[發明專利]模塊流動池和測序方法

有效

• 申請號: 201680042803.0
• 申請日: 2016-07-21
• 公開（公告）號: CN108138110B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: J·歐樂尼克;D·茲米爾曼
• 申請（專利權）人: 奇根科學有限責任公司;快而精有限公司
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34;C12P19/34;C12Q1/6874
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 鄭天松

本發明涉及進行測序的模塊流動池，具有模塊流動池的裝置，和使用模塊流動池進行測序的方法，以及包括模塊流動池的系統和試劑盒，其中期望少于全體測序能力。

【技術領域】

本發明涉及模塊流動池，具有模塊流動池的裝置，和使用模塊流動池進行測序的方法，以及包括模塊流動池及其他組分的系統和試劑盒，其無限制地包括，試劑、混合物、數據處理步驟、算法、計算機可讀介質、及計算機程序，這些用于使用，例如，由通過合成的測序、通過連接的測序及其他核酸測序方法獲得的數據來測定核苷酸序列中的核酸的同一性。在一實施方式中，本發明提供用于更小測序工程(即以更小批對核酸進行測序)的方法和裝置。

【背景技術】

在過去的25年，創建并登記到Genbank的DNA序列信息的量指數地增長。許多下一代測序技術使用通過合成的測序(SBS)形式，其中特別設計的核苷酸和DNA聚合酶被用于以受控制的方式讀取DNA模板的序列。其他下一代測序技術可使用天然核苷酸和/或聚合酶或標記的寡核苷酸和連接酶而測定核酸序列。為了達到高通量，使用好幾百萬的該模板(各為單個或多個分子)，跨表面形成陣列，及獨立地讀取和記錄它們的序列。期望實施高通量測序源于對于更快的處理和減少的成本的需求。但是，商業化的高通量系統盡管減少大規模測序(例如，100～200GB)的成本，卻使得小規模測序(例如，10、20、25等GB)變得昂貴和不便利。因此，對于服務于一般科學家的實際日常測序工作的改良的核酸測序方法和裝置有持續的需求。

【發明概述】

本發明涉及模塊流動池，具有模塊流動池的裝置，和使用模塊流動池進行測序的方法，以及包括模塊流動池及其他組分的系統和試劑盒，其無限制地包括，試劑、混合物、數據處理步驟、算法、計算機可讀介質、及計算機程序，這些用于使用，例如，由通過合成的測序、通過連接的測序及其他核酸測序方法獲得的數據來測定核苷酸序列中的核酸的同一性。在一實施方式中，本發明提供用于更小測序工程(即以更小批對核酸進行測序)的方法和裝置。所述概念可通過嵌套流動池或模塊流動池實現。模塊流動池允許期望少于全體測序能力的彈性的量的測序。

目前，最高度并行的商業化的測序儀無論什么規模的研究或需要有多少分離的樣品都要求用戶運行整個大流動池。這是由于采用單流動池或雙流動池的當前設計，其中對于各流動池而言，全部試劑和洗滌在單個站發生，并用閥改變遞送到流動池的試劑。這種缺乏彈性的做法有許多不利的結果。首先，這表示要耐受廢棄物、及更小測序作業的更高成本，或等到許多更小測序作業可組合到更大的運行中。其次，這表示大的測序工程因它們更成本有效而會是有利的(例如，在核心設備)，導致具有更小工程的一般研究者被排除在外，或(最好是)被迫等待數天至數周以得到機會使用共享的機器。

在一實施方式中，本發明在測序系統中提供導致更大彈性的重要特征。就是說，想要運行相對小的測序研究(例如，10、20、25GB)的研究者無需等待數天至數周以“迎合”更大運行而也能進行該研究。由此，研究者可選擇他們的工程規模和他們的試劑利用規模，因此導致更小運行更成本有效。例如，在一實施方式中，預填充的試劑盒(或者，另一試劑源)匹配流動池輸出容量(無論25、50、75或100GB)，由此允許每GB固定的成本。

在一實施方式中，此彈性由模塊流動池(即，具有多于一個測序用過道或通道的流動池)提供，各過道或通道在模塊中處于活動狀態或不活動狀態。在一實施方式中，多個模塊預組裝在一起。本發明不旨在限制模塊數；2、3、4、5、6、7、8、9和10個或更多模塊可預組裝在一起。在另一實施方式中，模塊是可被導入流動池的室內的插入件，各插入件提供用于實施測序的過道或通道。在一實施方式中，這些插入件(優選地)是可移動的和可移除的。

可以該方式由各種方法制造處于非活動狀態的過道或通道(“虛過道”)，所述方法包括但不限于，不對它們進行表面修飾，不向它們導入測序試劑，或通過阻斷與測序試劑的任何相互作用(例如，用防止試劑到達過道的塞子)。處于活動狀態的過道被表面修飾而含有測序用原材料，例如，附接的引物、模板或兩者。各過道或通道可與其自身流體通道輸入和輸出連接，或它們可共享共同的輸入和輸出。