用于热控制液滴中化学反应的方法和系统技术方案

用于热控制液滴中化学反应的方法和系统。在一个示例性的方法中，可以在反应室中创建彼此具有不同温度的第一热区和第二热区。反应室中容纳有包括由载液包裹的液滴的乳液。液滴的密度可以与载液不匹配，每个液滴可以包括一种或多种用于化学反应的反应物。可以通过改变反应室的方向，将液滴从第一热区移到第二热区，使得在液滴的至少一个子集中，化学反应的速率发生了变化。发生了变化。发生了变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于热控制液滴中化学反应的方法和系统
[0001]在先申请的交叉引用
[0002]本申请基于2020年3月24日提交的美国临时专利申请序列号62/994,218并根据35U.S.C.
§
119(e)要求其权益，该申请通过引用全部纳入本文用于所有目的。
[0003]引言
[0004]聚合酶链式反应(PCR)的核酸扩增可以在乳液的水性液滴中有利地进行，每个水性液滴形成一个独立的微反应器。为了推动扩增，对乳液进行热循环。该热循环可以利用一种设计形式通过标准的热循环仪进行，其中乳液保持静止，周围反应室的温度在不同的温度之间循环。然而，整个反应室的温度循环很慢，这产生了很长的循环时间并降低了产量。
[0005]图1显示了一个热循环装置30，以加快液滴的热循环(见美国专利号9,266,104)。热循环装置30具有反应室32，用于容纳包括悬浮在不混溶载液36中的液滴34的乳液33。入口通道38将不同温度的预热载液导入反应室32，由流入箭头40表示。同时，出口通道42将相应体积的载液36从反应室32中导出，由流出箭头44表示。液滴34保留在反应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种控制化学反应的方法，该方法包含:在反应室中创建彼此具有不同温度的第一热区和第二热区；反应室中容纳有乳液，所述乳液包括被载液包裹并与载液密度不匹配的液滴，每个液滴包括一种或多种用于化学反应的反应物；改变反应室的方向，将液滴从第一热区移到第二热区，使得在液滴的至少一个子集中，化学反应的速率发生了变化。2.如权利要求1所述的方法，其中改变方向会启动或加速所述液滴的至少一个子集中的化学反应。3.如权利要求1所述的方法，进一步包含重新定向反应室，使液滴返回到第一热区。4.如权利要求3所述的方法，进一步包括在重新定向前，在所述液滴位于第二热区时，改变第一热区的温度。5.如权利要求3所述的方法，其中，所述重新定向再次改变了液滴的至少一个子集中化学反应的速率。6.如权利要求5所述的方法，其中，所述重新定向使所述液滴的至少一个子集中的化学反应减慢或停止。7.如权利要求3所述的方法，其中，重新定向使多个液滴通过反应室内的感应区，所述方法进一步包含从通过感应区的多个液滴中检测与化学反应有关的信号。8.如权利要求7所述的方法，其中，所述检测信号包括检测来自多个液滴的光致发光。9.如权利要求1所述的方法，其中反应室具有至少三个热区，包括第一热区和第二热区，并且其中所述至少三个热区分别保持在选择的、彼此不同的温度下，该方法进一步包括转动反应室，使液滴从第一热区移动到其他至少三个热区中的每一个。10.如权利要求1所述的方法，其中化学反应是由酶催化的，并且所述酶只存在于所述液滴的一个子集中。11.如权利要求10所述的方法，其中所述一种或多种反应物包括具有光致发光的反应物，所述光致发光由化学反应改变，所述方法进一步包含检测来自多个液滴的光致发光。12.如权利要求1所述的方法，其中改变方向促进了扩增子的生成，所述扩增子对应于存在于液滴的至少一个子集中的靶序列，其中，任选地，所述一种或多种反应物中的反应物是寡核苷酸，所述寡核苷酸与扩增子和/或靶序列在一个或两个所述不同温度下杂交。13.如权利要求12所述的方法，其中所述一种或多种反应物中的反应物是在一个或两个所述不同温度下与扩增子和/或靶序列杂交的寡核苷酸，并且所述寡核苷酸仅在所述不同温度的其中一个温度下与扩增子和/或靶序列杂交。14.如权利要求12或13所述的方法，其中液滴中的至少一个不包含靶序列。15.如权利要求12所述的方法，其中所述液滴中的至少一个在改变方向前只含有靶序列的一个拷贝。16.如权利要求12所述的方法，其中每个液滴含有聚合酶、连接酶和/或逆转录酶。17.如权利要求12所述的方法，其中每个液滴包括一种或多种单核苷酸作为化学反应的反应物。18.如权利要求12所述的方法，其中，所述化学反应将一个或多个核苷酸加到寡核苷酸上。
19.如权利要求1所述的方法，进一步包含当所述液滴位于第二热区时，在液滴的至少一个子集中进行等温扩增反应，其中，所述等温扩增反应包括化学反应。20.如权利要求19所述的方法，进一步包含重新定向反应室，使液滴从第二热区移动到第一热区，以减缓或停止等温扩增反应。21.如权利要求1所述的方法，进一步包含进行PCR，所述PCR包括在液滴保留在反应室中时，在所述液滴的至少一个子集中的化学反应。22.如权利要求21所述的方法，其中进行PCR包括通过多次重新定向反应室，将液滴多次移动到第一热区和第二热区中的每一个，从而对液滴进行热循环。23.如权利要求22所述的方法，进一步包含当液滴保留在反应室中时从液滴中收集扩增数据。24.如权利要求23所述的方法，其中，所述扩增数据是从通过反应室内的感应区的多个液滴中收集的。25.如权利要求23所述的方法，其中收集扩增数据包括检测来自多个液滴的光致发光。26.如权利要求23所述的方法，其中所述热循环包括使液滴经过多个热循环，其中，收集扩增数据包括在所述多个热循环中的两个或多个的每一个热循环期间或之后从液滴的至少一个子集中收集扩增数据。27.如权利要求23所述的方法，其中收集扩增数据包括在一系列递增或递减的温度的每个温度下，从液滴的至少一个子集中收集扩增数据，并使用所述扩增数据生成解链曲线或退火曲线。28.如权利要求27所述的方法，进一步包含在该系列温度的一对温度之间改变第一热区和第二热区中至少一个的温度。29.如权利要求21所述的方法，其中PCR是通过使用第一热区和第二热区的两步热循环推动的。30.如权利要求21所述的方法，其中PCR是通过使液滴经过一系列热循环推动的，其中所述反应室包括第三热区，该热区具有不同于第一和第二热区的选择的温度，所述方法进一步包含在每个热循环中将液滴移动到第一、第二和第三热区中的每一个。31.如权利要求19所述的方法，其中液滴包...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：生物辐射实验室股份有限公司，
类型：发明
国别省市：