使用组合样品以提高灵敏度的试剂盒和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年7月13日提交的美国临时专利申请序列号63/051,116的优先权和权益，该美国临时专利申请的披露内容特此通过援引以其全文并入。

背景技术

本披露总体上涉及医学。更具体地，本披露涉及使用组合的拭子样品收集方法和生物气溶胶样品收集方法来检测分析物的方法。本披露还涉及使用组合的拭子样品收集方法和生物气溶胶样品收集方法检测分析物的试剂盒。

临床和实验室测试用于检测样品中的分析物。临床测试经常用于确定感染和疾病。精确的测试对于防止传播和扩散是重要的。病原体感染的检测通常在感染后但在感染个体表现出症状前的“窗口期”之后进行。许多分析测试缺乏灵敏度和/或窗口期期间的灵敏度，并且可能产生假阴性结果。当个体测试为阴性时，他们可能被允许返回工作。阴性测试还可使个体减少或消除保护措施，诸如戴口罩和社交距离。因此，假阴性结果可能导致在可以预防的情况下发生传播。避免来自感染过程早期进行的测试的假阴性结果的能力可减少传播。不理想的样品收集可能降低测试的总体灵敏度并产生假阴性测试结果。

临床和实验室测试需要从患者收集样品。可从患者收集多种样品，并且存在特定的样品收集方法来收集不同的样品类型。这些样品包括例如组织(活组织检查)、血液、唾液、痰液、鼻咽拭子、口咽(咽喉)拭子、咽喉洗液、脊髓液和尿液。对于呼吸道病原体测试，采集鼻咽拭子是首选的样品收集方法。口咽拭子是用于呼吸道病原体测试的样品收集的另一种可接受的方法。值得注意的是，疾病控制中心(CDC)建议如果鼻咽拭子和口咽拭子都被收集，则将两者组合在单个管中。但是，鼻咽拭子和口咽拭子两者的收集对于患者而言是不舒服的，并且可能对健康护理工作者造成风险。其他人已将鼻咽样品与唾液样品配对用于检测COVID-19(参见，Jamal等人Clin Infect Dis.[临床传染病]2021年3月15日；72(6):1064–1066；2020年6月25日在线发布)。Torretta等人提供了针对COVID-19测试所报道的所有当前可用诊断技术的列表(参见Torretta等人Ear Nose Throat J.[耳鼻喉杂志]2021年4月；100(2_增刊):131S-138S；2020年8月31日在线发布)。尽管现有技术披露了组合、配对和比较样品，但每种样品类型是独立测试的。

收集的样品和收集方法可能会出现样品中待检测的分析物数量不足的情况。这可能导致待检测的分析物的量无法检测。收集的样品量不足也会导致在患者具有分析物但样品中不含有足够的待检测分析物的情况下报告假阴性结果。为了解决这些问题，通常在收集之后进一步处理样品以浓缩被测试的样品部分中的分析物的量。

获得可检测水平的待检测分析物的一种方法是收集更多的样品。这在某些情况下可能是不方便的或不可能的。还可进行样品处理以浓缩待检测的分析物。另一种方法是试图增加测试的灵敏度，诸如进行更长的测试试剂孵育时间，增加检测试剂的浓度，以及进行更多和更长的循环。样品处理增加了大量的进行测试和获得测试结果所需的时间。需要更多的试剂增加了测试的成本。

因此，需要改进检测样品中的分析物的方法。本披露通过组合使用不同样品收集方法收集的样品来实现这一点。

发明内容

本披露总体上涉及医学。更具体地，本披露涉及使用组合的样品收集类型检测病原体的方法。

在一个方面，该方法包括收集第一样品；收集生物气溶胶样品；将该第一样品引入缓冲液中，其中该缓冲液将该第一样品的至少一部分洗脱到该缓冲液中以形成第一洗脱液缓冲液；使该第一洗脱液缓冲液的至少一部分与该生物气溶胶样品接触，其中该第一洗脱液缓冲液洗脱该生物气溶胶样品的至少一部分以形成组合样品；以及分析该组合样品中的该分析物。

在另一方面，本披露涉及试剂盒，该试剂盒包括：拭子、唾液收集小瓶、痰液收集小瓶和灌洗液收集部件中的至少一种；生物气溶胶收集装置；缓冲液；以及用于使用该试剂盒的说明书。

附图说明

图1A-图1C是描绘样品的3种组合的图示。图1A描绘了单独洗脱并组合到单独小瓶中的样品。图1B描绘了洗脱到相同小瓶中的样品。图1C描绘了连续洗脱的样品。

图2是描绘假阴性拭子PCR速率相对于COVID传播率的图。病毒传播数据和测试假阴性率数据均表明SARS-CoV-2直到症状发作前约2天才能检测到。青色显示来自He等人(Nat.Med.[自然医学],2020,26:672-675)的症状发作当天的病毒载量数据。品红色显示来自Kucirka等人(Ann.Intern.Med.[内科学年鉴],2020)的每日测试的假阴性率。在症状发作前约2天，传播概率开始增加，同时测试的假阴性率开始下降。(来自Jarvis和Kelley,Scientific Reports[科学报告],2021,11:9221)。

图3是根据暴露天数组合了拭子和生物气溶胶相对强度的图。拭子和生物气溶胶样品独立地归一化，组合信号未归一化。

图4是描绘基于病原体时间动力学的样品灵敏度、测试方法不可知(LFA或PCR)动态模型的维恩图。

图5是描绘样品类型的组合以增加PCR和LFA的样品灵敏度从而减少病原体时间动力学和收集问题的影响的图示。

图6是总结比较单独的鼻咽拭子(NP)测试、单独的生物气溶胶测试以及组合的NP和生物气溶胶测试的临床测试的预期结果的表。

图7是用于生物气溶胶收集和检测的流程图。

图8是描绘测试试剂盒的示例性实施例的部件的图示。

图9是描绘与口罩插入物(mask insert)(生物气溶胶)收集方法组合的拭子收集的图示。在步骤1和2中，由受试者佩戴具有附接的口罩插入物的口罩。将来自口罩插入物的收集基材从口罩中取出并置于具有洗脱/提取缓冲液的小瓶中，以洗脱/提取由口罩插入物的收集基材收集的生物气溶胶样品中的分析物(步骤3)。使用拭子从受试者收集拭子样品(步骤4)。然后将拭子与口罩插入物的收集基材置于同一小瓶中(步骤5)，以从拭子洗脱/提取分析物。然后分析组合样品的一部分(显示LFA)(步骤6)并读取结果(步骤7)。

图10是描绘用于生物气溶胶样品收集的示例性口罩插入物的图示。内部收集基材长度4.25cm；宽1.25cm。外部基材(前和后)长6.3cm，宽2.3cm。生物气溶胶穿过外部基材到达内部收集基材。内部收集基材收集大于50纳米的生物气溶胶和病原体。COVID-19约100nm；流感约80-120nm，分枝杆菌<7微米，含有呼吸道病原体的生物气溶胶大部分<10微米。

图11是描绘去除外层以暴露口罩插入物实施例的收集基材的图示。

图12是描绘口罩插入物特性(改编自Leung等人Nat.Med.[自然医学]26,676-680(2020))的图示。

具体实施方式

除非另外定义，本文所用的全部技术术语和科学术语具有与本披露所属领域的普通技术人员通常所理解的相同意义。尽管在本披露的实践或测试中可使用与本文所述的那些类似或等同的任何方法和材料，但下文描述了优选的方法和材料。

披露了使用组合样品检测分析物的试剂盒和方法。特别地，试剂盒和方法将从受试者获得的第一样品与从受试者获得的生物气溶胶样品组合。样品可由医学专业人员或由受试者在有或没有医学专业人员的帮助下从受试者收集。洗脱第一样品，然后使用洗脱剂洗脱生物气溶胶样品收集装置的内容物以形成组合样品。然后分析组合样品。

第一样品选自拭子样品、唾液样品、痰液样品、抽吸物样品、灌洗液样品以及它们的组合。拭子样品包括鼻拭子、鼻咽拭子、口咽拭子、咽喉拭子、中鼻甲拭子以及它们的组合。灌洗液包括鼻灌洗液、口腔灌洗液、鼻咽灌洗液、口咽灌洗液、鼻窦灌洗液、气管灌洗液、支气管肺泡灌洗液、肺灌洗液以及它们的组合。抽吸物样品可以是鼻抽吸物、鼻咽抽吸物、口咽抽吸物、咽喉抽吸物、气管抽吸物以及它们的组合。

在一个实施例中，使用生物气溶胶收集装置收集生物气溶胶样品，受试者将空气引导到该生物气溶胶收集装置中(通过吹气、呼吸、哼唱、唱歌、讲话以及它们的组合)。空气通过入口进入生物气溶胶样品收集装置。空气行进到位于生物气溶胶收集装置内的收集基材，在那里捕获空气样品中所含的分析物。生物气溶胶收集装置还包括出口，该出口允许空气在穿过收集基材之后从生物气溶胶收集装置中排出。在收集和洗脱/提取第一样品之后。然后将来自第一样品的洗脱液引入生物气溶胶样品收集装置，其中由生物气溶胶样品收集装置的收集基材捕获的分析物被洗脱以形成组合样品。然后分析含有来自第一样品的分析物和来自生物气溶胶收集装置样品的分析物的组合样品。本文描述了合适的分析方法，诸如扩增(聚合酶链式反应)、免疫测定检测、质谱分析以及它们的组合。在另一个实施例中，将生物气溶胶收集装置的收集基材置于含有洗脱/提取缓冲液的小瓶中，然后将第一样品与生物气溶胶收集基材置于同一小瓶中，其中将生物气溶胶收集基材和第一样品两者在同一小瓶中一起洗脱/提取。在提取/洗脱之后，分析组合样品的一部分。

在一个实施例中，使用口罩或口罩插入物收集生物气溶胶样品，其中受试者佩戴口罩足够的时间，使得受试者排出(经由正常呼吸、强迫呼吸、咳嗽、讲话、打喷嚏以及它们的组合)的空气中含有的分析物接触口罩插入物并被口罩插入物捕获。在收集第一样品之后，将第一样品置于洗脱缓冲液中以洗脱/提取第一样品中所含的分析物。然后使用来自第一样品的洗脱液洗脱由口罩插入物的捕获基材收集的分析物，其中由口罩插入物的收集基材捕获的分析物被洗脱以与第一样品形成组合样品。然后分析含有来自第一样品的分析物和来自口罩插入物样品的分析物的组合样品。本文描述了合适的分析方法，诸如扩增(聚合酶链式反应)、免疫测定检测、质谱分析以及它们的组合。

在一个实施例中，使用生物气溶胶收集装置收集生物气溶胶样品，受试者将空气样品引导到该生物气溶胶收集装置中。应当理解，生物气溶胶收集样品允许受试者对着生物气溶胶收集装置吹气、对着生物气溶胶收集装置咳嗽、对着生物气溶胶收集装置哼唱、对着生物气溶胶收集装置讲话、对着生物气溶胶收集装置唱歌，以及其中受试者可将呼吸样品导向生物气溶胶收集装置的入口的其他方法。特别地，受试者将空气引导到生物气溶胶收集装置的入口中。生物气溶胶收集装置被配置为将呼出的空气样品引导到生物气溶胶收集装置中所含的收集介质(或基材，本文中也称为“捕获基材”)，其中收集基材捕集、吸引和收集受试者的呼出呼气中所含的分析物。生物气溶胶收集装置还被配置为允许空气样品流过出口以避免可能移动和/或影响收集基材的定位的压力差。在一个实施例中，使用包括中空壳体的生物气溶胶收集装置收集生物气溶胶样品，该中空壳体包括入口；捕获基材；和出口。收集基材定位在生物气溶胶收集装置中，使得受试者的生物气溶胶样品流过、流经和/或流向收集基材，其中生物气溶胶样品中所含的分析物被收集基材捕获。收集基材也可从生物气溶胶收集装置移除。移除收集基材允许生物气溶胶收集装置的其他部件被重复使用。如果要重复使用生物气溶胶收集装置，则对装置进行清洁和消毒，并将新的收集基材放入生物气溶胶收集装置中。移除收集基材还允许将收集基材置于小瓶中用于储存、转运、处理、测试以及它们的组合。为了避免或最小化在将收集基材转移到小瓶中时对收集基材的污染，可使用诸如拭子、镊子和/或探针的工具将收集基材从生物气溶胶收集装置中移出并移入小瓶中。用于收集拭子样品的拭子可用于将收集基材从生物气溶胶收集装置转移到小瓶中，然后可将拭子与收集基材置于同一小瓶中。替代性地，用于收集拭子样品的拭子可用于将收集基材从生物气溶胶收集装置转移到小瓶中，然后将拭子置于不同的(第二)小瓶中。另外地或替代性地，生物气溶胶收集装置可被配置为在不使用任何工具或使用最少的工具的情况下将收集基材从其在生物气溶胶收集装置内的位置释放。例如，生物气溶胶收集装置可包括“锁定机构”，使得当装置到达临床医生时，收集基材被“锁定”到生物气溶胶收集装置中。在受试者将生物气溶胶样品提供到生物气溶胶收集装置之后，临床医生对装置执行动作(诸如扭转运动、拉动运动等)以将收集基材从生物气溶胶收集装置释放并允许从生物气溶胶收集装置转移收集基材。如本文所述，小瓶可包含溶液(转运介质、储存介质、洗脱缓冲液、提取缓冲液以及它们的组合)或为空的。小瓶还可包含干燥剂。

在一些实施例中，使用呼气液滴收集装置收集生物气溶胶样品。用于收集呼气液滴样品的合适方法包括液滴收集装置，诸如例如口罩和口罩插入物。

生物气溶胶收集装置和呼气液滴收集装置(例如口罩插入物)的捕获基材合适地由合成纤维、天然纤维以及它们的组合制成。用于形成捕获基材的纤维包括疏水纤维、亲水纤维以及它们的组合。疏水纤维包括例如聚内酯、聚(己内酯)、聚(L-乳酸)、聚(乙醇酸)、类似的共聚物聚(丙烯酸烷基酯)、聚丁二烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚砜、聚碳酸酯、聚(氯乙烯)以及它们的组合。亲水纤维包括例如线性聚(乙烯亚胺)、纤维素、醋酸纤维素和其他接枝纤维素、聚(甲基丙烯酸羟乙酯)、聚(环氧乙烷)、聚乙烯吡咯烷酮、聚(丙烯酸)、聚(乙二醇)、聚(乙烯醇)、聚(醋酸乙烯酯)、聚(丙烯酰胺)、蛋白质、聚(乙烯吡咯烷酮)、聚(苯乙烯磺酸酯)以及它们的组合。其他合适的纤维材料包括例如丙烯腈/丁二烯共聚物、纤维素、醋酸纤维素、壳聚糖、胶原、DNA、纤维蛋白原、纤连蛋白、尼龙、聚(丙烯酸)、聚(氯苯乙烯)、聚(二甲基硅氧烷)、聚(醚酰亚胺)、聚(醚砜)、聚(丙烯酸乙酯)、聚(乙基乙酸乙烯酯)、聚(乙基-共-乙酸乙烯酯)、聚(环氧乙烷)、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(乳酸-共-乙醇酸)、聚(甲基丙烯酸)盐、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(甲基苯乙烯)、聚(苯乙烯磺酸)盐、聚(苯乙烯磺酰氟)、聚(苯乙烯-共-丙烯腈)、聚(苯乙烯-共-丁二烯)、聚(苯乙烯-共-二乙烯基苯)、聚(乙酸乙烯酯)、聚(乙烯醇)、聚(氯乙烯)、聚(偏二氟乙烯)、聚丙烯酰胺、聚丙烯腈、聚酰胺酸(PAA)、聚酰胺、聚苯胺、聚苯并咪唑、聚己内酯、聚碳酸酯、聚二甲基硅氧烷-共-聚氧化乙烯、聚醚醚酮、聚乙烯、聚乙烯亚胺、聚酰亚胺、聚异戊二烯、聚交酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚砜、聚氨酯、聚乙烯吡咯烷酮、蛋白质、SEBS共聚物、丝和苯乙烯/异戊二烯共聚物。聚合物共混物，诸如例如聚(偏二氟乙烯)-共混物-聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚苯乙烯-共混物-聚(乙烯基甲基醚)、聚(甲基丙烯酸甲酯)-共混物-聚(环氧乙烷)、聚(甲基丙烯酸羟丙酯)-共混物-聚(乙烯吡咯烷酮)、聚(羟基丁酸酯)-共混物-聚(环氧乙烷)、蛋白质共混物-聚环氧乙烷、聚丙交酯-共混物-聚乙烯吡咯烷酮、聚苯乙烯-共混物-聚酯、聚酯-共混物-聚(甲基丙烯酸羟乙酯)、聚(环氧乙烷)-共混物-聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(羟基苯乙烯)-共混物-聚(环氧乙烷)。可选择用于形成捕获基材的纤维材料以使分析物(包括含有分析物的载体)从捕获基材的一部分移动到捕获基材的另一部分。可选择用于形成捕获基材的纤维材料以使分析物(包括含有分析物的载体)从捕获基材的一部分行进离开捕获基材到达分析基材和/或收集小瓶。

另一种合适的捕获基材可以是驻极体(包括热驻极体和原纤化驻极体膜)。特别合适的驻极体包括聚丙烯和聚乳酸。驻极体是具有准永久电荷或偶极极化的介电材料。驻极体可从市售来源获得。驻极体可通过加热并同时将材料暴露于电场来制备，由此材料中的许多偶极子变成以优选方向取向。在加热之后，材料被“冻结”并且能够长时间保持其电偶极子的位置。用于制备驻极体的合适材料包括例如现在可用于制造热驻极体的材料，包括有机材料诸如硬橡胶、萘、聚甲基丙烯酸甲酯和许多聚合物，以及无机材料诸如硫、石英、玻璃、滑石和一些陶瓷。驻极体纤维膜是特别合适的。聚偏二氟乙烯(PVDF)/聚四氟乙烯(PTFE)NP驻极体纳米纤维膜可通过静电纺丝形成。在van Turnhout(美国专利3,998,916)中披露的原纤化驻极体膜也是合适的。Kanzer的PCT/US 2007/061082中披露了一种收集方法。Kanzer披露了一种过滤口罩，其具有附连到口罩的生物采样材料，该生物采样材料捕获由佩戴者呼出的病原体。在Angadjivand的美国专利号6,119,691中披露了另一种合适的口罩。Angadjivand披露了一种具有驻极体过滤材料的口罩。

收集基材可以是免疫色谱测试基材、胶体金测试基材以及它们的组合。基材可包括例如量子点标记的测试基材、胶体金标记的测试基材、胶体硒标记的测试基材、上转换磷光标记的测试基材、纳米稀土荧光复合物标记的测试基材、时间分辨色谱测试基材、化学发光测试基材和其他测试基材。

收集基材也可以是多层基材。多层收集基材具有内部收集基材，其在所有侧面上由附加层保护。内部收集层由具有高表面积的材料制成，用于收集待检测的分析物。内部收集基材也可从保护层释放和/或分离。保护层和内部收集基材可由针对该层的特定目的(例如，保护和样品收集)设计的不同材料制成。例如，内部收集基材可以是波纹状双面聚酯拭子材料。内部收集基材可涂覆有试剂以保持分析物载量收集。内部收集基材和/或保护层也可涂覆有试剂以稳定分析物。保护层可以是透气的触摸保护涂层。

本披露的方法将使用拭子获得的样品与生物气溶胶收集装置组合。在另一个实施例中，本披露的方法可将拭子样品和生物气溶胶样品与第三样品收集方法组合。合适的第三样品包括例如唾液、痰液、鼻腔灌洗液、口腔灌洗液、口腔拭子、口咽拭子、支气管肺泡灌洗液、血液、尿、粪便以及它们的组合。方法包括获得拭子样品，获得生物气溶胶样品，获得第三样品，洗脱拭子样品以形成拭子洗脱液，使用拭子洗脱液的至少一部分洗脱生物气溶胶样品以形成组合洗脱液，分析组合洗脱液，以及分析第三样品。

在另一个实施例中，将组合的拭子样品洗脱液和生物气溶胶样品洗脱液(在本文中也称为“组合样品”)置于无菌转运容器中。然后可将组合的拭子样品洗脱液和生物气溶胶样品洗脱液储存和/或转运以在实验室测试设施处进行分析。在收集之后，可将样品置于含有转运介质的无菌转运容器中。合适的转运介质包括例如病毒转运介质(VTM)、通用转运材料(UTM)、Amies转运介质和无菌盐水。转运介质可包括例如RNA酶抑制剂、DNA酶抑制剂、蛋白酶抑制剂、防腐剂、稳定剂、抗微生物添加剂诸如含银抗微生物剂和抗微生物多肽、止痛化合物诸如利多卡因、抗生素诸如新霉素、血栓形成化合物、释放一氧化氮的化合物诸如斯德酮亚胺和NO-络合物、杀菌化合物、杀真菌化合物、抑菌化合物、其他药物化合物、粘合剂、香料、气味吸收化合物、防腐剂和核酸，包括脱氧核糖核酸、核糖核酸和核苷酸类似物。

在另一个实施例中，将拭子置于第一小瓶中，并将生物气溶胶收集基材置于第二小瓶中。在另一个实施例中，将拭子和生物气溶胶收集基材置于同一小瓶中。其中放置有拭子和/或生物气溶胶收集基材的小瓶还可包含转运介质。合适的转运介质包括盐水、磷酸盐缓冲盐水、HEPES、tris缓冲盐水、水、可商购获得的转运介质(诸如可从加利福尼亚州穆列塔的科潘诊断公司(COPAN Diagnostics(Murrietta，CA))商购获得的UTM病毒转运介质)以及它们的组合。

特别合适的洗脱缓冲液包括非离子表面活性剂。合适的表面活性剂包括TRITONX100、还原型TRITON X100、TRITON X114、TRITON X45、Nereid、聚氧乙烯月桂基醚、十二烷基硫酸钠(SDS)、月桂基硫酸钠(SLS)、NP-40、聚山梨醇酯、CHAPS(3-[(3-胆酰胺丙基)二甲基铵]-1-丙磺酸盐)、DOC、溴化十六烷基三甲铵(CTAB)、Brij 52以及它们的组合。洗脱缓冲液可以是包含表面活性剂的约0.25％盐水至约0.9％盐水的溶液。洗脱缓冲液还可包括pH缓冲液、盐、螯合剂以及它们的组合。如本文所用，“洗脱液”和“提取物”用于描述从样品中去除分析物的至少一部分。例如，当使用拭子收集样品时，洗脱缓冲液从拭子去除样品的至少一部分。洗脱缓冲液还可以允许检测分析物组分的方式破坏分析物。例如，洗脱缓冲液可使微生物的膜破裂以允许微生物的DNA或RNA转移到缓冲液中，然后可检测微生物的DNA和/或RNA以确定从受试者获得的样品中微生物的存在。

本领域已知的用于分析本披露的样品的任何方法适用于分析组合的样品。合适的方法包括例如DNA和RNA扩增方法(例如，PCR、RT-PCR、qPCR、环介导等温扩增(LAMP))、免疫测定检测方法(诸如例如侧向流测定(快速侧向流)、垂直流测定)、光学免疫测定方法(例如，科罗拉多州博尔德市的奥星公司(Biostar,Inc.,Boulder,CO))、蛋白质印迹分析、直接荧光抗体测定、抗原酶免疫测定和酶联免疫吸附分析(ELISA)、色谱法(诸如例如高压液相色谱法(HPLC)、气相色谱法)、毛细管分离法、2D和3D凝胶电泳、质谱法以及它们的组合。

可用诸如侧向流测定和垂直流测定的装置分析组合的样品。侧向流和垂直流测定使用含有一个或多个捕获区的条带：检测样品中所有抗体存在的对照线和与待检测分析物特异性反应的测试线。

在另一个实施例中，可使用抗原测试来分析组合的样品。如本领域已知的，抗原测试包含测试装置上的抗体，该抗体将结合样品中所含的抗原。在另一个实施例中，可用抗体测试来分析组合的样品。如本领域已知的，抗体测试包含测试装置上的抗原，该抗原将结合样品中所含的抗体。在抗原和抗体测试中，抗体和抗原的结合触发了指示受试者被感染的可视结果。

可使用可商购获得的平台诸如Cobas Amplicor(加利福尼亚州普莱森顿的罗氏分子诊断公司(Roche Molecular Diagnostics,Pleasanton,CA))进行自动化分析。

一旦放置在转运容器中，收集和组合的样品便可储存直到以后分析或处理用于分析。处理可包括裂解、提取和其他已知的处理步骤以从收集的样品中检测病原体。

分析可使用护理点平台和/或非现场高通量平台。

分析物包括微生物、生物分子和化学分子。特别合适的待检测微生物是病原体。如本文所用，“病原体”是指微生物，诸如例如细菌、真菌和病毒。术语“病原体”还指类病毒、朊病毒和蛋白质。

合适的分析物包含在使用者排出的空气中的气体和气溶胶液滴中。合适的分析物包括微生物、化学物质、蛋白质、核酸以及它们的组合。合适的微生物包括细菌和病毒。

特别合适的微生物包括病原体。术语“病原体”根据其普通含义使用，是指直接或间接引起疾病的细菌、病毒和其他微生物。示例性病原体包括例如耶尔森氏菌属(Yersinia)、克雷伯氏菌属(Klebsiella)、普罗威登斯菌属(Providencia)、欧文氏菌属(Erwinia)、肠杆菌属(Enterobacter)、沙门氏菌属(Salmonella)、沙雷氏菌属(Serratia)、气杆菌属(Aerobacter)、埃希氏菌属(Escherichia)、假单胞菌属(Pseudomonas)、志贺氏菌属(Shigella)、弧菌属(Vibrio)、气单胞菌属(Aeromonas)、链球菌属(Streptococcus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、微球菌属(Micrococcus)、莫拉氏菌属(Moraxella)、芽孢杆菌属(Bacillus)、梭菌属(Clostridium)、棒状杆菌属(Corynebacterium)、埃伯氏菌属(Eberthella)、弗朗西丝氏菌属(Francisella)、嗜血杆菌属(Haemophilus)、拟杆菌属(Bacteroides)、李斯特菌属(Listeria)、丹毒丝菌属(Erysipelothrix)、不动杆菌属(Acinetobacter)、布鲁氏杆菌属(Brucella)、巴斯德氏菌属(Pasteurella)、黄杆菌属(Flavobacterium)、梭杆菌属(Fusobacterium)、链杆菌属(Streptobacillus)、鞘杆菌属(Calymmatobacterium)、军团菌属(Legionella)、密螺旋体属(Treponema)、疏螺旋体属(Borrelia)、钩端螺旋体属(Leptospira)、放线菌属(Actinomyces)、诺卡氏菌属(Nocardia)、立克次氏体属(Rickettsia)、微球菌属(Micrococcus)、分枝杆菌属(Mycobacterium)、奈瑟氏球菌属(Neisseria)、弯曲杆菌属(Campylobacter)、致病性病毒(诸如例如乳头状瘤病毒、细小病毒、腺病毒、疱疹病毒、疫苗病毒、沙粒病毒、冠状病毒、鼻病毒、呼吸道合胞病毒、流感病毒、小核糖核酸病毒、副粘病毒、呼肠孤病毒、逆转录病毒、弹状病毒、人免疫缺陷病毒(HIV)、绦虫属、膜壳绦虫属(Hymenolepsis)、裂头绦虫属(Diphyllobothrium)、细粒棘球绦虫属(Echinococcus)、姜片虫属(Fasciolopsis)、异形吸虫属(Heterophyes)、后殖吸虫属(Metagonimus)、枝睾吸虫属(Clonorchis)、肝片形吸虫属(Fasciola)、并殖吸虫属(Paragonimus)、血吸虫属(Schistosoma)、蛲虫属(Enterobius)、鞭虫属(Trichuris)、蛔虫属(Ascaris)、钩虫属(Ancylostoma)、板口线虫属(Necator)、吴策线虫属(Wuchereria)、血丝虫属(Brugi)、罗阿线虫属(Loa)、盘尾丝虫属(Onchocerca)、龙线虫属(Dracunculus)、纳氏虫属(Naegleria)、棘阿米巴虫属(Acanthamoeba)、疟原虫属(Plasmodium)、锥虫属(Trypanosoma)、利什曼原虫属(Leishmania)、弓形虫属(Toxoplasma)、内阿米巴属(Entamoeba)、梨形鞭毛虫属(Giardia)、等孢球虫属(Isospora)、隐孢子虫属(Cryptosporidium)、肠细胞虫属(Enterocytozoa)、拟圆虫属(Strongyloides)、旋毛虫属(Trichinella))、真菌起因(例如癣(Ringworm)、组织浆菌症(Histoplasmosis)、芽生菌病(Blastomycosis)、曲菌病(Aspergillosis)、隐球菌病(Cryptococcosis)、孢子丝菌病(Sporotrichosis)、球孢子菌病(Coccidiodomycosis)、类球孢子菌病(Paracoccidioidomycosis)、毛霉病(Mucomycosis)、念珠菌病(Candidiasis)、皮肤癣菌病(Dermatophytosis)、原藻病(Protothecosis)、蛇皮癣(Pityriasis)、足分枝菌病(Mycetoma)、巴西芽生菌病(Paracoccidiodomycosis)、吞噬菌病(Phaeohphomycosis)、假性阿利什利菌病(Pseudallescheriasis)、毛孢子菌病(Trichosporosis)、肺胞囊虫病(Pneumocystis))、腺病毒、冠状病毒(冠状病毒229E、冠状病毒HKU1、冠状病毒NL63、冠状病毒OCL43)、人偏肺病毒、人鼻病毒、肠道病毒、甲型流感、乙型流感、中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)、副流感病毒1、副流感病毒2、副流感病毒3、副流感病毒4、呼吸道合胞病毒、副百日咳博德特菌、百日咳博德特菌、肺炎衣原体、肺炎支原体以及它们的组合。

特别合适的化学物质包括酮、尼古丁、可卡因、阿片样物质、大麻、苯二氮

还可分析样品的蛋白质、DNA和RNA。

可同时分析样品的多种不同分析物(例如，多重测定)。例如，本披露的方法特别适于在多重测定中检测和区分上呼吸道或下呼吸道样品中的SARS-CoV-2、甲型流感病毒和乙型流感病毒的RNA。

实例

实例1

该实例概述了不同样品收集方法和样品收集方法的组合的测试。

1.装置：口罩插入物

使用案例：重要工作者

检测方式：经由PCR的多位点痰液与(口腔+NP)拭子与经由PCR的生物气溶胶

所测试的病原体：COVID+TB

入组标准：假定阳性

科学需求：测试较长的收集周期和非局部采样以筛查COVID+TB，从而保护重要工作者

生物气溶胶收集行为：佩戴带有收集基材的标准外科口罩。正常讲话、咳嗽、呼吸。

收集时间：最少4小时

样品处理：POC工作者从口罩中取出生物气溶胶样品收集器并将其放置在5mLEppendorf中。1mL UTM。机械振动10秒，旋转30秒以获得缓冲溶液中的样品。

2.装置：口罩插入物

使用案例：重要工作者

检测方式：经由PCR的多位点(口腔+NP)拭子与经由PCR的生物气溶胶

所测试的病原体：呼吸道组

入组标准：任何持续时间的咳嗽或气短或咽喉痛

科学需求：测试较长的收集周期和非局部采样以筛选一组呼吸道病原体，从而保护重要工作者

生物气溶胶收集行为：佩戴带有收集基材的标准外科口罩。正常讲话、咳嗽、呼吸。

收集时间：最少4小时

样品处理：POC工作者从口罩中取出生物气溶胶样品收集器并将其放置在5mLEppendorf中。1mL UTM。机械振动10秒，旋转30秒以获得缓冲溶液中的样品。

3.装置：吹管

使用案例：一般群体

检测方式：经由PCR的多位点(口腔+NP)拭子与经由PCR的生物气溶胶与痰液

所测试的病原体：COVID+TB(需要确定单个洗脱方案)

入组标准：假定阳性

科学需求：比较快速生物气溶胶收集与NP拭子收集方法，理想地用于COVID症状发作的第-2天至第+7天。用于TB的痰液

生物气溶胶收集行为：深呼吸x 20次，咳嗽x 10次，数到20。

收集时间：10-15分钟

样品处理：POC工作者取出生物气溶胶样品收集器并将其放置在5mL Eppendorf中。1mL UTM。机械振动10秒，旋转30秒以获得缓冲溶液中的样品。

4.装置：吹管

使用案例：一般群体

检测方式：经由PCR的多位点(口腔+NP)拭子与经由PCR的生物气溶胶

所测试的病原体：呼吸道组

入组标准：任何持续时间的咳嗽或气短或咽喉痛

科学需求：比较快速生物气溶胶收集与NP拭子收集方法，理想地用于一组呼吸道系统疾病症状发作的第-2天至第+7天

生物气溶胶收集行为：深呼吸x 20次，咳嗽x 10次，数到20。

收集时间：10-15分钟

样品处理：POC工作者取出生物气溶胶样品收集器并将其放置在5mL Eppendorf中。1mL UTM。机械振动10秒，旋转30秒以获得缓冲溶液中的样品。

5.装置：吹管

使用案例：一般群体

检测方式：经由PCR的多位点(口腔+NS)拭子+生物气溶胶与经由PCR的NP拭子

所测试的病原体：COVID+TB

入组标准：假定阳性

科学需求：在COVID症状发作的第-2天至第+7天，比较快速生物气溶胶收集与NP拭子收集方法的组合

生物气溶胶收集行为：深呼吸x 20次，咳嗽x 10次，数到20

收集时间：10-15分钟

样品处理：POC工作者取出生物气溶胶样品收集器并将其放置在5mL Eppendorf中。1mL UTM。机械振动10秒，旋转30秒以获得缓冲溶液中的样品。

6.装置：吹管

使用案例：一般群体

检测方式：经由PCR的多位点(口腔+NS)拭子+生物气溶胶与经由PCR的NP拭子

所测试的病原体：呼吸道组

入组标准：任何持续时间的咳嗽或气短或咽喉痛

科学需求：比较快速生物气溶胶样品与NP拭子收集方法的组合，理想地用于呼吸道组症状发作的第-2天至第+7天。

生物气溶胶收集行为：深呼吸x 20次，咳嗽x 10次，数到20

收集时间：10-15分钟

样品处理：POC工作者取出生物气溶胶样品收集器并将其放置在5mL Eppendorf中。1mL UTM。机械振动10秒，旋转30秒以获得缓冲溶液中的样品。

7.装置：吹管

使用案例：一般群体

检测方式：经由PCR的多位点(口腔+NP)拭子与经由快速检测测试(RDT)的生物气溶胶(目视和使用阅读器)

所测试的病原体：COVID

入组标准：假定阳性

科学需求：比较仅快速生物气溶胶样品经由RDT的定性测试与经由参考PCR测试的定量NP拭子收集，理想地用于呼吸道组症状发作的第-2天至第+7天。

生物气溶胶收集行为：深呼吸x 20次，咳嗽x 10次，数到20

收集时间：10-15分钟

样品处理：患者执行行为。POC将必需的洗脱/提取缓冲液滴施加至生物气溶胶基材。

8.装置：吹管

使用案例：一般群体

检测方式：经由PCR的多位点(口腔+NP)拭子与经由RDT的NS拭子+生物气溶胶(目视和使用阅读器)

所测试的病原体：COVID

入组标准：假定阳性

科学需求：比较与NS样品组合的快速生物气溶胶样品经由RDT的定性测试与经由参考PCR测试的定量NP拭子收集，理想地用于呼吸道组症状发作的第-2天至第+7天。

生物气溶胶收集行为：深呼吸x 20次，咳嗽x 10次，数到20

收集时间：10-15分钟

样品处理：患者在装置中执行生物气溶胶收集行为。POC工作者用NS拭子擦拭患者，并在RDT洗脱/提取缓冲液中正常洗脱。POC将必需的洗脱/提取缓冲液液滴施加至生物气溶胶基材以经由RDT进行测试。

虽然本文描述的实施例包括将使用生物气溶胶收集装置获得的样品与使用拭子收集方法收集的样品组合，但应理解，使用生物气溶胶收集装置获得的样品可单独分析(不与第二样品组合)。有利地，本披露的方法使得病毒载量以可用于多种测试诸如扩增、抗体、抗原和其他基于纸的测试的密度获得。当使用生物气溶胶收集装置收集的样品与拭子样品组合时，本披露的方法是特别有利的，因为样品的组合特别增加了病毒载量可用性。

本披露的方法有利地允许测试的总体灵敏度并减少假阴性测试结果。特别地，将呼气液滴样品与拭子样品组合可使测试灵敏度最大化并且减少用于分析样品的测试资源的量。此外，将使用生物气溶胶收集装置的生物气溶胶样品和脱落病毒与使用不同收集方法收集的其他样品组合有利地增加了可测试的所收集的病毒载量，从而增加了测试灵敏度。例如，将使用生物气溶胶收集装置收集的生物气溶胶样品和脱落病毒与使用拭子收集方法收集的样品组合还可有利地消除从上呼吸道取样相对于唾液样品固有的任何信号减弱。将生物气溶胶收集装置与使用拭子收集所收集的样品组合还可有利地辅助下游测试处理。将生物气溶胶收集装置与使用拭子收集所收集的样品组合还可有利地减少假阴性，因为可增加使用至少两种不同的样品收集方法收集的病原体载量。