样品处理方法可包括从封装液体输入中吸取封装液体；将所吸封装液体排出到(a)包括稳定部件的载体液体导管中的载体液体的自由表面上和(b)靠近所述稳定部件，所述封装液体与所述载体液体不混溶，使得所排出封装液体不与所述载体液体混合，漂浮在所述载体液体上面，并被所述稳定部件固定；从样品液体输入中吸取样品液体；和排出所吸样品液体，所述样品液体与所述封装液体和与所述载体液体不混溶，使得所述样品液体与所述封装液体或与所述载体液体不混合。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合液体池相关申请的交叉引用 本申请要求于2010年7月22日提交的美国临时申请顺序号61/344，434,2011年4月I日提交的61/470，515和2011年4月I日提交的61/470，520的权益，所述申请各自通过引用结合到本文中。背景 目前对生化样品的处理有许多关键性缺陷。这些包括体积大小一导致高的试剂成本；高的消耗成本；和劳动强度高的方案和过程，这些非常容易交叉污染。因为这些原因，目前无法保证在生化过程中对每个样品的完全控制和隔离。对于多个生化过程的应用一序列珠制备、焦磷酸测序、核酸连接和聚合酶链式反应一和不限于此，体积大小、化学成本、劳动力成本和反应效率的局限是明显的。序列珠制备是在应用-特定的化学中将小珠包被的过程。例如在DNA复制中，珠子先用DNA引物包被，然后是扩增过程。甚至对于今天的现有技术的测序仪而言，需要相对高的局部浓度的靶分子，以准确测序。目前对典型方案的评价估计，仅80%经处理的珠子被充分包被，以确保准确测序。因此为了确保相对高浓度的靶样品，必须使用大量珠子，以达到统计学准确性。此外，均勻包被的(even coated)珠子从一个孔向另一个转移,都不可避免地导致珠子和悬浮流体的损失。这是目前移液和液体处理系统中固有的死体积和无效性的结果。该生化过程通常是在96孔或384孔静态孔板中进行，其通常的体积范围为10微升至200微升。另一生化过程，焦磷酸测序，将相当高浓度的核酸与引物-包被的珠混合。核酸附着在珠子上并形成纯系群体(clonal colony) 0然后再用基于乳液的PCR将其扩增。测序仪器含有大量皮升-体积的孔，这对于单个珠子连同测序所需的相关酶而言足够大。焦磷酸测序使用萤光素酶来发光作为读出(readout)，并且测序仪器对于每个添加的核苷酸都为孔拍照。该过程中的一个关键问题是珠子被引物有效包被。使用现有技术，一定百分比的珠子并未被引物化学适当地包被，导致较差的反应效率。使用目前的技术来改进珠子的包被效率，将需要试剂成本的不可持续的增加。在核酸连接中，也出现类似的生化过程的问题。核酸连接在现代分子生物学研究中已经成为重要工具，用于产生重组核酸序列。例如，将核酸连接酶与限制酶一起使用，将核酸片段，通常是基因，插入到质粒中，用于遗传工程。核酸连接是分子生物学中相对常用的技术，其中可通过一种称为连接酶的酶的作用，在特定温度通常16 - 25。C(取决于所用的方案)下，将短链DNA连接在一起。为了将两条以上的短DNA链序列连接在一起，例如在合成遗传序列的构建中，可以将所有DNA链混合，再进行连接。这将会产生随机序列，其中一条链的末端将与错误链的起始端连接。这种错误序列，或方向，在合成构建的基因(其中遗传密码的顺序至关重要)中是不想要的。为了正确进行该技术，必须先将相邻序列的配对组合连接起来，以得到正确方向。再将这些配对合成的构建体以正确方向连接，得到甚至更长的合成构建体。该过程涉及大量而复杂的化学过程和操作。这是非常耗费人力的过程，如果用现有的液体处理，并且导致大的消耗成本，还要遭受静态孔板和移液管吸取的已知的死体积损失。另外，使用现有的液体处理技术，小体积的混合和控制受限于相对小体积的吸取和操作的能力。核酸连接中所用的典型体积是10 - 200微升，且核酸链长介于50-200个碱基对。聚合酶链式反应(PCR)已广泛用于扩增目标DNA和cDNA，用于分子生物学的多种应用。PCR技术扩增单一拷贝或少数拷贝的一段DNA，得到数千至数十亿拷贝的特定DNA序列。现代PCR仪器进行PCR过程的反应体积范围为10 - 200微升。在小体积中进行PCR的最大障碍之一是难以用手工移液管来操作小体积的组成试剂。大的体积量是现有技术在分配和混合亚纳升体积中性能不佳的直接结果。此外，对于基于流动系统的下一代微流体技术而言，这些依然受限于所分配的起始体积与生化过程所需的实际样品量。这些微流体系统在生化过程期间也受限于确定的样品方案控制。这些系统通常依赖于微量规模的流体通道网络，以转运和混合亚微升体积。这些技术的一些主要缺陷在于:微流体卡(miciOfluidiccard)的单次使用，为了防止污染；缺乏对各单个样品的动态控制，在生化过程的任意点转运和混合任何单个样品；和系统的密闭结构。具体地讲，数字聚合酶链式反应(DigitalPolymerase Chain Reaction, dPCR)的现有方法是这样进行的:通过将起始样品分为多个更小体积的样品，直到每个亚体积中只留下一个DNA模板。对含有DNA的阳性亚体积进行计数，就可求出原体积中的起始拷贝数。通常，这包括多个系列稀释步骤，得到在每份反应体积中具有在统计学上的一个DNA靶的样品体积。在统计学上，可测试总体积的一个亚组，以测定起始拷贝数，从而允许减少PCR反应总数。然而对于稀有靶标检测，需要测试更大的体积亚组，以提高统计学准确性。这导致更大数量的空白体积和更大的测试体积，导致使用更多的化学品、时间、仪器、样品处理和处理步骤。dPCR的另一方法是在油基载体中产生测试体积的乳液。该方法试图减少为得到结果所需的仪器数量和为得到结果所需要的时间。首先，将靶样品在载体油中稀释并乳化成足够小的体积，其统计学分布是每一滴小于一个拷贝。然后还可将这种较大体积作为单一样品体积来处理并使用PCR方案进行加工处理。然而该方法通常限制在终点检测。需要流式细胞仪形式的更多仪器，从而能够测定流过传感器的每一液滴中靶的存在情况。流式细胞仪是低速；昂贵的；可需要特定流体介质并且仅允许终点检测。终点检测的限制包括需要后续处理步骤；较低灵敏度；更长时间才能得到结果；特异性和更多的仪器。基于乳液的PCR方法的另一个挑战是所需稳定性和对每一滴的控制。液滴的合并或碎裂给处理过程带来更多的统计误差。现今的移液和液体处理系统不能处理100%的给定起始体积。对于移液，液体储存系统(静态孔板)和系统内的机械致动都能阻碍对样品的完全吸取。这种损失或在静态板中的死体积是由表面润湿性质和几何学所致，两者均是现有技术无法解决的。在流动系统中，在生化过程期间或结束时对单个生物样品的收集，对于现有技术证明是非常具有挑战性的。典型的连续流动系统由泵和贮器组成，这通常使得容易的临界流体的取回(尤其是在微量规模上)，变得技术上困难的。另外，在流动系统内，系统的最初启动是耗时而昂贵的，并且如果做得不正确，就会导致灾难性的测试失败，需要重新测试生物样品。现有生化过程的另一个缺陷就是对于纳升和亚纳升体积不能自动化地进行生化过程。各单个样品的转运、混合或取回不能通过现有自动化技术来进行。在更一般的化学处理例如需要操作少量流体的普通微量化学中，可以清楚地看到现有技术在废流体体积残留在静态孔板或系统之中的局限。这是现有技术缺乏分配和控制今后复杂的分子生物学技术所需的更小体积的能力的结果，并且需要改进效率。因此，本专利技术涉及提供改进的样品处理，以克服以上问题的至少一些。概述 公开了制造和处理复合液体池(composite liquid cell)的装置、系统和方法。附图简述 附图说明图1A和图1B示意性地说明使用静电力的复合液体池的产生。图2A和图2B示意性地说明使用疏水作用的复合液体池的产生。图3A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】2010.07.22 US 61/344,434;2011.04.01 US 61/470,515;1.一种样品处理系统,其包括: 样品液体输入； 封装液体输入； 包括稳定部件的载体液体导管； 液体处理系统；和 与所述液体处理系统操作性连接的控制器； 其中对所述控制器编程，使所述液体处理系统: (1)从所述封装液体输入中吸取封装液体； (2)将所吸封装液体排出到(a)所述载体液体导管中的载体液体的自由表面上和(b)靠近所述稳定部件，所述封装液体与所述载体液体不混溶，使得所排出封装液体不与所述载体液体混合，漂浮在所述载体液体上面，并被所述稳定部件固定； (3)从所述样品液体输入中吸取样品液体；和 (4)排出所吸样品液体，所述样品液体与所述封装液体和与所述载体液体不混溶，使得所述样品液体与所述封装液体或与所述载体液体不混合。2.权利要求1的系统，其中所述液体处理系统包括控制管和驱动器，并且对所述控制器编程，以开动所述驱动器以使所述控制管进行步骤(I)和(3)，然后进行步骤(2)和(4)。3.权利要求2的系统，其中对所述控制器编程，以开动所述驱动器以使所述控制管进行步骤(I)，然后步骤(3)，然后(5)吸取额外封装液体，然后￠)排出所述封装液体，然后进行步骤(4)，然后步骤(2)，使得所述封装液体、所述样品液体和额外封装液体作为一个单元从所述控制管中排出到所述载体液体导管中的载体液体的自由表面上，所述封装液体和额外封装液体从而合并并且包围所述样品液体，形成复合液体池。4.权利要求3的系统，其中对所述控制器进一步编程，以开动所述驱动器以使所述控制管在步骤(5)之后和在步骤(6)之前(7)吸取分离器。5.权利要求4的系统，其中所述分离器包括空气。6.权利要求4或权利要求5的系统，其中对所述控制器进一步编程，以开动所述驱动器以使所述控制管在步骤(7)之后和在步骤(6)之前(Ia)从封装液体输入吸取封装液体，然后(3a)从样品液体输入吸取样品液体，然后(5a)吸取额外封装液体，然后^a)将步骤(Ia)和(5a)的封装液体与步骤(3a)的样品液体作为第二单元从控制管中排出到载体液体导管中的载体液体的自由表面上，所述第二单元从而形成第二复合液体池。7.权利要求3的系统，其中对所`述控制器进一步编程，以开动所述驱动器以使所述控制管在步骤(5)之后和步骤(6)之前(8)从第二样品液体输入中吸取第二样品液体，...
【专利技术属性】
技术研发人员：K卡兰，P托希，I罗斯卡，P弗勒明，S吉尔霍利，M基恩，
申请(专利权)人：基因细胞生物系统有限公司，
类型：
国别省市：
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