系列电泳制造技术

公开了对两份或更多份核酸样品执行毛细管电泳的方法。所述方法采用正向电压将第一样品从入口前向移动到毛细管中的询问区域，然后采用反向电压将所述第一样品后向移动，并且随后再次采用正向电压将所述第一样品和第二样品前向移动。还提供用于执行毛细管电泳的系统和装置。

Series electrophoresis

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】系列电泳相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2017年5月22日提交的题为“系列电泳(SERIALELECTROPHORESIS)”的美国临时专利申请第62/509,618号的优先权，其全部内容针对所有目的通过引用并入本文。
技术介绍
毛细管电泳系统用于分离例如PCR扩增子。在典型的工作流程中，将样品带到毛细管的一端，在这一端处，将一小部分样品作为塞子进样。通常，施加高电压，然后样品中的带电物种开始在毛细管内部迁移，其中凝胶基于速度来区分物种；所述物种迁移使得具有不同性质的物种被分离。选择高电压的极性使得驱动目标物种向毛细管的另一端迁移，在毛细管的另一端处，在所述端部之前一定距离处检测到目标物种。根据第一物种和目标物种的各自性质，第一物种在特定时间到达检测位置，然后目标物种随后到达。检测器的输出揭示了种群中任意物种的到达时间，从中可以识别出与所述物种有关的信息，诸如其大小。在增加电泳系统的通过量方面将提供多种科学和研究上的益处。
技术实现思路
本公开涉及用于执行毛细管电泳的方法、系统和装置。本公开的一方面涉及一种对多份样品执行毛细管电泳的方法。所述方法包括：引入第一样品至包含分离介质的毛细管的入口，所述第一样品包含具有多种不同大小的第一DNA片段；在所述毛细管中对所述第一样品执行电泳，其中所述电泳包含向所述毛细管施加第一基本恒定的正向极性电泳电压，同时在所述毛细管远端附近的询问区域中检测一些所述第一DNA片段；在全部所述第一DNA片段都已通过所述询问区域之前，向所述毛细管施加反向极性电压脉冲，由此将所述毛细管中的至少一些所述第一DNA片段朝向所述毛细管的所述入口传送，以及之后引入第二样品至所述毛细管的所述入口，所述第二样品包含具有多种不同大小的第二DNA片段；以及向所述毛细管施加第二基本恒定的正向极性电泳电压，以同时对所述第二DNA片段和所述第一DNA片段执行电泳。在一些实施方案中，所述方法进一步包含引入多个内部校准物连同所述第一样品至所述毛细管的所述入口，其中每个内部校准物包含标记的不同大小的DNA片段。在一些实施方案中，所述第一DNA片段包含来自DNA源中STR的基因座的扩增子。在一些实施方案中，所述方法进一步包含扩增所述DNA源以从所述STR的所述基因座产生所述扩增子。在一些实施方案中，对包含所述毛细管的系统执行所述扩增。在一些实施方案中，所述系统包含了包含流体通道的盒，以及配置为执行聚合酶链反应的热循环仪。在一些实施方案中，引入所述第二样品至所述毛细管的所述入口包含：引入所述第二样品至与所述毛细管的所述入口接触的入口区域；施加进样正向极性电压脉冲以在所述毛细管的所述入口附近产生所述第二DNA片段的塞子；以及从所述入口区域冲洗所述第二样品。在一些实施方案中，施加所述反向极性电压脉冲使所述第一DNA片段中已经通过所述询问区域的一些第一DNA片段移动到所述询问区域上游的位置。在一些实施方案中，所述方法进一步包含引入所述第二样品至所述毛细管的所述入口之前，终止所述反向极性电压脉冲。在一些实施方案中，所述方法进一步包含向所述毛细管施加所述第二基本恒定的正向极性电泳电压之前，终止所述反向极性电压脉冲。在一些实施方案中，所述方法进一步包含：(i)在所述毛细管中对所述第一样品执行电泳的同时，在所述询问区域处检测内部校准物；(ii)向所述毛细管施加所述反向极性电压脉冲的同时，在所述询问区域处第二次检测所述内部校准物；以及(iii)向所述毛细管施加所述第二基本恒定的正向极性电泳电压的同时，在所述询问区域处第三次检测所述内部校准物。在一些实施方案中，所述方法进一步包含解读所述第一DNA片段和所述第二DNA片段的所述电泳，其中所述解读包含忽略在所述询问区域处所述第一次和所述第三次检测所述内部校准物之间的时间段期间获得的信号。在一些实施方案中，所述方法进一步包含在所述询问区域处检测全部所述第二DNA片段之前：向所述毛细管施加第二反向极性电压脉冲，由此将所述毛细管中的至少一些所述第二DNA片段朝向所述毛细管的所述入口传送；引入第三样品至所述毛细管的所述入口，所述第三样品包含具有多种不同大小的第三DNA片段；以及向所述毛细管施加第三基本恒定的正向极性电泳电压，以同时对所述第三DNA片段和所述第二DNA片段执行电泳。在一些实施方案中，当施加所述反向极性电压脉冲到所述毛细管中的位置时，施加所述反向极性电压脉冲移动尚未通过所述询问区域的全部所述第一DNA片段，从而当施加所述第二基本恒定的正向极性电泳电压时，尚未通过所述询问区域的所述第一DNA片段仍未通过所述询问区域。在一些实施方案中，所述方法进一步包含通过将施加所述反向极性电压脉冲之前和之后获得的所述第一样品的局部电泳图拼接在一起来产生所述第一样品的电泳图。在一些实施方案中，拼接在一起包含去除在施加所述反向极性电压脉冲之前获得的第一局部电泳图中参考点之后获得的数据，以及去除在施加所述反向极性电压脉冲之后获得的第二局部电泳图中参考点之前获得的数据。在一些实施方案中，所述方法进一步包含通过识别与所述参考点关联的电泳图峰来识别所述参考点。本公开的另一方面涉及一种对多份样品执行毛细管电泳的方法。所述方法包含：在包含分离介质的毛细管中发起第一样品的电泳，所述第一样品包含具有多种不同大小的第一DNA片段；通过向所述毛细管施加基本恒定的正向极性电泳电压，实施从所述第一样品稳态传送所述第一DNA片段；在完成所述第一样品的电泳之前，停止施加所述基本恒定的正向极性电泳电压，并且由此中断所述毛细管中所述第一DNA片段的所述稳态传送；向所述毛细管施加反向极性电压以驱动所述第一DNA片段朝向所述毛细管的入口传送；停止施加所述反向极性电压；引入第二样品至与所述毛细管入口接触的入口区域，其中所述第二样品包含具有多种不同大小的第二DNA片段；施加进样正向极性电压脉冲以在所述毛细管中所述毛细管入口附近产生所述第二DNA片段的塞子；施加第二基本恒定的正向极性电压以引起所述毛细管中所述第一DNA片段和所述第二DNA片段的稳态传送；以及当所述第一DNA片段和所述第二DNA片段到达所述毛细管的远端附近的询问区域时，询问所述第一DNA片段和所述第二DNA片段。本公开的又一方面涉及一种用于对多份样品执行毛细管电泳的系统。所述系统包含：(a)毛细管，其包含分离介质并具有入口和远端；(b)入口，其与所述毛细管入口连通并且配置为接收包含具有多种不同大小的DNA片段的样品；(c)询问区域，其配置为检测穿过所述毛细管移动的DNA片段；(d)电源，其配置为在所述毛细管的所述入口和所述远端之间施加正向极性电压和反向极性电压；以及(e)逻辑。所述控制逻辑配置用于引导以下操作：引入第一样品至所述毛细管入口，所述第一样品包含具有多种不同大小的第一DNA片段；通过向所述毛细管施加第一基本恒定的正向极性电泳电压，在所述毛细管中对所述第一样品执行电泳，同时在所述询问区域中检测一些所述第一DNA片段；在全部所述第一DNA片段本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对多份样品执行毛细管电泳的方法，所述方法包括：/n引入第一样品至包含分离介质的毛细管的入口，所述第一样品包含具有多种不同大小的第一DNA片段；/n在所述毛细管中对所述第一样品执行电泳，其中所述电泳包括向所述毛细管施加第一基本恒定的正向极性电泳电压，同时在所述毛细管远端附近的询问区域中检测一些所述第一DNA片段；/n在全部所述第一DNA片段都已通过所述询问区域之前，/n向所述毛细管施加反向极性电压脉冲，由此将所述毛细管中的至少一些所述第一DNA片段朝向所述毛细管的所述入口传送，以及/n之后引入第二样品至所述毛细管的所述入口，所述第二样品包含具有多种不同大小的第二DNA片段；以及/n向所述毛细管施加第二基本恒定的正向极性电泳电压，以同时对所述第二DNA片段和所述第一DNA片段执行电泳。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170522 US 62/509,6181.一种对多份样品执行毛细管电泳的方法，所述方法包括：
引入第一样品至包含分离介质的毛细管的入口，所述第一样品包含具有多种不同大小的第一DNA片段；
在所述毛细管中对所述第一样品执行电泳，其中所述电泳包括向所述毛细管施加第一基本恒定的正向极性电泳电压，同时在所述毛细管远端附近的询问区域中检测一些所述第一DNA片段；
在全部所述第一DNA片段都已通过所述询问区域之前，
向所述毛细管施加反向极性电压脉冲，由此将所述毛细管中的至少一些所述第一DNA片段朝向所述毛细管的所述入口传送，以及
之后引入第二样品至所述毛细管的所述入口，所述第二样品包含具有多种不同大小的第二DNA片段；以及
向所述毛细管施加第二基本恒定的正向极性电泳电压，以同时对所述第二DNA片段和所述第一DNA片段执行电泳。


2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括引入多个内部校准物连同所述第一样品至所述毛细管的所述入口，其中每个内部校准物包含标记的不同大小的DNA片段。


3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一DNA片段包含来自DNA源中STR的基因座的扩增子。


4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括扩增所述DNA源以从所述STR的所述基因座产生所述扩增子。


5.根据权利要求4所述的方法，其中对包含所述毛细管的系统执行扩增。


6.根据权利要求5所述的方法，其中所述系统包含了包含流体通道的盒，以及配置为执行聚合酶链反应的热循环仪。


7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中引入所述第二样品至所述毛细管的所述入口包括：
引入所述第二样品至与所述毛细管的所述入口接触的入口区域；
施加进样正向极性电压脉冲以在所述毛细管的所述入口附近产生所述第二DNA片段的塞子；以及
从所述入口区域冲洗所述第二样品。


8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中施加所述反向极性电压脉冲使所述第一DNA片段中已经通过所述询问区域的一些第一DNA片段移动到所述询问区域上游的位置。


9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括引入所述第二样品至所述毛细管的所述入口之前，终止所述反向极性电压脉冲。


10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括向所述毛细管施加所述第二基本恒定的正向极性电泳电压之前，终止所述反向极性电压脉冲。


11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括：
(i)在所述毛细管中对所述第一样品执行电泳的同时，在所述询问区域处检测内部校准物；
(ii)向所述毛细管施加所述反向极性电压脉冲的同时，在所述询问区域处第二次检测所述内部校准物；以及
(iii)向所述毛细管施加所述第二基本恒定的正向极性电泳电压的同时，在所述询问区域处第三次检测所述内部校准物。


12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括解读所述第一DNA片段和所述第二DNA片段的所述电泳，其中所述解读包括忽略在所述询问区域处所述第一次和所述第三次检测所述内部校准物之间的时间段期间获得的信号。


13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括在所述询问区域处检测全部所述第二DNA片段之前：
向所述毛细管施加第二反向极性电压脉冲，由此将所述毛细管中的至少一些所述第二DNA片段朝向所述毛细管的所述入口传送，
引入第三样品至所述毛细管的所述入口，所述第三样品包含具有多种不同大小的第三DNA片段；以及
向所述毛细管施加第三基本恒定的正向极性电泳电压，以同时对所述第三DNA片段和所述第二DNA片段执行电泳。


14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中当施加所述反向极性电压脉冲到所述毛细管中的位置时，施加所述反向极性电压脉冲移动尚未通过所述询问区域的全部所述第一DNA片段，从而当施加所述第二基本恒定的正向极性电泳电压时，尚未通过所述询问区域的所述第一DNA片段仍未通过所述询问区域。


15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其进一步包括通过将施加所述反向极性电压脉冲之前和之后获得的所述第一样品的局部电泳图拼接在一起来产生所述第一样品的电泳图。


16.根据权利要求15所述的方法，其中拼接在一起包括去除在施加所述反向极性电压脉冲之前获得的第一局部电泳图中参考点之后获得的数据，以及去除在施加所述反向极性电压脉冲之后获得的第二局部电泳图中参考点之前获得的数据。


17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括通过识别与所述参考点关联的电泳图峰来识别所述参考点。


18.一种对多份样品执行毛细管电泳的方法，所述方法包括：
在包含分离介质的毛细管中发起第一样品的电泳，所述第一样品包含具有多种不同大小的第一DNA片段；
通过向所述毛细管施加基本恒定的正向极性电泳电压，实施从所述第一样品稳态传送所述第一DNA片段；
在完成所述第一样品的电泳之前，停止施加所述基本恒定的正向极性电泳电压，并且由此中断所述毛细管中所述第一DNA片段的所述稳态传送；
向所述毛细管施加反向极性电压以驱动所述第一DNA片段朝向所述毛细管的入口传送；
停止施加所述反向极性电压；
引入第二样品至与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·万格博，D·金，A·巴利肯，
申请(专利权)人：因泰詹克斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US