂｐの長さ、約１５ｂｐ〜約１００ｂｐの長さ、約１５ｂｐ〜約１５０ｂｐの長さ、約１５ｂｐ〜約２００ｂｐの長さ、約１５ｂｐ〜約２５０ｂｐの長さ、約１５ｂｐ〜約３００ｂｐの長さ、約１５ｂｐ〜約３５０ｂｐの長さ、約１５ｂｐ〜約４００ｂｐの長さ、約１５ｂｐ〜約４５０ｂｐの長さ、約１５ｂｐ〜約５００ｂｐの長さ、約５０ｂｐ〜約７５ｂｐの長さ、約５０ｂｐ〜約１００ｂｐの長さ、約５０ｂｐ〜約１５０ｂｐの長さ、約５０ｂｐ〜約２００ｂｐの長さ、約５０ｂｐ〜約２５０ｂｐの長さ、約５０ｂｐ〜約３００ｂｐの長さ、約５０ｂｐ〜約３５０ｂｐの長さ、約５０ｂｐ〜約４００ｂｐの長さ、約５０ｂｐ〜約４５０ｂｐの長さ、約５０ｂｐ〜約５００ｂｐの長さ、約７５ｂｐ〜約１００ｂｐの長さ、約７５ｂｐ〜約１５０ｂｐの長さ、約７５ｂｐ〜約２００ｂｐの長さ、約７５ｂｐ〜約２５０ｂｐの長さ、約７５ｂｐ〜約３００ｂｐの長さ、約７５ｂｐ〜約３５０ｂｐの長さ、約７５ｂｐ〜約４００ｂｐの長さ、約７５ｂｐ〜約４５０ｂｐの長さ、約７５ｂｐ〜約５００ｂｐの長さ、約１００ｂｐ〜約１５０ｂｐの長さ、約１００ｂｐ〜約２００ｂｐの長さ、約１００ｂｐ〜約２５０ｂｐの長さ、約１００ｂｐ〜約３００ｂｐの長さ、約１００ｂｐ〜約３５０ｂｐの長さ、約１００ｂｐ〜約４００ｂｐの長さ、約１００ｂｐ〜約４５０ｂｐの長さ、約１００ｂｐ〜約５００ｂｐの長さ、約１５０ｂｐ〜約２００ｂｐの長さ、約１５０ｂｐ〜約２５０ｂｐの長さ、約１５０ｂｐ〜約３００ｂｐの長さ、約１５０ｂｐ〜約３５０ｂｐの長さ、約１５０ｂｐ〜約４００ｂｐの長さ、約１５０ｂｐ〜約４５０ｂｐの長さ、約１５０ｂｐ〜約５００ｂｐの長さ、約２００ｂｐ〜約２５０ｂｐの長さ、約２００ｂｐ〜約３００ｂｐの長さ、約２００ｂｐ〜約３５０ｂｐの長さ、約２００ｂｐ〜約４００ｂｐの長さ、約２００ｂｐ〜約４５０ｂｐの長さ、約２００ｂｐ〜約５００ｂｐの長さ、約２５０ｂｐ〜約３００ｂｐの長さ、約２５０ｂｐ〜約３５０ｂｐの長さ、約２５０ｂｐ〜約４００ｂｐの長さ、約２５０ｂｐ〜約４５０ｂｐの長さ、約２５０ｂｐ〜約５００ｂｐの長さ、約３００ｂｐ〜約３５０ｂｐの長さ、約３００ｂｐ〜約４００ｂｐの長さ、約３００ｂｐ〜約４５０ｂｐの長さ、約３００ｂｐ〜約５００ｂｐの長さ、約３５０ｂｐ〜約４００ｂｐの長さ、約３５０ｂｐ〜約４５０ｂｐの長さ、約３５０ｂｐ〜約５００ｂｐの長さ、約４００ｂｐ〜約４５０ｂｐの長さ、約４００ｂｐ〜約５００ｂｐの長さ、または約４５０ｂｐ〜約５００ｂｐの長さである。いくつかの例において、核酸は、長さが約１５ｂｐ、約５０ｂｐ、約７５ｂｐ、約１００ｂｐ、約１５０ｂｐ、約２００ｂｐ、約２５０ｂｐ、約３００ｂｐ、約３５０ｂｐ、約４００ｂｐ、約４５０ｂｐ、または約５００ｂｐである。
【０２８０】
本明細書に開示される方法、デバイス、システム、およびキットを使用して評価された無細胞核酸のサイズは、例えば、使用される特定の体液サンプルに応じて、変動し得る。例えば、ｃｆｆ−ＤＮＡ配列は、母体ｃｆ−ＤＮＡ配列よりも短く、ｃｆｆ−ＤＮＡおよび母体ｃｆ−ＤＮＡの両方は、血漿サンプルよりも尿において短いことが観察されている。
【０２８１】
いくつかの例において、尿において評価されたｃｆｆ−ＤＮＡ配列は、長さが約２０ｂｐ〜約３００ｂｐにおよぶ。いくつかの例において、尿サンプルにおいて評価されたｃｆｆ−ＤＮＡ配列は、長さが約１５ｂｐ〜約３００ｂｐである。いくつかの例において、尿サンプルにおいて評価されたｃｆｆ−ＤＮＡ配列は、少なくとも約１５ｂｐの長さである。いくつかの例において、尿サンプルにおいて評価されたｃｆｆ−ＤＮＡ配列は、多くとも約３００ｂｐの長さである。いくつかの例において、尿サンプルにおいて評価されたｃｆｆ−ＤＮＡ配列は、約１５ｂｐ〜約２０ｂｐの、約１５ｂｐ〜約３０ｂｐの長さ、約１５ｂｐ〜約６０ｂｐの長さ、約１５ｂｐ〜約９０ｂｐの長さ、約１５ｂｐ〜約１２０ｂｐの長さ、約１５ｂｐ〜約１５０ｂｐの長さ、約１５ｂｐ〜約１８０ｂｐの長さ、約１５ｂｐ〜約２１０ｂｐの長さ、約１５ｂｐ〜約２４０ｂｐの長さ、約１５ｂｐ〜約２７０ｂｐの長さ、約１５ｂｐ〜約３００ｂｐの長さ、約２０ｂｐ〜約３０ｂｐの長さ、約２０ｂｐ〜約６０ｂｐの長さ、約２０ｂｐ〜約９０ｂｐの長さ、約２０ｂｐ〜約１２０ｂｐの長さ、約２０ｂｐ〜約１５０ｂｐの長さ、約２０ｂｐ〜約１８０ｂｐの長さ、約２０ｂｐ〜約２１０ｂｐの長さ、約２０ｂｐ〜約２４０ｂｐの長さ、約２０ｂｐ〜約２７０ｂｐの長さ、約２０ｂｐ〜約３００ｂｐの長さ、約３０ｂｐ〜約６０ｂｐの長さ、約３０ｂｐ〜約９０ｂｐの長さ、約３０ｂｐ〜約１２０ｂｐの長さ、約３０ｂｐ〜約１５０ｂｐの長さ、約３０ｂｐ〜約１８０ｂｐの長さ、約３０ｂｐ〜約２１０ｂｐの長さ、約３０ｂｐ〜約２４０ｂｐの長さ、約３０ｂｐ〜約２７０ｂｐの長さ、約３０ｂｐ〜約３００ｂｐの長さ、約６０ｂｐ〜約９０ｂｐの長さ、約６０ｂｐ〜約１２０ｂｐの長さ、約６０ｂｐ〜約１５０ｂｐの長さ、約６０ｂｐ〜約１８０ｂｐの長さ、約６０ｂｐ〜約２１０ｂｐの長さ、約６０ｂｐ〜約２４０ｂｐの長さ、約６０ｂｐ〜約２７０ｂｐの長さ、約６０ｂｐ〜約３００ｂｐの長さ、約９０ｂｐ〜約１２０ｂｐの長さ、約９０ｂｐ〜約１５０ｂｐの長さ、約９０ｂｐ〜約１８０ｂｐの長さ、約９０ｂｐ〜約２１０ｂｐの長さ、約９０ｂｐ〜約２４０ｂｐの長さ、約９０ｂｐ〜約２７０ｂｐの長さ、約９０ｂｐ〜約３００ｂｐの長さ、約１２０ｂｐ〜約１５０ｂｐの長さ、約１２０ｂｐ〜約１８０ｂｐの長さ、約１２０ｂｐ〜約２１０ｂｐの長さ、約１２０ｂｐ〜約２４０ｂｐの長さ、約１２０ｂｐ〜約２７０ｂｐの長さ、約１２０ｂｐ〜約３００ｂｐの長さ、約１５０ｂｐ〜約１８０ｂｐの長さ、約１５０ｂｐ〜約２１０ｂｐの長さ、約１５０ｂｐ〜約２４０ｂｐの長さ、約１５０ｂｐ〜約２７０ｂｐの長さ、約１５０ｂｐ〜約３００ｂｐの長さ、約１８０ｂｐ〜約２１０ｂｐの長さ、約１８０ｂｐ〜約２４０ｂｐの長さ、約１８０ｂｐ〜約２７０ｂｐの長さ、約１８０ｂｐ〜約３００ｂｐの長さ、約２１０ｂｐ〜約２４０ｂｐの長さ、約２１０ｂｐ〜約２７０ｂｐの長さ、約２１０ｂｐ〜約３００ｂｐの長さ、約２４０ｂｐ〜約２７０ｂｐの長さ、約２４０ｂｐ〜約３００ｂｐの長さ、または約２７０ｂｐ〜約３００ｂｐの長さである。いくつかの例において、尿サンプルにおいて評価されたｃｆｆ−ＤＮＡ配列は、長さが約１５ｂｐ、約２０ｂｐ、約３０ｂｐ、約６０ｂｐ、約９０ｂｐ、約１２０ｂｐ、約１５０ｂｐ、約１８０ｂｐ、約２１０ｂｐ、約２４０ｂｐ、約２７０ｂｐ、または約３００ｂｐの長さである。
【０２８２】
いくつかの例において、血漿または血清サンプルにおいて評価されたｃｆｆ−ＤＮＡ配列は、少なくとも約２０ｂｐの長さである。いくつかの例において、血漿または血清サンプルにおいて評価されたｃｆｆ−ＤＮＡ配列は、少なくとも約４０ｂｐの長さである。いくつかの例において、血漿または血清サンプルにおいて評価されたｃｆｆ−ＤＮＡ配列は、少なくとも約８０ｂｐの長さである。いくつかの例において、血漿または血清サンプルにおいて評価されたｃｆｆ−ＤＮＡ配列は、多くとも約５００ｂｐの長さである。いくつかの例において、血漿または血清において評価されたｃｆｆ−ＤＮＡ配列は、長さが約１００ｂｐ〜約５００ｂｐにおよぶ。いくつかの例において、血漿または血清サンプルにおいて評価されたｃｆｆ−ＤＮＡ配列は、長さが約５０ｂｐ〜約５００ｂｐである。いくつかの例において、血漿または血清サンプルにおいて評価されたｃｆｆ−ＤＮＡ配列は、約８０ｂｐ〜約１００ｂｐの長さ、約８０ｂｐ〜約１２５ｂｐの長さ、約８０ｂｐ〜約１５０ｂｐの長さ、約８０ｂｐ〜約１７５ｂｐの長さ、約８０ｂｐ〜約２００ｂｐの長さ、約８０ｂｐ〜約２５０ｂｐの長さ、約８０ｂｐ〜約３００ｂｐの長さ、約８０ｂｐ〜約３５０ｂｐの長さ、約８０ｂｐ〜約４００ｂｐの長さ、約８０ｂｐ〜約４５０ｂｐの長さ、約８０ｂｐ〜約５００ｂｐの長さ、約１００ｂｐ〜約１２５ｂｐの長さ、約１００ｂｐ〜約１５０ｂｐの長さ、約１００ｂｐ〜約１７５ｂｐの長さ、約１００ｂｐ〜約２００ｂｐの長さ、約１００ｂｐ〜約２５０ｂｐの長さ、約１００ｂｐ〜約３００ｂｐの長さ、約１００ｂｐ〜約３５０ｂｐの長さ、約１００ｂｐ〜約４００ｂｐの長さ、約１００ｂｐ〜約４５０ｂｐの長さ、約１００ｂｐ〜約５００ｂｐの長さ、約１２５ｂｐ〜約１５０ｂｐの長さ、約１２５ｂｐ〜約１７５ｂｐの長さ、約１２５ｂｐ〜約２００ｂｐの長さ、約１２５ｂｐ〜約２５０ｂｐの長さ、約１２５ｂｐ〜約３００ｂｐの長さ、約１２５ｂｐ〜約３５０ｂｐの長さ、約１２５ｂｐ〜約４００ｂｐの長さ、約１２５ｂｐ〜約４５０ｂｐの長さ、約１２５ｂｐ〜約５００ｂｐの長さ、約１５０ｂｐ〜約１７５ｂｐの長さ、約１５０ｂｐ〜約２００ｂｐの長さ、約１５０ｂｐ〜約２５０ｂｐの長さ、約１５０ｂｐ〜約３００ｂｐの長さ、約１５０ｂｐ〜約３５０ｂｐの長さ、約１５０ｂｐ〜約４００ｂｐの長さ、約１５０ｂｐ〜約４５０ｂｐの長さ、約１５０ｂｐ〜約５００ｂｐの長さ、約１７５ｂｐ〜約２００ｂｐの長さ、約１７５ｂｐ〜約２５０ｂｐの長さ、約１７５ｂｐ〜約３００ｂｐの長さ、約１７５ｂｐ〜約３５０ｂｐの長さ、約１７５ｂｐ〜約４００ｂｐの長さ、約１７５ｂｐ〜約４５０ｂｐの長さ、約１７５ｂｐ〜約５００ｂｐの長さ、約２００ｂｐ〜約２５０ｂｐの長さ、約２００ｂｐ〜約３００ｂｐの長さ、約２００ｂｐ〜約３５０ｂｐの長さ、約２００ｂｐ〜約４００ｂｐの長さ、約２００ｂｐ〜約４５０ｂｐの長さ、約２００ｂｐ〜約５００ｂｐの長さ、約２５０ｂｐ〜約３００ｂｐの長さ、約２５０ｂｐ〜約３５０ｂｐの長さ、約２５０ｂｐ〜約４００ｂｐの長さ、約２５０ｂｐ〜約４５０ｂｐの長さ、約２５０ｂｐ〜約５００ｂｐの長さ、約３００ｂｐ〜約３５０ｂｐの長さ、約３００ｂｐ〜約４００ｂｐの長さ、約３００ｂｐ〜約４５０ｂｐの長さ、約３００ｂｐ〜約５００ｂｐの長さ、約３５０ｂｐ〜約４００ｂｐの長さ、約３５０ｂｐ〜約４５０ｂｐの長さ、約３５０ｂｐ〜約５００ｂｐの長さ、約４００ｂｐ〜約４５０ｂｐの長さ、約４００ｂｐ〜約５００ｂｐの長さ、または約４５０ｂｐ〜約５００ｂｐの長さである。いくつかの例において、血漿または血清サンプルにおいて評価されたｃｆｆ−ＤＮＡ配列は、長さが約８０ｂｐ、約１００ｂｐ、約１２５ｂｐ、約１５０ｂｐ、約１７５ｂｐ、約２００ｂｐ、約２５０ｂｐ、約３００ｂｐ、約３５０ｂｐ、約４００ｂｐ、約４５０ｂｐ、または約５００ｂｐの長さである。
【０２８３】
いくつかの例において、無細胞核酸は、ヒトＹ染色体に存在する配列を含み、別段の定めがない限り「Ｙ染色体配列」と本明細書で称される。いくつかの例において、無細胞核酸は、Ｙ染色体にのみ見出される配列を含む。いくつかの例において、無細胞核酸は、Ｘ染色体またはあらゆる常染色体に見出されない配列を含む。いくつかの例において、Ｙ染色体配列の少なくとも一部は、Ｙ染色体タンパク質をコードする遺伝子に見出される。いくつかの例において、Ｙ染色体配列の少なくとも一部は、Ｙ染色体タンパク質をコードしない領域に見出される。いくつかの例において、Ｙ染色体配列の少なくとも一部は、Ｙ染色体タンパク質をコードする遺伝子エクソンに見出される。いくつかの例において、Ｙ染色体配列の少なくとも一部は、Ｙ染色体タンパク質をコードする遺伝子イントロンに見出される。いくつかの例において、Ｙ染色体配列の少なくとも一部は、Ｙ染色体上に少なくとも１つのホモログを有する。いくつかの例において、Ｙ染色体配列は、Ｙ染色体上に少なくとも２つのホモログを有する。いくつかの例において、Ｙ染色体配列は、Ｙ染色体上の少なくとも１つのコピーに存在する。いくつかの例において、Ｙ染色体配列は、Ｙ染色体上の少なくとも２つのコピーに存在する。いくつかの例において、Ｙ染色体配列は、Ｙ染色体上で少なくとも一回反復される配列である。いくつかの例において、Ｙ染色体配列は、Ｙ染色体上で少なくとも二回反復される配列である。いくつかの例において、Ｙ染色体配列は、Ｙ染色体とは別に他のあらゆる染色体には見出されない。いくつかの例において、Ｙ染色体配列はＸ染色体には見出されない。Ｙ染色体上に少なくとも１つのホモログ、コピー、または反復を有する、Ｙ染色体上の領域または遺伝子の非限定的な例は、ＴＳＰＹ（別名ＤＹＳ１４）、ＤＹＺ１、ＨＳＡＹ、ＴＴＴＹ２２、ＳＲＹ、ＲＰＳ４Ｙ１、ＺＦＹ、およびＴＧＩＦ２ＬＹである。Ｙ染色体上に少なくとも１つのホモログ、コピー、または反復を有する、Ｙ染色体上の追加の領域または遺伝子は、本明細書に開示される。
【０２８４】
被験体
本明細書には、被験体のサンプル中の生物学的成分を解析するためのデバイス、システム、キット、および方法が開示される。被験体はヒトであり得る。被験体は、ヒト以外であり得る。被験体は、哺乳類以外であり得る（例えば鳥類、爬虫類、昆虫類）。いくつかの例において、被験体は哺乳動物である。いくつかの例において、哺乳類は女性である。いくつかの例において、被験体はヒト被験体である。いくつかの例において、哺乳動物は霊長類（例えばヒト、類人猿、小型類人猿、猿）である。いくつかの例において、哺乳動物はイヌ科（例えばイヌ、キツネ、オオカミ）である。いくつかの例において、哺乳動物はネコ科（例えば家猫、大型猫）である。いくつかの例において、哺乳動物はウマ科（例えば、馬）である。いくつかの例において、哺乳動物はウシ科（例えば雌牛、水牛、野牛）である。いくつかの例において、哺乳動物はヒツジである。いくつかの例において、哺乳動物はヤギである。いくつかの例において、哺乳動物はブタである。いくつかの例において、哺乳動物はげっ歯類（例えばマウス、ラット、ウサギ、モルモット）である。
【０２８５】
いくつかの例において、本明細書に記載される被験体は、疾患または疾病の影響を受けている。本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、疾患または疾病を検査し、疾患または疾病を検出し、および／または疾患または疾病をモニタリングするために使用され得る。本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、遺伝的特性の存在を検査し、適応度をモニタリングし、および家族間のつながりを判定するために使用される。
【０２８６】
本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、被験体の癌を検査、検出、および／またはモニタリングするために使用され得る。癌の非限定的な例には、乳癌、前立腺癌、皮膚癌、肺癌、大腸癌／結腸癌、膀胱癌、膵臓癌、リンパ腫、および白血病が挙げられる。
【０２８７】
本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、被験体の免疫不全または自己免疫不全を検査、検出、および／またはモニタリングするために使用され得る。自己免疫不全および免疫不全には、限定されないが、１型糖尿病、関節リウマチ、乾癬、多発性硬化症、狼瘡、炎症性腸感染、アジソン病、グレーヴス病、クローン病、およびセリアック病が挙げられる。
【０２８８】
本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、被験体の老化に関連する疾患または疾病を検査、検出、および／またはモニタリングするために使用され得る。老化に関連付けられる疾患及び疾病には、限定されないが、癌、骨粗鬆症、痴呆、黄斑変性、代謝性疾病、および神経変性障害が挙げられる。
【０２８９】
本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、被験体の血液疾患を検査、検出、および／またはモニタリングするために使用され得る。血液疾患の非限定的な例は、貧血症、血友病、血液凝固、および栓友病である。例えば、栓友病の検出は、Ｖ因子ライデン（ＦＶＬ）、プロトロンビン遺伝子（ＰＴ  Ｇ２０２１０Ａ）、およびメチレンテトラヒドロ葉酸レダクターゼ（ＭＴＨＦＲ）から選択された遺伝子に存在する多形性の検出を含み得る。
【０２９０】
本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、被験体の神経異常または神経変性障害を検査、検出、および／またはモニタリングするために使用され得る。神経変性障害および神経異常の非限定的な例は、アルツハイマー病、パーキンソン病、ハンチントン病、脊髄小脳失調、筋萎縮性側索硬化症（ＡＬＳ）、運動ニューロン疾患、慢性疼痛、および脊髄筋萎縮症である。本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、被験体の精神疾患、および／または精神疾患を処置する薬物への応答を検査、検出、および／またはモニタリングするために使用され得る。
【０２９１】
本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、被験体の代謝性疾病または疾患を検査、検出、および／またはモニタリングするために使用され得る。代謝性疾病または疾患には、限定されないが、肥満症、甲状腺障害、高血圧症、１型糖尿病、２型糖尿病、非アルコール性脂肪性肝炎、冠動脈疾患、およびアテローム動脈硬化症が挙げられる。
【０２９２】
本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、食物、液体、または薬物に対する被験体のアレルギーまたは不耐性を検査、検出、および／またはモニタリングするために使用され得る。非限定的な例として、被験体は、ラクトース、小麦、大豆、乳製品、カフェイン、アルコール、ナッツ、甲殻類、および卵に対しアレルギーまたは不耐性を有し得る。被験体はまた、薬物、サプリメント、または化粧品に対しアレルギーまたは不耐性を有し得る。いくつかの例において、方法は、皮膚のタイプまたは皮膚の健康を予測する遺伝マーカーを解析する工程を含む。
【０２９３】
いくつかの例において、疾病はアレルギーに関連付けられる。いくつかの例において、被験体は、疾患または疾病と診断されないが、疾患または疾病の存在を示す症状を経験している。他の例において、被験体は既に疾患または疾病と診断されており、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法が、疾患または疾病、または、疾患または疾病に対する薬物の効果をモニタリングするのに有用である。
【０２９４】
本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、被験体の妊娠を検査、検出、および／またはモニタリングするために使用され得る。いくつかの例において、被験体は、第１、第２、または第３の妊娠３半期にある、妊娠中の被験体である。いくつかの例において、妊娠中の被験体は、妊娠約６週、約７週、約８週、約９週、約１０週、約１１週、約１２週、約１３週、約１４週、約１５週、約１６週、約１７週、約１８週、約１９週、約２０週、約２１週、約２２週、約２３週、約２４週、約２５週、約２６週、約２７週、約２８週、約２９週、約３０週、約３１週、約３２週、約３３週、約３４週、約３５週、約３６週、約３７週、約３８週、約３９週、または約４０週より短い期間にある。
【０２９５】
いくつかの例において、妊娠中の被験体は、妊娠約２〜約４２週目である。いくつかの例において、妊娠中の被験体は、妊娠約３〜約４２週目である。いくつかの例において、妊娠中の被験体は、妊娠約４〜約４２週目である。いくつかの例において、妊娠中の被験体は、妊娠約５〜約４２週目である。いくつかの例において、妊娠中の被験体は、妊娠約６〜約４２週目である。いくつかの例において、妊娠中の被験体は、妊娠約７〜約４２週目である。いくつかの例において、妊娠中の被験体は、妊娠約８〜約４２週目である。
【０２９６】
いくつかの例において、妊娠中の被験体は、妊娠の少なくとも約５週、少なくとも約６週、少なくとも約７週、または少なくとも約８週目に達している。いくつかの例において、妊娠中の被験体は、妊娠の少なくとも約５〜約８週目に達している。いくつかの例において、妊娠中の被験体は、妊娠の少なくとも約５〜約８週、少なくとも約５〜約１２週、少なくとも約５〜約１６週、少なくとも約５〜約２０週、少なくとも約６〜約２１週、少なくとも約６〜約２２週、少なくとも約６〜約２４週、少なくとも約６〜約２６週、少なくとも約６〜約２８週、少なくとも約６〜約９週、少なくとも約６〜約１２週、少なくとも約６〜約１６週、少なくとも約６〜約２０週、少なくとも約６〜約２１週、少なくとも約６〜約２２週、少なくとも約６〜約２４週、少なくとも約６〜約２６週、または少なくとも約６〜約２８週目に達している。いくつかの例において、妊娠中の被験体は、妊娠の少なくとも約７〜約８週、少なくとも約７〜約１２週、少なくとも約７〜約１６週、少なくとも約７〜約２０週、少なくとも約７〜約２１週、少なくとも約７〜約２２週、少なくとも約７〜約２４週、少なくとも約７〜約２６週、少なくとも約７〜約２８週、少なくとも約８〜約９週、少なくとも約８〜約１２週、少なくとも約６〜約１６週、少なくとも約８〜約２０週、少なくとも約８〜約２１週、少なくとも約６〜約２２週、少なくとも約８〜約２４週、少なくとも約８〜約２６、または少なくとも約８〜約２８週目に達している。いくつかの例において、妊娠期間は、最終月経期の初日から測定して決定される。
【０２９７】
本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、医療または健康関連の用途に制限されない。例えば、本明細書に開示されるデバイス、システム、キット、および方法は、法医学の分野に、または、輸血を介して血液ドーピングを検出するために使用されてもよい。
【０２９８】
番号付きの実施形態
本開示は、本明細書に列挙される番号付きの実施形態の確認によりさらに理解される。１．デバイスであって、該デバイスは：細胞除去サンプルを産生するために体液サンプルから細胞を除去するためのサンプル精製器；細胞除去サンプル中の複数のバイオマーカーを検出するための検出試薬およびシグナル検出器のうち少なくとも１つを備える、デバイス。２．複数のバイオマーカーは多数の無細胞ＤＮＡフラグメントを含む、実施形態１に記載のデバイス。３．無細胞フラグメントの各々は、第１の配列、または第１の配列に少なくとも９０％相同する第２の配列によって表わされる領域を含む、実施形態２に記載のデバイス。４．複数のバイオマーカーは核酸であり、デバイスは、少なくとも１つの核酸増幅試薬、および標的核酸に対応する配列を有する少なくとも１つのオリゴヌクレオチドを含む、実施形態１に記載のデバイス。５．少なくとも１つの核酸増幅試薬は、被験体のゲノム中の第２の配列と同様である第１の配列を有する染色体の領域を増幅可能な、オリゴヌクレオチドプライマーを含み、第１の配列は、第１の配列が被験体の第１の無細胞核酸に存在し、第２の配列が被験体の第２の無細胞核酸に存在するように、第２の配列から物理的に十分に離れている、実施形態４に記載のデバイス。６．第１の配列と第２の配列の少なくとも１つは、被験体のゲノムにおいて少なくとも５回反復される、実施形態５に記載のデバイス。７．第１の配列と第２の配列は各々、長さが少なくとも１０のヌクレオチドである、実施形態５に記載のデバイス。８．第１の配列は第１の染色体上にあり、第２の配列は第２の染色体上にある、実施形態５に記載のデバイス。９．第１の配列と第２の配列は同じ染色体上にあるが、少なくとも１つのヌクレオチドにより分離されている、実施形態５に記載のデバイス。１０．第１の１配列と第２の配列は、機能的に結合した状態にある、実施形態５に記載のデバイス。１１．第１の配列は第２の配列と少なくとも８０％同一である、実施形態５に記載のデバイス。１２．バイオマーカーは無細胞核酸である、実施形態１に記載のデバイス。１３．凝集体は少なくとも２つのバイオマーカーを含む、実施形態１に記載のデバイス。１４．サンプル精製器はフィルターを備えている、実施形態１に記載のデバイス。１５．サンプル精製器は、体液を押してフィルターに通すためのウィッキング材料またはキャピラリーデバイスを備えている、実施形態１４に記載のデバイス。１６．フィルターの孔径は約０．０５〜約２ミクロンである、実施形態１４に記載のデバイス。１７．精製器は、流体サンプル中の核酸、タンパク質、細胞表面マーカー、または微小小胞体表面マーカーに結合する、結合部分を含む、実施形態１に記載のデバイス。１８．結合部分は、抗体、抗原結合性抗体フラグメント、リガンド、受容体、ペプチド、小分子、またはそれらの組み合わせを含む、実施形態１７に記載のデバイス。１９．結合部分は、細胞外小胞に結合可能であり、細胞外小胞は、胎児細胞または女性被験体の胎盤細胞から放たれる、実施形態１７に記載のデバイス。２０．少なくとも１つの核酸増幅試薬は、少なくとも１つの等温増幅試薬を含む、実施形態４に記載のデバイス。２１．少なくとも１つの等温増幅試薬は、レコンビナーゼポリメラーゼ、単鎖ＤＮＡ結合タンパク質、鎖置換ポリメラーゼ、またはそれらの組み合わせを含む、実施形態２０に記載のデバイス。２２．シグナル検出器は固形支持体を含む、実施形態１に記載のデバイス。２３．固形支持体はカラムである、実施形態２２に記載のデバイス。２４．固形支持体は、増幅産物に結合する結合部分を含む、実施形態２２に記載のデバイス。２５．結合部分はオリゴヌクレオチドである、実施形態２４に記載のデバイス。２６．シグナル検出器は側方流動片である、実施形態１に記載のデバイス。２７．検出試薬は金粒子または蛍光粒子を含む、実施形態２６に記載のデバイス。２８．サンプル精製器は血液から細胞を除去し、細胞除去サンプルは血漿である、実施形態１に記載のデバイス。２９．デバイスは単一のハウジングに含まれる、実施形態１に記載のデバイス。３０．デバイスは室温で作動する、実施形態１に記載のデバイス。３１．デバイスは、体液を受けて約５〜約２０分以内に増幅産物を検出する、実施形態４に記載のデバイス。３２．輸送区画または保管区画を含む、実施形態１に記載のデバイス。３３．輸送区画または保管区画は、吸収パッド又は流体容器を備えている、実施形態３２に記載のデバイス。３４．通信接続部を備えている、実施形態１に記載のデバイス。３５．通信接続部は、無線通信システム、ケーブル、またはケーブルポートである、実施形態３４に記載のデバイス。３６．経皮穿刺デバイスを備えている、実施形態１に記載のデバイス。３７．方法であって、該方法は、被験体からの流体サンプルを得る工程であって、生体サンプルの容量は約３００μＬ以下である、工程；流体サンプル中の少なくとも１つの無細胞核酸を、増幅試薬、および目的の配列に対応する配列にアニールするオリゴヌクレオチドプライマーと接触させる工程；および増幅産物の有無を検出する工程であって、有無は被験体の健康状態を示す、工程を含む、方法。３８．流体サンプルは血液サンプルである、実施形態３７に記載の方法。３９．血液サンプルの容量は１２０μｌ以下である、実施形態３８に記載の方法。４０．流体サンプルは血液由来の血漿サンプルである、実施形態３７に記載の方法。４１．血漿サンプルの容量は５０μｌ以下である、実施形態４０に記載の方法。４２．血漿サンプルの容量は約１０μｌ〜約４０μｌである、実施形態４０に記載の方法。４３．得る工程は、指への穿刺を実行することを含む、実施形態３７〜４２の何れか１つに記載の方法。４４．指への穿刺から生じる血液を増加させるために、穿刺した指を搾る工程を含む、実施形態４３に記載の方法。４５．血液サンプルを得る工程は、静脈切開の実行を含まない、実施形態３８に記載の方法。４６．流体サンプルは尿サンプルである、実施形態３７に記載の方法。４７．流体サンプルは唾液サンプルである、実施形態３７に記載の方法。４８．流体サンプルから、細胞、細胞フラグメント、および微粒子のうち少なくとも１つを除去する工程を含む、実施形態３７〜４７の何れか１つに記載の方法。４９．サンプルは、約２５ｐｇ〜約２５０ｐｇの全循環無細胞ＤＮＡを含む、実施形態３７に記載の方法。５０．サンプルは、長さが約２０〜約１��０の塩基対を有する無細胞ＤＮＡフラグメントを含む、実施形態４９に記載の方法。５１．サンプルは、目的の配列の約５〜約１００のコピーを含む、実施形態３７に記載の方法。５２．目的の配列は長さが少なくとも１０ヌクレオチドである、実施形態５１に記載の方法。５３．１００のコピーは、互いに対して少なくとも９０％同一である、実施形態５１に記載の方法。５４．増幅する工程は、等温増幅を含む、実施形態３７に記載の方法。５５．増幅する工程は、室温で行われる、実施形態３７に記載の方法。５６．前記方法は、増幅する工程を行う際にタグを増幅産物に組み込む工程を含み、少なくとも１つの増幅産物を検出する工程は、タグを検出することを含む、実施形態３７に記載の方法。５７．タグはヌクレオチドを含まない、実施形態５６に記載の方法。５８．増幅産物を検出する工程は、増幅産物を、タグと相互作用可能な結合部分と接触させることを含む、実施形態５７に記載の方法。５９．側方流動片上で増幅産物を結合部分と接触させる工程を含む、実施形態５８に記載の方法。６０．工程（ａ）〜（ｃ）は１５分未満で実行される、実施形態３７に記載の方法。６１．前記方法は被験体により実行される、実施形態３７に記載の方法。６２．前記方法は、前記方法の実行のために技術訓練を受けていない個体により実行される、実施形態３７に記載の方法。６３．単一の携帯型デバイスにより、得る工程、接触させる工程、および検出する工程を含む、実施形態３７に記載の方法。６４．被験体は、携帯型デバイスの経皮穿刺デバイスに自身の皮膚を押し当てることにより、得る工程を実行する、実施形態６３に記載の方法。６５．被験体は、経皮穿刺デバイスに自身の皮膚を多くとも一回押し当てる、実施形態６４に記載の方法。６６．被験体は、経皮穿刺デバイスに自身の皮膚を多くとも二回押し当てる、実施形態６４に記載の方法。６７．健康状態は、妊娠の有無から選択される、実施形態３７に記載の方法。６８．健康状態は、神経異常、代謝異常、癌、自己免疫疾患、アレルギー反応、および感染症の有無から選択される、実施形態３７に記載の方法。６９．健康状態は、薬物または治療に対する反応である、実施形態３７に記載の方法。７０．デバイスであって、該デバイスは：女性被験体の流体サンプルから細胞を除去するサンプル精製器；少なくとも１つの核酸増幅試薬；Ｙ染色体に相当する配列を含む少なくとも１つのオリゴヌクレオチドであって、少なくとも１つのオリゴヌクレオチドおよび核酸増幅試薬は増幅産物を産生する、オリゴヌクレオチド；および増幅産物を検出するための検出試薬またはシグナル検出器の少なくとも１つを備えている、デバイス。７１．流体サンプルは血液である、実施形態７０に記載のデバイス。７２．サンプル精製器はフィルターを備えている、実施形態７０に記載のデバイス。７３．サンプル精製器は、体液を押してフィルターに通すためのウィッキング材料またはキャピラリーデバイスを備えている、実施形態７２に記載のデバイス。７４．フィルターの孔径は約０．０５〜約２ミクロンである、実施形態７２に記載のデバイス。７５．精製器は、流体サンプル中の核酸、タンパク質、細胞表面マーカー、または微小小胞体表面マーカーに��合する、結合部分を含む、実施形態７０に記載のデバイス。７６．結合部分は、抗体、抗原結合性抗体フラグメント、リガンド、受容体、ペプチド、小分子、またはそれらの組み合わせを含む、実施形態７５に記載のデバイス。７７．結合部分は、細胞外小胞に結合可能であり、細胞外小胞は、胎児細胞または女性被験体の胎盤細胞から放たれる、実施形態７６に記載のデバイス。７８．結合部分は、ヒト絨毛性ゴナドトロピンタンパク質またはヒト絨毛性ゴナドトロピンコード遺伝子の転写産物に結合する、実施形態７６に記載のデバイス。７９．少なくとも１つのオリゴヌクレオチドは、Ｙ染色体配列にハイブリダイズするプライマーを含む、実施形態７０に記載のデバイス。８０．少なくとも１つのオリゴヌクレオチドは、Ｙ染色体配列またはその転写産物により表わされる核酸にハイブリダイズするプローブを含み、プローブはオリゴヌクレオチドタグを含む、実施形態７０に記載のデバイス。８１．オリゴヌクレオチドタグはＹ染色体配列に特異的でない、実施形態８０に記載のデバイス。８２．前記デバイスは、オリゴヌクレオチドタグにハイブリダイズし、かつ増幅試薬の存在下で増幅産物を産生する、少なくとも１つのプライマーを含む、実施形態８０または８１に記載のデバイス。８３．Ｙ染色体配列は、Ｙ染色体の位置２００８２１８３と位置２０３５０８９７との間に位置する配列である、実施形態８０に記載のデバイス。８４．Ｙ染色体配列は、Ｙ染色体の位置２０３５０７９９と位置２０３５０８９７との間に位置する配列である、実施形態８０に記載のデバイス。８５．Ｙ染色体配列は、Ｙ染色体の位置２０３４９２３６と位置２０３４９３１８との間に位置する配列である、実施形態８０に記載のデバイス。８６．Ｙ染色体配列は、Ｙ染色体の位置２００８２１８３と位置２０３５０８９７との間に位置する配列である、実施形態８０に記載のデバイス。８７．Ｙ染色体配列は、Ｙ染色体の位置２０３５０６０１と位置２０３５０６９９との間に位置する配列である、実施形態８０に記載のデバイス。８８．Ｙ染色体配列は、Ｙ染色体の位置２００８２１８３と位置２００８２２８１との間に位置する配列である、実施形態８０に記載のデバイス。８９．Ｙ染色体配列は、ＤＹＳ１４遺伝子またはＴＴＴＹ２２遺伝子から選択された遺伝子に位置する配列である、実施形態８０に記載のデバイス。９０．配列は、長さが少なくとも約１０のヌ
クレオチドである、実施形態８３〜８９の何れか１つに記載のデバイス。９１．少なくとも１つの核酸増幅試薬は、少なくとも１つの等温増幅試薬を含む、実施形態７０に記載のデバイス。９２．少なくとも１つの等温増幅試薬は、レコンビナーゼポリメラーゼ、単鎖ＤＮＡ結合タンパク質、鎖置換ポリメラーゼ、またはそれらの組み合わせを含む、実施形態８３に記載のデバイス。９３．シグナル検出器は固形支持体を含む、実施形態７０に記載のデバイス。９４．固形支持体はカラムである、実施形態９３に記載のデバイス。９５．固形支持体は、増幅産物に結合する結合部分を含む、実施形態９３に記載のデバイス。９６．結合部分はオリゴヌクレオチドである、実施形態９５に記載のデバイス。９７．シグナル検出器は側方流動片である、実施形態７０に記載のデバイス。９８．検出試薬は金粒子を含む、実施形態９７に記載のデバイス。９９．検出試薬は蛍光粒子を含む、実施形態９７に記載のデバイス。１００．デバイスは単一のハウジングに含まれる、実施形態７０に記載のデバイス。１０１．デバイスは室温で作動する、実施形態７０に記載のデバイス。１０２．デバイスは、体液を受けて約５〜約２０分以内に増幅産物を検出する、実施形態７０に記載のデバイス。１０３．輸送区画または保管区画を含む、実施形態７０に記載のデバイス。１０４．輸送区画または保管区画は、吸収パッド又は流体容器を備えている、実施形態１０３に記載のデバイス。１０５．通信接続部を備えている、実施形態７０に記載のデバイス。１０６．通信接続部は、無線通信システム、ケーブル、またはケーブルポートである、実施形態１０５に記載のデバイス。１０７．経皮穿刺デバイスを備えている、実施形態７０に記載のデバイス。１０８．実施形態７０〜１０７の何れか１つに記載のデバイス、および、サンプルを得る、サンプル中の分析物を精製する、分析物を増幅する、および分析物を検出するための構造または試薬から選択された化合物を含む、キット。１０９．サンプルを得るための構成部分は、経皮穿刺デバイスである、実施形態１０８に記載のキット。１１０．経皮穿刺により採血するためのキャピラリーを含む、実施形態１０９に記載のキット。１１１．デバイスまたはその構成部分を加熱または冷却するための、容器、パウチ、ワイヤー、またはケーブルを含む、実施形態１０８に記載のキット。１１２．方法であって、該方法は、妊娠中の女性被験体からの流体サンプルを得る工程であって、生体サンプルの容量は約３００μＬ以下である、工程；流体サンプル中の少なくとも１つの無細胞核酸を、増幅試薬、および性染色体に対応する配列にアニールするオリゴヌクレオチドプライマーと接触させる工程；および増幅産物の有無を検出する工程であって、有無は妊娠中の女性被験体の胎児の性別を示す、工程を含む、方法。１１３．流体サンプルは血液サンプルである、実施形態１１２に記載の方法。１１４．血液サンプルの容量は１２０μｌ以下である、実施形態１１３に記載の方法。１１５．流体サンプルは血液由来の血漿サンプルである、実施形態１１２に記載の方法。１１６．血漿サンプルの容量は５０μｌ以下である、実施形態１１５に記載の方法。１１７．血漿サンプルの容量は約１０μｌ���約４０μｌである、実施形態１１５に記載の方法。１１８．得る工程は、指への穿刺を実行することを含む、実施形態１１２〜１１７の何れか１つに記載の方法。１１９．指への穿刺から生じる血液を増加させるために、穿刺した指を搾る工程を含む、実施形態１１８に記載の方法。１２０．血液サンプルを得る工程は、静脈切開の実行を含まない、実施形態１１３に記載の方法。１２１．流体サンプルは尿サンプルである、実施形態１１２に記載の方法。１２２．流体サンプルは唾液サンプルである、実施形態１１２に記載の方法。１２３．流体サンプルから、細胞、細胞フラグメント、および微粒子のうち少なくとも１つを除去する工程を含む、実施形態３７〜４７の何れか１つに記載の方法。１２４．サンプルは、約２５ｐｇ〜約２５０ｐｇの全循環無細胞ＤＮＡを含む、実施形態１１２に記載の方法。１２５．無細胞核酸は、無細胞胎児ＤＮＡフラグメントを含む、実施形態１１２に記載の方法。１２６．無細胞胎児ＤＮＡフラグメントは、長さが約２０〜約１６０の塩基対である、実施形態１２５に記載の方法。１２７．性染色体に対応する配列は、Ｙ染色体上の少なくとも２つのコピーに存在するＹ染色体配列である、実施形態１１２に記載の方法。１２８．Ｙ染色体配列は、Ｙ染色体の位置２００８２１８３と位置２０３５０８９７との間に位置する配列である、実施形態１２７に記載の方法。１２９．Ｙ染色体配列は、Ｙ染色体の位置２０３５０７９９と位置２０３５０８９７との間に位置する配列である、実施形態１２７に記載の方法。１３０．Ｙ染色体配列は、Ｙ染色体の位置２０３４９２３６と位置２０３４９３１８との間に位置する配列である、実施形態１２７に記載の方法。１３１．Ｙ染色体配列は、Ｙ染色体の位置２００８２１８３と位置２０３５０８９７との間に位置する配列である、実施形態１２７に記載の方法。１３２．Ｙ染色体配列は、Ｙ染色体の位置２０３５０６０１と位置２０３５０６９９との間に位置する配列である、実施形態１２７に記載の方法。１３３．Ｙ染色体配列は、Ｙ染色体の位置２００８２１８３と位置２００８２２８１との間に位置する配列である、実施形態１２７に記載の方法。１３４．Ｙ染色体配列は、ＤＹＳ１４遺伝子またはＴＴＴＹ２２遺伝子に存在する配列である、実施形態１２７に記載の方法。１３５．配列は、長さが少なくとも約１０のヌクレオチドである、実施形態１２７〜１３４の何れか１つに記載の方法。１３６．サンプルは、細胞の約１００より多くのコピーを含まない、実施形態１１２に記載の方法。１３７．サンプルは、無細胞核酸の約５〜約１００のコピーを含む、実施形態１１２に記載の方法。１３８．妊娠中の女性被験体は妊娠８週目以下である、実施形態１１２に記載の方法。１３９．増幅する工程は、等温増幅を含む、実施形態１１２に記載の方法。１４０．増幅する工程は、室温で行われる、実施形態１１２に記載の方法。１４１．増幅する工程は、循環無細胞核酸をレコンビナーゼポリメラーゼと接触させることを含む、実施形態１１２に記載の方法。１４２．無細胞核酸をオリゴヌクレオチドタグでタグ付けする工程を含む、実施形態１１２に記載の方法。１４３．増幅する工程は、無細胞核酸を、オリゴヌクレオチドタグ��対応する配列を有する少なくとも１つのオリゴヌクレオチドプライマーと接触させることを含む、実施形態１１２に記載の方法。１４４．オリゴヌクレオチドプライマーは、増幅状態および増幅試薬の少なくとも１つがもたらされるまで、オリゴヌクレオチドプライマーの伸長を妨げる遮断基を含む、実施形態１４３に記載の方法。１４５．前記方法は、増幅する工程を行う際にタグを増幅産物に組み込む工程を含み、少なくとも１つの増幅産物を検出する工程は、タグを検出することを含む、実施形態１１２に記載の方法。１４６．増幅産物を検出する工程は、増幅されたオリゴヌクレオチドタグを検出することを含む、実施形態１４５に記載の方法。１４７．タグはヌクレオチドを含む、実施形態１４５に記載の方法。１４８．タグはヌクレオチドを含まない、実施形態１４５に記載の方法。１４９．増幅産物を検出する工程は、増幅産物を、タグまたはオリゴヌクレオチドタグと相互作用可能な結合部分と接触させることを含む、実施形態１４５に記載の方法。１５０．側方流動片上で増幅産物を結合部分と接触させる工程を含む、実施形態１４９に記載の方法。１５１．工程（ａ）〜（ｃ）は１５分未満で実行される、実施形態１１２に記載の方法。１５２．前記方法は被験体により実行される、実施形態１１２に記載の方法。１５３．前記方法は、前記方法の実行のために技術訓練を受けていない個体により実行される、実施形態１１２に記載の方法。１５４．方法であって、該方法は、携帯型デバイスを用いて妊娠中の女性被験体からの流体サンプルを得る工程であって、流体サンプルの容量は約３００μＬ以下である、工程；携帯型デバイスを用いて流体サンプル中の少なくとも１つの無細胞核酸を配列決定する工程；携帯型デバイス中のディスプレイを介して、Ｙ染色体に対応する配列の有無を検出する工程であって、それにより妊娠中の女性被験体の胎児の性別を判定する、工程；および携帯型デバイスを用いて性別を別の被験体に伝える工程、を含む。１５５．検出する工程と伝える工程は同時に行われる、実施形態１５４に記載の方法。１５６．容量は１２０μＬ以下である、実施形態１５４に記載の方法。１５７．得る工程は、静脈切開を含まない、実施形態１５４に記載の方法。１５８．妊娠中の女性被験体は、携帯型デバイスの経皮穿刺デバイスに自身の皮膚を押し当てることにより、得る工程を実行する、実施形態１５４に記載の方法。１５９．妊娠中の女性被験体は、経皮穿刺デバイスに指を押し当てる、実施形態１５８に記載の方法。１６０．妊娠中の女性被験体は、経皮穿刺デバイスに自身の皮膚を多くとも一回押し当てる、実施形態１５８に記載の方法。１６１．妊娠中の女性被験体は、経皮穿刺デバイスに自身の皮膚を多くとも二回押し当てる、実施形態１５８に記載の方法。
【実施例】
【０２９９】
以下の実施例は、本明細書に開示される方法、デバイス、システム、およびキットの様々な実施形態を例示する目的のために提供され、あらゆる様式で本件方法、デバイス、システム、およびキットを制限するように意図されていない。本実施例は、本明細書に記載される方法と共に、好ましい実施形態を表わすものであり、例示的なものであり、かつ、本明細書に開示される方法、デバイス、システム、およびキットの範囲に対する限定として意図されていない。その中での変更、および、請求項の範囲により定義されるような、本明細書に開示される方法、デバイス、システム、およびキットの趣旨の中に包含される他の使用は、当業者に想到されるであろう。
【０３００】
実施例１：全血からの無細胞核酸の解析のためのデバイス
無細胞胎児核酸を解析するために母体の全血から血漿を分離して精製するためのデバイスを構築した。該デバイスは、６つの層から成る。層の下から上までは、次のとおりである：
【０３０１】
（１）下方接着シート
【０３０２】
（２）下方分離ディスク：下方接着シートに面する側面に接着剤を塗布した、接着シート材料（ＤＮＡまたは血漿に対して不活性なポリマー材料）から成る１６ｍｍ直径のディスク
【０３０３】
（３）ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）膜、様々なサイズ、典型的には６〜１６ｍｍ、好ましい設計特徴としては１６ｍｍのＰＥＳ膜。膜は、毛管力を介してフィルターから血漿を引きつけるウィッキング材料として役立つ。
【０３０４】
（４）フィルターディスク（例えばＰａｌｌ  Ｖｉｖｉｄ（商標）膜）、１６ｍｍ直径、上に面する荒い側面、ＰＥＳ膜に面する光沢のある側面。
【０３０５】
（５）上方分離ディスク：下方分離ディスクと同じ材料、１２または１４ｍｍ直径のサイズ、中心に４ｍｍの穴を具備。接着シート材料の使用時、接着剤面は上方接着シートに触れるように上に面する。上方分離ディスクの直径はフィルターディスクよりも小さい。これにより、上方接着シートの接着剤が、フィルターディスクの縁に触れて、それにより縁にて密閉する。
【０３０６】
（６）上方接着シート：６ｍｍの穴が、デバイスの中心が位置する場所に空けられる。
【０３０７】
全ての層はそれらの中心を合わせて、その後、標準のオフィス積層マシンを使用して積層される。
【０３０８】
ＰＥＳ膜上に移動する血漿を評価するために、ディスクフィルターへの血漿の適用前後に膜の重さを量った。デバイス構成をわずかに変更することで、ＰＥＳ膜の迅速な除去を可能にする。接着シート間で上方分離ディスクから下方分離ディスクまでの層を挟持する代わりに、フィルターとＰＥＳ膜との間の密な適合を確保する。下方分離ディスクをパラフィルム層と置き換えた。８０μｌの全血を、上方接着シートの穴および上方分離ディスクの穴を通る、デバイスの中心に適用した。この容量を選択することで、ＰＥＳ膜上へと移動する血漿の量を最大とした。しかし、ある容量の血漿（０．５μｌ〜１μｌ）を、１０μｌの血液と共に得ることができ、この量はＹ染色体検出には十分である。毛管力によりフィルターディスク全体にわたり中心に向けて血液を分布させた。血漿はまた、毛管力によりフィルターディスクを通りＰＥＳ膜へと流れた（ｗｉｃｋｅｄ）。約２分後、平均６．３μｇの血漿をＰＥＳ膜に移し、約６〜７μｌの血液が以下表２に示されるようなＰＥＳ膜へと移されたことが示される。
【０３０９】
【表２】
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【０３１０】
前述の結果を考慮すると、４０μｌの男性の全血を、１２ｍｍの上方ディスク構成に説明されるようなデバイス上に移動させた。血漿を含むＰＥＳ膜をエッペンドルフ管（０．５ｍｌ）に移動させ、１００μｌのＥＢ緩衝液（ＱＧＥＮ）を加えてＰＥＳ膜上のＤＮＡを溶出した。膜からのＤＮＡの溶出後、溶出ｃｆＤＮＡを含む１０μｌの緩衝液を、分子増幅反応に直接使用した。リアルタイム・レコンビナーゼ・ポリメラーゼ増幅を、Ｙ染色体上のマーカーに特異的なプライマーにより、実施例３に記載されるような溶出ｃｆＤＮＡ上で実行した。図３は、約１２分で開始するＹ染色体領域の正の増幅を示す。
【０３１１】
実施例２：母体血液からの胎児無細胞核酸の解析のためのデバイス
デバイスは、実施例１に例示されるような多層から構成される。
【０３１２】
デバイスへの血液および濾過の適用を、以下のように行う：
【０３１３】
４０μｌ〜６０μｌの全血を、上方接着シートの穴および上方分離ディスクの穴を通るデバイスの中心に適用する。毛管力によりフィルターディスクを通って中心に向けて血液は分布する。さらに、毛管力によるフィルターディスクを通ってＰＥＳ膜へと血漿を流した。約２分後、最大量の血漿をＰＥＳ膜へ移動させた。
【０３１４】
無細胞核酸を含むＰＥＳ細胞膜を以下のように回収する：
【０３１５】
デバイスをＰＥＳ膜の縁のまわりで切り取る。膜は、フィルターおよび下方ディスクから容易に分離する。
【０３１６】
ＤＮＡを、以下のように膜から溶出する：
【０３１７】
血漿を含むＰＥＳ膜を、エッペンドルフ管（０．５ｍｌ）へと移し、１００μｌの溶出緩衝液を加える（溶出緩衝液は、Ｈ２Ｏ、ＥＢ緩衝液（ＱＧＥＮ）、ＰＢＳ、ＴＥ、または後の分子解析に適切なその他のものであり得る）。膜からのＤＮＡの溶出液後、溶出ｃｆＤＮＡを含む緩衝液は、分子の増幅反応に直接使用する。
【０３１８】
溶出ｃｆＤＮＡの増幅、および結果として生じる増幅産物の検出を、実施例３に記載される方法に従って実行する。
【０３１９】
実施例３．レコンビナーゼポリメラーゼ増幅を使用するヒトＹ染色体ＤＮＡの検出
血漿サンプル中のヒトＹ染色体ＤＮＡの増幅および検出を、以下の様々な方法により実行した：
【０３２０】
ＲＰＡおよびポリアクリルアミドゲル電気泳動（ＰＡＧＥ）を使用したＹ染色体標的の検出
男性のゲノムＤＮＡ５０ｎｇのレコンビナーゼポリメラーゼ増幅（１５１５１のコピー）を、標準プロトコルに従いＴｗｉｓｔＡｍｐ Ｂａｓｉｃ Ｋｉｔ （ＴｗｉｓｔＤｘ，  Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，  ＵＫ）を使用して実施した。簡単に、２９．５μｌの再水和緩衝液を、３μｌの各増幅プライマー（１０μＭ）（ＩＤＴ，Ｃｏｒａｌｖｉｌｌｅ，ＩＡ）、２μｌの水、および１０μｌのＤＮＡ鋳型と組み合わせた。この４７．５μｌの混合物を、提供されるような凍結乾燥したＲＰＡ酵素（ｕｖｓＸ、ｕｖｓＹ、ｇｐ３２、Ｂｓｕ）と混合した。凍結乾燥したＲＰＡ酵素の再懸濁液後、反応混合物を２．５μｌの２８０ｍＭ酢酸マグネシウムに加え、徹底的に混合して、ＲＰＡ反応を活性化させた。反応物を摂氏３７℃で２０分間、５分ごとに撹拌しながらインキュベートし、ＰＥＧで満ちた試薬（ＰＥＧ  ｃｒｏｗｄｉｎｇ ｒｅａｇｅｎｔ）を再分散させた。ＲＰＡインキュベーションの直後に、１０μｌのＢｕｆｆｅｒ  ＥＢ中での溶出を伴う製造業者の指示に従い、Ｑｉａｇｅｎ ＭｉｎＥｌｕｔｅ ｃｏｌｕｍｎ （Ｑｉａｇｅｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ， Ｖａｌｅｎｃｉａ， ＣＡ）を使用して産物を精製した。その後、１５０Ｖ（一定）で約１時間、ランニングバッファー（Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ， Ｃａｒｌｓｂａｄ， ＣＡ．）として１ｘＴＢＥを伴うＩｎｖｉｔｒｏｇｅｎ  ＮｕＰＡＧＥ  ＧｅｌおよびＭｉｎｉ  Ｇｅｌ  Ｔａｎｋ  Ｓｙｓｔｅｍを使用して、精製したＲＰＡ産物を１０％のＴＢＥ  ＰＡＧＥにさらした。ゲルレーンは、２μｌの精製したＲＰＡ産物または低分子量ＤＮＡラダー（ＮＥＢ，Ｉｐｓｗｉｔｃｈ，ＭＡ．）、６μｌの蒸留水、および５ｘ  Ｎｏｖｅｘローディングダイ（Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ， Ｃａｒｌｓｂａｄ， ＣＡ．）を含んでいた。ゲルの染色を、撹拌しながら室温で２０分間、２００ｍｌの１ｘＴＢＥ緩衝液（Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ， Ｃａｒｌｓｂａｄ， ＣＡ．）中の２０μｌのＳｙｂｅｒＳａｆｅ染料を使用して実施した。染色後、ゲルを視覚化し、青色光のＥ−Ｇｅｌ  Ｓａｆｅ  Ｉｍａｇｅｒ  Ｒｅａｌ−Ｔｉｍｅ  Ｔｒａｎｓｉｌｌｕｍｉｎａｔｏｒ（Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ， Ｃａｒｌｓｂａｄ， ＣＡ．）を使用して画像をキャプチャした。特異的なＲＰＡ反応に対するプライマー配列を表３に列挙する。結果を図４に示す。
【０３２１】
【表３−１】
2020534873.tif 000005
【０３２２】
【表３−２】
2020534873.tif 000006
【０３２３】
【表４】
2020534873.tif 000007
【０３２４】
ＲＰＡおよびアガロースゲルの電気泳動を用いたＹ染色体標的の検出
レコンビナーゼポリメラーゼ増幅を、標準プロトコルに従いＴｗｉｓｔＡｍｐ  Ｂａｓｉｃ  Ｋｉｔ  （ＴｗｉｓｔＤｘ，  Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，  ＵＫ）を使用して実施した。簡単に、２９．５μｌの再水和緩衝液を、３μｌの各増幅プライマー（１０ｕＭ）、２μｌの水、および１０μｌのＤＮＡ鋳型と組み合わせる。この４７．５μｌの混合物を、提供されるような凍結乾燥したＲＰＡ酵素（ｕｖｓＸ、ｕｖｓＹ、ｇｐ３２、Ｂｓｕ）と混合する。凍結乾燥したＲＰＡ酵素の再懸濁後、反応混合物を２．５μｌの２８０ｍＭ酢酸マグネシウムに加え、徹底的に混合して、ＲＰＡ反応を活性化させた。代替的に、ＲＰＡ反応を、ＲＰＡ酵素（ｕｖｓＸ、ｕｖｓＹ、ｇｐ３２、Ｂｓｕ  ＤＮＡポリメラーゼ（大きなフラグメント））およびＮｅｗ  Ｅｎｇｌａｎｄ  Ｂｉｏｌａｂｓ  （Ｉｐｓｗｉｃｈ，  ＭＡ）により製造された緩衝液を使用して実施した。ここで、以下の試薬を、２ｘ  ＮＥＢ緩衝液４、２００ｎｇ／ｕｌのｕｖｓＸ、４０ｎｇ／ｕｌのｕｖｓＹ、３００ｎｇ／ｕｌのｇｐ３２、７．５Ｕ、３００ｎＭの遺伝子座特異的プライマー、２００ｕＭのｄＮＴＰ（Ｌｉｆｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，  Ｃａｒｌｓｂａｄ，  ＣＡ．）、３ｍＭのＡＴＰ、５０ｍＭのホスホクレアチン（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）、１００ｎｇ／ｕｌのクレアチンキナーゼ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）、５０ｕｌの反応物中の５％ポリエチレングリコール（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）の最終濃度にて組み合わせた。反応物を摂氏３７℃で２０分間、５分ごとに撹拌しながらインキュベートし、ＰＥＧで満ちた試薬を再分散させた。その後、ＲＰＡ産物を、ＭｉｎＥｌｕｔｅ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ  Ｃｌｅａｎｕｐ  Ｋｉｔ（Ｑｉａｇｅｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，  Ｖａｌｅｎｃｉａ，  ＣＡ）を使用して精製し、Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ  Ｅ−Ｇｅｌ  ＥＺおよびＥ−Ｇｅｌ  ｉＢａｓｅ（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ，  Ｃａｒｌｓｂａｄ，  ＣＡ．）を使用して１５分間、４％のアガロースゲル電気泳動にさらした。ゲルレーンは、５−１０μｌの精製したＲＰＡ産物、または低分子量の２５ｂｐのＤＮＡラダー（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ，  Ｃａｒｌｓｂａｄ，  ＣＡ．）、８−１３μｌの蒸留水、および２μｌの５ｘ  Ｑｉａｇｅｎローディングダイ（Ｑｉａｇｅｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，  Ｖａｌｅｎｃｉａ，  ＣＡ．）を含んでいた。ゲルを視覚化し、青色光のＥ−Ｇｅｌ  Ｓａｆｅ  Ｉｍａｇｅｒ  Ｒｅａｌ−Ｔｉｍｅ  Ｔｒａｎｓｉｌｌｕｍｉｎａｔｏｒ（Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ， Ｃａｒｌｓｂａｄ， ＣＡ．）を使用して画像をキャプチャした。特異的なＲＰＡ反応に対するプライマー配列を表３に列挙する。
【０３２５】
図９は、ＮＥＢ製の酵素、自己組織化ＡＴＰ再生試薬、およびＰＥＧを使用して、Ｙ染色体上のＴＳＰＹ１（ＤＹＳ１４）遺伝子座に対して生成されたＲＰＡ産物を含む４％のアガロースゲルを示す。負荷は以下のとおりであった：
レーンＭ：ラダー
レーン１：ＲＰＡ−ＤＹＳ１４−３（１１８ｂｐ）−ＮＴＣ
レーン２：ＲＰＡ−ＤＹＳ１４−３（１１８ｂｐ）−女性ｇＤＮＡ（Ｐｒｏｍｅｇａ）
レーン３：ＲＰＡ−ＤＹＳ１４−３（１１８ｂｐ）−女性ｇＤＮＡ（Ｚｙａｇｅｎ）
レーン４：ＲＰＡ−ＤＹＳ１４−３（１１８ｂｐ）−女性ｃｃｆＤＮＡ
レーン５：ＲＰＡ−ＤＹＳ１４−３（１１８ｂｐ）−男性ｇＤＮＡ（Ｐｒｏｍｅｇａ）
レーン６：ＲＰＡ−ＤＹＳ１４−３（１１８ｂｐ）−男性ｇＤＮＡ（Ｚｙａｇｅｎ）
レーン７：ＲＰＡ−ＤＹＳ１４−３（１１８ｂｐ）−男性ｃｃｆＤＮＡ
ゲルは明確に、予想された生成物が男性ＤＮＡを含む反応物、ゆえにＲＰＡ反応に対するＹ染色体標的にのみ存在することを示す。
【０３２６】
リアルタイムＲＰＡ（ＲＰＡ−Ｅｘｏ）を使用したＹ染色体標的の検出
レコンビナーゼポリメラーゼ増幅を、標準プロトコルに従いＴｗｉｓｔＡｍｐ  Ｂａｓｉｃ  Ｋｉｔ  （ＴｗｉｓｔＤｘ，  Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，  ＵＫ）を使用して実施した。簡単に、２９．５μｌの再水和緩衝液を、２．１μｌの各増幅プライマー（１０ｕＭ）、０．６μｌのプローブプライマー（１０ｕＭ）、２μｌの水、および１０μｌのＤＮＡ鋳型と組み合わせる。この４７．５μｌの混合物を、提供されるような凍結乾燥したＲＰＡ酵素（ｕｖｓＸ、ｕｖｓＹ、ｇｐ３２、Ｂｓｕ）と混合する。凍結乾燥したＲＰＡ酵素の再懸濁後、反応混合物を２．５μｌの２８０ｍＭ酢酸マグネシウムに加え、徹底的に混合して、ＲＰＡ反応を活性化させた。反応物を、摂氏３７℃でさらに２０分間、ＯｎｅＳｔｅｐ  Ｒｅａｌ−Ｔｉｍｅ  ＰＣＲサイクラー（Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ， Ｃａｒｌｓｂａｄ， ＣＡ．）においてインキュベートし、ＳｔｅｐＯｎｅ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ  ｖ２．３（Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ， Ｃａｒｌｓｂａｄ， ＣＡ．）によりデータを解析した。特異的なＲＰＡリアルタイム反応に対するプライマー配列を表３に列挙する。リアルタイム検出に使用されるプローブプライマーは、ＲＰＡ中に伸長を妨げるために脱塩基部位および３’キャップによりＢｌａｃｋ  Ｈｏｌｅ  Ｑｕｅｎｃｈｅｒ（ＢＨＱ）部分から分離される、内部フルオロフォア（例えばＦＡＭ）を備えている。ＦＡＭフルオロフォアは、ＢＨＱに近接時に消光される。プローブがその鋳型に結合されると、エキソヌクレアーゼＩＩＩは脱塩基部位を切断でき、ＢＨＱが続いて放出され、リアルタイムサイクラー上で読み取られるＦＡＭ蛍光をもたらす。
【０３２７】
図５に示されるように、ヒトＹ染色体は、男性ドナーの全血から単離した循環無細胞ＤＮＡを使用して検出可能であり、同様に、入力コピーが増加したシグナルの対応する増加を伴う１０のコピーまで下がる様々なコピーレベルにて男性ゲノムＤＮＡでも検出可能である。内部のＦＡＭで標識したハイブリダイゼーションプローブの経口シグナルを、蛍光シグナル対時間（サイクル）に応じて示す。赤色の線はＲＯＸシグナルを表わす。ＲＰＡが等温反応であるため、サイクルは、ＯｎｅＳｔｅｐリアルタイムＰＣＲサイクラー上での蛍光シグナルの収集のために３０秒の間隔として定められた。４０のサイクルとしてＸ軸上に現われるインキュベーションを、摂氏３７℃で２０分間実施した。図が示すように、ＦＡＭで標識したプローブの結合、切断、およびシグナル（Ｙ軸）の増加は、ヒトＹ染色体鋳型を含むＲＰＡ反応物に対して５−２０分間生じる。負の調節鋳型（水）および女性ゲノムＤＮＡはともに、予想通り検出を示さなかった。
【０３２８】
ＲＰＡを使用してｃｃｆＤＮＡ中のＤＹＳ１４遺伝子座を介してヒトＹ染色体を検出する能力はさらに、約１０００〜１０のコピーのｃｃｆＤＮＡの入力量を連続希釈により評価する。図６に示されるように、ＦＡＭベースの蛍光シグナルは、男性ヒトｃｃｆＤＮＡおよび男性ヒトｇＤＮＡの入力量の増加につれて増加する。内部のＦＡＭで標識されたハイブリダイゼーションプローブの経口シグナルを、蛍光シグナル対時間（サイクル）に応じて示す。下部の２つのライン（平坦）はＲＯＸシグナルを表わす。ＲＰＡが等温反応であるため、サイクルは、ＯｎｅＳｔｅｐリアルタイムＰＣＲサイクラー上での蛍光シグナルの収集のために３０秒の間隔として定められた。８０のサイクルとしてＸ軸上に現われるインキュベーションを、摂氏３７℃で４０分間実施した。図が示すように、ＦＡＭで標識したプローブの結合、切断、およびシグナル（Ｙ軸）の増加は、男性ヒトｃｃｆＤＮＡ鋳型の量の増加を含むＲＰＡ反応物に対して生じる。ｃｃｆＤＮＡに対するシグナルは、おそらく、高度に断片化されたｃｃｆＤＮＡ中のレコンビナーゼに対する、より大きなアクセス性により、ｇＤＮＡのシグナルよりも強力である。女性ｃｃｆＤＮＡは、１００のコピーの入力レベルではシグナルを示さず、１０００の入力コピーでは非常に低いシグナルを示した。男性ヒトＹ染色体は、リアルタイム検出を介してｃｃｆＤＮＡおよびｇＤＮＡを用いるＲＰＡを使用して、特異的な様式で明確に検出される。
【０３２９】
ＲＰＡおよび側方流動（ＲＰＡ−ＬＦ）を使用したＹ染色体標的の検出
レコンビナーゼポリメラーゼ増幅を、標準プロトコルに従いＴｗｉｓｔＡｍｐ（登録商標）ｎｆｏ  Ｋｉｔ（ＴｗｉｓｔＤｘ，  Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，  ＵＫ）を使用して実施した。簡単に、２９．５μｌの再水和緩衝液を、２．１μｌの各増幅プライマー（１０ｕＭ）、０．６μｌのプローブプライマー（１０ｕＭ）、２μｌの水、および１０μｌのＤＮＡ鋳型と組み合わせる。この４７．５μｌの混合物を、提供されるような凍結乾燥したＲＰＡ酵素（ｕｖｓＸ、ｕｖｓＹ、ｇｐ３２、Ｂｓｕ）と混合する。凍結乾燥したＲＰＡ酵素の再懸濁後、反応混合物を２．５μｌの２８０ｍＭ酢酸マグネシウムに加え、徹底的に混合して、ＲＰＡ反応を活性化させた。代替的に、ＲＰＡ反応を、ＲＰＡ酵素（ｕｖｓＸ、ｕｖｓＹ、ｇｐ３２、Ｂｓｕ  ＤＮＡポリメラーゼ（大きなフラグメント））およびＮｅｗ  Ｅｎｇｌａｎｄ  Ｂｉｏｌａｂｓ  （Ｉｐｓｗｉｃｈ，  ＭＡ）により製造された緩衝液を使用して実施した。ここで、以下の試薬を、２ｘ  ＮＥＢ緩衝液４、２００ｎｇ／ｕｌのｕｖｓＸ、４０ｎｇ／ｕｌのｕｖｓＹ、３００ｎｇ／ｕｌのｇｐ３２、７．５Ｕ、３００ｎＭの遺伝子座特異的プライマー、２００ｕＭのｄＮＴＰ（Ｌｉｆｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，  Ｃａｒｌｓｂａｄ，  ＣＡ．）、３ｍＭのＡＴＰ、５０ｍＭのホスホクレアチン（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）、１００ｎｇ／ｕｌのクレアチンキナーゼ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）、５０ｕｌの反応物中の５％ポリエチレングリコール（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）の最終濃度にて組み合わせた。反応物を摂氏３７℃で２０分間、５分ごとに撹拌しながらインキュベートし、ＰＥＧで満ちた試薬を再分散させた。ＲＰＡインキュベーションの直後、産物は、核酸側方流動イムノアッセイ（ＮＡＬＦＩＡ）、例えばＨｙｂｒｉＤｅｔｅｃｔ  ２Ｔ側方流動キット（Ｍｉｌｅｎｉａ  Ｂｉｏｔｅｃ，  Ｇｉｅｓｓｅｎ，  Ｇｅｒｍａｎｙ）、またはＰＣＲＤ核酸検出器側方流動キット（Ａｂｉｎｇｄｏｎ，  Ｙｏｒｋ，  Ｇｒｅａｔ  Ｂｒｉｔａｉｎ）により視覚化した。Ｈｙｂｒｉｄｅｔｅｃｔ  ２Ｔ片では、ＲＰＡ産物をアッセイ緩衝液２の中で１：５０に希釈し、１０μｌの希釈したＲＰＡ産物を側方流動片に適用し、側方流動片を、ＦＡＭ／ビオチン標識したＲＰＡ産物の視覚化のために５分間、２００μｌのアッセイ緩衝液２の中でインキュベートした。ＰＣＲＤ片では、５ｕｌのＲＰＡ産物を、７０ｕｌのＰＣＲＤ抽出緩衝液と混合し、その後、７５ｕｌを検出器に直接適用した。その後、産物を２〜５分間視覚化した。特異的なＲＰＡの側方流動反応に対するプライマー配列を表３に列挙する。ＲＰＡ産物の側方流動検出は、抗原部分（これらの事例ではＦＡＭまたはＤＩＧ）によるハイブリダイゼーションプライマー（プローブ）の標識に加えて、ビオチンでの増幅プライマーの１つの標識を必要とする。プローブは、内部脱塩基部位（ここではｄＳＰａｃｅｒ）を含んでおり、所望のＲＰＡ産物でのハイブリダイゼーションが生じるまで伸長を妨げるために３’キャッピングされる（ここではＣ３スペーサー）。これは理論上、特異性を反応に加えるものである。しかし、高度に特異的な産物は、内部プローブを必要とすることなく、増幅プライマー��標識を可能にする。
【０３３０】
図７は、Ｙ染色体シグナルが現われるかどうか、およびいつ現れるかを判定するために、０−２０分間、５分間隔で、側方流動片に適用されるヒトＤＹＳ１４  Ｙ染色体ＲＰＡ−ＬＦ産物を備えた側方流動片を示す。ＨｙｂｒｉＤｅｔｅｃｔ  ２Ｔからの側方流動試験片（金抱合体中のビオチン−リガンドおよび抗ＦＩＴＣ抗体を被覆した膜）が示される。ＦＡＭおよびビオチンで標識される、複合体形成されたＲＰＡ分析物は最初に、試験片のサンプル適用（下部）における、金で標識したＦＩＴＣ特異的抗体に結合し、その後、毛管力により膜の上を拡散する。金粒子を捕捉した分析物は、それぞれの検査結合位置にて固定されたビオチンーリガンド分子をあふれ出たときに結合し、経時的に赤−青の帯域を生成する（下方の帯域）。捕捉されていない金粒子は、上方の対照帯域の上を流れ、種に特異的な抗体によりそこに固定される（上方の帯域）。インキュベーション時間の増加により、強く着色された対照帯域の形成が生じる。すべての試験片を５分間、アッセイ緩衝液（Ｔｒｉｓ緩衝生理食塩水）中でインキュベートした後、１０μｌのＲＰＡ−ＬＦ産物を加えた。ＲＰＡ反応インキュベーション時間は以下のとおりであった：片１：０分；片２：５分；片３：１０分；片４：２０分。以上のように、ＤＹＳ１４に特異的な（捕捉されたＦＡＭ／ビオチン）産物が１０分で現われ、２０分でも存在する。０分または５分ではシグナルは存在しないが、側方流動制御シグナルは、機能を実証する全ての片に存在する。
【０３３１】
図１０は、ＮＥＢ製の酵素、自己組織化ＡＴＰ再生試薬、およびＰＥＧを使用した、ヒトＴＳＰＹ１（ＤＹＳ１４）Ｙ染色体ＲＰＡ−ＬＦ産物を含むＰＣＲＤ側方流動片を示す。プライマーを、捕捉および検出のためにジゴキシゲニン（ＤＩＧ）およびビオチンで標識した。注釈「Ｃ」のラインは対照抱合体への結合を表わし、全てにサンプルに予想される。ＤＩＧ抱合体は、注釈「１」に、ＦＡＭは注釈「２」に近接して結合する。上部から下部までの側方流動検出器は、次のとおりである：
【０３３２】
上部：ＤＹＳ１４  Ｂｉｏ／ＤＩＧ−ＮＴＣ
【０３３３】
中間：ＤＹＳ１４  Ｂｉｏ／ＤＩＧ−女性ｇＤＮＡ
【０３３４】
下部：ＤＹＳ１４  Ｂｉｏ／ＤＩＧ−男性ｇＤＮＡ
【０３３５】
側方流動検出器は、ビオチンおよびジゴキシゲニンで標識された標識ＤＹＳ１４  ＲＰＡ産物の特異的結合を明確に実証する。
【０３３６】
実施例４．Ｙ染色体領域に対するアッセイ設計の選択
【０３３７】
【表５−１】
2020534873.tif 000008
【０３３８】
【表５−２】
2020534873.tif 000009
【０３３９】
【表５−３】
2020534873.tif 000010
【０３４０】
【表５−４】
2020534873.tif 000011
【０３４１】
【表５−５】
2020534873.tif 000012
【０３４２】
【表５−６】
2020534873.tif 000013
【０３４３】
表５のアンプリコンＳｅｑ０２を、ＵＣＳＣの公式ブラウザソフトウェア（ｈｔｔｐｓ：／／ｇｅｎｏｍｅ．ｕｃｓｃ．ｅｄｕ）を使用して、対応するヒトゲノム基準配列に対してアライメントした。選択したアライメント済みの配列に関連するＹ染色体配列、Ｓｅｑ０２を視覚化し、これはＹ染色体のｑアーム上にある。この視覚化は、Ｓｅｑ０２アンプリコン配列がＹ染色体に少なくとも１６回生じることを示す。これらの領域は、複数回反復される領域に対する選択時に生物情報学的に識別されるだけでなく、Ｙ染色体に固有のものであることに留意することが、重要である。意外にも、以下の実施例で得られた実験データは、この領域は、基準配列へのアライメントが示唆するよりもはるかに多く反復されることを示した。部分的に、このことは、反復領域のマッピングが非常に困難であり、したがって基準ゲノムの精度がこれら領域では低いという事実によって、引き起こされかねない。
【０３４４】
実施例５．標的配列の複数のコピーを持つ領域からのリアルタイムアッセイ
高度の反復Ｙ染色体領域（ＨＲＹＲ）の増幅が、より大きな増幅効率へと翻訳されるかどうかを判定するために、特にそれが循環無細胞ＤＮＡ（ｃｃｆＤＮＡ）に属する場合に、定量的リアルタイムＰＣＲを用いるＨＲＹＲからの様々なアンプリコンを試験した。ゲノム当量（ＧＥ）を使用して、遺伝子座ごとの増幅されている材料の量を説明した。単一のコピーである性別判定領域Ｙ遺伝子（ＳＲＹ）を使用して、サンプルとアッセイとの比較のためのゲノム当量を定めた。Ｙ染色体に特異的な反復ＤＮＡファミリー（ＤＹＺ１）領域からのアッセイも、基準としてＹ染色体に組み込んだ。この領域の増幅効率を、ＳＲＹより５０〜１００倍大きいと判定した（例えば、ＤＹＺ１の９０ＧＥが、ＳＲＹの１ＧＥ各々に対して生成された）。図１１は、男性ｃｃｆＤＮＡでのＧＥ（１００−１）の連続滴定に基づく、様々なＨＲＹＲ遺伝子座からの発見を示す。図１１に示されるように、４つの遺伝子座はすべて、ＤＹＺ１のように、真の定量的測度のために予測されるような入力の減少を伴う、ＧＥの明瞭な減少を示す。加えて、ＨＲＹＲからの４つすべてのアッセイは、ＤＹＺ１に対して増幅されたＧＥにおいて３０〜４０倍の増加を示し、このことは、ＳＲＹに対する１５００倍の増加より大きいことに等しい。
【０３４５】
ＨＲＹＲが本当にＹ染色体に固有のものであることを確立するために、ＨＲＹＲ遺伝子座の特異性も、男性または女性のｃｃｆＤＮＡサンプルから生成したＧＥの比較により検査した。図１２に見られるように、ＧＥは女性サンプルで生成されなかったが、男性サンプルは、鋳型として１のＳＲＹ  ＧＥ当量を使用して予想されるように、１８００〜２６００のＧＥを生成した。
【０３４６】
実施例６．Ｐａｌｌ  Ｖｉｖｉｄ（商標）膜で分離される、５０μｌ未満の血液からの領域独立データ
典型的なデバイスの１つの重要な機能は、宿主ＤＮＡ（または出生前検診の場合、母体ＤＮＡ）バックグラウンドを最小化するための、全血からの血漿の分離である。この分離により感度および特異性が向上する。妊娠初期の胎児の性別の非侵襲的判定のために、デバイスは、ｃｃｆＤＮＡからの胎児Ｙ染色体コピーを特異的に検出する。複数の膜をその能力について検査して、ヒト全血由来の血漿成分を濾過した。最も有効なものは、Ｐａｌｌ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＶｉｖｉｄ（商標）血漿分離膜（以下、Ｖｉｖｉｄ（商標）膜）であることが分かった。図１３は、Ｖｉｖｉｄ（商標）膜と、ｃｃｆＤＮＡバイオマーカーの測定のために標準的に使用される対標準遠心分離方法とを使用した、５０マイクロリットル（μｌ）未満の男性の全血から分離される血漿の比較を示す。血漿の生存率を、ｑＰＣＲを介してＤＹＺ１によりアッセイされるように、Ｙ染色体のｃｃｆＤＮＡの量に基づいて測定した。核酸（ｃｃｆＤＮＡ）を、そのような少ない量の血漿を用いた使用のために修正された常磁性ビーズベースの方法（１０μｌのサンプルでの使用のためにダウンスケールされたＡｍｂｉｏｎ／Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ製のＭａｇＭａｘ（商標））を用いて、１０μｌの血漿から単離および精製した。図１３に示されるように、回転された血漿およびＶｉｖｉｄ（商標）膜で分離した血漿はともに、ＳＲＹの１つのＧＥに標準化されるように、ＤＹＺ１の５００以上のＧＥをもたらした。２つの方法によりもたらされた平均のコピーは、２つの方法の対応ありｔ検定に基づき差異を示さなかった（ｐ値０．０８７、は帰無仮説を受け入れる）。
【０３４７】
この実施例は、血漿が濾過工程により生成可能であることを示す。実験に使用される血液の量は少なく（５０μｌ）、そのため、このことは、少量の血漿が遠心分離なしに低入力量の血液から効率的に入手可能であることを証明する。遠心分離はポイントオブケア（必要な場所とも称される）デバイスにおける方法として使用できないことから、これは重要である。
【０３４８】
実施例７．少量の血漿（１０μｌ〜４０μｌ）でのＤＮＡ抽出からのデータ：ビーズベース対カラムベース
少量の血漿（１０μｌ〜４０μｌ）からのｃｃｆＤＮＡの強固な単離と精製は、胎児性別の判定デバイスに重要な特徴である。核酸単離の２つの主な方法が修正され、検査されることで、そのような少量の、カラムベース、および常磁性ビーズベースのものを順応させる。これら方法の市販のバージョンを、証明の主な目的のために利用した。カラムベースの抽出はＱｉａｇｅｎ  Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｏｒ  Ｋｉｔを用いて、ビーズベースの抽出はＴｈｅｒｍｏＦｉｓｈｅｒ  ＭａｇＭａｘ  Ｋｉｔを用いて実行された。増幅可能なｃｃｆＤＮＡを抽出するための方法の効果を、ＤＹＺ１に対するプライマーを伴うｑＰＣＲを使用して測定した。図１４は、男性および女性の被験体からの抽出のための入力として、２０μｌのヒト血漿を用いる２つの方法からの比較収率を示す。両方の方法に見られるように、ＳＲＹの１つのＧＥに標準化されるＤＹＺ１によって測定されるように１５００より多くのＧＥがもたらされた。対応ありｔ検定に基づいて、２つの方法間に差異は観察されなかった（ｐ値０．７３２、帰無仮説を受け入れる）。水または女性血漿サンプルの抽出により、わずかな量の増幅可能な標的を得た。データは、２０μｌ〜４０μｌの血液サンプルから予想されるものなど、非常に少ない容量の血漿（１０μｌ〜２０μｌ）からの増幅可能ｃｃｆＤＮＡの抽出が、達成可能であることを実証する。図１３はまた、４０μｌの血液の血漿膜分離後の、１０ｕｌの血漿からのｃｃｆＤＮＡ抽出の生存率を実証する。
【０３４９】
本明細書に開示される方法、デバイス、システム、およびキットの好ましい実施形態が本明細書中で示され、かつ記載されてきたが、このような実施形態はほんの一例として提供されるものであることは、当業者に明らかであろう。多くの変形、変化、および置き換えが、本明細書に開示される方法、デバイス、システム、およびキットから逸脱することなく、当業者に想到されるであろう。本明細書に開示される方法、デバイス、システム、およびキットに対する様々な代替案が、本明細書に開示される方法、デバイス、システム、およびキットを使用する方法を実施する際に利用され得ることを、理解されたい。これらの請求項およびその同等物の範囲内にある方法および構造が、それらにより包含されることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図８Ｇ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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