生物化学激活的电子装置制造方法及图纸

本申请提供了生物化学激活的电子装置。一种核酸测序方法。该方法可以包括以下步骤：(a)提供拴系到固体支持物电荷传感器的聚合酶；(b)提供一个或多个核苷酸，由此可以通过电荷传感器检测核苷酸的存在；以及(c)检测核苷酸掺入与模板核酸互补的新生链。掺入与模板核酸互补的新生链。掺入与模板核酸互补的新生链。

【技术实现步骤摘要】
生物化学激活的电子装置
[0001]本申请是申请日2015年7月14日，申请号201580049367.5，专利技术名称为“生物化学激活的电子装置”的中国专利技术专利申请的分案申请。
[0002]本申请基于2015年6月5日提交的美国临时申请号62/171,523，2015年5月14日提交的美国临时申请号62/161,709；2014年10月27日提交的美国临时申请号62/069,198；和2014年7月15日提交的美国临时申请号62/024,856，并且要求它们的权益，每个申请通过引用并入本文。
[0003]专利技术背景
[0004]本公开一般涉及基于生物传感器的检测，更具体地涉及可用于核酸测序的生物传感器。
[0005]目前可用的用于测序DNA的商业平台相对昂贵。这些平台中的大多数使用所谓的“合成测序”方法，这是因为在检测每个单体(即核苷酸)添加到生长的聚合酶结构的情况下合成DNA聚合物。因为模板DNA链严格指导新DNA聚合物的合成，所以可以从在合成期间添加到生长链的一系列核苷酸单体中推断模板DNA的序列。监测反应使用相对昂贵的硬件，如激光，检测光学和复杂的流体递送系统。迄今为止最成功的商业平台也需要昂贵的试剂和硬件以在可以甚至开始合成测序前扩增DNA模板。这些平台的复杂性和费用阻碍了它们在某些临床和研究环境中的使用，其中显然需要DNA测序技术。
[0006]因此，存在对核酸测序平台的改进的需要，以使它们更具成本效益，快速和方便。本公开解决了这种需要并且还提供了其它优点。
[0007]专利技术概述<br/>[0008]本公开提供了第一种核酸测序方法。该方法可以包括以下步骤：(a)提供拴系到固体支持物电荷传感器的聚合酶；(b)提供一种或多种经标记的核苷酸，由此当标记物接近(in proximity to)电荷传感器(charge sensor)时，电荷传感器可以检测标记物的存在；并且(c)检测经标记的核苷酸对与模板核酸互补的新生链的掺入。
[0009]本公开还提供了用于将反应组分附着到电荷传感器的方法。该方法可以包括以下步骤：(a)提供包括多个电荷传感器的固体支持物，其中每个电荷传感器具有附着多个反应组分的能力；(b)提供含有特定类型的多个反应组分的流体；和(c)在下述条件下使固体支持物与流体接触，其中(i)特定类型的多个反应组分与多个电荷传感器流体连通，(ii)特定类型的反应组分的数目在流体中大于在固体支持物上的电荷传感器的数目；并且(iii)来自流体的特定类型的反应组分在导致固体支持的条件下附着到电荷传感器，其中将每个电荷传感器附着到反应组分中的单一一种(where each of the charge sensors is attached to a single one of the reaction components)。
[0010]在一些实施方案中，用于将反应组分附着到电荷传感器的方法可以包括以下步骤：(a)提供包括多个电荷传感器的固体支持物，其中每个电荷传感器具有附着多个反应组分的能力；(b)提供含有特定类型的多个反应组分的流体，其中特定类型的每个反应组分与排斥部分结合；和(c)在下述条件下使固体支持物与流体接触，其中(i)特定类型的多个反应组分与多个电荷传感器流体连通，(ii)特定类型的反应组分的数目在流体中大于在固体
支持物上的电荷传感器的数目；(iii)来自流体的反应组分附着到电荷传感器，和(iv)结合到每个反应组分的排斥部分防止多个反应组分中的多于一个的反应组分附着到每个电荷传感器。
[0011]用于将反应组分附着到电荷传感器的方法可以包括以下步骤：(a)提供包括多个电荷传感器的固体支持物，其中每个电荷传感器具有附着多个反应组分的能力；(b)提供含有特定类型的多个反应组分的流体；(c)在下述条件下使固体支持物与流体接触，其中(i)特定类型的多个反应组分与多个电荷传感器流体连通，(ii)特定类型的反应组分的数目在流体中大于在固体支持物上的电荷传感器的数目；和(iii)来自流体的特定类型的反应组分附着到电荷传感器，从而形成附着到来自流体的特定类型的多个反应组分的经修饰的电荷传感器；并且(d)从每个经修饰的电荷传感器中除去特定类型的一种或多种反应组分，以留下附着到每个经修饰的电荷传感器的特定类型的反应组分的单一一种。
[0012]本公开提供了检测核苷酸的方法。该方法可以包括以下步骤：(a)提供栓系于固体支持物电荷传感器的核苷酸结合蛋白(例如聚合酶)；(b)提供一种或多种经标记的核苷酸，由此当标记物接近电荷传感器时，电荷传感器可以检测标记物的存在；并且(c)使用电荷传感器检测经标记的核苷酸与蛋白质的结合。
[0013]在具体实施方案中，核酸测序的方法可以通过(a)提供拴系到固体支持物电荷传感器的聚合酶；(b)提供一种或多种经标记的核苷酸，由此当标记物接近电荷传感器时，电荷传感器可以检测标记物的存在；并且(c)使用电荷传感器检测经标记的核苷酸对与模板核酸互补的新生链的掺入。
[0014]由本公开提供的核酸测序的方法可以包括以下步骤：(a)提供拴系到固体支持物电荷传感器的聚合酶；(b)提供一种或多种经标记的核苷酸，由此当标记物接近电荷传感器时，电荷传感器可以检测标记物的存在，其中一种或多种经标记的核苷酸具有可逆的终止剂部分；(c)使用电荷传感器检测一个或多个经标记的核苷酸对与模板核酸互补的新生链的掺入，从而形成可逆终止的新生链；(d)修饰可逆终止的新生链，以使所述新生链能够进一步掺入核苷酸；并且(e)重复(b)至(d)以获得模板核酸的序列。
[0015]还提供了核酸测序的方法，其包括以下步骤：(a)提供拴系到固体支持物电荷传感器的聚合酶；(b)在下述条件下使聚合酶与模板核酸和一种或多种不同核苷酸类型接触，其中聚合酶催化添加一种或多种核苷酸类型以形成核酸模板的核酸互补物并且其中添加一种或多种不同的核苷酸类型产生来自由电荷传感器检测的聚合酶的构象信号变化；(c)使用所述电荷传感器检测来自所述聚合酶的信号的变化；并且(d)确定用于添加一种或多种不同核苷酸类型的信号变化的速率，极性，幅度或时间持续，从而确定模板核酸的核苷酸序列。
[0016]附图简述
[0017]图1显示了通过系链附着到电荷传感器的聚合酶。
[0018]图2显示了经由核酸系链附着到电荷传感器并结合到核苷酸的聚合酶，所述核苷酸可以基于电荷或与传感器的接近性区分。
[0019]图3显示了经由核酸系链附着到电荷传感器并结合核苷酸的聚合酶，所述核苷酸可基于电荷区分。
[0020]图4显示了栓系到电荷传感器的聚合酶，其中电荷传感器也附着到能够结合核苷
酸上的标记物的多个寡核苷酸。
[0021]图5显示了在标记物的寡核苷酸部分的末端具有两个带负电荷的氧的核苷酸标记物。
[0022]图6显示了可以使用电荷传感器检测的电荷标签。
[0023]图7显示了Klenow片段(PolIxxo)和Bsu
‑
LF(Bsuxxx1)的比对序列，其中K本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于将反应组分附着到电荷传感器的方法，所述方法包括：(a)提供包含多个电荷传感器的固体支持物，其中每个所述电荷传感器具有附着多个反应组分的能力；(b)提供包含多种特定类型的反应组分的流体；(c)在下述条件下使所述固体支持物与所述流体接触，其中(i)所述多种特定类型的反应组分与所述多个电荷传感器流体连通，(ii)所述特定类型的反应组分的数目在流体中大于所述固体支持物上的电荷传感器的数目；并且(iii)来自所述流体的特定类型的反应组分附着到所述电荷传感器，从而形成附着到来自所述流体的所述多种特定类型的反应组分的经修饰的电荷传感器(modified charge sensor)；并且(d)从每个所述经修饰的电荷传感器中除去一种或多种所述特定类型的反应组分，以留下附着到每个所述经修饰的电荷传感器的所述特定类型的反应组分中的单一一种。2.权利要求1的方法，其中所述反应组分或所述电荷传感器包括可切割的系链的前体。3.权利要求2的方法，其中来自所述流体的反应组分通过形成所述可切割的系链附着到所述电荷传感器。4.权利要求3的方法，其中所述除去包括切割所述可切割的系链的子集，以从所述经修饰的电荷传感器分离所述反应组分的子集。5.权利要求4的方法，其中通过光化学切割、电化学切割、电场、机械搅拌、化学切割或热切割所述可切割的系链。6.权利要求1的方法，其中所述反应组分的类型是核酸酶。7.权利要求6的方法，其中所述核酸酶是聚合酶。8.权利要求7的方法，其中所述反应组分包含至少两种不同类型的聚合酶，其中所述不同类型的聚合酶附着于所述固体支持物的电荷传感器，并且在步骤(d)后存在于所述电荷传感器上。9.权利要求8的方法，其中当将相同类型的核苷酸掺入新生核酸链时，所述不同类型的聚合酶产生能由所述电荷传感器检测的可相互区分的信号。10.权利要求1的方法，其中所述反应组分的...

【专利技术属性】
技术研发人员：B博亚诺夫，JG曼德尔，J白，KL冈德森，C陈，M珀博斯特，
申请(专利权)人：亿明达股份有限公司，
类型：发明
国别省市：