并行多步生物反应系统和方法技术方案

一种并行多步生物反应系统(10)，其包括：(a)基底装置(12)，其包括配置成保持多个生物反应基底(20)的多个生物反应基底保持器(18)；(b)孔装置(14)，其包括多个流体孔(22)，所述流体孔(22)对应于多步生物反应的多个步骤；(c)致动器(16)，其被配置成：(i)相对于基底装置(12)或孔装置(14)移动基底装置(12)或孔装置(14)中的另一个，以改变作为一组的生物反应基底(20)相对于作为一组的流体孔(22)的对准；以及(ii)使生物反应基底(20)与流体孔(22)中的流体接触和脱离接触。流体接触和脱离接触。流体接触和脱离接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】并行多步生物反应系统和方法
相关申请
[0001]本申请涉及并要求于2021年3月23日提交的美国临时专利申请序列号63/146,803的优先权，其全部内容通过引用并入本文。


[0002]用于多步生物反应的系统和方法，包括但不限于DNA测序、寡核苷酸合成和肽合成。

技术介绍

[0003]生物反应，例如DNA测序、寡核苷酸合成和肽合成，通常需要多个步骤、多种试剂，并且在不同的温度下应用这些试剂不同的时间量。在许多生物筛选和临床测定中，高样品通量是一个理想的特征，它可以提供例如以下好处：(1)能够在短时间内提供大量数据；(2)能够并行运行不同的测试条件，以避免批次之间的差异；(3)降低每个样本的可变成本或资本成本；以及(4)较少次数的人为干预。
[0004]增加样品通量的常规方法通常以两种方式实现。一种是直接增加驱动模块(例如，多重移液模块)的数量，以便可以同时完成向多个生物反应器的顺序试剂递送。另一种方式是通过以线性队列方式执行的串行工作流程。
[0005]我们在此描述改进的并行多步生物反应系统和方法。

技术实现思路

[0006]我们在本专利中描述了并行多步生物反应系统和方法的几个示例。
[0007]在一个示例中，一种并行多步生物反应系统包括：(a)具有配置成保持若干生物反应基底的若干生物反应基底保持器的基底装置；(b)具有对应于多步生物反应的步骤的多个流体孔的孔装置；以及(c)致动器，其被配置为：(i)相对于基底装置或孔装置移动基底装置或孔装置中的另一个，以改变作为一组的生物反应基底相对于作为一组的流体孔；以及(ii)使生物反应基底与流体孔中的流体接触和脱离接触。
[0008]系统可以被配置成以相对于流体孔同等地增量移动生物反应基底位置的方式移动基底装置或孔装置。
[0009]致动器可以被配置成使孔装置相对于基底装置旋转，以改变作为一组的生物反应基底相对于作为一组的流体孔的对准。
[0010]致动器可以被配置为相对于基底装置平移孔装置，以使生物反应基底与流体孔中的流体接触和脱离接触。
[0011]致动器可以被配置为相对于基底装置垂直平移孔装置，以将生物反应基底浸入流体孔中的流体中。
[0012]致动器可以包括被配置为相对于基底装置旋转孔装置的旋转致动器部件和被配置为相对于基底装置平移孔装置的线性致动器部件。
[0013]孔装置可以是孔板。
[0014]孔板可以是孔转盘。
[0015]孔板可以包括多个加热器和温度传感器。
[0016]孔板可以包括多个部分，每个部分包括至少两个流体孔，每个部分包括至少一个加热器和至少一个温度传感器。
[0017]至少一些部分可各自包括至少一个反应试剂流体孔和至少一个缓冲流体试剂孔。
[0018]在另一示例中，并行多步生物反应系统包括：(a)具有配置成保持若干生物反应基底的若干生物反应基底保持器的基底装置；(b)包括对应于多步生物反应的步骤的多个流体孔的孔装置；(c)致动器，其被配置成：(i)相对于基底装置或孔装置移动基底装置或孔装置中的另一个，以改变作为一组的生物反应基底相对于作为一组的流体孔的对准；以及(ii)使生物反应基底与流体孔中的流体接触和脱离接触；以及(d)流体替换子系统，其被配置为替换流体孔中的流体。
[0019]流体替换子系统可包括至少一个流体出口和至少一个流体入口。
[0020]该系统可以包括第二致动器，该第二致动器被配置为在第一位置和第二位置之间移动流体出口和流体入口。
[0021]在第一位置，至少一个流体出口可定位成将新鲜流体分配到位于流体替换子系统处的第一流体孔中，并且至少一个流体入口可定位成从位于流体替换子系统的第一流体孔抽出用过的流体。
[0022]在第一位置，至少一个流体出口可以定位在第一流体孔的流体填充水平上方。
[0023]在第一位置，至少一个流体入口可定位成靠近第一流体孔的底部。
[0024]在第二位置，至少一个流体入口可以相对于流体孔撤回。
[0025]在一些情况下，流体替换子系统可包括至少第一流体出口、第一流体入口、第二流体出口和第二流体入口；第一流体出口是第一试剂流体出口；第二流体出口是第二试剂流体出口；以及第一试剂流体是与第二试剂流体不同类型的试剂。
[0026]在第一位置：第一流体出口可以定位成将新鲜的第一试剂流体分配到位于流体替换子系统处的第一流体孔中；第一流体入口可被定位成从第一流体孔抽出用过的第一试剂流体；第二流体出口可以定位成将新鲜的第二试剂流体分配到位于流体替换子系统处的第二流体孔中；第二流体入口可定位成从第二流体孔中抽出用过的第二试剂流体。
[0027]该系统还可以包括封闭基底装置、孔装置、流体出口和流体入口的环境封闭装置。
[0028]该系统可以被配置为用气体填充环境封闭装置。
[0029]该系统可以包括被配置为检测环境封闭装置中的氧气的氧气检测器。
[0030]该系统可以包括被配置为监测和加湿环境封闭物的加湿子系统。
[0031]环境封闭装置可以是光学不透明的或非光学不透明的。
[0032]生物反应基底可各自包括限定数个分析物结合位点的至少一个表面。
[0033]分析物结合位点可以是被配置为结合离散分析物单元的离散功能化位点的阵列。
[0034]生物反应基底可各自包括被配置成检测分析物结合位点处的生物反应事件的检测器。
[0035]检测器可以是光电二极管阵列。
[0036]该系统还可以包括至少一个读出子系统，该系统被配置为将检测器收集的数据无
线地传输至读出子系统，或者被配置为通过物理数据连接将检测器收集的数据传输至读出子系统。
[0037]在另一个示例中，一种执行多步生物反应的方法包括：(a)将若干生物反应基底定位在多步生物反应系统中，所述多个生物反应基底位于生物反应基底装置中，所述多步生物反应系统包括在一个孔装置中的多个流体孔；(b)将生物反应基底装置定位成相对于孔装置第一对准；(c)当生物反应基底装置相对于孔装置处于第一对准时，将生物反应基底暴露于流体孔中的流体试剂；(d)从多个流体试剂中去除多个生物反应基底；(e)相对于基底装置或孔装置移动基底装置或孔装置中的另一个，以将作为一组的生物反应基底相对于作为一组的流体孔的对准改变为第二对准；以及(f)当生物反应基底装置相对于孔装置处于第二对准时，将生物反应基底暴露于流体试剂，至少一些流体试剂各自对应于多步生物反应中的一个步骤。
附图说明
[0038]图1显示了并行多步生物反应系统的示例。
[0039]图2显示生物反应基底的示例。
[0040]图3显示生物反应基底的另一个示例。
[0041]图4示出了并行多步生物反应系统的另一个示例，示出了俯视的相对于孔装置的基底装置。
[0042]图5示出了在孔装置相对于基底装置旋转之后的图4的系统。
[0043]图6示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.并行多步生物反应系统，其包括：(a)基底装置，其包括多个生物反应基底保持器，其被配置为保持多个生物反应基底；(b)孔装置，其包括多个流体孔，所述流体孔对应于多步生物反应的多个步骤；(c)致动器，其被配置为：(i)相对于所述基底装置或所述孔装置所述移动基底装置或所述孔装置中的另一个，以改变作为一个组的所述生物反应基底相对于作为一个组的所述流体孔的对准；以及(ii)使所述生物反应基底与所述流体孔中的流体接触和脱离接触。2.根据权利要求1所述的并行多步生物反应系统，其中所述系统被配置成以相等地增量地移动所述生物反应基底相对于所述流体孔的位置的方式移动所述基底装置或所述孔装置。3.根据权利要求1所述的并行多步生物反应系统，其中所述致动器被配置为相对于所述基底装置旋转所述孔装置，以将作为一个组的所述生物反应基底相对于作为一个组的所述流体孔的对准改变。4.根据权利要求3所述的并行多步生物反应系统，其中所述致动器被配置为相对于所述基底装置平移所述孔装置，以使所述生物反应基底与所述流体孔中的流体接触和脱离接触。5.根据权利要求4所述的并行多步生物反应系统，其中所述致动器被配置为相对于所述基底装置垂直平移所述孔装置，以将所述生物反应基底浸入所述流体孔中的所述流体中。6.根据权利要求2所述的并行多步生物反应系统，其中所述致动器包括被配置为相对于所述基底装置旋转所述孔装置的旋转致动器部件和被配置为相对于所述基底装置平移所述孔装置的线性致动器部件。7.根据权利要求2所述的并行多步生物反应系统，其中所述孔装置包括孔板。8.根据权利要求7所述的并行多步生物反应系统，其中所述孔板包括孔转盘。9.根据权利要求7所述的并行多步生物反应系统，其中所述孔板还包括多个加热器和多个温度传感器。10.根据权利要求9所述的并行多步生物反应系统，其中所述孔板还包括多个部分，每个部分包括至少两个所述流体孔，每个部分包括至少一个所述加热器和至少一个所述温度传感器。11.根据权利要求10所述的并行多步生物反应系统，其中至少一些所述部分各自包括至少一个反应试剂流体孔和至少一个缓冲流体试剂孔。12.并行多步生物反应系统，其包括：(a)基底装置，其包括多个生物反应基底保持器，其被配置为保持多个生物反应基底；(b)孔装置，其包括多个流体孔，所述流体孔对应于多步生物反应的多个步骤；(c)致动器，其被配置为：(i)相对于所述基底装置或所述孔装置移动所述基底装置或所述孔装置中的另一个，以改变作为一组的所述生物反应基底相对于作为一组的所述流体孔的对准；以及(ii)使所述生物反应基底与所述流体孔中的流体接触和脱离接触；以及(d)流体替换子系统，其被配置为替换所述流体孔中的流体。
13.根据权利要求12所述的并行多步生物反应系统，其中所述流体替换子系统包括至少一个流体出口和至少一个流体入口。14.根据权利要求13所述的并行多步生物反应系统，还包括第二致动器，其被配置为在第一位置和第二位置之间移动所述流体出口和所述流体入口。15.根据权利要求14所述的并行多步生物反应系统，其中，当处于所述第一位置时，所述至少一个流体出口被定位成将新鲜流体分配到位于所述流体替换子系统处的第一流体孔中，并且所述至少一个流体入口被定位成从位于所述流体替换子系统处的所述第一流体孔抽出用过的流体。16.根据权利要求15所述的并行多步生物反应系统，其中，当处于所述第一位置时，所述至少一个流体出口定位在所述第一流体孔的流体填充水平上方。17.根据权利要求16所述的并行多步生物反应系统，其中，当处于所述第一位置时，所述至少一个流体入口定位成靠近所述第一流体孔的底部。18.根据权利要求17所述的并行多步生物反应系统，其中，当处于所述第二位置时，所述至少一个流体入口相对于所述流体孔撤回。19.根据权利要求14所述的并行多步生物反应系统，其中所述流体替换子系统至少包括第一流体出口、第一流体入口、第二流体出口和第二流体入口；其中所述第一流体出口包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳伊雯，林思亲，钟诚，
申请(专利权)人：青岛华大智造极创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：