【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】模块化微流控方法和装置
专利
[0001]本专利技术涉及微流控方法；以及用于实现该方法的模块化装置和系统。本专利技术还涉及这些装置和系统用于生物分析的用途。
[0002]背景
[0003]单细胞多组学(multi
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omics)具有提供丰富信息的潜力。这些方法可以通过测量来自同一细胞的不同组分来阐明基因调控、转录和翻译之间的关系。
[0004]然而，当前用于分析单细胞的方法不是优化的。例如，在捕获和测序结构类型方面提高的单细胞文库质量以及更高的通量将提供更多信息来探查疾病的潜在原因。
[0005]本专利技术解决此需求。
[0006]专利技术概述
[0007]在第一方面，提供了：
[0008]一种用于从微流控液滴提取珠的珠提取微流控装置，所述装置包括：
[0009]供应通道，微流控液滴可以被注射到所述供应通道中；
[0010]所述供应通道包括与第一出口通道和第二出口通道流体连通的分叉接合部(junction)，
[0011]其中所述第一出口通道适于...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于单细胞RNA分析的模块化微流控系统，其中所述系统包括：a)液滴产生微流控模块，其中所述液滴产生微流控模块适于将细胞或细胞结构和裂解试剂包封在微流控液滴中，所述液滴产生微流控模块包括与一个或更多个输入通道流体连通的液滴产生接合部，所述一个或更多个输入通道用于将细胞、裂解试剂和分隔流体流入所述液滴产生接合部；以及b)液滴融合模块，所述液滴融合模块包括适于将逆转录酶试剂和珠与所述微流控液滴融合的融合接合部，其中所述液滴融合模块包括位于所述融合接合部上游的液滴间隔部。2.一种模块化微流控系统，所述系统包括：a)液滴产生微流控模块，其中所述液滴产生微流控模块适于将细胞或细胞结构、裂解试剂和珠包封在微流控液滴中，所述液滴产生微流控模块包括与一个或更多个输入通道流体连通的液滴产生接合部，所述一个或更多个输入通道用于将细胞、裂解试剂、分隔流体和珠流入所述液滴产生接合部；以及b)用于单细胞分析的皮量注射微流控模块，包括：a)供应通道，包含细胞裂解物的微流控液滴能够被注射到所述供应通道中，其中所述供应通道包括液滴间隔部；和b)皮量注射器，位于所述液滴间隔部的下游，用于将试剂注射到液滴中。3.根据权利要求2所述的模块化微流控系统，其中所述液滴间隔部包括位于所述皮量注射器上游并且与所述供应通道流体连通的适于将间隔油流入所述供应通道的通道。4.根据权利要求2
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3所述的模块化微流控系统，另外包括位于所述液滴间隔部上游的稀释通道，以在间隔之前用油稀释液滴。5.根据权利要求2
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4所述的模块化微流控系统，还包括位于所述皮量注射器下游的分叉分选接合部，所述分叉分选接合部与第一出口通道和第二出口通道流体连通，其中所述分叉分选接合部适于将液滴分选成经由所述第一出口通道离开的第一液滴组和经由所述第二出口通道离开的第二液滴组。6.根据权利要求1和2所述的系统，其中所述液滴产生微流控模块还包括位于所述液滴产生接合部下游的分叉分选接合部，所述分叉分选接合部与第一出口通道和第二出口通道流体连通，其中所述分叉分选接合部适于将液滴分选成经由所述第一出口通道离开的第一液滴组和经由所述第二出口通道离开的第二液滴组，任选地，其中所述分选接合部具有大于待分选液滴的直径的宽度和/或深度。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述第一出口通道还包括液滴通道，所述液滴通道与所述第一出口通道流体连通，并且适于将空液滴添加到待分析的液滴以增大样品。8.根据权利要求1
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7中任一项所述的系统，所述系统另外包括液滴收集装置，所述装置包括用于容纳密度低于水的不混溶液体的容器，所述容器包括尖端，所述尖端能够连接到所述第一微流控装置的出口和所述第二微流控装置的注射端口，所述容器能够连接到泵，所述泵适于在注射到后续微流控装置期间从所述尖端喷射液滴，任选地，其中所述泵另外适于在收集期间将液滴抽吸到所述液滴收集装置中。9.权利要求1
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8中任一项所述的系统用于单细胞分析、任选地单细胞RNA分析的用途。10.一种单细胞RNA分析方法，所述方法包括：a)将细胞或细胞结构和裂解试剂包封在微流控液滴中；
b)孵育所述液滴以释放RNA；c)使用液滴融合将所述液滴与以下组合：i)珠；和ii)逆转录酶试剂。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述方法还包括：包封步骤a)下游的分选步骤，其中所述分选步骤包括将液滴分成第一液滴组和第二液滴组，任选地，其中在所述第一液滴组中，所述液滴包含活细胞；并且其中在所述第二液滴组中，所述液滴包含死细胞和/或空液滴、和/或包含多于一个细胞或细胞结构的液滴。12.根据权利要求10
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11所述的方法，所述方法使用权利要求1所述的系统实现。13.一种用于单细胞分析的方法，所述方法包括：a)将细胞或细胞结构、裂解试剂和珠包封在微流控液滴中；b)孵育所述液滴以释放所述细胞或细胞结构的内容物；以及c)将试剂皮量注射到所述微流控液滴中。14.根据权利要求10
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13所述的方法，其中步骤a)在所述液滴中产生以下浓度：a)浓度为1
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20U/ml的蛋白酶；和/或b)浓度为0.1％
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0.5％v/v的非离子去污剂。15.根据权利要求13
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14中任一项所述的方法，其中步骤c)中皮量注射的量为0.001nl
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2nl。16.根据权利要求13
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15中任一项所述的方法，其中所述方法还包括包封步骤a)或皮量注射步骤c)下游的分选步骤，其中所述分选步骤包括将液滴分选成第一液滴组和第二液滴组，任选地，其中在所述第一液滴组中，所述液滴包含来自活细胞的裂解物；并且其中在所述第二液滴组中，所述液滴包含来自死细胞的裂解物、和/或空液滴、和/或包含多于一个细胞或细胞结构的液滴。17.根据权利要求13
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16所述的方法，其中所述方法使用根据权利要求2
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5所述的系统实现。18.根据权利要求17所述的方法，其中：a)用液滴收集装置从所述液滴产生微流控装置收集微滴，所述液滴收集装置包括容器，所述容器包含密度低于水的不混溶液体，任选地为烃或硅油，所述容器包含尖端，其中所述尖端连接到所述液滴产生模块的出口以将液滴收集到所述装置中；b)在所述容器中孵育所述微流控液滴以裂解细胞；以及c)任选地，通过将所述容器连接到适于从所述尖端喷射液滴的泵，将液滴再注射到皮量注射装置中。19.根据权利要求13
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18中任一项所述的方法，所述方法用于单细胞RNA分析，其中在步骤c)皮量注射的试剂是包含一种或更多种逆转录酶的逆转录酶试剂，任选地，其中将所述一种或更多种逆转录酶添加到所述液滴以在所述液滴中产生1
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20kU/ml的浓度。20.根据权利要求19所述的方法，其中皮量注射的所述逆转录酶试剂的量是：(a)0.2
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1.5nl；或b)所述液滴体积的20％
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200％。21.根据权利要求10
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20所述的方法，其中所述方法包括添加核酸加标作为对照。22.根据权利要求10
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21中任一项所述的方法，其中所述裂解试剂包含：
a)蛋白酶，任选地蛋白酶K；和/或b)非离子去污剂，任选地IGEPAL CA
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630。23.根据权利要求10
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22中任一项所述的方法，其中珠包含：包含条形码和任选地UMI的poly
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T引物。24.根据权利要求10
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23中任一项所述的方法，其中所述逆转录酶反应包括模板转换寡核苷酸(TSO)，并且所述逆转录酶中的一种或更多种具有模板转换活性。25.一种分离用于测序的核RNA和细胞质RNA的方法，所述方法包括：步骤a)将细胞和外膜裂解试剂包封在微流控液滴中，其中所述外膜裂解试剂裂解所述细胞的外膜；步骤b)添加核膜裂解试剂，其中所述核膜裂解试剂用于裂解核膜；并将液滴分裂成多于一个液滴以获得：i)含有核裂解物的液滴；和ii)多于一个含有细胞质裂解物的液滴；步骤c)添加逆转录酶试剂并将所述液滴分选成包含核裂解物的第一液滴；和包含细胞质裂解物的第二液滴组；以及步骤d)对以下进行逆转录：i)所述核RNA和；ii)所述细胞质RNA，其中cDNA测序文库中的cDNA包含条形码和任选地UMI。26.根据权利要求25所述的方法，其中：a)步骤a)另外包括包封珠；或b)步骤c)另外包括添加珠；其中所述珠包含多于一个适于启动cDNA合成的cDNA合成引物；任选地，其中：c)所述珠是可溶解珠，并且去除是通过孵育以溶解所述珠；或d)使用权利要求1
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4所述的珠提取器装置去除珠。27.根据权利要求25或26a)所述的方法，其中所述方法使用权利要求2或6
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7所述的系统实现，并且其中：步骤a)用所述液滴产生模块实现；步骤b)用所述皮量注射模块实现，所述皮量注射器模块任选地包括权利要求1
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4所述的珠提取器装置，并且还包括位于所述皮量注射器下游的液滴分裂器，所述液滴分裂器适于将所述液滴分裂成多于一个更小的液滴，以获得：i)含有核裂解物的液滴；和ii)多于一个含有细胞质裂解物的液滴；以及步骤c)用第二皮量注射模块实现，其中所述第二皮量注射模块还包括皮量注射下游的分叉分选接合部，所述分叉分选接合部与第一出口通道和第二出口通道流体连通，其中所述分叉分选接合部适于将液滴分成经由所述第一出口通道离开的包含核裂解物的第一液滴组和经由所述第二出口通道离开的包含细...
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