Устройство и способы детектирования аналитов в слюне

Устройство и способы детектирования аналитов в слюне

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к устройствам и способам детектирования и/или количественного определения молекул в образце слюны. Способы и устройства объединяют в себе предварительную обработку и детектирование.

Уровень техники

В диагностическом тесте требуется измерять одну или более специфических целевых молекул или аналитов. Часто это выполняют, обеспечивая взаимодействие целевой молекулы в (биохимической) реакции, которая в результате, напрямую или опосредованно, дает детектируемый сигнал.

Сущность изобретения

В настоящее время на рынке доступно множество устройств и способов, предназначенных для выполнения "придорожных" анализов (непосредственно на трассе) лекарственных (наркотических) средств. Большинство из них основано на иммунологическом детектировании мишени, которое выполняют напрямую в пробе в WO 02/082040, в которой описана система с одним устройством для определения различных аналитов, в частности лекарственных средств, в жидкостях организма. Физиологическую жидкость набирают через приемный конец устройства с впитывающим наполнителем, ряд нагнетательных головок в наконечнике приемного устройства проталкивают пробу (как только приемный конец устройства проходит через нагнетательные головки) во внутреннюю часть системы иммуноанализа, содержащую диагностические полоски для детектирования лекарственного средства. Лекарственное средство в пробе конкурирует с конъюгатом лекарственного средства, иммобилизованным на мембранной подложке, за связывание с некоторыми сайтами антитела на цветных микрогранулах. Цветная линия указывает на присутствие или отсутствие соответствующих лекарственных средств в пробе. Часть пробы сохраняется в контрольной лунке, изолируемой от внешней среды и сохраняемой для последующего анализа.

Впрочем, было продемонстрировано, что многие из указанных тестов являются неудовлетворительными, прежде всего в том что касается чувствительности анализов. Это частично обусловлено тем фактом, что концентрация большинства лекарственных средств в слюне обычно несколько ниже, чем в крови или моче. Однако, что еще более важно, слюна содержит компоненты, которые препятствуют выполнению многих способов детектирования. Хотя слюна в значительной степени состоит из воды, она дополнительно содержит много различных веществ. Они включают электролиты (например, натрий, калий, кальций, магний, хлорид, бикарбонат, фосфат), антибактериальные соединения (такие как тиоционат, пероксид водорода, иммуноглобулин A), ферменты (например, амилазы, лизоцимы, липазы, фосфатазы, амидазы, дегидрогеназы, пероксидазы, супероксиддисмутазу, трансферазы, изомеразы), клетки (как бактериальные клетки, так и хозяйские клетки, то есть клетки животного или человека, вырабатывающие слюну), а также другие соединения, такие как гормоны. Однако, что наиболее важно, слюна содержит слизь, состоящую главным образом из мукополисахаридов и гликопротеинов.

Важным классом гликопротеинов, обнаруженных в слюне, являются муцины. Муцины относятся к семейству больших сильно гликозилированных белков. С помощью клонирования кДНК у человека было индентифицировано, по меньшей мере, 19 генов, отвечающих за синтез муцинов - MUC1, 2, 3A, 3B, 4, 5AC, 5B, 6-9, 11-13 и 15-19. Муцины секретируются в виде массивных агрегатов белков с молекулярными массами примерно от 0,1 до 10 миллионов Да. В указанных агрегатах мономеры связаны друг с другом главным образом посредством нековалентных взаимодействий, хотя в данном процессе также могут играть роль межмолекулярные дисульфидные связи. Было продемонстрировано, что муцины ответственны за большинство ложноположительных результатов при анализе образцов слюны.

Чтобы точно определять присутствие в слюне лекарственных средств, необходима предварительная экстракция аналитов или удаление нежелательных компонентов (таких как муцины). Как правило, твердофазные системы очистки используются для удаления нежелательных соединений или выделения целевого аналита путем связывания со стационарной фазой. Несвязанные соединения смываются и удаляются из колонки. Если аналит связывается на колонке, он впоследствии элюируется с использованием подходящего буфера, способного вытеснять адсорбированный аналит из стационарной фазы. В альтернативе, если связывается нежелательное соединение, элюат, содержащий аналит, собирается непосредственно. Элюат необязательно выпаривают и заново растворяют в меньшем объеме с целью его предварительного концентрирования перед анализом с использованием таких методов, как, помимо прочих, твердофазный иммуноферментный анализ (ELISA), радиоиммунный анализ (РИА), высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ), жидкостная хроматография/масс-спектрометрия (ЖХ-МС) и газовая хроматография/масс-спектрометрия (ГХ-МС).

Тем не менее, традиционные методы анализа имеют несколько недостатков. Во-первых, данные методы занимают много времени и являются дорогостоящими. Кроме того, часто они требуют сложных приборов и относительно высокой квалификации со стороны лица, выполняющего анализ.

Таким образом, существует потребность в измерительных устройствах и способах, которые обеспечивают точное и чувствительное детектирование аналитов в слюне без необходимости в сложном оборудовании или высококвалифицированных лаборантах.

Настоящее изобретение предоставляет устройства и способы, посредством которых предварительная обработка пробы и детектирование выполняются последовательно в одной и той же обстановке, обеспечивая легкость манипуляций, а также высокую специфичность и чувствительность. Указанные способы и устройства, в частности, могут применяться при анализе аналитов в слюне. Кроме того, способы и устройства допускают применение вне лабораторных условий.

Интеграция области предварительной обработки и области детектирования в одном устройстве обеспечивает несколько преимуществ. Уменьшается потребность во взаимодействии пользователя с образцом. Как следствие, уменьшается вероятность ошибок, вызванных манипуляциями с образцом. Кроме того, требуется меньшее количество образца. Фактически не происходит потери образца, как, например, в случае переноса образца из одного устройства в другое. Кроме того, это гарантирует минимальный контакт пользователя с образцом, сводя к минимуму риск контаминации образца.

Способы и устройства настоящего изобретения предусматривают предварительную обработку образца перед детектированием, в результате которой удаляются компоненты, препятствующие детектированию. Это позволяет применять в устройстве намагничиваемые частицы, не влияя на чувствительность или специфичность. Фактически нежелательная фракция, которая обычно вызывает агрегацию намагничиваемых частиц, удаляется перед контактом с намагничиваемыми частицами. Это приводит к снижению фонового сигнала или уменьшению неспецифического связывания. Кроме того, способы и устройства настоящего изобретения обеспечивают детектирование, основанное на магнитном воздействии. Это имеет особое значение, поскольку магнитное воздействие может использоваться для дополнительного ускорения диагностических тестов и упрощения гидродинамики, например, в микрожидкостном устройстве. Таким образом, способы и устройства, описанные в настоящем изобретении, обеспечивают быстрые, чувствительные и надежные инструменты для определения аналитов в слюне.

Устройства и способы, описанные в настоящей заявке, также особенно подходят для применения в способах непрямого детектирования, то есть способах, в которых детектируют несвязанный аналит или аналит-специфичный реактив как показатель присутствия и, необязательно, количества аналита в образце, как, например, в конкуретном анализе.

Устройства и способы настоящего изобретения могут применяться в тестах, которые требуют минимальной обработки, в особенности во внелабораторных условиях (например, в придорожном анализе, диагностике на месте). Таким образом, устройства могут быть предоставлены в виде устройств одноразового применения или в виде картриджей в микрожидкостном устройстве.

Таким образом, настоящее изобретение предоставляет устройства для детектирования присутствия одного или более аналитов в образце слюны, включающие:

(a) одну или более областей предварительной обработки для специфичного или неспецифичного удаления, по меньшей мере, части нежелательной фракции из образца слюны, препятствующей детектированию одного или более аналитов; и

(b) область детектирования, которая включает в себя поверхность биосенсора, включающую:

- молекулы, способные специфично связывать один или более аналитов; или

- один или более аналитов и/или аналогов аналита.

Согласно конкретным вариантам осуществления предложены устройства, которые являются микрожидкостными устройствами. Согласно альтернативным конкретным вариантам осуществления предложены устройства, которые являются устройствами латерального потока.

Согласно конкретному варианту осуществления предложены устройства, в которых одна или более областей предварительной обработки включены в одну или более отдельных камер, содержащих намагничиваемые частицы, покрытые молекулой, способной специфично или неспецифично связываться с компонентами в образце слюны, препятствующими детектированию одного или более аналитов. В частности, указанные намагничиваемые частицы представляют собой парамагнитные или суперпарамагнитные частицы.

В альтернативных вариантах осуществления устройства снабжены одной или более областями предварительной обработки, включающими поверхность, которая включает молекулу, способную специфично или неспецифично связываться с компонентами в образце слюны, препятствующими детектированию одного или более аналитов. Молекула, связывающаяся с компонентами в образце слюны, может быть связана на поверхности, или поверхность может в значительной степени или по существу состоять из такой молекулы. Первое обычно имеет место, когда предусмотрены молекулы, способные к специфичному связыванию; последнее предусмотрено, когда используются молекулы, неспецифично связывающиеся с компонентами в образце слюны. Впрочем, это является лишь общим правилом и не должно трактоваться как ограничение данного варианта осуществления.

Согласно другим конкретным вариантам осуществления предложены устройства, включающие поверхность, которая включает молекулу, способную специфично или неспецифично связываться с компонентами в образце слюны, препятствующими детектированию одного или более аналитов, где указанная поверхность является пористой. Согласно следующим конкретным вариантам осуществления пористая поверхность является пористой структурой, полученной спеканием.

Согласно конкретным вариантам осуществления предложены устройства, включающие молекулу, связывающуюся с компонентами в образце слюны, препятствующими детектированию одного или более аналитов, которая является гидроксиапатитом.

Согласно конкретным вариантам осуществления предложены устройства, включающие молекулу, специфично связывающуюся с компонентами в образце слюны, препятствующими детектированию одного или более аналитов, где указанная молекула является антителом. Согласно другим конкретным вариантам осуществления антитело является антителом против фактора агрегации. Согласно наиболее предпочтительным вариантам осуществления антитело является антителом против муцина.

Согласно конкретным вариантам осуществления предложены устройства, которые включают промежуточную область для содержания образца слюны перед контактом образца с областью детектирования. Указанная промежуточная область может быть предназначена просто для перемещения образца (например, являться каналом, таким как микрожидкостный канал в микрожидкостном устройстве; или инертной областью в устройстве латерального потока). Впрочем, промежуточная область может также иметь другую функцию, например служить для взаимодействия образца с одним или более реактивами перед контактом образца с областью детектирования.

Согласно конкретным вариантам осуществления предложены устройства, в которых область детектирования или промежуточная область устройства представляет собой отдельную камеру, содержащую намагничиваемые частицы, покрытые молекулой, способной специфично связывать один или более аналитов, которые отличаются от молекулы на поверхности биосенсора.

Согласно конкретным вариантам осуществления предложены устройства, подходящие для одноразового применения.

Также предусмотрены способы, в которых применяются устройства, такие как описанные в настоящей заявке. Согласно конкретным вариантам осуществления предложены способы детектирования присутствия одного или более аналитов в образце слюны, которые включают этапы контакта образца слюны с устройством, включающим:

(a) одну или более областей предварительной обработки для специфичного или неспецифичного удаления, по меньшей мере, части фракции в образце слюны, препятствующей детектированию одного или более аналитов; и

(b) область детектирования, которая включает поверхность биосенсора, включающую:

- молекулы, способные специфично связывать один или более аналитов; или

- один или более аналитов и/или аналогов аналита, где указанные способы включают детектирование присутствия аналита в области детектирования в конкурентном или неконкурентном анализе.

Согласно конкретным вариантам осуществления предложены способы, которые включают этап инкубирования образца слюны с намагничиваемыми частицами, покрытыми молекулой, способной специфично или неспецифично связываться с компонентами в образце слюны, препятствующими детектированию одного или более аналитов, по меньшей мере, в одной из одной или более областей предварительной обработки.

Согласно конкретным вариантам осуществления предложены способы, в которых молекулы, связывающиеся с компонентами в образце слюны, препятствующими детектированию одного или более аналитов, являются гидроксиапатитом.

Согласно альтернативным конкретным вариантам осуществления предложены способы, в которых молекулы, связывающиеся с компонентами в образце слюны, препятствующими детектированию одного или более аналитов, являются антителом. Согласно другим конкретным вариантам осуществления антитело является антителом против фактора агрегации. Согласно наиболее предпочтительным вариантам осуществления антитело является антителом против муцина.

Согласно конкретным вариантам осуществления предложены способы, включающие этап контакта образца с одной или более областей предварительной обработки, а затем следующий этап контакта образца с областью детектирования, и при этом после контакта области (областей) предварительной обработки образец связывается с намагничиваемыми частицами, покрытыми молекулой, способной специфично связывать один или более аналитов, которые отличаются от молекулы на поверхности биосенсора.

Согласно конкретным вариантам осуществления предложены способы для применения при детектировании лекарственного средства, в частности при детектировании лекарственного средства, вызывающего наркотическую зависимость. Таким образом, согласно данным вариантам осуществления, по меньшей мере, один из детектируемых аналитов является лекарственным средством.

Другой аспект изобретения относится к преимуществу фильтрования слюны через гидроксиапатит. Таким образом, предложены способы детектирования одного или более аналитов в образце слюны, которые включают контакт образца слюны с гидроксиапатитом перед выполнением детектирования аналита (ов).

Краткое описание фигур

Вышеописанные и другие особенности, признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из последующего подробного описания, рассматриваемого в сочетании с сопровождающими Фигурами, которые посредством примера иллюстрируют принципы изобретения. Настоящее описание приводится исключительно в качестве примера, не ограничивая объем изобретения. Справочные Фигуры, приведенные ниже, относятся к прилагаемым графическим материалам:

На Фигуре 1 показано схематическое изображение устройства (1) согласно конкретному варианту осуществления изобретения включающего область предварительной обработки (2) и область детектирования (4). Область детектирования (4) включает поверхность (5) биосенсора, которая в данном варианте осуществления включает молекулы (6), способные специфично связывать один или более аналитов.

На Фигуре 2 показано схематическое изображение устройства (1) согласно конкретному варианту осуществления изобретения, включающего область предварительной обработки (2) и область детектирования (4). Область детектирования (4) включает поверхность (5) биосенсора, которая в данном варианте осуществления включает молекулы (6), способные специфично связывать один или более аналитов. В определенном варианте осуществления, показанном здесь, устройство включает средства, которые обеспечивают контакт области детектирования (4) с намагничиваемыми частицами (7), покрытыми молекулой, способной специфично связывать один или более аналитов. В конкретных вариантах применения устройства (1), образец слюны наносится на область предварительной обработки (2), которая включает молекулы, которые специфично или неспецифично удаляют, по меньшей мере, часть фракции образца слюны, препятствующей детектированию одного или более аналитов. Затем предварительно обработанный образец перемещается в область детектирования (4), в данном конкретном варианте осуществления через микрожидкостный канал (3). При этом аналиты (8), присутствующие в образце, могут связаться с молекулами (6), способными специфично связывать аналиты и находящимися на поверхности (5) биосенсора. Приложение магнитного поля вызывает движение несвязанных намагничиваемых частиц (7) к поверхности (5) биосенсора, где они могут связаться с присутствующими аналитами (8). По истечении заданного времени магнитное поле притяжения удаляют. Прикладывают другое магнитное поле, притягивающее несвязанные намагничиваемые гранулы от поверхности (5) биосенсора. Затем присутствие меченых намагничиваемых частиц (указывающих на присутствие аналита) на поверхности биосенсора детектируют с помощью подходящих средств детектирования. A: устройство перед применением. B: устройство в процессе детектирования аналита в образце.

На Фигуре 3 показана функциональность анализа после фильтрования через гидроксиапатит в области предварительной обработки. Целевым аналитом является опиат. В данном эксперименте поверхность биосенсора была покрыта BSA-опиатом, а детектирование выполняли с использованием суперпарамагнитных частиц, покрытых антителами против опиата. Конкурентный анализ выполняли с целью определения возможности детектирования опиата в образцах без предварительной обработки (разбавление 30% буфером) с предварительной обработкой фильтрованием и предварительной обработкой фильтрованием, комбинированной с предварительной обработкой гидроксиапатитом. Результаты представлены для образцов слюны от трех испытуемых. Изменение оптического сигнала (%) относится к изменению сигнала после добавления суперпарамагнитных частиц.

На Фигуре 4 показана функциональность анализа после фильтрования через гидроксиапатит в области предварительной обработки. Целевым аналитом является опиат. В данном эксперименте поверхность биосенсора была покрыта BSA-опиатом, а детектирование выполняли с использованием суперпарамагнитных частиц, покрытых моноклональными антителами против опиата. Конкурентный анализ выполняли с целью определения возможности детектирования опиата в образцах, которые были предварительно обработаны фильтрованием или предварительно обработаны посредством предварительной обработки гидроксиапатитом в комбинации с фильтрованием. Результаты представлены для образцов слюны от пяти испытуемых. Изменение оптического сигнала (%) относится к изменению сигнала после добавления суперпарамагнитных частиц.

Подробное описание вариантов осуществления

Далее настоящее изобретение описано в отношении конкретных вариантов осуществления и со ссылкой на определенные фигуры, однако ими изобретение не ограничивается, а ограничивается только формулой. Любые условные обозначения в формуле изобретения не должны рассматриваться как ограничение объема. Описанные фигуры являются исключительно схематическими и неограничивающими. На фигурах размер некоторых элементов может быть увеличен и не показан в масштабе в иллюстративных целях.

В тех случаях, когда в настоящем описании и формуле используется термин "включающий", он не исключает другие элементы или этапы. Когда в оригинальном тексте используется существительное в единственном числе, оно включает множественное число соответствующего существительного, если прямо не указано что-либо иное.

Кроме того, термины первый, второй, третий и т.п. в описании и в формуле используются для различения аналогичных элементов и не обязательно для описания последовательного или хронологического порядок. Следует понимать, что термины, используемые таким образом, являются взаимозаменяемыми при соответствующих обстоятельствах и что варианты осуществления изобретения, описанные в настоящей заявке, могут функционировать в последовательностях, отличающихся от описанных или показанных в настоящем описании.

Термины или определения, используемые в настоящей заявке, представлены исключительно для того, чтобы поспособствовать в понимании изобретения.

Определения

Термин "аналит", используемый в настоящей заявке, относится к соединению, присутствующему в образце, присутствие и/или концентрацию которого требуется детектировать.

Термин "аналит-аналог", используемый в настоящей заявке, относится к молекуле, которая аналогична аналиту в том, что она связывается с аналит-специфичным зондом. Однако аналит-аналоги связываются с аналит-специфичными зондами слабее, чем аналит, в результате чего связывание аналит-аналога с зондом может быть вытеснено присутствием аналита. Аналог аналита, используемый в настоящей заявке, например, относится к молекуле, используемой, например, в конкуретном анализе. В данном типе анализа используется только одна аналит-связывающая молекула (обычно антитело). Аналог аналита является соединением, которое обладает другой, но, тем не менее, сходной структурой с аналитом и также связывается аналит-связывающей молекулой.

В таком конкуретном анализе и аналит, и аналог аналита конкурируют за связывание с одной и той же аналит-связывающей молекулой. В данном случае молекула, связывающая аналог аналита, связывается с аналитом с той же или более низкой аффинностью, чем аналит-связывающая молекула непосредственно, при этом аналит-аналог, связанный с аналит-связывающей молекулой, может быть вытеснен аналитом. Обычно аналог аналита имеет с аналитом общий эпитоп для аналит-связывающего антитела. Причинами использования аналога аналита вместо самого аналита в таком конкуретном анализе являются, например, легкость его синтеза, легкость пришивания к подложке, увеличенная стабильность и/или срок хранения или сниженный риск при производстве тестирующего устройства, например сниженная токсичность или сниженная фармацевтическая активность по сравнению с аналитом непосредственно (например, бактериальными токсинами, наркотическими средствами).

Фраза "детектирование присутствия", используемая в настоящей заявке, относится к качественному и/или количественному детектированию присутствия аналита. Детектирование присутствия также охватывает детектирование отсутствия аналита, то есть обнаружение того, что детектируемый аналит не присутствует. Аналогичным образом, количественное детектирование аналита охватывает детектирование отсутствия аналита, соответствующее нулевому уровню, а также детектирование поддающихся количественному измерению уровней аналита.

Термин "предварительная обработка", используемый в настоящей заявке, относится к манипуляции (обычно очистке), выполняемой на образце перед детектированием с целью оптимизации детектирования. Такая предварительная обработка может включать удаление молекул из образца, основанное на каких-либо физических (например, размере, вязкости) или биохимических свойствах данных молекул (например, специфичном или неспецифичном связывании молекул с матрицей). Дополнительно или альтернативно "предварительная обработка" может включать изменение физических и/или биохимических свойств молекул в образце. "Область предварительной обработки", применительно к устройству представляет собой область в устройстве, предназначенную для обеспечения предварительной обработки образца.

"Фактор агрегации", используемый в настоящей заявке, относится к одному или нескольким веществам, которые вызывают агрегацию молекул. Агрегация может являться агрегацией самого фактора агрегации, агрегацией детектируемого аналита, агрегацией аналитических молекул (например, антител или частиц, например, намагничиваемых частиц), используемых в процессе детектирования, или агрегацией любого другого вещества, присутствующего в образце или используемого в течение детектирования аналита. Как правило, агрегация, вызванная фактором агрегации, приводит к уменьшению эффективности или точности детектирования аналита. Слюна, как известно, содержит различные факторы агрегации (см. например, Van Nieuw Amerongen et al., Bohn Stafleu Van Loghum (Houten, The Netherlands), 2004), причем данные факторы агрегации являются частью фракции образца слюны, которая может препятствовать детектированию одного или нескольких аналитов. Типичные примеры факторов агрегации в слюне включают S-IgA, муцины, высокомолекулярные гликопротеины, такие как агглютинин, пролин-богатый гликопротеин (PRG) и лизоцим.

Термин "область детектирования" применительно к устройству в настоящей заявке относится к области в устройстве, в которой детектирование присутствия аналита в образце происходит с помощью детектора, способного регистрировать сигнал, генерируемый в области детектирования.

Термин "поверхность биосенсора", используемый в настоящей заявке, относится к области внутри области детектирования устройства или картриджа, в которой с помощью средств детектирования обеспечивается детектирование. Поверхность биосенсора включает биологический компонент и детекторный компонент.

Термин "намагничиваемые частицы", используемый в настоящей заявке, относится к частицам или гранулам, которые являются магнитными в присутствии (приложенного извне) магнитного поля и могут управляться приложенным извне магнитным полем, но не сохраняют намагничивание в отсутствие такого магнитного поля. Он включает парамагнитные частицы или суперпарамагнитные частицы. Очень мелкие магнитные частицы (например, диаметром порядка 1-20 нм) очень быстро теряют намагничивание вследствие тепловых эффектов. В рамках изобретения указанные частицы также можно считать намагничиваемыми частицами, эквивалентными парамагнитным частицам.

Настоящее изобретение обеспечивает устройства и способы детектирования присутствия одного или нескольких аналитов в образце, в особенности в образце слюны. Согласно конкретному аспекту устройства включают одну или более областей предварительной обработки для специфичного или неспецифичного удаления, по меньшей мере, части фракции образца слюны, препятствующей детектированию одного или более аналитов, а также соединенную с ними область детектирования.

Одна или более областей предварительной обработки в устройстве и способах настоящего изобретения, в частности, направлены на увеличение чувствительности детектирования потенциальных аналитов, присутствующих в слюне, в области детектирования. Множество веществ, присутствующих в слюне, может препятствовать детектированию аналитов. Устройства и способы изобретения обеспечивают предварительную обработку образца с целью удаления, по меньшей мере, части веществ, которые могут препятствовать детектированию аналита. Согласно конкретным вариантам осуществления предварительная обработка образца слюны включает в себя удаление факторов агрегации. Факторы агрегации фактически являются частью фракции образца слюны, препятствующей детектированию одного или более аналитов. Согласно конкретным вариантам осуществления фактор агрегации выбран из группы, состоящей из S-IgA, муцинов, высокомолекулярных гликопротеинов, таких как агглютинин, пролин-богатый гликопротеин (PRG) и лизоцим. Согласно другим конкретным вариантам осуществления фактор агрегации (или факторы агрегации) является мукополисахаридом, гликопротеином или их комбинацией. Согласно другим конкретным вариантам осуществления фактор агрегации является муцином или комбинацией муцинов.

Способы и устройства настоящего изобретения представляют наибольший интерес для детектирования аналитов в муцин-содержащих образцах, таких как образцы слюны.

Одна или более областей предварительной обработки, предусматриваемых в рамках настоящего изобретения, предусмотрены для обеспечения предварительной обработки образца одним или более различными путями. В конкретных вариантах осуществления одна или более предварительных обработок обеспечивают удаление, по меньшей мере, части фракции образца слюны, которая препятствует детектированию.

В конкретных вариантах осуществления удаление молекул, которые препятствуют детектированию, обеспечивается посредством специфичной или неспецифичной иммобилизации данных молекул, при этом остальная часть образца (включая аналит) остается в мобильной фазе. Таким образом, одна или более областей предварительной обработки включают молекулу, которая связывается с нежелательной фракцией, присутствующей в слюне, но при этом не обладает или обладает незначительной аффинностью к детектируемому аналиту.

В конкретных вариантах осуществления используются области предварительной обработки, которые включают материалы и/или молекулы, которые связывают, по меньшей мере, часть фракции образца слюны, или одну или более молекул в ней, которые препятствуют детектированию. В других конкретных вариантах осуществления используются молекулы, которые связывают факторы агрегации, присутствующие в слюне.

Примеры материалов, предусмотренных в рамках настоящего изобретения для применения в предварительной обработке, включают, помимо прочих, гидроксиапатит, оксиды металлов, гидроксиды металлов (в частности отрицательно заряженные гидроксиды металлов), гидроксид алюминия, металлы (такие как титан, железо), полимеры (такие как, помимо прочих, производные полиэтилена, такие как полиэтиленоксид; полиметилметакрилат и т.п.). Гидроксиапатит (HAP) является главным компонентом зубной эмали. Указанный нетоксичный материал, как известно, обладает некоторой аффинностью к различным элементам слюны. В частности муцины слюны адсорбируются на гидроксиапатите. Кроме того, известно, что на гидроксиапатите адсорбируются бактерии (например, Streptococcus sp.). Согласно определенным вариантам осуществления одна или более областей предварительной обработки, предусмотренных в способах и устройствах изобретения, включают гидроксиапатит. В других конкретных вариантах осуществления область(и) предварительной обработки включают гидроксиапатитовый фильтр. В альтернативных конкретных вариантах осуществления область(и) предварительной обработки включает(ют) и фильтр (в особенности фильтр без гидроксиапатита), и гидроксиапатит для последующего фильтрования и обработки образца гидроксиапатитом.

В конкретных вариантах осуществления способов и устройств изобретения предусмотрено специфичное удаление, по меньшей мере, части фракции образца слюны, препятствующей детектированию аналита. В конкретных вариантах осуществления используются молекулы, которые обладают специфической аффинностью к нежелательному веществу в слюне. В других конкретных вариантах осуществления молекулы, присутствующие в одной или нескольких областях предварительной обработки, способные специфично связывать одно или более соединений, препятствующих детектированию аналитов в слюне, представляют собой молекулы, которые могут захватывать соединения на основе специфичного биохимического взаимодействия. Типичные специфичные взаимодействия включают, помимо прочих, ДНК/ДНК или ДНК/РНК связывание, белок/белковые, белок/ДНК и белок/углеводные взаимодействия, взаимодействия антитела/антигена и связывание рецептора/лиганда.

Также синтетические молекулы могут использоваться для связывания нежелательных соединений (например, модифицированные ингибиторы ферментов, небольшие молекулы).

Согласно конкретным вариантам осуществления молекулы, используемые в одной или более областях предварительной обработки, которые обладают специфической аффинностью к одному или более нежелательным веществам в слюне, являются антителами. Подходящие антитела включают поликлональные и моноклональные антитела, нанотела, а также фрагменты или производные таких антител, способные связываться с антигеном, против которого было индуцировано соответствующее антитело. Фрагменты антитела включают, помимо прочего, одноцепочечные вариабельные фрагменты (scFvs), Fab, Fab', F(ab')₂, Fv-фрагменты или меньшие фрагменты, такие как гипервариабельные области (CDR, например, CDR1, CDR2 и CDR3) тяжелой или легкой цепи и/или комбинации двух или более из перечисленного, а также их другие производные. Согласно другим конкретным вариантам осуществления антитела являются антителами против муцина.

Дополнительно или альтернативно молекулы, препятствующие детектированию аналита, удаляются на основе физических свойств. Например, если аналит является низкомолекулярным соединением, физическое удаление более крупных молекул или компонентов (например, клеток), препятствующих детектированию, обеспечивается с помощью фильтрования. Различные биохимические и физические методы могут быть объединены в одной или нескольких областях предварительной обработки устройств и способов изобретения. В конкретном варианте осуществления образец, например, сначала фильтруют неспецифичным способом, а впоследствии компоненты удаляются специфично (например, с использованием антител). Таким образом, в конкретных вариантах осуществления предварительная обработка образца может включать больше одной стадии предварительной обработки и/или перемещение образца через более чем одну область предварительной обработки. В случаях когда представлены отдельные последовательные области предварительной обработки, можно обеспечить более полное удаление нежелательной фракции.

В других конкретных вариантах осуществления одна или более областей предварительной обработки представляют собой области, в которых образец контактирует с одним или более соединениями или условиями, способными изменять физические и/или биохимические свойства нежелательных молекул, такими как соединения, которые нейтрализуют некоторые компоненты слюны, либо соединения или условия, которые уменьшают вязкость (например, термическая обработка, ферментативная обработка).

Одна или более областей предварительной обработки, предусматриваемые в способах и устройствах изобретения, могут иметь несколько форм в зависимости от того, какой этап(ы) предварительной обработки требуется выполнить. Согласно конкретным вариантам осуществления одна или более областей предварительной обработки расположены внутри одной или более камер устройства, которые необязательно физически отделены от области детектирования. В других конкретных вариантах осуществления одна или более областей предварительной обработки присутствуют в камере, содержащей намагничиваемые частицы, покрытые одной или более молекулами, способными специфично или неспецифично связываться с компонентами в образце слюны, препятствующими детектированию. Когда образец слюны поступает в