用于分析生物样品的系统和方法技术方案

本公开提供了用于核酸鉴定的方法和系统。核酸分子的鉴定可以包含在多个室中产生多个双链核酸分子，使所述双链核酸分子变性，以及检测所述变性的信号以产生一个或多个变性曲线。所述一个或多个变性曲线可以用于鉴定核酸分子。本文所描述的方法和系统可以提供从单个分析鉴定多个核酸分子。分析鉴定多个核酸分子。分析鉴定多个核酸分子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分析生物样品的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年6月22日提交的美国临时专利申请第63/042,353号的权益，所述美国临时专利申请通过全文引用的方式并入本文。
[0003]政府权益声明
[0004]本专利技术是在国家癌症研究所(National Cancer Institute)授予的小企业创新研究(Small Business Innovation Research)授权号1R43CA221597
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01A1的政府支持下完成的。美国政府对本专利技术享有某些权利。

技术介绍

[0005]微流体装置是包含小规模处理流体的结构的装置。通常，微流体装置以亚毫米级操作并处理微升、纳升或更少量的流体。微流体装置的一种应用是分析物分析，例如，数字聚合酶链式反应(dPCR)。具有多个分区的微流体装置可以用于dPCR。与定量实时PCR(qPCR)不同，其中通过将未知样品的PCR扩增速率与一组已知qPCR标准品的速率进行比较来定量模板，dPCR可以提供更高的灵敏度、更好的精度和更大的可再现性。
[0006]对于基因组研究人员和临床医生而言，dPCR在稀有突变检测、定量拷贝数变异和下一代测序文库定量中特别有效。具有细胞游离DNA和病毒载量定量的液体活检在临床环境中的潜在用途进一步提高了dPCR技术的价值。现有的dPCR解决方案已经使用了弹性体阀阵列、硅通孔方法和液滴在油中的微流体封装。尽管可用的dPCR平台的数目不断增加，但是当与依赖于对PCR扩增循环数目进行计数的旧qPCR技术相比时，dPCR一直处于劣势。吞吐量、易用性、性能和成本的组合是在dPCR市场上获得采用的主要障碍。

技术实现思路

[0007]本文提供了可以用于检测、鉴定或定量一种分析物或多种分析物的方法和系统。本公开提供了用于样品制备、核酸扩增、分析物分析、多重分析物分析或其任何组合的方法、系统和装置。与其它系统和方法相比，本文所描述的方法、系统和装置可以允许以降低的成本或复杂性检测、鉴定或定量分析物。
[0008]一方面，本公开提供了一种用于核酸鉴定的方法，所述方法包括：(a)使用多个核酸分子在多个室中产生多个双链核酸分子，其中：(i)所述多个双链核酸分子的第一子集包括第一双链核酸分子，所述第一双链核酸分子包括与所述多个核酸分子中的第一核酸分子相对应的第一序列和添加的序列；并且(ii)所述多个双链核酸分子的第二子集包括第二双链核酸分子，所述第二双链核酸分子包括与所述多个核酸分子中的第二核酸分子相对应的第二序列并且不包括所述添加的序列；(b)使所述多个双链核酸分子中的双链核酸分子变性；(c)检测指示所述变性的信号以产生多个变性曲线，其中：i.所述多个变性曲线中的第一变性曲线源自所述第一双链核酸分子的变性；ii.所述多个变性曲线中的第二变性曲线源自所述第二双链核酸分子的变性；并且iii.所述第一变性曲线和所述第二变性曲线不同；并且(d)处理所述多个变性曲线以鉴定所述多个核酸分子中的核酸分子。
[0009]在一些实施例中，所述方法进一步包括在(a)之前向多个室提供所述多个核酸分子和多个正向引物。在一些实施例中，所述多个正向引物包括(i)第一正向引物，所述第一正向引物包括与所述第一核酸分子的至少一部分互补的第一区域和与所述第一核酸分子不互补且对应于所述添加的序列的第二区域，以及(ii)第二正向引物，所述第二正向引物与所述第二核酸分子的至少一部分互补。在一些实施例中，所述多个正向引物不是通用引物。在一些实施例中，所述方法进一步包括在(a)之前使所述多个正向引物经历引物延伸反应以产生多个第一延伸产物。在一些实施例中，所述方法进一步包括在(a)之前使所述多个第一延伸产物与多个反向引物接触。在一些实施例中，所述多个反向引物是通用引物。在一些实施例中，所述方法进一步包括在(a)之前使所述多个反向引物经历引物延伸反应以产生多个第二延伸产物。在一些实施例中，所述多个第二延伸产物是所述多个双链核酸分子。
[0010]在一些实施例中，所述方法进一步包括对所述多个室的至少一部分进行成像以检测信号。在一些实施例中，所述方法进一步包括对所述多个室进行成像以检测信号。在一些实施例中，所述方法进一步包括使所述多个双链核酸分子经历受控加热以使所述双链核酸分子变性。在一些实施例中，所述双链核酸分子包括嵌入染料，所述信号源自所述嵌入染料。在一些实施例中，所述双链核酸分子包括多个不同的嵌入染料，所述信号源自所述嵌入染料。在一些实施例中，所述信号是光信号。在一些实施例中，所述多个室中的室具有小于或等于约500皮升的体积。在一些实施例中，所述室的体积小于或等于约250皮升。在一些实施例中，所述多个室包括大于或等于约1,000个室。在一些实施例中，所述多个室包括大于或等于约10,000个室。
[0011]另一方面，本公开提供了一种用于核酸鉴定的系统，所述系统包括：检测单元，所述检测单元被配置成收集并处理用于鉴定核酸分子的信号；以及操作性地耦接到所述检测单元的一个或多个处理器，其中所述一个或多个处理器被单独地或集体地编程或以其它方式被配置成：(i)使用多个核酸分子在多个室中产生多个双链核酸分子，其中：(i)所述多个双链核酸分子的第一子集包括第一双链核酸分子，所述第一双链核酸分子包括与所述多个核酸分子中的第一核酸分子相对应的第一序列和添加的序列；以及(ii)所述多个双链核酸分子的第二子集包括第二双链核酸分子，所述第二双链核酸分子包括与所述多个核酸分子中的第二核酸分子相对应的第二序列并且不包括所述添加的序列；(ii)使所述多个双链核酸分子中的双链核酸分子变性；(iii)检测指示所述变性的信号以产生多个变性曲线，其中(A)所述多个变性曲线中的第一变性曲线源自所述第一双链核酸分子的变性；(B)所述多个变性曲线中的第二变性曲线源自所述第二双链核酸分子的变性；并且(C)所述第一变性曲线和所述第二变性曲线不同；以及(iv)处理所述多个变性曲线以鉴定所述多个核酸分子中的核酸分子。
[0012]在一些实施例中，所述多个室中的室具有小于或等于约500皮升的体积。在一些实施例中，所述室的体积小于或等于约250皮升。在一些实施例中，所述多个室包括大于或等于约1,000个室。在一些实施例中，所述多个室包括大于或等于约10,000个室。在一些实施例中，所述检测单元被配置成对所述多个室的至少一部分进行成像。在一些实施例中，所述检测单元被配置成对所述多个室进行成像。在一些实施例中，所述检测单元包括具有大于或等于约15毫米(mm)
×
约15mm的视场的相机。在一些实施例中，所述视场大于或等于约50mm
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约75mm。在一些实施例中，所述检测单元包括相机，所述相机包括互补金属氧化物半
导体(CMOS)传感器。在一些实施例中，所述检测单元进一步包括安置在所述相机与所述多个室之间的远心透镜。在一些实施例中，所述检测单元包括被配置成收集光信号的光学单元。在一些实施例中，所述光学单元包括大于或等于四个通道，每个通道被配置成收集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于核酸鉴定的方法，所述方法包括：(a)使用多个核酸分子在多个室中产生多个双链核酸分子，其中：(i)所述多个双链核酸分子的第一子集包括第一双链核酸分子，所述第一双链核酸分子包括与所述多个核酸分子中的第一核酸分子相对应的第一序列和添加的序列；并且(ii)所述多个双链核酸分子的第二子集包括第二双链核酸分子，所述第二双链核酸分子包括与所述多个核酸分子中的第二核酸分子相对应的第二序列并且不包括所述添加的序列；(b)使所述多个双链核酸分子中的双链核酸分子变性；(c)检测指示所述变性的信号以产生多个变性曲线，其中：i.所述多个变性曲线中的第一变性曲线源自所述第一双链核酸分子的变性；ii.所述多个变性曲线中的第二变性曲线源自所述第二双链核酸分子的变性；并且iii.所述第一变性曲线和所述第二变性曲线不同；并且(d)处理所述多个变性曲线以鉴定所述多个核酸分子中的核酸分子。2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在(a)之前向所述多个室提供所述多个核酸分子和多个正向引物。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述多个正向引物包括(i)第一正向引物，所述第一正向引物包括与所述第一核酸分子的至少一部分互补的第一区域和与所述第一核酸分子不互补且对应于所述添加的序列的第二区域，以及(ii)第二正向引物，所述第二正向引物与所述第二核酸分子的至少一部分互补。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述多个正向引物不是通用引物。5.根据权利要求3或权利要求4所述的方法，其进一步包括在(a)之前使所述多个正向引物经历引物延伸反应以产生多个第一延伸产物。6.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括在(a)之前使所述多个第一延伸产物与多个反向引物接触。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述多个反向引物是通用引物。8.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括在(a)之前使所述多个反向引物经历引物延伸反应以产生多个第二延伸产物。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述多个第二延伸产物是所述多个双链核酸分子。10.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括对所述多个室的至少一部分进行成像以检测所述信号。11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括对所述多个室进行成像以检测所述信号。12.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括使所述多个双链核酸分子经历受控加热以使所述双链核酸分子变性。13.根据权利要求1所述的方法，其中所述双链核酸分子包括嵌入染料，所述信号源自所述嵌入染料。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述双链核酸分子包括多个不同的嵌入染料，所述信号源自所述嵌入染料。15.根据权利要求1所述的方法，其中所述信号是光信号。16.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个室中的室具有小于或等于约500皮升的
体积。17.根据权利要求16所述的方法，其中所述室的所述体积小于或等于约250皮升。18.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个室包括大于或等于约1,000个室。19.根据权利要求18所述的方法，其中所述多个室包括大于或等于约10,000个室。20.一种用于核酸鉴定的系统，所述系统包括：检测单元，所述检测单元被配置成收集和处理用于鉴定核酸分子的信号；以及操作性地耦接到所述检测单元的一个或多...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪儒菘，L，
申请(专利权)人：康比纳蒂股份有限公司，
类型：发明
国别省市：