[發明專利]用于確定多核苷酸的核苷酸序列的儀器和方法

在審

• 申請號: 202010565550.3
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN112111567A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 顏銘宏;埃里克·斯塔瓦;拉賈戈帕·潘卡帕克森
• 申請（專利權）人: 伊魯米那股份有限公司
• 主分類號: C12Q1/6869
• 分類號: C12Q1/6869;C12M1/38;C12M1/34;C12M1/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 王瑋瑋;鄭霞

本申請涉及用于確定多核苷酸的核苷酸序列的儀器和方法。一種方法，包括使摻入試劑流動通過儀器的試劑管理系統和流動池。流動池具有定位于其中的第一多核苷酸。摻入試劑將第一堿基添加到堿基序列上。堿基序列包括與第一多核苷酸互補的第二多核苷酸。在第一堿基已經被添加到第二多核苷酸上之后，捕獲從第一堿基發出的鑒定信號的圖像。使裂解試劑流動通過試劑管理系統和流動池以從第一堿基去除第一終止劑，以便使堿基序列中隨后的堿基能夠被添加至第二多核苷酸。使緩沖試劑以多于一個循環的連續的正向流動方向和反向流動方向流動通過試劑管理系統和流動池。

相關申請的交叉引用

本專利申請要求2019年6月19日提交的且題為“Reagent Exchange In AnInstrument”的美國臨時專利申請第62/863,444號的優先權。前述申請的全部內容在此通過引用并入本文。

背景

用于執行確定多核苷酸的核苷酸順序的方法的儀器可以包括與流動池(flowcell)流體連通的試劑管理系統(reagent management system；RMS)。RMS能夠儲存多于一種試劑、選擇多于一種試劑和使多于一種試劑依次流動通過流動池的流動通道。

這樣的方法可以包括一系列(a sequence of)所選試劑的多個循環(multiplecycles)，所述所選試劑被規定路徑(route)以通過流動池的流動通道，以便對定位于流動池的流動通道中的經克隆的第一多核苷酸的簇(cluster)執行多種受控的化學反應。化學反應使加標簽的(tagged)核苷酸能夠與第一多核苷酸的堿基序列形成堿基對，一次形成一個堿基對。在配對后，標簽被激發以發射出鑒定堿基對的鑒定信號。每個加標簽的多核苷酸添加到與流動池中的第一多核苷酸形成雙鏈的增長的互補的第二多核苷酸鏈。

因此，可以一次一個堿基地逐步建立(build up)互補的第二多核苷酸鏈，以確定第一多核苷酸的簇中的堿基序列。可以被逐步建立的互補的第二多核苷酸鏈中的已知核苷酸的數量越大(即，第二多核苷酸鏈的長度變得越長)，可以提供的關于第一多核苷酸的簇中的核苷酸順序的數據越多，并且總體分析變得越快。

然而，如果試劑流之間的試劑交換不充分，那么可能出現試劑之間的交叉污染。因此，對確定多核苷酸的核苷酸順序、具有改進的試劑流之間的試劑交換的儀器和方法存在需要。

概述

根據本公開內容的一個或更多個方面，本公開內容通過提供一種可操作的以執行確定多核苷酸的核苷酸順序的方法的儀器提供了優點。該方法包括洗滌階段，其中當使緩沖試劑流動通過儀器的試劑管理系統和流動池時，緩沖試劑的總掃過體積(sweep volume)大于緩沖試劑的總流體消耗(fluidic consumption)。此外，總掃過體積與總流體消耗的比率可以高達6、10或更高。與其中總掃過體積與總流體消耗的比率為1的其他方法相比，本方法增強了試劑交換。因此，相對于所述其他方法，分子超前(pre-phasing)被減少并且可以生長的多核苷酸的長度被增加。

根據本公開內容的一個或更多個方面的方法包括使摻入試劑(incorporationreagent)流動通過儀器的試劑管理系統和流動池。流動池具有定位于其中的第一多核苷酸。摻入試劑將第一堿基添加到堿基序列上。堿基序列包括與第一多核苷酸互補的第二多核苷酸。在第一堿基已經被添加到第二多核苷酸上之后，捕獲從第一堿基發出的鑒定信號(identification signal)的圖像。使裂解試劑流動通過試劑管理系統和流動池以從第一堿基去除第一終止劑(terminator)，以便使堿基序列中隨后的堿基能夠被添加至第二多核苷酸。使緩沖試劑以多于一個循環的連續的正向流動方向和反向流動方向流動通過試劑管理系統和流動池以從試劑管理系統和流動池洗去裂解試劑。

在方法的一些實例中，多于一個循環包括4個或更多個循環。

在方法的一些實例中，多于一個循環包括12個或更多個循環。