掺入和成像混合物制造技术

本发明专利技术提供了一种掺入混合物的示例，该掺入混合物的示例包含液体载体、复合物和标记的核苷酸。该复合物包含聚合酶和连接到该聚合酶的等离子体纳米结构。该标记的核苷酸包含核苷酸、附接到该核苷酸的糖的3'OH封端基团和附接到该核苷酸的碱基的染料标记。到该核苷酸的碱基的染料标记。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】掺入和成像混合物
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年11月16日提交的美国临时申请序列号63/114,302的权益，该临时申请的内容全文以引用的方式并入本文。

技术介绍

[0003]生物或化学研究中的各种方案涉及在局部支撑表面上或预定义的反应室内进行大量受控反应。然后可观察或检测指定的反应，并且随后的分析可有助于识别或揭示反应中所涉及的化学品的特性。在一些示例中，受控反应会改变电荷、导电性或一些其他电特性，因此电子系统可用于检测。在其他示例中，受控反应会产生荧光，因此光学系统可用于检测。

技术实现思路

[0004]本文公开了掺入和成像混合物。这些混合物适用于通过检测光信号进行核苷酸碱基识别的测序方法。本文所公开的混合物通过等离子体共振和等离子体纳米结构相对于掺入的标记的核苷酸的染料标记的精确定位来增强这些光信号。本文公开了几种机制和技术，其将等离子体纳米结构定位在染料标记的信号增强接近度内，该染料标记是在测序期间已掺入到新生核酸链中的标记的核苷酸的组分。该定位允许等离子体纳米结构在成像期间保持在染料标记的信号增强接近度内，因此等离子体纳米结构能够增强染料标记的光信号。
[0005]概述
[0006]本文所公开的第一方面是一种掺入混合物，所述掺入混合物包含液体载体；复合物，所述复合物包含聚合酶和连接到所述聚合酶的等离子体纳米结构；以及标记的核苷酸，所述标记的核苷酸包含核苷酸；附接到所述核苷酸的糖的3'OH封端基团；以及附接到所述核苷酸的碱基的染料标记。
[0007]在第一方面的一个示例中，所述等离子体纳米结构选自由以下项组成的组：金纳米结构、银纳米结构、锡纳米结构、铑纳米结构、钌纳米结构、钯纳米结构、锇纳米结构、铱纳米结构、铂纳米结构、铬纳米结构、铜纳米结构、砷化镓纳米结构、掺杂硅纳米结构、铝纳米结构、镁纳米结构、银和金复合纳米结构以及它们的组合。
[0008]在第一方面的一个示例中，所述等离子体纳米结构与所述聚合酶的胺或半胱氨酸化学缀合。
[0009]在第一方面的一个示例中，寡核苷酸附接到所述聚合酶；并且所述寡核苷酸与附接到所述等离子体纳米结构的互补寡核苷酸系链杂交。
[0010]在第一方面的一个示例中，寡核苷酸附接到所述聚合酶；并且所述寡核苷酸与寡核苷酸系链的互补部分杂交，所述寡核苷酸系链还包括包裹在所述等离子体纳米结构周围的附加部分。
[0011]在第一方面的一个示例中，所述等离子体纳米结构用结合对的第一成员官能化；
并且所述聚合酶包含所述结合对的第二成员或用所述结合对的第二成员官能化。在一个示例中，所述第一成员和所述第二成员包括NiNTA配体和组氨酸标签，或链霉抗生物素蛋白和生物素，或spytag和spycatcher，或马来酰亚胺和半胱氨酸，或叠氮化物和二苯并环辛炔。
[0012]应当理解，第一方面的任何特征可以任何期望的方式组合在一起和/或可与本文所公开的任何示例组合，以实现如本公开所述的益处，包括例如在测序成像期间增强的荧光信号。
[0013]本文所公开的第二方面是一种方法，所述方法包括将掺入混合物引入到包括模板链簇的流通池中，所述掺入混合物包含液体载体；多个复合物，每个复合物包含聚合酶和连接到所述聚合酶的等离子体纳米结构；以及多个标记的核苷酸，每个标记的核苷酸包含核苷酸；附接到所述核苷酸的糖的3'OH封端基团；以及附接到所述核苷酸的碱基的染料标记；由此至少一种所述聚合酶i)将所述标记的核苷酸中的单个标记的核苷酸沿着一条所述模板链掺入到新生链中，以及ii)将其连接的等离子体纳米结构保持在所述标记的核苷酸中的所述单个标记的核苷酸的接近度内；以及在保持所述等离子体纳米结构的同时对所述掺入进行光学成像。
[0014]应当理解，第二方面的任何特征可以任何期望的方式组合在一起。此外，应当理解，第一方面和/或第二方面的特征的任何组合可一起使用，并且/或者可与本文所公开的任何示例组合以实现如本公开所述的益处，包括例如在测序成像期间增强的荧光信号。
[0015]本文所公开的第三方面是一种试剂盒，所述试剂盒包含掺入混合物，所述掺入混合物包含：液体载体；聚合酶；以及标记的核苷酸，所述标记的核苷酸包含核苷酸；附接到所述核苷酸的糖的3'OH封端基团；以及附接到所述核苷酸的碱基的染料标记；以及成像混合物，所述成像混合物包含第二液体载体；以及等离子体纳米结构，所述等离子体纳米结构在涉及所述标记的核苷酸的掺入事件之后被官能化以在所述标记的核苷酸的接近度内自身缔合。
[0016]在第三方面的一个示例中，所述等离子体纳米结构选自由以下项组成的组：金纳米结构、银纳米结构、锡纳米结构、铑纳米结构、钌纳米结构、钯纳米结构、锇纳米结构、铱纳米结构、铂纳米结构、铬纳米结构、铜纳米结构、砷化镓纳米结构、掺杂硅纳米结构、铝纳米结构、镁纳米结构、银和金复合纳米结构以及它们的组合。
[0017]在第三方面的一个示例中，所述等离子体纳米结构用第二聚合酶官能化。在一个示例中，所述等离子体纳米结构与所述第二聚合酶的胺或半胱氨酸化学缀合。在另一个示例中，寡核苷酸附接到所述第二聚合酶；并且所述寡核苷酸与附接到所述等离子体纳米结构的互补寡核苷酸系链杂交。在又一个示例中，寡核苷酸附接到所述第二聚合酶；并且所述寡核苷酸与互补寡核苷酸系链杂交，所述互补寡核苷酸系链包括包裹在所述等离子体纳米结构周围的部分。
[0018]在第三方面的一个示例中，所述等离子体纳米结构用结合对的第一成员官能化；并且所述聚合酶包含所述结合对的第二成员或用所述结合对的第二成员官能化。在一个示例中，所述第一成员和所述第二成员包括NiNTA配体和组氨酸标签，或链霉抗生物素蛋白和生物素，或spytag和spycatcher，或马来酰亚胺和半胱氨酸，或叠氮化物和二苯并环辛炔。在一些示例中，所述聚合酶还包含附接到其表面的DNA结合结构域。在其他示例中，所述聚合酶还包含附接到其表面的表面系链；以及附接到所述表面系链的流通池表面粘合剂。
[0019]在第三方面的一个示例中，所述等离子体纳米结构用链霉抗生物素蛋白官能化；并且所述标记的核苷酸是生物素酰化的。
[0020]应当理解，第三方面的任何特征可以任何期望的方式组合在一起。此外，应当理解，第一方面和/或第二方面和/或第三方面的特征的任何组合可一起使用，并且/或者可与本文所公开的任何示例组合以实现如本公开所述的益处，包括例如在测序成像期间增强的荧光信号。
[0021]本文所公开的第四方面是一种方法，所述方法包括将掺入混合物引入到包括模板链簇的流通池中，所述掺入混合物包含液体载体；多个聚合酶；以及多个标记的核苷酸，每个标记的核苷酸包含核苷酸；附接到所述核苷酸的糖的3'OH封端基团；以及附接到所述核苷酸的碱基的染料标记；由此至少一种所述聚合酶将所述标记的核苷酸中的单个标记的核苷酸沿着一条所述模板链掺入到新生链中；将成像混合物引入到所述流通池中，所述成像混合物包含第二液体载体；以及多个官能化的等离子体纳米结构；由此所述官能化的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种掺入混合物，所述掺入混合物包含：液体载体；复合物，所述复合物包含：聚合酶；以及连接到所述聚合酶的等离子体纳米结构；以及标记的核苷酸，所述标记的核苷酸包含：核苷酸；附接到所述核苷酸的糖的3'OH封端基团；以及附接到所述核苷酸的碱基的染料标记。2.根据权利要求1所述的掺入混合物，其中所述等离子体纳米结构选自由以下项组成的组：金纳米结构、银纳米结构、锡纳米结构、铑纳米结构、钌纳米结构、钯纳米结构、锇纳米结构、铱纳米结构、铂纳米结构、铬纳米结构、铜纳米结构、砷化镓纳米结构、掺杂硅纳米结构、铝纳米结构、镁纳米结构、银和金复合纳米结构以及它们的组合。3.根据权利要求1所述的掺入混合物，其中所述等离子体纳米结构与所述聚合酶的胺或半胱氨酸化学缀合。4.根据权利要求1所述的掺入混合物，其中：寡核苷酸附接到所述聚合酶；并且所述寡核苷酸与附接到所述等离子体纳米结构的互补寡核苷酸系链杂交。5.根据权利要求1所述的掺入混合物，其中：寡核苷酸附接到所述聚合酶；并且所述寡核苷酸与寡核苷酸系链的互补部分杂交，所述寡核苷酸系链还包括包裹在所述等离子体纳米结构周围的附加部分。6.根据权利要求1所述的掺入混合物，其中：所述等离子体纳米结构用结合对的第一成员官能化；并且所述聚合酶包含所述结合对的第二成员或用所述结合对的第二成员官能化。7.根据权利要求6所述的掺入混合物，其中所述第一成员和所述第二成员包括NiNTA配体和组氨酸标签，或链霉抗生物素蛋白和生物素，或spytag和spycatcher，或马来酰亚胺和半胱氨酸，或叠氮化物和二苯并环辛炔。8.一种方法，所述方法包括：将掺入混合物引入到包括模板链簇的流通池，所述掺入混合物包含：液体载体；多个复合物，每个复合物包含：聚合酶；以及连接到所述聚合酶的等离子体纳米结构；以及多个标记的核苷酸，每个标记的核苷酸包含：核苷酸；附接到所述核苷酸的糖的3'OH封端基团；以及附接到所述核苷酸的碱基的染料标记；由此至少一种所述聚合酶i)将所述标记的核苷酸中的单个标记的核苷酸沿着一条所
述模板链掺入到新生链中，以及ii)将其连接的等离子体纳米结构保持在所述标记的核苷酸中的所述单个标记的核苷酸的接近度内；以及在保持所述等离子体纳米结构的同时对所述掺入进行光学成像。9.一种试剂盒，所述试剂盒包括：掺入混合物，所述掺入混合物包含：液体载体；聚合酶；以及标记的核苷酸，所述标记的核苷酸包含：核苷酸；附接到所述核苷酸的糖的3'OH封端基团；以及附接到所述核苷酸的碱基的染料标记；以及成像混合物，所述成像混合物包含：第二液体载体；以及等离子体纳米结构，所述等离子体纳米结构在涉及所述标记的核苷酸的掺入事件之后被官能化以在所述标记的核苷酸的接近度内自身缔合。10.根据权利要求9所述的试剂盒，其中所述等离子体纳米结构选自由以下项组成的组：金纳米结构、银纳米结构、锡纳米结构、铑纳米结构、钌纳米结构、钯纳米结构、锇纳米结构、铱纳米结构、铂纳米结构、铬纳米结构、铜纳米结构、砷化镓纳米结构、掺杂硅纳米结构、铝纳米结构、镁纳米结构、银和金复合纳米结构以及它们的组合。11.根据权利要求9所述的试剂盒，其中所述等离子体纳米结构用第二聚合酶官能化。12.根据权利要求11所述的试剂盒，其中所述等离子体纳米结构与所述第二聚合酶的胺或半胱氨酸化学缀合。13.根据权利要求11所述的试剂盒，其中：寡核苷酸附接到所述第二聚合酶；并且所述寡核苷酸与附接到所述等离子体纳米结构的互补寡核苷酸系链杂交。14.根据权利要求11所述的试剂盒，其中：寡核苷酸附接到所述第二聚合酶；并且所述寡核苷酸与互补寡核苷酸系链杂交，所述互补寡核苷酸系链包括包裹在所述等离子体纳米结构周围的部分。15.根据权利要求9所述的试剂盒，其中：所述等离子体纳米结构用结合对的第一成员官能化；并且所述聚合酶包含所述结合对的第二成员或用所述结合对的第二成员官能化。16.根据权利要求15所述的试剂盒，其中所述第一成员和所述第二成员包括NiNTA配体和组氨酸标签，或链霉抗生物素蛋白和生物素，或spytag和s...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：伊鲁米纳剑桥有限公司，
类型：发明
国别省市：