用于監(jiān)測(cè)生物流體的系統(tǒng)和方法
【專利說(shuō)明】用于監(jiān)測(cè)生物流體的系統(tǒng)和方法 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本公開(kāi)涉及用于診斷、研宄和篩選生物流體（例如，與甲醇中毒、乙醇水平和乙二 醇中毒有關(guān)）中的化學(xué)品的組合物和方法。具體地說(shuō)，本公開(kāi)涉及用于檢測(cè)生物流體中的 甲酸或甲酸鹽、乙醇、乙二醇和其它臨床相關(guān)化學(xué)品的現(xiàn)場(chǎng)護(hù)理（point of care)系統(tǒng)和方 法。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 甲醇中毒每年影響數(shù)千人，其中有大比例（15-50% )的人死亡并且有許多人永久 地失明或有腦損傷。在捷克共和國(guó)的最近一次爆發(fā)中，到目前為止報(bào)道了超過(guò)40人死亡并 且超過(guò)120人甲醇中毒。
[0004] 早期診斷對(duì)于甲醇中毒的成功治療至關(guān)重要。診斷是困難的，并且許多從未獲得 確定性診斷，因?yàn)楹苌倏衫眉状挤治?。另外，樣品?jīng)常必須經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)距離傳送用于分析反 應(yīng)，患者在此之后可能沒(méi)有診斷就已死亡或離開(kāi)醫(yī)院。確認(rèn)為沒(méi)有S-甲酸鹽增加的代謝性 酸中毒的患者具有源于除甲醇中毒以外的原因的代謝性酸中毒并且需要不同治療。
[0005] 需要廉價(jià)、精確的早期診斷方法，從而允許在治療有效時(shí)實(shí)施治療。特別需要可在 床邊用于現(xiàn)場(chǎng)護(hù)理分析的系統(tǒng)。
[0006] 發(fā)明概述
[0007] 本公開(kāi)涉及用于診斷、研宄和篩選生物流體（例如，與甲醇中毒、乙醇水平和乙二 醇中毒有關(guān)）中的化學(xué)品的組合物和方法。具體地說(shuō)，本公開(kāi)涉及用于檢測(cè)生物流體中的 甲酸或甲酸鹽、乙醇、乙二醇和其它臨床相關(guān)化學(xué)品的現(xiàn)場(chǎng)護(hù)理系統(tǒng)和方法。
[0008] 例如，在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明提供測(cè)定裝置（例如，用于檢測(cè)毒素或其代謝物 的存在、不存在或水平），其包括：包含以下物質(zhì)的測(cè)試條：a)脫氫酶（例如，甲酸脫氫酶、 醇脫氫酶或甘油脫氫酶；b)指示劑染料；和c)NAD+。在一些實(shí)施方案中，測(cè)試條進(jìn)一步包含 氨基脲與脫氫酶的組合。本發(fā)明不限于特定的指示劑染料。在一些示例性實(shí)施方案中，指 示劑染料是（3-(4,5_二甲基噻唑-2-基）-2,5_二苯基溴化四唑鑰（MTT)。本發(fā)明不限于 用于構(gòu)建測(cè)試條的特定材料。實(shí)例包括但不限于硝酸纖維素膜、尼龍膜（nylon membrane) 或混合聚合物膜CQ(IPOC)。在一些實(shí)施方案中，測(cè)試條進(jìn)一步包含樣品施加墊。在一些實(shí) 施方案中，測(cè)試條進(jìn)一步包含碳水化合物（例如，海藻糖和/或葡聚糖）。在一些實(shí)施方案 中，測(cè)試條進(jìn)一步包含表面活性劑（例如，BioTerge AS 40)。在一些實(shí)施方案中，測(cè)試條進(jìn) 一步包含氧化劑（例如過(guò)硫酸氫鉀制劑（oxone))。在一些實(shí)施方案中，測(cè)試條進(jìn)一步包含 牛血清白蛋白和/或心肌黃酶。在一些實(shí)施方案中，測(cè)試條被包裹在包含至少一個(gè)觀察窗 的外殼（例如，塑料外殼）中。
[0009] 另外的實(shí)施方案提供包含上述測(cè)定裝置中的任一個(gè)的試劑盒。在一些實(shí)施方案 中，試劑盒包含第一測(cè)試條，所述第一測(cè)試條包含甲酸脫氫酶和NAD+ ;和第二測(cè)試條，所述 第二測(cè)試條包含醇脫氫酶和NAD+。在一些實(shí)施方案中，測(cè)試條進(jìn)一步包含氨基脲與脫氫酶 的組合。
[0010] 其它實(shí)施方案提供上述試劑盒中的任一個(gè)用于檢測(cè)生物樣品中的毒素或其代謝 物（例如，甲酸、乙醇或乙二醇）的用途。
[0011] 本發(fā)明的實(shí)施方案提供系統(tǒng)，其包括：上述試劑盒中的任一個(gè)；和用于檢測(cè)NADH 的設(shè)備或裝置（例如，血糖計(jì)或流通測(cè)定裝置（flow through assay))。
[0012] 在其它實(shí)施方案中，本發(fā)明提供用于檢測(cè)來(lái)自受試者的生物樣品中的毒素或其代 謝物的方法，其包括：a)使生物樣品與使所述毒素或其代謝物脫氫的脫氫酶和NAD+接觸， 使得所述毒素或其代謝物與所述脫氫酶和NAD反應(yīng)以產(chǎn)生NADH ;和b)檢測(cè)NADH。本發(fā)明 不限于特定的毒素或代謝物。實(shí)例包括但不限于甲醇、甲酸、乙醇或乙二醇。本發(fā)明不限于 特定脫氫酶。實(shí)例包括但不限于甲酸脫氫酶、醇脫氫酶或甘油脫氫酶。在一些實(shí)施方案中， 所述方法進(jìn)一步包括使生物樣品與氨基脲接觸。在一些實(shí)施方案中，生物樣品是血液（例 如，全血）、血清、血漿或尿。在一些實(shí)施方案中，脫氫酶和NAD+被包埋在測(cè)試條（例如，由 合成材料構(gòu)建）中。在一些實(shí)施方案中，使用血糖計(jì)、使用心肌黃酶和MTT或使用流通測(cè)定 裝置以分光光度法檢測(cè)NADH。
[0013] 在一些實(shí)施方案中，生物樣品中存在甲酸指示受試者中的甲醇中毒。在一些實(shí)施 方案中，所述方法進(jìn)一步包括當(dāng)生物樣品中存在甲酸時(shí)治療受試者的甲醇中毒的步驟。在 一些實(shí)施方案中，治療是乙醇或甲吡唑。在一些實(shí)施方案中，以70-130mg/dl的濃度施用乙 醇。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括在治療期間監(jiān)測(cè)受試者的生物樣品中的乙醇 水平的步驟。在一些實(shí)施方案中，所述方法在3小時(shí)或更少時(shí)間（例如，2小時(shí)或更少時(shí)間、 1小時(shí)或更少時(shí)間、30分鐘或更少時(shí)間、15分鐘或更少時(shí)間、或5分鐘或更少時(shí)間）內(nèi)完成。
[0014] 在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明提供用于檢測(cè)來(lái)自受試者的生物樣品中的甲酸的方 法，其包括：a)使生物樣品與甲酸脫氫酶和NAD+接觸，使得所述生物樣品中的甲酸與所述 甲酸脫氫酶和NAD反應(yīng)以產(chǎn)生NADH ;和b)檢測(cè)所述NADH。
[0015] 本發(fā)明進(jìn)一步提供用于檢測(cè)來(lái)自受試者的生物樣品中的乙醇的方法，其包括：a) 使生物樣品與醇脫氫酶以及任選地氨基脲和NAD+接觸，使得所述生物樣品中的乙醇與醇 脫氫酶以及任選地氨基脲和NAD反應(yīng)以產(chǎn)生NADH ;和b)檢測(cè)所述NADH。
[0016] 本發(fā)明另外提供用于檢測(cè)來(lái)自受試者的生物樣品中的乙二醇的方法，其包括：a) 使生物樣品與甘油脫氫酶和NAD+接觸，使得所述生物樣品中的乙二醇與甘油脫氫酶和NAD 反應(yīng)以產(chǎn)生NADH ;和b)檢測(cè)所述NADH。
[0017] 本公開(kāi)的另外的實(shí)施方案提供于下文的說(shuō)明書(shū)和實(shí)施例中。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1顯示甲酸/甲酸鹽的檢測(cè)的示意圖。
[0019] 圖2顯示確認(rèn)為疑似甲醇中毒的患者或確認(rèn)為未知來(lái)源的代謝性酸中毒的患者 的示例性評(píng)價(jià)的流程圖。
[0020] 圖3顯示確認(rèn)為疑似甲醇中毒的患者或確認(rèn)為未知來(lái)源的代謝性酸中毒的患者 的示例性評(píng)價(jià)的流程圖。
[0021] 圖4顯示不同甲酸鹽濃度下的顯色。
[0022] 圖5顯示甲酸鹽水平對(duì)色彩算法。
[0023] 圖6顯示測(cè)量的甲酸鹽對(duì)添加的甲酸鹽。
[0024] 圖7顯示血清中的甲酸鹽的校準(zhǔn)曲線
[0025] 圖8顯示利用便攜式測(cè)試條讀取器在人血清中測(cè)量的甲酸鹽（3次重復(fù)）。
[0026] 圖9顯示全血中的甲酸鹽的校準(zhǔn)曲線。
[0027] 圖10顯示利用便攜式測(cè)試條讀取器在全血中測(cè)量的甲酸鹽（3次重復(fù)）。
[0028] 圖11顯示緩沖溶液中的乙醇的校準(zhǔn)曲線。
[0029] 圖12顯示測(cè)量的乙醇對(duì)添加的乙醇。
[0030] 圖13顯示全血中的乙醇的校準(zhǔn)曲線。
[0031] 圖14顯示利用實(shí)驗(yàn)室制得的測(cè)試條讀取器對(duì)全血中的乙醇的測(cè)量。
[0032] 圖15顯示便攜式比色計(jì)的通道1上的甲酸鹽測(cè)試條的讀數(shù)。
[0033] 圖16顯示便攜式比色計(jì)的通道3上的甲酸鹽測(cè)試條的讀數(shù)。
[0034] 定義
[0035] 除非另有定義，否則本文所用的所有技術(shù)術(shù)語(yǔ)、符號(hào)和其它科學(xué)術(shù)語(yǔ)或?qū)ｉT(mén)名詞 均具有與本公開(kāi)所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常所理解的含義相同的含義。本文所描述和引用 的許多技術(shù)和程序?yàn)楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員所充分理解，并且通常使用常規(guī)方法得以采用。如果 適當(dāng)，除非另有說(shuō)明，否則涉及使用商購(gòu)的試劑盒和試劑的程序通常依照制造商規(guī)定的方 案和/或參數(shù)進(jìn)行。本文引用的所有專利、申請(qǐng)、公開(kāi)的申請(qǐng)和其它出版物均以引用方式整 體并入。如果本部分中所陳述的定義與以引用方式并入本文中的專利、申請(qǐng)、公開(kāi)的申請(qǐng)和 其它出版物中所陳述的定義相反或以其它方式不一致，則以本部分中所陳述的定義而非以 引用方式并入本文中的定義為準(zhǔn)。
[0036] 如本文所用的，"一（a)"或"一（an)"意指"至少一"或"一或多于一"。
[0037] 如本文所用的，術(shù)語(yǔ)"檢測(cè)（detect) "、"檢測(cè)（detecting) "或"檢測(cè)（detection) " 可描述可檢測(cè)組成的一般發(fā)現(xiàn)或辨別行為或特殊觀察。
[0038] 術(shù)語(yǔ)"干試劑測(cè)試條"是指呈測(cè)試條形式的分析裝置，其中將懷疑含有分析物的試 樣流體施加至所述條（其常常由例如紙、硝酸纖維素和纖維素的吸濕性強(qiáng)的材料制成）。測(cè) 試流體和任何懸浮的分析物可沿所述條流動(dòng)至反應(yīng)區(qū)，其中所述分析物（如果存在）與檢 測(cè)劑相互作用以指示所述分析物的存在、不存在和/或量。
[0039] 術(shù)語(yǔ)"樣品施加區(qū)域"是指其中將流體樣品引導(dǎo)至測(cè)試條（例如本文所描述的干 試劑測(cè)試條或其它測(cè)定裝置）的區(qū)域。在一個(gè)實(shí)例中，可通過(guò)外部施加如利用滴管或其它 施加器將樣品引導(dǎo)至樣品施加區(qū)域。在另一實(shí)例中，例如當(dāng)將測(cè)試條浸入容納樣品的容器 中時(shí)，可將樣品施加區(qū)域直接浸沒(méi)在樣品中。在再一實(shí)例中，可將樣品傾倒或壓榨至樣品施 加區(qū)域上。
[0040] 術(shù)語(yǔ)"固體載體"或"襯底"意指不溶的或可通過(guò)后續(xù)反應(yīng)變得不溶的材料。多種 多樣的固體載體為本領(lǐng)域技術(shù)人員已知并且包括但不限于硝酸纖維素、反應(yīng)盤(pán)的孔壁、多 孔板、試管、聚苯乙烯珠、磁珠、膜、微粒（例如膠乳粒子）和羊（或其它動(dòng)物）紅細(xì)胞。該 術(shù)語(yǔ)涵蓋具有足以允許試劑進(jìn)入的孔隙度以及固定試劑和/或分析物的合適表面親和力 的任何合適的多孔材料。例如，硝酸纖維素的多孔結(jié)構(gòu)對(duì)眾多種試劑具有極好的吸收和吸 附性質(zhì)。尼龍具有類似的特征并且也是合適的。微孔結(jié)構(gòu)是有用的，具有呈水合狀態(tài)的凝 膠結(jié)構(gòu)的材料也是有用的。
[0041] 有用的固體載體的其它實(shí)例包括：天然的聚合碳水化合物和它們的合成修飾的、 交聯(lián)的或取代的衍生物，例如瓊脂、瓊脂糖、交聯(lián)的海藻酸、取代的和交聯(lián)的瓜爾膠（guar gum)、纖維素酯（尤其是與硝酸和羧酸的纖維素酯）、混合纖維素酯和纖維素醚；天然含氮 聚合物，例如蛋白質(zhì)和衍生物，包括交聯(lián)的或修飾的明膠；天然烴聚合物，例如膠乳和橡膠； 可利用合適地多孔結(jié)構(gòu)制備的合成聚合物，例如乙烯基聚合物，包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯 乙烯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯和其部分水解的衍生物、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸酯、上述 縮聚物的共聚物和三元共聚物，例如聚酯、聚酰胺和其它聚合物，例如聚氨酯或聚環(huán)氧化合 物；多孔無(wú)機(jī)材料，例如堿土金屬和鎂的硫酸鹽或碳酸鹽（包括硫酸鋇、硫酸鈣、碳酸鈣）， 堿金屬和堿土金屬、鋁和鎂的硅酸鹽；和鋁或硅的氧化物或水合物，例如黏土、氧化鋁、滑 石、高嶺土（kaolin)、沸石、硅膠或玻璃（這些材料可與上述聚合材料用作過(guò)濾器）；和上述 類別的混合物或共聚物，例如通過(guò)在已有天然聚合物上起始合成聚合物的聚合獲得的接枝 共聚物。
[0042] 如本文所用的，術(shù)語(yǔ)"樣品"以其最廣泛的意義使用。在某種意義上，其意在包括 從任何來(lái)源獲得的樣本或培養(yǎng)物、以及生物樣品和環(huán)境樣品。生物樣品可從動(dòng)物（包括人） 獲得并且涵蓋流體、固體、組織和氣體。生物樣品包括血液（例如，全血）、血液制品，例如血 漿、血清、尿、唾液、痰等。然而，所述實(shí)例不應(yīng)被解釋為限制可適用于本發(fā)明的樣品類型。
[0043] 發(fā)明詳述
[0044] 本公開(kāi)涉及用于診斷、研宄和篩選生物流體（例如，與甲醇中毒、乙醇水平和乙二 醇中毒相關(guān)）中的化學(xué)品（例如，毒素或其代謝物）的組合物和方法。具體地說(shuō)，本公開(kāi)涉 及用于檢測(cè)生物流體中的甲酸或甲酸鹽、乙醇、乙二醇和其它臨床相關(guān)化學(xué)品的現(xiàn)場(chǎng)護(hù)理 系統(tǒng)和方法。
[0045] 甲酸是甲醇的毒性（有毒）代謝物，并且沒(méi)有該甲醇的形成將不會(huì)對(duì)人有毒 (d'Alessand