具有响应于多个激发频率的基准的系统和方法技术方案

基准标记设置在可用于例如测序的分子分析的类型的图案化阵列上。基准可以具有增强它们在图像或检测数据中的检测、便于或改进处理、提供有用信息的编码等的配置。基准的示例可以包括响应于在处理和检测期间使用的辐射的多个频率以便在成像的连续循环期间返回信号的“总是开启”类型。

A system and method having a reference in response to multiple excitation frequencies

Benchmark markers are set on patterned arrays of types that can be used for molecular analysis, such as sequencing. Benchmarks may have configurations that enhance their detection in images or detection data, facilitate or improve processing, provide encoding of useful information, etc. An example of a reference may include a \always on\ type of signal returned during a continuous cycle of imaging in response to multiple frequencies of radiation used during processing and detection.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有响应于多个激发频率的基准的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2017年2月1日提交的英国(GB)专利申请号1701684.1、和于2017年2月1日提交的英国(GB)专利申请号1701690.8、以及于2017年2月1日提交的英国(GB)专利申请号1701685.8的优先权，这些专利申请的每一个的内容通过引用以其整体并入本文。背景对图案化阵列开发了越来越多的应用。这种图案化阵列可以例如支持脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)探针。这些对在人类和其他有机体中的基因中存在的核苷酸序列是特定的。例如，在一些应用中，单独的DNA和RNA探针可以在图案化阵列载体上以几何栅格(或随机地)附着在小位置处。例如来自已知或未知的人或有机体的测试样品可以暴露于栅格，使得片段的互补基因与在阵列中的单独位点处的探针杂交。然后可以例如通过将特定频率的光在位点上扫描以常常通过基因或片段所位于的位点的荧光识别出样品中的哪些基因或片段存在来检查阵列。来自样品的片段被结合到的阵列的特征的检测可用于识别在样品中存在的分子序列。核酸阵列也可用于基本基因测序。通常，基因测序由确定在一段遗传物质中的核酸或核苷酸顺序组成。该技术正在继续发展和改进，且越来越大的核酸样品(例如更复杂的基因组(以及其他分析物))正在阵列上被测序。对于核酸阵列的这些和其他应用，也在检测硬件和编程中做出改进。例如，在成像系统中的改进例如通过使用成像光学器件的线扫描和共焦控制来允许更快、更准确和更高分辨率扫描和成像。然而，在一个示例中，当阵列中的特征的密度增加且特征的尺寸减小并且阵列的总体尺寸扩大时，准确的检测变得有问题。在阵列上的位点的数量和密度增加的情况下，挑战包括准确地定位位点、在测序和成像的连续循环中使位点对准或给位点编索引的能力，以及避免可能混淆连续图像或图像数据(其是确定在阵列的位点处存在的序列所需的)的比较的问题。在检测和图像处理中涉及的经济成本和时间也可能变得成问题。概述阵列的第一方面和两种方法在本文中在权利要求1-20中进行限定，并且对应于2017年2月1日提交的英国(GB)专利申请号1701684.1(案卷编号IP-1402-GB)的权利要求。本公开提供了阵列的第一方面，该阵列包括载体，其具有在操作中接收生物样品的位置，所述生物样品彼此不同以在荧光成像的连续循环中不同地做出响应；以及在载体上的基准特征，该基准特征具有在荧光成像的连续循环中通过产生可检测信号做出响应的荧光材料。在阵列的第一方面的示例中，在执行荧光成像的连续循环时，生物样品中只有一些出现在连续图像中，而排除掉生物样品中的其它，但是其中基准特征出现在所有图像中。在阵列的第一方面的示例中，利用在至少两个不同波长处的光来执行荧光成像的连续循环，并且其中基准特征的荧光材料对至少两个不同波长做出响应。在阵列的第一方面的示例中，基准特征包括至少一个凹坑和设置在至少一个凹坑中的对象，该对象包括荧光材料。在该示例中，设置在至少一个凹坑中的对象太大以至于无法在载体的接收生物样品的位置中被接收。在阵列的第一方面的示例中，位置以规则的重复图案设置在载体上。在阵列的第一方面的示例中，载体包括位置的多个区域，并且其中基准特征设置在多个区域中的每个中。在阵列的第一方面的示例中，生物样品包括核酸序列。在阵列的第一方面的示例中，基准特征包括相邻但不同心的形状。在阵列的第一方面的示例中，基准特征包括非闭合形状。阵列的第一方面的示例还包括多个基准特征，并且其中基准特征在非直线布局中被设置在载体上。在阵列的第一方面的示例中，基准特征被构造成产生编码信息的图像数据。阵列的第一方面的示例还包括至少一个附加的基准特征，其在载体中或载体上形成并且在成像期间光学地反射以返回入射辐射的至少一部分，用于定位载体、调整载体的位置或配准载体或位置。阵列的第一方面的示例还包括基准特征，其包括设置在阱或沟槽中的多个自发荧光元件。在阵列的第一方面的示例中，基准特征包括具有在约5μm和约10μm之间的直径的多个元素。在阵列的第一方面的示例中，基准特征包括多个元素，该多个元素包括聚苯乙烯、二氧化硅或其组合。应当理解，阵列的第一方面的任何特征可以以任何期望的方式和/或配置组合在一起。本公开还提供了一种方法，其包括：将生物样品设置在载体上的位置处，该生物样品彼此不同以在荧光成像的连续循环中不同地做出响应；以及将基准特征设置在载体上，基准特征包括在荧光成像的连续循环中通过产生可检测信号做出响应的荧光材料。该方法的示例还包括以不同波长的光在荧光成像的连续循环中对生物样品和基准特征成像，以产生对由生物样品和基准特征产生的荧光信号编码的图像数据。在该方法的示例中，其中在荧光成像的每个连续循环之间，在每个位置处从生物样品中移除标签，并且在每个位置处将附加的生物成分添加到每个生物样品，附加的生物成分具有对荧光成像的连续循环做出响应的标签。应当理解，该方法的任何特征可以以任何期望的方式组合在一起。此外，应当理解，该方法的和/或阵列的第一方面的特征的任何组合可以一起被使用和/或与本文公开的任何示例组合。本公开还提供了一种方法，其包括：访问对设置在载体上的位置处的生物样品的连续图像编码的图像数据，生物样品彼此不同以在荧光成像的连续循环中不同地做出响应，图像数据进一步对在载体上的基准特征的图像编码，基准特征具有在荧光成像的连续循环中通过产生可检测信号做出响应的荧光材料，基准特征包括非闭合形状；通过参考基准特征针对连续图像配准载体上的位置；以及处理所配准的连续图像以将从连续图像导出的数据转换成序列数据。应当理解，该方法的任何特征可以以任何期望的方式组合在一起。此外，应当理解，该方法的和/或其他方法的和/或阵列的第一方面的特征的任何组合可以一起被使用和/或与本文公开的任何示例组合。阵列的第二方面和两种额外方法在本文中在权利要求21-40中进行限定，并且对应于2017年2月1日提交的英国(GB)专利申请号1701690.8(案卷编号IP-1539-GB)的权利要求。本公开提供了阵列的第二方面，包括载体，其具有在操作中接收生物样品的位置，该生物样品彼此不同以在荧光成像的连续循环中不同地做出响应；以及在载体上的基准特征，该基准特征具有在荧光成像的连续循环中做出响应的荧光材料，其中基准特征包括相邻但不同心的形状。在阵列的第二方面的示例中，相邻但不同心的形状包括圆形。在阵列的第二方面的示例中，基准特征包括在载体的接收生物样品的位置之中定位的配准基准。在阵列的第二方面的示例中，基准特征包括在载体上的区域外部定位的自动定心基准，在该区域中设置有载体的接收生物样品的位置。在阵列的第二方面的示例中，利用不同波长处的光执行荧光成像的连续循环。在示例中，利用在至少两个不同波长处的光来执行荧光成像的连续循环，并且其中基准特征的荧光材料对至少两个不同波长做出响应。在阵列的第二方面的示例中，生物样品包括核酸序列。在该示例中，基准特征包括在载体上的生物样品的位置之中定位的配准基准。可选地，在该示例中，基准特征包括在载体上的区域外部定位的自动定心基准，在该区域中设置有生物样品的位置。在阵列的第二方面的示例中，基准特征包括非闭合形状。阵列的第二方面的示例还包括多个基准特征，并且其中基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阵列，包括：载体，其具有在操作中接收生物样品的位置，所述生物样品彼此不同以在荧光成像的连续循环中不同地做出响应；以及基准特征，其在所述载体上，所述基准特征具有在所述荧光成像的连续循环中通过产生可检测信号做出响应的荧光材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.01 GB 1701684.1;2017.02.01 GB 1701690.8;201.一种阵列，包括：载体，其具有在操作中接收生物样品的位置，所述生物样品彼此不同以在荧光成像的连续循环中不同地做出响应；以及基准特征，其在所述载体上，所述基准特征具有在所述荧光成像的连续循环中通过产生可检测信号做出响应的荧光材料。2.根据权利要求1所述的阵列，其中，在执行所述荧光成像的连续循环时，所述生物样品中只有一些出现在连续图像中，而排除掉所述生物样品中的其它部分，但是其中所述基准特征出现在所有图像中。3.根据权利要求1所述的阵列，其中，利用在至少两个不同波长处的光来执行所述荧光成像的连续循环，并且其中所述基准特征的所述荧光材料对所述至少两个不同波长做出响应。4.根据权利要求1所述的阵列，其中，所属基准特征包括至少一个凹坑和设置在所述至少一个凹坑中的对象，所述对象包括所述荧光材料。5.根据权利要求4所述的阵列，其中，设置在所述至少一个凹坑中的所述对象太大以至于无法在所述载体的接收所述生物样品的所述位置中被接收。6.根据权利要求1所述的阵列，其中，所述位置以规则的重复图案设置在所述载体上。7.根据权利要求1所述的阵列，其中，所述载体包括所述位置的多个区域，并且其中所述基准特征设置在所述多个区域中的每个中。8.根据权利要求1所述的阵列，其中，所述生物样品包含核酸序列。9.根据权利要求1所述的阵列，其中，所述基准特征包括相邻但不同心的形状。10.根据权利要求1所述的阵列，其中，所述基准特征包括非闭合形状。11.根据权利要求1所述的阵列，还包括多个基准特征，并且其中所述基准特征在非直线布局中被设置在所述载体上。12.根据权利要求1所述的阵列，其中，所述基准特征被构造成产生编码信息的图像数据。13.根据权利要求1所述的阵列，还包括至少一个附加的基准特征，所述附加的基准特征在所述载体中或所述载体上形成并且在成像期间光学地反射以返回入射辐射的至少一部分，用于定位、调整所述载体的所述位置或配准所述载体或所述位置。14.根据权利要求1所述的阵列，其中，所述基准特征包括设置在阱或沟槽中的多个自发荧光元件。15.根据权利要求1所述的阵列，其中，所述基准特征包括直径在约5μm和约10μm之间的多个元素。16.根据权利要求1所述的阵列，其中，所述基准特征包括多个元素，所述多个元素包括聚苯乙烯、二氧化硅或其组合。17.一种方法，包括：将生物样品设置在载体上的位置处，所述生物样品彼此不同以在荧光成像的连续循环中不同地做出响应；以及将基准特征设置在所述载体上，所述基准特征包括在所述荧光成像的连续循环中通过产生可检测信号做出响应的荧光材料。18.根据权利要求17所述的方法，还包括在不同波长的光下在所述荧光成像的连续循环中对所述生物样品和所述基准特征成像，以产生对由所述生物样品和所述基准特征产生的荧光信号编码的图像数据。19.根据权利要求17所述的方法，其中，在荧光成像的每个连续循环之间，在每个位置处从所述生物样品中移除标签，并且在每个位置处将附加的生物成分添加到每个生物样品，所述附加的生物成分具有对所述荧光成像的连续循环做出响应的标签。20.一种方法，包括：访问对设置在载体上的位置处的生物样品的连续图像编码的图像数据，所述生物样品彼此不同以在荧光成像的连续循环中不同地做出响应，所述图像数据进一步对在所述载体上的基准特征的图像编码，所述基准特征具有在荧光成像的连续循环中通过产生可检测信号做出响应的荧光材料；通过参考所述基准特征针对所述连续图像配准所述载体上的位置；以及处理所配准的连续图像以将从所述连续图像导出的数据转换成序列数据。21.一种阵列，包括：载体，其具有在操作中接收生物样品的位置，所述生物样品彼此不同以在荧光成像的连续循环中不同地做出响应；以及在所述载体上的基准特征，所述基准特征具有在荧光成像的连续循环中做出响应的荧光材料，其中所述基准特征包括相邻但不同心的形状。22.根据权利要求21所述的阵列，其中，所述相邻但不同心的形状包括圆形。23.根据权利要求21所述的阵列，其中，所述基准特征包括在所述载体的接收所述生物样品的位置之中定位的配准基准。24.根据权利要求21所述的阵列，其中，所述基准特征包括在所述载体上的区域外部定位的自动定心基准，在所述区域中设置有所述载体的接收所述生物样品的位置。25.根据权利要求21所述的阵列，其中，利用不同波长处的光执行所述荧光成像的连续循环。26.根据权利要求25所述的阵列，其中，利用至少两个不同波长处的光来执行所述荧光成像的连续循环，并且其中所述基准特征的荧光材料对所述至少两个不同波长做出响应。27.根据权利要求21所述的阵列，其中，所述生物样品包括核酸序列。28.根据权利要求27所述的阵列，其中，所述基准特征包括在所述载体上的所述生物样品的位置之中定位的配准基准。29.根据权利要求27所述的阵列，其中，所述基准特征包括在所述载体上的区域外部定位的自动定心基准，在所述区域中设置有所述生物样品的位置。30.根据权利要求21所述的阵列，其中，所述基准特征包括非闭合形状。31.根据权利要求21所述的阵列，还包括多个基准特征，并且其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·S·维塞利，亚历克斯·尼米罗斯基，保罗·贝利茨，罗伯特·朗格卢瓦，M·谢恩·鲍恩，陈元权，巴拉·穆拉利·K·文卡特桑，韩辉，凯万·萨米，斯蒂芬·坦纳，
申请(专利权)人：伊鲁米那股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US