[發明專利]具有微流體裝置的分析系統、微流體裝置和相關方法

在審

• 申請號: 201980036615.0
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN112236512A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: W·H·亨利;A·D·普菲菲爾勒;J·M·拉姆齊;E·F·佩爾科夫斯基
• 申請（專利權）人: 北卡羅來納－查佩爾山大學
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34;C12M1/36;C12M1/02;C12M1/00;B01L3/00;C12Q1/686
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 初明明;梅黎

1.一種分析系統，所述系統包含：

外殼，所述外殼包含室，將所述室定尺寸并且配置成接收至少一個微流體裝置；

光學系統，其偶聯到與所述至少一個微流體裝置光學連通的所述外殼；

控制器，其偶聯到所述光學系統；

熱源，其偶聯到所述光學系統并且熱偶聯到保持在所述外殼中的所述至少一個微流體裝置；和

子陣列選擇模塊，其與所述控制器連通，其中將所述子陣列選擇模塊配置成選擇所述微流體裝置的至少一個流體通道的微孔組的子組，用于在測定期間在反應步驟(例如，一個熱循環)之后通過所述光學系統成像。

2.權利要求1所述的系統，所述系統進一步包含保持在與至少一個微流體裝置相鄰的所述外殼中的磁體，將所述磁體配置成在珠的負載操作期間沿至少一個流體通道平移以磁性偶聯到珠，以引導珠沿所述流體通道行進并進入所述微孔的珠保留片段中。

3.權利要求1所述的系統，其中所述微流體裝置包含多個流體通道，每個流體通道具有多組微孔，所述多組微孔沿與樣品輸入端口和第二相對端口之間的方向相關聯的長度維度定位，并且其中所述微孔組的所選的子組與多個所述流體通道的微孔的橫向對準的第一子組的單行相關聯，任選地與來自所述多個流體通道的每個流體通道的對準的微孔的一個子組相關聯。

4.權利要求1所述的系統，其中在所述光激發之前，所述子陣列選擇模塊鑒定所述微孔組的子組，以限定所述微流體裝置的所述微孔組的其它微孔組的位置。

5.權利要求1所述的系統，其中所述子陣列選擇模塊在所述測定的不同的反應步驟(例如，所述測定的不同的熱循環)選擇所述微流體裝置的所述微孔組的不同的子組，并引導所述光學系統僅激發所述不同的流體通道中的所述微孔組的當前選擇的子組，然后引導所述光學系統的相機連續或并行獲取所述當前選擇的子組中的所述微孔組的不同的子組的圖像。

6.權利要求1所述的系統，其中所述子陣列選擇模塊在所述測定的至少一些不同的連續反應步驟(例如，所述測定的不同的熱循環)選擇微孔的相同的子組，并引導所述光學系統將光僅傳輸到所述微孔組的當前選擇的子組，然后引導所述光學系統的相機連續或并行獲取所述微孔組的不同的子組的圖像，任選地獲取微孔的當前選擇的子組中的多對相鄰的微孔組的圖像。

7.權利要求1所述的系統，其中所述光學系統包含至少第一濾波器和/或第二濾波器，所述至少第一濾波器和/或第二濾波器限定對應于第一目標編碼的珠和第二目標編碼的珠的第一波長和/或第二波長的激發光，用于解碼保持在所述微流體裝置的至少一個流體通道的所述一組或多組微孔中的珠組。

8.權利要求1所述的系統，所述系統進一步包含整合在所述控制器中和/或偶聯到所述控制器的信號分析模塊，其中將所述信號分析模塊配置成獲得所述微孔組的所選的子組中的每一個微孔的模擬信號，并且其中當振幅隨所述測定的循環變化時，所述模擬信號提供PCR數據，并且通過所述模擬信號確定與所限定的珠類型相關聯的反應的目標分子的濃度。

9.權利要求8所述的系統，其中將所述信號分析模塊進一步配置成獲得所述微孔組的一個或多個數字PCR信號。

10.權利要求8所述的系統，其中當振幅隨對于所述流體通道的所述一組或多組微孔中的輸入材料的PCR循環數變化時，所述模擬信號提供實時PCR數據，并且所限定的珠類型的分子濃度約等于或大于1個分子/微孔，并且其中所述模擬信號限定閾值循環或循環閾值Ct和目標物質和/或分子類型的目標分子的數量/目標分子的濃度，對于給定數量的PCR循環，當熒光信號強度(Si)大于閾值時將微孔反應鑒定為陽性，或者如果所述熒光信號強度(Si)總是小于所述閾值將微孔反應鑒定為陰性。