核酸测序系统技术方案

一种核酸测序系统，包括：(a)载物台，其包括支撑结构、多个基准面和对准组件；(b)流体存储系统，其包括外壳、温度控制组件以及流体移取组件；(c)流动系统，所述流动系统被配置以引导测序试剂从所述流体存储器件到被配置以容纳所述可拆卸的射流器件的所述支撑结构的位置；(d)激发光模块，其包括第一和第二半导体光源和光学部件；(e)检测器；以及(f)被配置以引导来自所述激发光模块的激发光至被配置以容纳所述可拆卸的射流器件的所述支撑结构的位置的光学系统。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施方式一般涉及用于生物分析的测定系统，更具体地涉及用于测定核酸的系统及其部件。
技术介绍
用于生物或化学研究的各种测定方案涉及进行大量的受控反应。在某些情况下，所述受控反应在支撑表面上进行。然后可以观测并分析所述所需的反应，以帮助确定所述 所需的反应中所涉及的化学品的属性或特征。例如，在一些方案中，在受控条件下，包含可识别的标记(例如荧光标记)的化学组成部分可以选择性地结合至另一化学组成部分。通过辐射激发所述标记并检测来自所述标记的光发射可以观测到这些化学反应。也可以通过其他方式(如化学发光)提供所述光发射。这类方案的例子包括DNA测序。在一个边合成边测序(SBS)方案中，通过桥式PCR在流动通道的表面上形成克隆扩增子簇。在生成所述克隆扩增子簇后，可以将所述扩增子“线性化”，以产生单链DNA(sstDNA)。将一系列的试剂流入流动池，以完成测序循环。每个测序循环通过具有独特的荧光标记的单核苷酸(例如A、T、G、C)延伸所述sstDNA。每个核苷酸具有只允许一个循环内发生单碱基掺入的可逆终止子。核苷酸被添加到所述sstDNA簇后，在四个通道内成像(即，每个荧光标记一个)。成像后，所述荧光标记和所述终止子被从所述sstDNA化学裂解，而不断增长的DNA链准备用于另一循环。可以重复几个循环的试剂输送和光学检测，以确定所述克隆扩增子的序列。然而，被配置以执行这些方案的系统可能能力有限以及可能不符合成本效益。因此，一般需要能够以具有成本效益的、更简易的或者以其他方式改进的方式执行测定方案(如上文所述的SBS方案)或能够用于所述测定方案过程的改进的系统、方法和装置。
技术实现思路
按照一个实施方式，提供用于分析样品的射流器件。所述射流器件包括具有入口和出口的流动池以及在其间延伸的流动通道。所述流动池被配置以容纳相关的样品。所述射流器件还包括外壳，所述外壳具有被配置以容纳所述流动池的容纳空间。所述容纳空间按允许所述流动池相对于所述外壳浮动的尺寸制作并成型。所述射流器件还包括耦合至所述外壳的垫圈。所述垫圈具有入口和出口通道并包含可压缩材料。所述垫圈相对于所述容纳空间设置，以便所述流动池的所述入口和出口分别与所述垫圈的所述入口和出口通道大致对准。在另一实施方式中，提供一种被配置以容纳并便于设置流动池进行成像的可拆卸的卡盘(cartridge)。所述卡盘包括可拆卸的外壳，所述可拆卸的外壳具有被配置以将所述流动池大体上保持在对象平面内的容纳空间。所述外壳包括一对面向相反方向的外壳面。所述容纳空间沿所述外壳面的至少一个延伸，以便所述流动池通过所述外壳面的至少一个暴露于所述外壳的外部。所述卡盘还包括耦合至所述外壳的盖构件并包括垫圈。所述垫圈具有入口和出口通道并包含可压缩材料。所述垫圈配置为当所述流动池由所述外壳支承时，所述垫圈被安装于所述流动池的暴露部分的上方。在仍然另一实施方式中，提供一种设置用于样品分析的射流器件的方法。所述方法包括在成像系统的支撑表面上设置可拆卸的射流器件。所述器件包括容纳空间、位于所述容纳空间内的流动池以及垫圈。所述流动池沿所述容纳空间内的对象平面延伸并相对于所述对象平面内部的所述垫圈可浮动。所述方法还包括在所述容纳空间内但在所述支撑表面上移动所述流动池，以便所述流动池的入口和出口与所述垫圈的入口和出口通道大致对准。在另一实施方式中，提供一种设置用于样品分析的射流器件的方法。所述方法包括提供具有外壳的射流器件，所述外壳包括容纳空间和位于所述容纳空间内的可浮动的流动池。所述外壳具有与所述容纳空间紧密相邻的凹槽。所述方法还包括将所述射流器件设置在具有对准构件的支撑结构上。所述对准构件通过相应的凹槽被插入。所述方法还包括移动所述容纳空间内的所述流动池。当所述流动池在所述容纳空间内移动时，所述对准构件啮合所述流动池的边缘。在另一实施方式中，提供一种射流器件支架，所述射流器件支架被配置以相对于相互垂直的X、Y和Z轴定位样品区域。所述器件支架包括被配置以容纳射流器件的支撑结构。所述支撑结构包括面向沿所述Z轴方向的基面并被配置以将所述器件固定于其上。所述器件支架还包括多个沿XY平面各自方向的基准面以及包括致动器和可操作地耦合至所述致动器的可移动的定位臂的对准组件。所述定位臂具有啮合端。所述致动器将所述定位臂在缩回和偏置位置之间移动，以朝向和远离所述基准面移动所述啮合端。当所述定位臂处于所述偏置位置时，所述定位臂被配置以支承所述器件抵靠所述基准面。在另一实施方式中，提供一种射流器件支架，所述射流器件支架包括具有用于容纳射流器件的载入区域的支撑结构。所述支撑结构包括部分地限定所述载入区域的基面并被配置以将所述器件设置于其上。所述器件支架包括耦合至所述支撑结构的盖组件并被配置为可拆卸地安装于所述器件的上方。所述盖组件包括盖壳，所述盖壳具有壳腿和连接所述壳腿的桥接部分。所述壳腿以共同的方向延伸并具有位于其间的观看空间。所述观看空间位于所述载入区域之上。在另一实施方式中，提供一种用于相对于相互垂直的X、Y和Z轴定位样品区域的方法。所述方法包括提供对准组件，所述对准组件包含具有啮合端的可移动的定位臂。所述定位臂是在缩回和偏置位置之间可移动的。所述方法还包括在面向沿所述Z轴的方向的基面上以及在多个面向沿XY平面的各自方向的基准面之间设置射流器件。所述器件具有样品区域。所述方法还包括移动所述定位臂至所述偏置位置。所述定位臂将所述器件压在所述基准面上，以便所述器件被保持在固定位置。在仍然另一实施方式中，提供一种光学组件，所述光学组件包括底板，所述底板具有支撑面和沿所述支撑面的部件容纳空间。所述部件容纳空间至少部分地由基准面限定。所述光学组件还包括光学部件，所述光学部件具有被配置以反射光或传输光穿过其中的光学表面。所述光学组件还包括安装器件，所述安装器件具有部件保持器和可操作地耦合至所述保持器的偏置元件。所述保持器保持所述光学部件，以便所述光学表面的空间部分面向所述基准面而所述光学表面的路径部分延伸超过所述支撑面进入光路。所述偏置元件提供将所述光学表面抵靠所述基准面的对准力。在具体的实施方式中，所述部件容纳空间是从所述底板的所述支撑面深度延伸入所述底板的部件腔。所述光学表面和基准面可以有预先确定的被配置以按预定方向设置所述光学表面的轮廓。在另一实施方式中，提供一种装配光具组(optical train)的方法。所述方法包括提供具有支撑面和沿所述 支撑面的部件容纳空间的底板。所述部件容纳空间至少部分地由基准面限定。所述方法还包括将光学部件插入进所述部件容纳空间。所述光学部件还包括具有被配置以反射光或传输光穿过其中的光学表面。所述光学表面具有面向所述基准面的空间部分以及延伸超过所述支撑面进入光路的路径部分。所述方法还包括提供将所述光学表面抵靠所述基准面的对准力。在具体的实施方式中，所述部件容纳空间是从所述底板的所述支撑面深度延伸入所述底板的部件腔。所述光学表面和基准面可以有预先确定的被配置以按预定方向设置所述光学表面的轮廓。在另一实施方式中，提供一种光学成像系统，所述光学成像系统包括固定和移动对象的对象支架以及检测来自检测器表面的对象的光信号的检测器。所述成像系统还包括被配置以引导所述光信号到所述检测器表面上的光具组。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.01.10 US 61/431,425;2011.01.10 US 61/431,429;1.一种核酸测序系统，其特征在于，所述核酸测序系统包括 (a)包含如下的载物台 (i)被配置以容纳可拆卸的射流器件的支撑结构，所述支撑结构包括面向沿Z轴方向的基面并被配置以将所述可拆卸的射流器件固定于其上； ( )多个面向沿XY平面各自方向的基准面；以及 (iii)包括被配置以在缩回和偏置位置之间移动的可移动的定位臂的对准组件，其中所述定位臂被配置以当所述定位臂处于所述偏置位置时，支承所述可拆卸的射流器件抵靠所述基准面； (b)包含如下的流体存储系统 (i)具有腔的外壳； ( )被配置以调节所述腔内的温度的温度控制组件；以及 (iii)包括用于流体存储器件的夹持器、升降机构以及吸管阵列的流体移取组件， 其中所述升降机构包括被配置以相对于所述夹持器双向移动所述吸管阵列的驱动电机； (c)流动系统，所述流动系统被配置以引导测序试剂从所述流体存储器件到被配置以容纳所述可拆卸的射流器件的所述支撑结构的位置； (d)包含如下的激发光模块 (i)具有相对于彼此的固定位置的第一和第二半导体光源(SLS)，所述第一和第二 SLS被配置以提供不同的激发光信号；以及 ( )具有相对于所述第一和第二 SLS的固定位置与预定方向的光学部件，所述光学部件允许来自所述第一 SLS的光信号传输穿过其中并反射来自所述第二 SLS的光信号，所述反射和传输的光信号被引导沿着一条共同的路径离开所述模块； (e)检测器；以及 (f)被配置以引导来自所述激发光模块的激发光至被配置以容纳所述可拆卸的射流器件的所述支撑结构的位置的光学系统，其中所述光学系统被进一步配置以引导发射光从被配置以容纳所述可拆卸的射流器件的所述支撑结构的位置至所述检测器， 其中所述光学系统包括在成像位置和聚焦位置之间可旋转的镜子，以及 其中所述镜子被配置以反射所述发射光至所述检测器。2.根据权利要求I的核酸测序系统，其特征在于，进一步包括所述可拆卸的射流器件，所述可拆卸的射流器件包括包含如下的流动池 (i)具有流动通道的基底，其中所述流动通道包括成像部分和非成像部分，其中所述成像部分和非成像部分通过弯曲部分被射流地连接，所述成像部分和非成像部分彼此平行延伸； ( )延伸进入所述基底并与所述流动通道的所述成像部分流体连通的入口 ；以及(iii)延伸进入所述基底并与所述流动通道的所述非成像部分流体连通的出口，其中所述入口和所述出口在所述流动池的一端彼此毗邻设置。3.根据权利要求2的核酸测序系统，其特征在于，所述流动通道的所述成像部分的宽度大于所述流动通道的所述非成像部分的宽度。4.根据权利要求3的核酸测序系统，其特征在于，所述流动通道的所述成像部分和非成像部分具有大体上相等的高度。5.根据权利要求2、3或4的核酸测序系统，其特征在于，所述流动通道的所述成像部分的表面被配置为在其上放置多个DNA簇。6.根据权利要求5的核酸测序系统，其特征在于，多个DNA簇在所述流动通道的所述成像部分的表面上。7.根据权利要求2、3或4的核酸测序系统，其特征在于，所述流动通道的所述弯曲部分包括锥形部分和中间部分， 其中所述锥形部分连接所述成像部分和所述中间部分，以及 其中所述锥形部分的宽度尺寸从所述流动通道的所述成像部分到所述中间部分减少。8.根据权利要求2的核酸测序系统，其特征在于，进一步包括所述可拆卸的射流器件，所述可拆卸的射流器件包括包含如下的流动池外壳 (i)被配置以容纳所述流动池的容纳空间，所述容纳空间按一定尺寸制作并成型，以便当所述定位臂位于所述缩回位置时，允许所述流动池相对于所述流动池外壳浮动；以及 ( )耦合至所述流动池外壳的垫圈，所述垫圈具有入口和出口通道并包括可压缩材料，所述垫圈相对于所述容纳空间设置，以便当所述定位臂位于所述偏置位置时，所述流动池的所述入口和出口分别与所述垫圈的所述入口和出口通道大致对准。9.根据权利要求8的核酸测序系统，其特征在于，所述支撑结构进一步包括对准构件，以及 其中所述流动池外壳包括紧邻所述容纳空间设置并按容纳所述对准构件的尺寸制作并成型的凹口 ；所述流动池的边缘在各自的凹口内延伸，以便所述对准构件直接啮合所述流动池的所述边缘。10.根据权利要求8或9的核酸测序系统，其特征在于，进一步包括被置于所述流动池外壳的腔内的识别发射机。11.根据权利要求2或8的核酸测序系统，其特征在于，进一步包括耦合至所述支撑结构并被配置为可拆卸地安装于所述可拆卸的射流器件上方的盖组件。12.根据权利要求11的核酸测序系统，其特征在于，所述盖组件具有顶部表面和位于所述顶部表面的观看空间，所述观看空间具有从所述顶部表面到所述可拆卸的射流器件测得的深度，其中所述观看空间按一定尺寸制作并成型，以容纳延伸进入所述顶部表面下方所述深度的成像透镜。13.根据权利要求12的核酸测序系统，其特征在于，所述盖组件包括多个压缩臂，所述压缩臂被配置以将所述流动池压向所述基面并相对于彼此独立地偏置。14.根据权利要求11的核酸测序系统，其特征在于，所述盖组件包括所述流动系统的射流端口，所述射流端口被耦合至所述盖外壳并被配置以当所述盖组件被安装到所述器件上方时啮合所述流动池的相应的入口和出口。15.根据权利要求11的核酸测序系统，其特征在于，所述盖组件包括识别读取器以及所述流动池包括识别发射机，所述识别读取器被配置以当所述盖组件被安装到所述流动池上方时被设置靠近所述识别发射机。16.根据权利要求11的核酸测序系统，其特征在于，所述对准组件被操作地耦合至所述盖组件；当所述盖组件被安装到所述可拆卸的射流器件上方时，所述对准组件将所述可拆卸的射流器件相对于所述观看空间对准。17.根据权利要求11的核酸测序系统，其特征在于，所述基准面包括第一基准面和第二基准面；当所述定位臂位于所述偏置位置时，所述第一基准面被设置以阻止所述射流器件以沿所述X轴的方向移动而所述第二基准面被设置以阻止所述射流器件以沿所述Y轴的方向移动。18.根据权利要求17的核酸测序系统，其特征在于，所述定位臂被配置以在所述盖组件支承所述可拆卸的射流器件抵靠所述基面之前，沿所述XY平面在固定位置支承所述可拆卸的射流器件抵靠所述基准面。19.根据权利要求1、2、3或4的核酸测序系统，其特征在于，所述支撑结构进一步包括具有所述基面的散热模块，所述散热模块被配置以传递热能穿过所述基面。20.根据权利要求1、2、3或4的核酸测序系统，其特征在于，进一步包括流体存储器件， 所述流体存储器件包括托盘，以及所述托盘内的多个成分孔，所述多个的单个孔在所述孔的顶部具有开口。21.根据权利要求20的核酸测序系统，其特征在于，用于所述流体存储器件的所述夹持器包括一对导轨。22.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·王，詹森·布赖恩特，斯坦利·S·洪，马克·普拉特，戴尔·比尔曼，亚历山大·P·欣德瓦尔，詹森·哈里斯，弗雷德里克·伊利，安德鲁·詹姆斯·卡森，马克·T·里德，埃里克·威廉森，布赖恩·克雷恩，帕特里克·梁，德鲁·韦卡德，
申请(专利权)人：伊鲁米那股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：