核酸样本转运技术获突破,GeneStore率先实现常温运输!
来源: IVD从业者网 2021年12月02日 16:31

生物样本中的核酸(DNA/RNA)会因为核酸酶、温度、pH值、微生物、自身化学性质等因素而发生被动或主动降解。然而,当前市面上主流的生物样本保存技术和产品并非专门为分子诊断而开发。

作为分子诊断的第一步——高质量的核酸样本保存,对于分子诊断意义重大,近年来已逐渐被WHO、FDA和CDC所重视。高质量的生物样本保存,需要达到完整、保真和安全的目的,针对检测而言,样本保存所秉承的理念为:

-高质量的输入才有高质量的输出;

-垃圾输入=垃圾输出。

白垩纪生物科学家一直致力于给分子诊断行业提供更多“核芯”技术,核酸样本保存技术即为其中之一。传统的核酸样本转运方式为:“样本严格的包装——专业冷链运输——冷冻保存”;“纪者们”创新性的开发了自有专利技术(GeneStoreTM技术),将样本转运方式升级为:“普通包装——室温运输——室温储存”,极大简化了样本转运和保存的可操作性,提升了分子诊断远程服务的可行性。

核酸样本转运技术获突破,GeneStore率先实现常温运输!

当前,GeneStoreTM核酸样本保存技术主要服务于三大领域:1)人类基因组DNA检测和学术研究;2)微生物组学研究;3)传染性病原体核酸检测。

一、人类基因组DNA检测和学术研究

“纪者们”开发了一系列针对基因组DNA进行长期保存的技术方案,可应用于拭子、唾液、血清、血浆、组织、细胞等各种类型生物样本,其中商业化应用最为广泛的为拭子样本和唾液样本。

01、拭子样本DNA保存

“纪者们”开发了专门针对拭子DNA样本的长期保存技术,适用于口腔拭子、咽拭子、鼻拭子、宫颈拭子等各种类型拭子样本。样本中的DNA可在室温下稳定保存长达1~3年之久。

数据展示:使用植绒拭子刮取口腔细胞后,保存于1mL GeneStoreTM保存液中,于室温下放置7~360天后,进行核酸提取获得DNA产物,分别通过凝胶电泳、Nanodrop、Qubit及qPCR检测样本的保存性能。

某真实用户使用本公司一次性使用采样器产品(拭子DNA样本保存),刮取不同人口腔细胞后,室温存放1个月后进行NGS测序,结果数据显示基因组对比率超过99.7%(图5)。


图5  对拭子DNA产物进行NGS测序

02、唾液样本DNA保存

“纪者们”开发了专门针对唾液DNA样本的长期保存技术,样本中的DNA可在室温下稳定保存长达超过1年之久。同时,本品也可用于痰液、尿液、血浆、血清或其它体液类样本中DNA的长期保存。

数据显示,经本公司产品保存后的1mL唾液样本中,使用商业化核酸提取试剂盒,针对大多数人群样本依然可获得50μg的基因组DNA产物,可替代血液样本完成多种基因检测实验。

数据展示:将新鲜采集的唾液样本,按照1:1的体积比保存于GeneStoreTM保存液中,于室温下放置7至360天后,进行核酸提取获得DNA产物,分别通过凝胶电泳、Nanodrop、Qubit、PCR及qPCR检测样本的保存性能。

二、微生物基因组核酸保存技术

在疾病诊断中,继人基因组被大规模研究之后,针对微生物基因组的研究正大范围展开,在众多领域已经获得了骄人的成果,比如通过对粪便样本中微生物组的分析进行肠癌诊断。针对微生物基因组检测,取样后对样本中微生物群落的瞬间定格及稳定保存,对获得准确的分析结果至关重要。

微生物组研究中,最为常见的样本类型为粪便和土壤,其中跟人疾病相关的为粪便样本。粪便样本非常复杂,其中含有胆汁、胆红素、亚铁血红素以及消化后的食物残渣等多种物质,极大提升了核酸保存的难度。众多科学家曾经发表文章,论述了粪便中肿瘤细胞的核酸如未能保存完好,将对下游肠癌检测的准确性产生重大影响;以及在不同储存条件下对短期储存的粪便样本中,细菌种群组成和多样性所带来的影响。

针对微生物组核酸保存,“纪者们”专门开发了相应方案,重点推出了两款产品:1)用于结直肠癌筛查的粪便样本DNA保存液。该产品主要针对粪便样本中DNA的稳定保存,包括肠道肿瘤细胞中DNA的稳定保存;2)可将微生物取样瞬间信息定格的粪便样本DNA保存液。该产品可反映取样时刻的人体内状态,应用于肠道微生物分析。


数据展示:我们将GeneStoreTM技术对粪便样本基因组DNA的保存效果与市售产品进行了比较,结果(图10)显示:经过GeneStoreTM技术保存的粪便样本,在第7天和第14天后,DNA依旧主带清晰未明显降解,而竞品则都已经无法获得完整性的DNA产物。

三、传染性病原体核酸检测

01、病毒样本核酸保存

“纪者们”开发了可用于新冠病毒、非洲猪瘟病毒、甲流、乙流、禽流感等病原体样本中DNA/RNA保存技术。可实现样本中病毒DNA/RNA室温下的长期保存,保存时间最长可达1年之久;同时,该保存液可在1分钟内快速灭活病原体,避免工作人员二次传染的风险。


数据展示:如图11所示,将慢病毒原液(1x108拷贝/mL)分别与PBS(A)、生理盐水(B)及GeneStoreTM保存液(C),以1:3体积比混合后进行细胞感染实验。紫外荧光影像结果显示(C)组无绿色GFP荧光信号,且RT-PCR结果证实慢病毒携带的GFP基因无感染细胞及表达,证明本产品可以快速高效灭活病毒。

如图12所示,将COVID-19假病毒保存于GeneStoreTM保存液中,室温下保存60日后,用核酸提取试剂盒提取获得RNA,然后进行RT-PCR检测。实验结果显示本GeneStoreTM保存液针对病毒RNA室温下保存60天后,Ct值依然未升高,且保存效果明显优于对照产品(SupplierL)。

02、细菌样本核酸保存

“纪者们”也开发了系列可用于细菌类微生物样本中的核酸保存技术。细菌样本保存领域中,难度最大的为痰液样本中结核分支杆菌(MTB)及其DNA的保存,针对该应用“纪者们”专门进行了技术公关,成功实现了用于痰液样本采集、运输和保存所需要的保存液技术,可确保样本中细胞、细菌、病毒、支原体等类型核酸(DNA)的稳定,同时保持MTB测试的活力,可用于显微镜涂片检查、微生物培养以及RT-qPCR检测。现在已广泛应用于结核杆菌检测领域;此外,该款产品也应用在了肺癌脱落细胞、肺炎链球菌、肺炎支原体和呼吸道病毒等的核酸检测中。

注:当前,结核病依然是主要的全球性健康问题之一。据WHO估计约1/3的世界人口(或20亿人)感染有结核病。在结核病的早期诊断中,痰液是最常被采集的呼吸道样本。痰液为一种高度粘液状样本,从采样到实验室进行培养、涂片和显微镜检查之前,必须经过液化和去污染处理。CDC推荐的标准处理方法为“N-乙酰基-L-半胱氨酸(NALC)/氢氧化钠(NaOH)法”,利用NaOH杀灭污染的细菌,同时帮助样本液化,但也显著损害了分枝杆菌(MTB)的生存能力,从而降低了培养检测的灵敏度。

GeneStoreTM技术助力分子诊断DTC市场

GeneStoreTM核酸样本保存技术在DTC市场中已受到众多客户的喜爱,使得“用户手机端App下单——采样器居家采样——普通快递运输——实验室检测——APP报告”的过程,无论春、夏、秋、冬均可得以轻松实现,应用在了消费级基因检测、携带者筛查、遗传健康风险、药物基因组学、癌症风险检测、低风险普通健康检测和祖源检测等众多基因检测市场。



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