[發(fā)明專利]用于生成或分析生物樣本的系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380074621.8
• 申請(qǐng)日: 2013-03-15
• 公開（公告）號(hào): CN105121019A
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴爾·比爾曼;塞巴斯蒂安·伯姆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 伊魯米那股份有限公司
• 主分類號(hào): B01L3/00
• 分類號(hào): B01L3/00;G01N35/10
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 鄭霞

技術(shù)領(lǐng)域

本文的主題大致涉及用于分析或生成生物或化學(xué)物質(zhì)的系統(tǒng)，更具體來(lái)說(shuō)涉及具有用于在其中進(jìn)行所指定反應(yīng)的流體裝置的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

用于生物或化學(xué)研究的各種協(xié)議包括大量受控反應(yīng)的執(zhí)行。反應(yīng)可由自動(dòng)化系統(tǒng)(其具有例如適當(dāng)流體、光學(xué)和電子器件)按照預(yù)定協(xié)議來(lái)執(zhí)行。系統(tǒng)可例如用來(lái)生成生物或化學(xué)產(chǎn)物供后續(xù)使用，或者分析樣本以檢測(cè)樣本的某些性質(zhì)/特性。在一些情況下分析樣本時(shí)，包括可識(shí)別標(biāo)記(例如熒光標(biāo)記)的化學(xué)半族可輸送到樣本所在的室，并且有選擇地接合到樣本的另一個(gè)化學(xué)半族。可通過(guò)采用輻射以激發(fā)標(biāo)記并且檢測(cè)來(lái)自標(biāo)記的光發(fā)射，來(lái)觀測(cè)或確認(rèn)這些化學(xué)反應(yīng)。這類光發(fā)射還可通過(guò)其他手段、例如化學(xué)發(fā)光來(lái)提供。

一些已知系統(tǒng)使用流體裝置、例如流動(dòng)池，其包括通過(guò)流動(dòng)池的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)表面所限定的流動(dòng)溝道(例如內(nèi)室)。反應(yīng)可沿內(nèi)表面執(zhí)行。流動(dòng)池通常定位成接近光學(xué)組合件，其包括用于在流動(dòng)溝道中成像的樣本的裝置。光學(xué)組合件可包括物鏡和/或固態(tài)成像裝置(例如CCD或CMOS)。在一些實(shí)施例中，沒有使用物鏡，以及固態(tài)成像裝置定位成緊鄰流動(dòng)池，以用于對(duì)流動(dòng)溝道進(jìn)行成像。

在對(duì)流動(dòng)溝道進(jìn)行成像之前，可需要進(jìn)行與樣本的多個(gè)反應(yīng)。例如，在一種邊合成邊測(cè)序(SBS)技術(shù)中，流動(dòng)溝道的一個(gè)或多個(gè)表面具有核酸聚類(例如無(wú)性擴(kuò)增子)陣列，其通過(guò)橋式PCR來(lái)形成。在生成聚類之后，對(duì)核酸進(jìn)行“線性化”，以提供單鏈DNA(sstDNA)。為了完成測(cè)序循環(huán)，多個(gè)反應(yīng)成分按照預(yù)定時(shí)間表流入流動(dòng)溝道中。例如，各測(cè)序循環(huán)包括使一個(gè)或多個(gè)核苷酸(例如A、T、G、C)流入流動(dòng)溝道中，以用于將sstDNA擴(kuò)展一個(gè)單堿基。附連到核苷酸的可逆終止物可確保每循環(huán)只有單個(gè)核苷酸被sstDNA結(jié)合。各核苷酸具有唯一熒光標(biāo)記，其在被激發(fā)時(shí)發(fā)射某種顏色(例如紅色、綠色、藍(lán)色等)，這用來(lái)檢測(cè)對(duì)應(yīng)核苷酸。通過(guò)新結(jié)合的核苷酸，在四個(gè)溝道(即，每熒光標(biāo)記一個(gè))中獲取許多聚類的圖像。在成像之后，使另一個(gè)反應(yīng)成分流入流動(dòng)溝道中，以便以化學(xué)方式從sstDNA分裂熒光標(biāo)記和可逆終止物。sstDNA然后對(duì)另一個(gè)循環(huán)準(zhǔn)備就緒。相應(yīng)地，對(duì)每個(gè)循環(huán)向流動(dòng)溝道提供多個(gè)不同反應(yīng)成分。單個(gè)測(cè)序會(huì)話可包括許多循環(huán)，例如100、300或以上。

包括反應(yīng)成分的流體通常保持在儲(chǔ)存裝置(例如托盤或盒)中，其中不同流體儲(chǔ)存在不同貯器中。但是，由于反映成分的數(shù)量以及循環(huán)的較大數(shù)量，一個(gè)會(huì)話期間使用的流體的總體積能夠相當(dāng)大。實(shí)際上，對(duì)于一些應(yīng)用，在單盒中提供反應(yīng)成分的總體積是不切實(shí)際的。對(duì)于這類應(yīng)用，可需要使用較大系統(tǒng)、多個(gè)系統(tǒng)或者采用單個(gè)系統(tǒng)來(lái)運(yùn)行許多會(huì)話。這些解決方案在一些情況下是高費(fèi)用、不便利或者不合理的。

除了以上所述之外，反應(yīng)成分還可經(jīng)過(guò)從儲(chǔ)存裝置延伸到流動(dòng)池的流體管線來(lái)輸送。在系統(tǒng)的操作期間，反應(yīng)成分經(jīng)過(guò)對(duì)應(yīng)流體管線從儲(chǔ)存裝置的貯器之一流動(dòng)到流動(dòng)池。單獨(dú)的流體管線中的體積能夠是相當(dāng)大的。例如，從儲(chǔ)存裝置延伸到流動(dòng)池的單個(gè)流體管線的一部分中的體積可大于流動(dòng)溝道的整個(gè)體積。但是，因?yàn)榉磻?yīng)已經(jīng)發(fā)生，所以流體管線的這個(gè)部分中的體積有時(shí)是不需要的。這個(gè)體積可稱作“排量體積”或“死體積”。當(dāng)系統(tǒng)利用多個(gè)循環(huán)時(shí)，如上所述，積聚的總排量體積不是微不足道的量，而是能夠顯著增加操作系統(tǒng)所需的成本和/或空間。

發(fā)明內(nèi)容

本文所述的實(shí)施例可包括各種系統(tǒng)、方法、組合件、裝置、設(shè)備等，其能夠與生成物質(zhì)和/或分析物質(zhì)結(jié)合使用。在具體實(shí)施例中，物質(zhì)是生物或化學(xué)物質(zhì)。

例如，在一個(gè)實(shí)施例中，提供一種系統(tǒng)，其包括具有配合側(cè)和閥入口的反應(yīng)閥。反應(yīng)閥包括樣本室，以及閥入口與樣本室成流體連通。該系統(tǒng)還具有歧管，其具有接合表面。歧管可包括在接合表面的第一和第二歧管端口。接合表面和反應(yīng)閥的配合側(cè)可定位成沿界面彼此相鄰。閥入口以及第一和第二歧管端口朝界面開放。閥入口可配置成與第一和第二歧管端口單獨(dú)對(duì)齊。該系統(tǒng)還可包括定位組合件，其在操作上耦合到反應(yīng)閥或歧管的至少一個(gè)。定位組合件配置成沿界面移動(dòng)反應(yīng)閥或歧管的至少一個(gè)，以便將閥入口與第一歧管端口在流體上斷開，并且將閥入口在流體上連接到第二歧管端口。

在一些方面，反應(yīng)閥包括池臺(tái)架(cellstage)，以及可選地包括流動(dòng)池，其在固定位置耦合到池臺(tái)架。池臺(tái)架可包括閥入口。流動(dòng)池可以是分立組件，其耦合到(例如固定到或者可拆卸地耦合到)池臺(tái)架。流動(dòng)池可包括透光層。樣本室可至少部分通過(guò)透光層來(lái)限定。