方波热循环制造技术

本文公开的实施方式涉及用于分析解链温度，并且特别涉及用于分析双螺旋核酸的方法和系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】方波热循环专利技术背景
本文公开的实施方式涉及用于分析解链温度，并且特别涉及用于分析双螺旋核酸的方法和系统。相关技术描述解链曲线分析可用于推论关于双螺旋核酸的长度、序列、GC含量和互补性的信息。如此，解链曲线分析广泛地用于各种各样的应用，比如检测单核苷酸多态性(SNP)和通过产生的解离图形区分纯合的野生型、杂合的和纯合的突变等位基因。另外，在聚合酶链式反应(PCR)之后解链曲线分析可用于检测假的扩增产物。然而，当前可用的解链曲线分析技术具有局限性，尤其是就维持样品之间和重复分析之间的一致性而言。因此，需要改进核酸的解链曲线分析的速度和准确度的方法和系统。
技术实现思路
本技术涉及用于分析核酸解链曲线，尤其是关于双螺旋核酸分子的方法和系统。在本技术的一些实施方式中，这种方法和系统允许具有改进的速度和准确度的解链温度的分析。在本文呈现的技术的一些实施方式中，提供了一种确定双螺旋核酸分子的解链温度的方法，其允许核酸解链曲线分析的改进的速度和准确度。该方法可包括使包括双链核酸分子的溶液经历方波温度梯度，该梯度包括引起双链核酸分子至单链核酸分子的至少一种转换的温度范围；并且在方波温度梯度的过程中检测该至少一种转换。在一些实施方式中，方波温度梯度可包括一系列温度脉冲，每个脉冲包括:将溶液的温度升高至第一高温；将溶液的温度下降至第二低温；其中第一高温高于第二低温；并且其中，在随后的脉冲中，将第一高温和第二低温每个调节至分别高于先前脉冲中的第一和第二温度。本文还呈现了一种确定双螺旋核酸分子的解链温度的方法，该方法包括使包括多个单链核酸分子的溶液经历方波温度梯度，该梯度包括引起单链核酸分子至双链核酸分子的至少一种转换的温度范围；并且在方波温度梯度的过程中检测该至少一种转换。在一些实施方式中，方波温度梯度可包括一系列温度脉冲，每个脉冲包括:将溶液的温度升高至第一高温；将溶液的温度下降至第二低温；其中第一高温高于第二低温；并且其中，在随后的脉冲中，将第一高温和第二低温每个调节至分别低于先前脉冲中的第一和第二温度。本文还呈现了一种用于确定双螺旋核酸分子的解链温度的系统，该系统包括可编程的热循环装置；检测器；和一种用于方波热循环的程序，该程序包括用于以下的指令:使包括双链核酸分子的溶液经历方波温度梯度，该梯度包括引起双链核酸分子至单链核酸分子的至少一种转换的温度范围；并且在方波温度梯度的过程中检测该至少一种转换。在以上系统的一些实施方式中，方波温度梯度包括一系列温度脉冲，每个脉冲包括:将溶液的温度升高至第一高温；将溶液的温度下降至第二低温；其中第一高温高于第二低温；并且其中，在随后的脉冲中，将第一高温和第二低温每个调节至分别高于先前脉冲中的第一和第二温度。本文还呈现了一种确定双链核酸分子的解链温度的方法，该方法包括:提供包括双链核酸分子并且在存在双螺旋核酸的情况下具有特征可检测的信号的报道部分的样品；使该样品经历一系列温度脉冲，其中至少多个脉冲引起双链核酸分子转换成单链分子并且转换回成双链分子；以及使用报道部分产生的信号检测双链核酸分子的解链温度。在一些实施方式中，每个温度脉冲包括:将溶液的温度升高至第一高温；将溶液的温度下降至第二低温；其中第一高温高于第二低温；并且其中，在随后的脉冲中，将第一高温和第二低温每个调节至分别高于先前脉冲中的第一和第二温度。本文还提供了一种确定核酸的双链至单链转换的动力学信息的方法，该方法包括:提供包括双链核酸分子并且在存在双螺旋核酸的情况下具有特征可检测的信号的报道部分的样品；使该样品经历一系列温度脉冲，其中脉冲引起双链核酸分子转换成单链分子并且转换回成双链分子；以及使用报道部分产生的信号检测在单链和双链状态之间的转换t匕，由此状态之间的转换比提供了关于转换的动力学信息。本文还呈现了一种确定双螺旋核酸分子的解链温度的方法，该方法包括:使包括单链核酸分子的溶液经历方波温度梯度，该梯度包括引起单链核酸分子至双链核酸分子的至少一种转换的温度范围；并且在方波温度梯度的过程中检测该至少一种转换。在一些实施方式中，方波温度梯度可包括一系列温度脉冲，每个脉冲包括:将溶液的温度升高至第一高温；将溶液的温度下降至第二低温；其中第一高温高于第二低温；并且其中，在随后的脉冲中，将第一高温和第二低温每个调节至分别低于先前脉冲中的第一和第二温度。【附图说明】图1是显示方波温度曲线的一个例子的图。温度显示在Y-轴和时间显示在X-轴。星号指示在曲线期间进行信号检测的时间。图2是显示方波温度曲线的一个例子的图，温度显示在Y-轴和时间显示在X-轴。图3是显示常规的解链曲线分析的图。指示双链核酸的荧光信号显示在Y-轴。温度显不在X-轴。优选的实施方式详述本文提供了基于在单链和双链形式之间的解离温度一一也被称为解链曲线一解析核酸结构的方法和系统。该方法和系统利用具有阶梯的方波热曲线，并且涉及在每一阶梯高点和低点处测量荧光。常规的解链曲线分析涉及频繁对包含报道试剂的溶液体积光学取样，所述报道试剂随着双链DNA响应温度上升解离而改变其报道特性，例如强度。然而，由于若干问题，高精密解离方法准确地和可再生地报道解链温度的能力受到限制。例如，在标准解离曲线分析中，难以获得热控制的均一性，并且从溶液至溶液的准确度难以再现。另外，解离不是新现象，并且因为转换包括热力学和动力学方面的混合，所以在双链和单链形式之间的转换具有一定的幅度。常规的解离方法也通常取决于荧光对温度迹线的导数以去卷积重叠的解离特征。然而，导数峰的解析通常被荧光读取中的噪声所限制。为了实现具有相似的解链温度的核酸结构的良好解析，通常用热循环装置的非常缓慢和精确的控制收集常规的解链曲线。用于常规分析的热曲线是线性的，与用在扩增反应中的斜率相比，具有极其缓的斜率。然而，在许多情况中，由于应用的温度的不确定性，斜率难以精确地控制并且这表现在解链温度结果的变化。因此，测量时间长，以允许温度的缓慢过渡以及在该温度范围频繁地进行的光学测量，以克服光学系统的噪声限制。更进一步，因为要求的读数频率通常高于扫描器读取所有样品的能力，用于一些设备的光学扫描器不是很好的适合于常规的解链曲线分析。如此，常规的扫描设备的替代方案包括:1)减慢热升温速率以适应光学扫描头(然而，这增加了运行时间，并且对热控制系统增加了更多限制)；或2)每次对一个样品进行解链曲线(也增加了总的运行时间长度)。鉴于以上常规的解链曲线分析的局限性，令人意外地发现解链曲线分析可以类似扫描伏安法的形式进行。具体地，在使用扫描伏安法解析混合溶液的电化学中遇到的问题在某些方面与在常规的解链曲线分析中遇到的问题类似。热曲线的类似是应用至电极的电压的扫描。电化学中混合物的解析是使用线性斜坡上重叠的方波曲线。因此，本文呈现的是解链曲线分析新形式的令人意外发现，其允许快速确定双螺旋核酸分子或不同的双螺旋核酸分子的混合物的解链温度。在某些实施方式中，该方法包括:使包括双链核酸分子的溶液经历方波温度梯度，该梯度包括引起双链核酸分子至单链核酸分子的至少一种转换的温度范围；并且在方波温度梯度的过程中检测该至少一种转换。如本文所使用的，术语方波指通常通过阶梯状的曲线定义的振荡图形。在热曲线的背景下，方波图形在高温和低温之间交替，具有瞬时或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定双螺旋核酸分子的解链温度的方法，所述方法包括使包括双链核酸分子的溶液经历方波温度梯度，所述梯度包括引起所述双链核酸分子至单链核酸分子的至少一种转换的温度范围；和在所述方波温度梯度的过程中检测所述至少一种转换。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.14 US 61/547,1991.一种确定双螺旋核酸分子的解链温度的方法，所述方法包括 使包括双链核酸分子的溶液经历方波温度梯度，所述梯度包括引起所述双链核酸分子至单链核酸分子的至少一种转换的温度范围；和 在所述方波温度梯度的过程中检测所述至少一种转换。2.权利要求1所述的方法，其中所述方波温度梯度包括一系列温度脉冲，每个脉冲包括: a)使所述溶液的温度升高至第一高温； b)使所述溶液的温度下降至第二低温； 其中所述第一高温高于所述第二低温；并且 其中，在随后的脉冲中，将每个所述第一高温和所述第二低温调节至分别高于先前脉冲中的所述第一和第二温度。3.权利要求2所述的方法，其中至少一个所述温度脉冲包括在所述双链核酸分子和所述单链核酸分子之间发生可检测的转换的温度范围。4.权利要求2所述的方法，其中所述检测发生在每个所述温度脉冲中的所述第一高温和所述第二低温处 。5.权利要求2所述的方法，其中所述方法进一步包括: 识别具有从双链核酸至单链核酸分子的最大可检测的转换的温度脉冲。6.权利要求5所述的方法，其中所述识别包括计算可检测的信号的差异，所述可检测的信号在单个温度脉冲内的所述第一高温和所述第二低温处测量。7.权利要求1所述的方法，其中所述溶液包括多个双链核酸种类，每个所述种类包括不同的序列。8.权利要求7所述的方法，其中每个所述多个双链核酸种类包括不同的解链温度。9.权利要求1所述的方法，其中所述检测包括在存在双螺旋核酸的情况下检测具有特征可检测信号的报道部分。10.权利要求9所述的方法，其中所述特征可检测信号是可逆的。11.权利要求9所述的方法，其中所述报道部分包括荧光染料。12.权利要求9所述的方法，其中所述报道部分选自:溴化乙锭、YO-PRO-1、Hoechst33258、Pico Green 和 SYBR Green。13.权利要求1所述的方法，其中所述检测包括监测紫外线(UV)吸收。14.权利要求1所述的方法，其中所述方波温度梯度使用可编程的热循环仪产生。15.一种用于确定双螺旋核酸分子的解链温度的系统，所述系统包括 可编程的热循环装置； 检测器；和 用于方波热循环的程序，所述程序包括用于以下的指令: 使包括双链核酸分子的溶液经历方波温度梯度，所述梯度包括引起所述双链核酸分子至单链核酸分子的至少一种转换的温度范围；和 在所述方波温度梯度的过程中检测所述至少一种转换。16.权利要求15所述的系统，其中所述方波温度梯度包括一系列温度脉冲，每个脉冲包括:a)使所述溶液的温度升高至第一高温； b)使所述溶液的温度下降至第二低温； 其中所述第一高温高于所述第二低温；和 其中，在随后的脉冲中，将每个所述第一高温和所述第二低温调节至分别高于先前脉冲中的所述第一和第二温度。17.权利要求16所述的系统，其中至少一个所述温度脉冲包括在所述双链核酸分子和所述单链核酸分子之间发生可检测的转换的温度范围。18.权利要求16所述的系统，其中所述检测发生在每个所述温度脉冲中的所述第一高温和所述第二低温处。19.权利要求16所述的系统，其中所述程序进一步包括用于以下的指令: 识别具有从双链核酸至单链核酸分子的最大可检测的转换的温度脉冲。20.权利要求19所述的系统，其中所述识别包括计算可检测的信号的差异，所述可检测的信号在单个温度脉冲内的所述第一高温和所述第二低温处测量。21.权利要求15所述的系统，其中所述检测包括监测紫外线(UV)吸收。22.权利要求15所述的系统，其中所述方波温度梯度使用可编程的热循环仪产生。23.一种确定双链核酸分子的解链温度的方法，所述方法包括: 提供包括双链核酸分子和在存在双螺旋核酸的情况下具有特征可检测信号的报道部分的样品； 使所述样品经历一系列温度脉冲，其中至少多个所述脉冲引起所述双链核酸分子转换成单链分子并且转换回成双链分子；和 使用所述报道部分产生的信号检测所述双链核酸分子的解链温度。24.权利要求23所述的方法，其中每个所述温度脉冲包括: a)使所述溶液的...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·斯蒂尔，
申请(专利权)人：贝克顿·迪金森公司，
类型：发明
国别省市：美国;US