用于制备测序设备的系统技术方案

本公开一般涉及一种用于制备测序设备的系统，包括：垂直取向板，其具有第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面；磁体保持器，将磁体固定在垂直取向板的第一主表面附近；驱动机构，联接到磁体保持器并且可操作地使磁体保持器和磁体平行于垂直取向板的第一主表面移动；以及基板保持器，用于接收基板并将基板保持在垂直方向上，抵靠垂直取向板的表面。

【技术实现步骤摘要】
用于制备测序设备的系统相关申请的交叉引用本申请要求于2018年8月16日提交的美国临时申请62/719,081的权益，其全部内容通过引用并入本文。本申请要求于2018年8月16日提交的美国临时申请62/719,078的权益，其全部内容通过引用并入本文。本申请要求于2019年8月12日提交的美国临时申请62/885,668的权益，其全部内容通过引用并入本文。
本技术涉及一种用于制备测序设备的系统。
技术介绍
生物学和医学研究越来越多地转向用于加强生物学研究和医学的测序。例如，生物学家和动物学家正在转向测序以研究动物的迁移、物种的进化和性状的起源。医学界正在转向测序，以研究疾病的起源、对药物的敏感性和感染的起源。但是，测序在历史上是一个昂贵的过程，因此限制了它的实践。除了其他问题之外，在将用核酸分子修饰的珠子加载到限制区域或接收部(例如微井或凹坑)中以形成用于测序的阵列方面存在挑战。将测序珠子以有组织的、紧密堆积的方式放置在例如小微井中，可以增加每个循环的通量并降低客户成本。随着微井密度的增加或微井尺寸减小，珠子加载变得困难，导致更多开放的微井和井中的珠子数量低。太多的开放微井提供了减少的基础读数，因此测序性能差。
技术实现思路
在一个示例中，制备测序设备的方法包括将具有用接头部分修饰的捕获的模板核酸的珠子支持物链接到具有互补接头部分的磁珠，以形成珠子组件，并使用磁场将珠子组件加载到测序设备的井中。可以使珠子组件变性以释放磁珠，使附着于靶核酸的珠子支持物留在井中。可以扩增靶核酸以提供可用于测序靶核酸的克隆靶核酸群。在另一示例中，一种装置包括板，该板包含用于接收具有多个井的基板的表面；条形磁体，靠近板的与该接收基板的表面相对的表面；以及用于平行于板的表面移动条形磁体的驱动机构。基板用于接收溶液，该溶液包括与珠子支持物偶联的磁珠，例如测序珠子。磁珠的直径大于多个井中的井的直径。磁体的移动有利于珠子支持物沉积到井中。实施例通常涉及将一个或多个测序珠子加载到阵列的一个或多个相应微井中，例如，形成在微芯片上的一个或多个相应微井。在某些实施例中，在克隆扩增后，每个测序珠子可含有相同多核苷酸片段的多个拷贝。实施例一般涉及用于珠子支持物的磁性加载的系统、方法和装置。本公开的一个示例性实施例涉及将磁珠与测序珠子混合以形成溶液。多核苷酸、寡核苷酸或捕获部分可以在测序珠子的表面上形成或附着于测序珠子的表面。测序珠子可以通过多核苷酸、寡核苷酸或捕获部分与磁珠偶联，如下所述。将含有两种珠子的溶液注射到具有多个接收部(例如微井)的阵列的表面上。任选地，磁珠可以具有比微井开口更大的直径，而测序珠子可以具有更小的直径以允许测序珠子进入并存在于微井中。位于微芯片附近的一个或多个磁体平行于微芯片表面来回移动。在一个实施例中，磁珠形成线并跟随磁体的运动。在扫描循环期间，测序珠子加载到相应的井中。在加载测序珠子后，可以将磁珠与测序珠子分离，并且可以将其洗掉。在特定示例中，测序珠子包括配置成捕获靶多核苷酸片段的寡核苷酸探针。在一个示例中，靶多核苷酸片段可包括捕获部分，例如生物素，并且磁珠可包括互补捕获部分，例如链霉抗生物素蛋白部分，例如，下文更详细描述。在另一个示例中，寡核苷酸探针可以与捕获的靶多核苷酸互补地延伸，靶多核苷酸可以与延伸的寡核苷酸探针分离，并且与延伸的寡核苷酸的末端互补的另外的捕获探针或引物可以与扩展的寡核苷酸杂交。另外的捕获探针或引物可包括捕获部分。在另一个示例中，与寡核苷酸探针互补并具有捕获部分的捕获探针可以与测序珠子的寡核苷酸探针杂交。在每个示例中，测序珠子和磁珠可以使用捕获部分和磁珠表面上的互补捕获部分偶联。可以在阵列上施加测序珠子和磁珠。通过移动靠近阵列表面的一个或多个磁体，磁珠被拉过表面并且测序珠子进入阵列的微井。捕获部分和互补捕获部分可以解偶联，将磁珠与测序珠子分离，并且可以从表面洗掉磁珠，将测序珠子留在微井中。例如，可以通过熔化或化学分离杂交物将测序珠子与磁珠解偶联，从与磁珠结合的互补物释放测序珠子的寡核苷酸探针。在另一个示例中，可以切断捕获部分和互补捕获部分之间的连接。在另一个示例中，可以选择或操纵测序珠子特征直径小于微井尺寸，并且可以将磁珠的尺寸设定为大于微井尺寸，从而允许测序珠子进入并排除磁珠。可以通过使用一个或多个磁体来辅助加载过程，所述磁体的磁通量扫过微井的表面上的珠子混合物。在一个示例中，可以在偶联磁珠之前对测序珠子进行靶多核苷酸的克隆扩增。在另一个示例中，可以在偶联磁珠之后对测序珠子进行靶多核苷酸的克隆扩增。在另一个示例中，测序珠子可以在沉积到接收部(例如微井)中之后以及在解耦磁珠之后进行靶多核苷酸的克隆扩增。在特定示例中，加载技术可用于系统中以进行测序。例如，系统包括光学测序系统或基于离子的测序系统。测序系统可以利用掺入的核苷酸的光学检测。在另一个示例中，基于离子的测序系统是基于pH的测序系统，其利用其中设置有微井的传感器基板。例如，图1示意性地示出了用于进行基于pH的核酸测序的系统。该装置的每个电子传感器产生取决于参考电压值的输出信号。流体回路允许多种试剂被输送到反应室。在一个示例中，一旦珠子支持物(例如，测序珠子)沉积到井中并与磁珠分离，珠子支持物可用于测序反应。例如，测序珠子可包括与靶序列互补的寡核苷酸部分。可以添加引物以与寡核苷酸部分的末端杂交，并且可以以允许检测添加的核苷酸的顺序的方式进行测序反应。在另一个示例中，测序珠子可以具有寡核苷酸部分的单拷贝，并且通过应用引物，可以复制靶序列并将其拷贝到测序珠子上的其他寡核苷酸探针，从而在整个测序珠子中产生靶序列的克隆拷贝。在另一个示例中，测序珠子具有可以捕获靶多核苷酸的寡核苷酸捕获探针，其可以跨测序珠子复制以提供靶多核苷酸的克隆拷贝。上述加载方法特别适用于依赖于检测井中测序反应的测序系统。例如，测序系统可以检测测序反应的产物，例如H+或H3O+离子，以确定核苷酸的掺入。例如，传感器组件包括与传感器阵列相关联的井阵列。传感器阵列的传感器可以包括场效应晶体管(FET)传感器，例如离子敏感场效应晶体管(ISFET)。在一个示例中，井的深度或厚度在100nm至10微米的范围内。在另一示例中，井可以具有0.1微米至2微米范围内的特征直径。传感器组件可以形成测序系统的一部分。附图说明通过参考附图，可以更好地理解本公开，并且其众多特征和优点对于本领域技术人员而言是显而易见的。图1包括示例性测序系统的图示。图2包括示例性系统的图示，该系统包括传感器阵列。图3包括示例性传感器和相关联的井的图示。图4包括用于制备测序设备的示例性方法的图示。图5，图6和图7示出了用于制备珠子组件的示例性方案。图8和图9包括示例性珠子配置的图示。图10包括示例性磁性加载系统的示意图。图11示意性地示出了包含磁珠的溶液以第一速度相对于磁性封装的移动。图12示意性地示出了包含磁珠的溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备测序设备的系统，其特征在于，所述系统包括：/n垂直取向板，其具有第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面；/n磁体保持器，将磁体固定在垂直取向板的第一主表面附近；/n驱动机构，联接到磁体保持器并且可操作地使磁体保持器和磁体平行于垂直取向板的第一主表面移动；以及/n基板保持器，用于接收基板并将基板保持在垂直方向上，抵靠垂直取向板的表面。/n

【技术特征摘要】
20180816 US 62/719,078;20180816 US 62/719,081;20191.一种用于制备测序设备的系统，其特征在于，所述系统包括：
垂直取向板，其具有第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面；
磁体保持器，将磁体固定在垂直取向板的第一主表面附近；
驱动机构，联接到磁体保持器并且可操作地使磁体保持器和磁体平行于垂直取向板的第一主表面移动；以及
基板保持器，用于接收基板并将基板保持在垂直方向上，抵靠垂直取向板的表面。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，基板包括多个井。


3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，基板还包括与多个井连通的流通池。


4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，磁体保持器进一步将第二磁体固定在垂...

【专利技术属性】
技术研发人员：H于，X杨，R郑，CTA王，J格雷，
申请(专利权)人：生命技术公司，
类型：新型
国别省市：美国;US