СПОСОБЫ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ НА ОСНОВЕ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

1. Устройство для детектирования наличия, отсутствия или уровня целевой молекулы в образце, содержащее:
а) первую область, содержащую:
i) подложку; и
ii) олигонуклеотид иммобилизации; и
iii) молекулу нуклеиновой кислоты, которая имеет сродство связывания с целевой молекулой, причем молекула нуклеиновой кислоты выполнена с возможностью образования комплекса с целевой молекулой,
причем олигонуклеотид иммобилизации или молекула нуклеиновой кислоты прикреплены непосредственно или опосредованно к подложке, и причем олигонуклеотид иммобилизации содержит последовательность нуклеиновой кислоты, которая по меньшей мере частично комплементарна последовательности нуклеиновой кислоты молекулы нуклеиновой кислоты, и причем молекула нуклеиновой кислоты способна гибридизоваться с олигонуклеотидом иммобилизации; при этом устройство дополнительно содержит:
b) дополнительную область, содержащую:
i) подложку; и
ii) олигонуклеотид захвата, непосредственно или опосредованно прикрепленный к подложке, причем олигонуклеотид захвата содержит последовательность нуклеиновой кислоты, которая по меньшей мере частично комплементарна последовательности нуклеиновой кислоты молекулы нуклеиновой кислоты, причем олигонуклеотид захвата выполнен с возможностью гибридизации с последовательностью нуклеиновой кислоты молекулы нуклеиновой кислоты, когда находится в комплексе с целевой молекулой, для захвата комплекса молекула нуклеиновой кислоты-целевая молекула.
2. Устройство по п. 1, где олигонуклеотид захвата выполнен с возможностью гибридизации с последовательностью нуклеиновой кислоты молекулы нуклеиновой кислоты, когда он находится в комплексе с целевой молекулой, для захвата комплекса молекула нуклеиновой кислоты-целевая молекула.
3. Устройство по п. 2, которое дополнительно содержит средство детектирования для детектирования молекулы нуклеиновой кислоты, когда она находится в комплексе с олигонуклеотидом захвата.
4. Устройство по п. 1, где молекула нуклеиновой кислоты содержит по меньшей мере одну область фиксированной последовательности нуклеиновой кислоты, причем олигонуклеотид захвата содержит последовательность нуклеиновой кислоты, которая комплементарна области фиксированной последовательности нуклеиновой кислоты молекулы нуклеиновой кислоты.
5. Устройство по п. 4, где молекула нуклеиновой кислоты содержит первую область фиксированной последовательности нуклеиновой кислоты и вторую область последовательности нуклеиновой кислоты, причем необязательно первая область фиксированной последовательности нуклеиновой кислоты расположена в 5'-концевой области молекулы нуклеиновой кислоты, и вторая область фиксированной последовательности нуклеиновой кислоты расположена в 3'-концевой области молекулы нуклеиновой кислоты.
6. Устройство по п. 1, которое содержит линкерную молекулу, прикрепленную к подложке, причем линкерная молекула выполнена с возможностью гибридизации с молекулой нуклеиновой кислоты, и причем олигонуклеотид иммобилизации выполнен с возможностью гибридизации с молекулой нуклеиновой кислоты, когда молекула нуклеиновый кислоты гибридизован с линкерной молекулой, или причем линкерная молекула выполнена с возможностью гибридизации с олигонуклеотидом иммобилизации, и причем молекула нуклеиновой кислоты выполнена с возможностью гибридизации с олигонуклеотидом иммобилизации, когда олигонуклеотид иммобилизации гибридизован с линкерной молекулой.
7. Устройство по п. 6, которое дополнительно содержит средство детектирования для детектирования образования комплекса, содержащего олигонуклеотид захвата и олигонуклеотид иммобилизации или молекулу нуклеиновой кислоты.
8. Устройство по любому из пп. 6, 7, где линкерная молекула представляет собой молекулу ДНК или РНК, или смешанную молекулу ДНК/РНК, причем линкерная молекула необязательно содержит один или более модифицированных нуклеотидов.
9. Устройство по любому из предшествующих пунктов, которое содержит аппарат для анализа бокового потока.
10. Устройство по любому из предшествующих пунктов, где первая область содержит область приема образца.
2
3
2
2
11. Устройство по любому из предшествующих пунктов, которое дополнительно содержит проточный канал между первой областью и дополнительной областью, при этом проточный канал необязательно содержит мембрану, например нитроцеллюлозную, полиэтиленовую (PE), политетрафторэтиленовую (PTFE), полипропиленовую (PP), ацетатцеллюлозную (CA), полиакрилонитриловую (PAN), полиимидную (PI), полисульфоновую (PS), полиэфирсульфоновую (PES) мембрану, или неорганическую мембрану, содержащую оксид алюминия (AlO), оксид кремния (SiO) и/или оксид циркония (ZrO).
12. Устройство по любому из предшествующих пунктов, где первая область содержит зону нанесения пробы, причем зона нанесения пробы необязательно содержит прокладку для нанесения пробы.
13. Устройство по любому из предшествующих пунктов, где подложка первой области содержит зону иммобилизации, которая содержит олигонуклеотид иммобилизации или молекулу нуклеиновой кислоты, прикрепленную непосредственно или опосредованно, при этом зона иммобилизации необязательно содержит тканые или нетканые волокна, причем необязательно тканые волокна выбирают из целлюлозных волокон, стеклянных волокон, волокон карбида кремния, полимерных волокон, волокон животного происхождения (например, шерсти, шелка), углеродных волокон, минеральных волокон и/или микроволокон.
14. Устройство по любому из предшествующих пунктов, где первая область расположена выше относительно дополнительной области.
15. Устройство по любому из предшествующих пунктов, где дополнительная область содержит зону захвата, в которой олигонуклеотид захвата опосредованно или непосредственно прикреплен к подложке, при этом дополнительная область необязательно содержит множество зон захвата, причем каждая зона захвата содержит олигонуклеотид захвата, непосредственно или опосредованно прикрепленный к подложке, при этом олигонуклеотиды захвата могут быть одинаковыми или разными.
16. Устройство по любому из предшествующих пунктов, которое дополнительно содержит контрольную зону, расположенную ниже относительно первой области, причем контрольная зона содержит дополнительный олигонуклеотид захвата, причем необязательно устройство содержит множество контрольных зон, где каждая контрольная зона содержит олигонуклеотид захвата, причем олигонуклеотиды захвата могут быть одинаковыми или разными.
17. Устройство по п. 16, где каждый олигонуклеотид захвата в соответствующих контрольных зонах выполнен с возможностью связываться с другой молекулой.
18. Устройство по любому из предшествующих пунктов, которое дополнительно содержит корпус, содержащий первую область и дополнительную область, причем, необязательно, корпус дополнительно содержит порт ввода образца, и дополнительно, необязательно, корпус содержит окно, примыкающее к зоне детектирования, и необязательно контрольную зону.
19. Устройство по любому из пп. 1-8, где подложку первой области и/или дополнительной области независимо выбирают из гранулы, микротитровального или другого аналитического планшета, полоски, мембраны, пленки, геля, чипа, микрочастицы, наночастицы, нановолокна, нанотрубки, мицеллы, микропоры, нанопоры и поверхности биосенсора, причем, необязательно, первая область содержится в первом сосуде, и дополнительная область содержится в дополнительном сосуде.
20. Устройство по п. 19, где твердая фаза первой области и дополнительной области содержится на полоске, причем полоска необязательно содержит проточный канал между первой областью и дополнительной областью.
21. Устройство по п. 20, которое дополнительно содержит одно или более из следующего:
а) впитывающая прокладка,
b) мембрана, например нитроцеллюлозная мембрана;
c) одна или более молекул-конкурентов; и
d) одна или более контрольных молекул.
22. Устройство по любому из пп. 19-21, которое дополнительно содержит сосуд, выполненный с возможностью размещения по меньшей мере одной концевой части полоски и образца, при этом, необязательно, сосуд содержит область ввода образца.
23. Устройство по любому из предшествующих пунктов, где олигонуклеотид иммобилизации и/или олигонуклеотид захвата выбирают из молекулы ДНК, молекулы РНК, смешанной молекулы ДНК/РНК, модифицированной молекулы ДНК и модифицированной молекулы РНК.
24. Устройство по любому из предшествующих пунктов, которое содержит множество олигонуклеотидов иммобилизации, множество олигонуклеотидов захвата и множество молекул нуклеиновых кислот.
25. Устройство по любому из предшествующих пунктов, где молекула нуклеиновой кислоты представляет собой аптамер, который необязательно выбирают из двухцепочечного аптамера, одноцепочечного аптамера и аптамера, который является двухцепочечным по меньшей мере в части своей длины.
26. Устройство по любому из предшествующих пунктов, где молекула нуклеиновой кислоты и/или молекула иммобилизации содержит детектируемую метку,
где необязательно детектируемую метку выбирают из флуорофора, наночастицы, квантовой точки, фермента, радиоактивного изотопа, заранее определенной части последовательности, биотина, дестиобиотина, тиоловой группы, аминогруппы, азида, аминоаллильной группы, дигоксигенина, антитела, катализатора, коллоидной металлической частицы, коллоидной неметаллической частицы, органического полимера, латексной частицы, нановолокна, нанотрубки, дендримера, белка и липосомы, и
дополнительно необязательно где детектируемая метка представляет собой фермент, и где указанный фермент выбирают из пероксидазы хрена, щелочной фосфатазы, уреазы и β-галактозидазы.
27. Устройство по любому из предшествующих пунктов, где образец представляет собой биологический образец, выбранный из цельной крови, лейкоцитов, мононуклеарных клеток периферической крови, плазмы, сыворотки, мокроты, выдыхаемого воздуха, мочи, спермы, слюны, менингиальной жидкости, амниотической жидкости, жидкости желез, лимфатической жидкости, аспирата соска, бронхиального аспирата, синовиальной жидкости, суставного аспирата, клетки, экстракта клеток, стула, ткани, биопсии ткани и спинномозговой жидкости.
28. Устройство по любому из предшествующих пунктов, где образец получают из сельскохозяйственного или промышленного продукта или побочного продукта, образца окружающей среды, воды, пищевого продукта, образца производственного процесса, продукта животного происхождения, продукта растительного происхождения и бактериального продукта.
29. Устройство по любому из предшествующих пунктов, где целевую молекулу выбирают из органической или неорганической малой молекулы, клетки, белка, пептида, аминокислоты, углевода, липида, вируса, микроорганизма, среза ткани, иона, нуклеотида, производного нуклеотида и нуклеиновой кислоты.
30. Способ детектирования наличия, отсутствия или количества целевой молекулы в образце, включающий:
а) взаимодействие образца с комплексом, содержащим:
i) олигонуклеотид иммобилизации; и
ii) молекулу нуклеиновой кислоты, причем олигонуклеотид иммобилизации и/или молекула нуклеиновой кислоты непосредственно или опосредованно прикреплены к подложке, причем олигонуклеотид иммобилизации содержит последовательность нуклеиновой кислоты, которая по меньшей мере частично комплементарна последовательности нуклеиновой кислоты молекулы нуклеиновой кислоты, и причем молекула нуклеиновой кислоты способна гибридизоваться с частью олигонуклеотида иммобилизации;
при этом молекула нуклеиновой кислоты имеет сродство связывания с целевой молекулой, и причем молекула нуклеиновой кислоты выполнена с возможностью образования комплекса с целевой молекулой;
b) если целевая молекула присутствует в образце, отделение молекулы нуклеиновой кислоты от комплекса с олигонуклеотидом иммобилизации с образованием комплекса целевая молекула-молекула нуклеиновой кислоты; и
c) предоставление олигонуклеотида захвата, который содержит последовательность нуклеиновой кислоты, которая по меньшей мере частично комплементарна последовательности нуклеиновой кислоты молекулы нуклеиновой кислоты, при этом молекула нуклеиновой кислоты способна гибридизоваться с частью олигонуклеотида захвата; и
d) детектирование наличия или отсутствия целевой молекулы.
31. Способ по п. 30, дополнительно включающий, если целевая молекула присутствует в образце, образование комплекса целевая молекула-молекула нуклеиновой кислоты-олигонуклеотид захвата.
32. Способ по п. 30 или 31, дополнительно включающий определение количества целевой молекулы в образце.
33. Способ по любому из пп. 30-31, где детектирование целевой молекулы включает фотонное детектирование, электронное детектирование, акустическое детектирование, электрохимическое детектирование, электрооптическое детектирование, ферментное детектирование, химическое детектирование, биохимическое детектирование или физическое детектирование.
34. Способ по любому из пп. 30-33, где этап (а) выполняют в условиях, эффективных для обеспечения связывания целевой молекулой с молекулой нуклеиновой кислоты.
35. Способ по любому из пп. 30-32, где этап детектирования наличия или отсутствия целевой молекулы включает детектирование гибридизации молекулы нуклеиновой кислоты с олигонуклеотидом захвата.