用于连续流动式PCR系统的系统及方法技术方案

一种用于高处理量聚合酶链式反应（PCR）扩增和分析的系统，包括：PCR系统；以及处理器，与所述PCR系统通信，所述处理器指示所述PCR系统的液体处理系统获得用于PCR实验的多个样品和多个试剂，指示所述PCR系统的流体泵送系统维持输送流体通过多个微通道的连续流动，以接收作为所述多个微通道中的小滴的来自所述液体处理系统的所述多个样品和所述多个试剂，并利用所述多个微通道的几何形状混合所述多个样品与所述多个试剂，从而在所述多个微通道中产生多个混合样品小滴，从所述PCR系统的桥后检测系统接收用于所述多个混合样品小滴中每个混合样品小滴的一个或多个桥后检测值，以确定所述每个混合样品小滴是否正确地混合，指示所述PCR系统的热循环仪维持一个或多个温度，所述一个或多个温度用于使所述多个微通道中的所述多个混合样品小滴的温度循环，以及从所述PCR系统的端点检测系统接收用于所述多个混合样品小滴中每个混合样品小滴的一个或多个端点检测值，以对所述PCR实验进行分析。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】PCR系统的液体处理系统被指示获得用于PCR实验的样品和试剂的矩阵。PCR系统的流体泵送系统被指示维持输送流体通过多个微通道的连续流动，该连续流动允许样品和试剂的混合，从而产生多个混合样品小滴。从PCR系统的桥后检测系统接收用于每个混合样品小滴的一个或多个桥后检测值，以确定混合样品小滴是否正确地混合。PCR系统的热循环仪被指示维持用于使多个混合样品小滴的温度的循环的一个或多个温度。从PCR系统的端点检测系统接收用于每个混合样品小滴的一个或多个端点检测值，以对PCR实验进行分析。【专利说明】用于连续流动式PCR系统的系统及方法
技术介绍
聚合酶链式反应(PCR)系统或热循环仪通常包括取样块、热盖以及加热与冷却元件。这些部件由板载控制系统控制或监控。实时PCR系统或热循环仪通常还包括光学检测系统，其用于检测由附接至核酸样品的一个或多个探针发射的电磁辐射。实时PCR系统另外可包括外部计算机或控制系统，其用于控制及监控系统部件并分析由光学检测系统产生的数据。当前标准PCR系统和实时PCR系统是基于孔的系统。这些系统接收样品支承设备中的样品，该样品支承设备包括多个孔。在装载到PCR系统中之前，样品利用试剂制备或与试剂混合。然后PCR系统使孔中的样品的温度进行循环。另外，实时PCR系统监控孔中的样品的电磁辐射或荧光发射。随着遗传和基因组信息的使用及需求的增加，对PCR扩增和分析的需求也在增力口。具体地，改进PCR系统的处理量变得越来越重要。尽管每代PCR系统都能够稍稍加快对样品温度的循环，但是技术却无法跟上其他遗传和基因组分析仪器的性能改进。例如，脱氧核糖核酸(DNA)测序仪器发展到在测序实验的时间和成本方面，PCR扩增是最限制性的步骤。另外，当前PCR系统对基于孔技术的依赖限制了这些系统的整体处理量。当前系统能够在约40分钟内循环样品的温度。当使用具有384孔的最大的基于孔的样品支承设备时，得到约500样品每小时的最大整体样品处理量。另外，当前PCR系统接收已在样品支承设备内制备或混合的样品。因此，这些系统依赖于基于孔的样品制备的费时且有时是手动的步骤。
技术实现思路
提供了用于高处理量聚合酶链式反应(PCR)扩增和分析的一种系统、方法以及计算机程序产品。该系统包括PCR系统和与该PCR系统进行通信的处理器。该方法包括使用PCR系统和处理器的步骤。计算机程序产品包括非瞬时且有形的计算机可读存储媒介。计算机可读存储媒介包括具有指令的程序，其中该指令在处理器上执行。在处理器上执行的该指令执行用于高处理量PCR扩增和分析的方法。该方法包括提供不同软件模块的系统，该系统包括液体处理模块、流体泵送模块、桥后检测模块、热循环仪模块以及端点检测模块。在该系统和方法中，处理器将指令发送给PCR系统的若干部件并接收来自PCR系统的若干部件的数据值。处理器指示液体处理系统获得用于PCR实验的多个样品和多个试齐IJ。处理器指示流体泵送系统维持输送流体通过多个微通道的连续流动。该连续流动允许流体泵送系统接收来自液体处理系统的多个样品和多个试剂，该多个样品和多个试剂作为多个微通道中的小滴。该连续流动还允许流体泵送系统利用上述多个微通道的几何形状混合上述多个样品和多个试剂，从而在上述多个微通道中产生多个混合样品小滴。处理器从PCR系统的桥后检测系统接收一个或多个桥后检测值，以确定每个混合样品小滴是否正确地混合，其中该一个或多个桥后检测值用于上述多个混合样品小滴的每个混合样品小滴。处理器指示PCR系统的热循环仪维持一个或多个温度，其中该一个或多个温度用于循环上述多个微通道中的多个混合样品小滴的温度。最后，处理器从PCR系统的端点检测系统接收一个或多个端点检测值，以对PCR实验进行分析，其中该一个或多个端点检测值用于上述多个混合样品小滴的每个混合样品小滴。在各种实施方式中，处理器指不液体处理系统从位于液体处理系统的第一托盘上的第一样品支承设备吸移样品，从位于液体处理系统的第二托盘上的第二样品支承设备吸移测定试剂，以及从容器吸移主混合物试剂。在各种实施方式中，一个或多个桥后检测值包括混合样品小滴的时间戳。在各种实施方式中，一个或多个桥后检测值包括由混合样品小滴吸收或反射的电磁辐射强度。在各种实施方式中，一个或多个桥后检测值包括:电磁福射的第一强度，该电磁福射由混合样品小滴的样品的第一染料发射；电磁辐射的第二强度，该电磁辐射由混合样品小滴的测定试剂的第二染料发射；以及电磁辐射的第三强度，该电磁辐射由混合样品小滴的主混合物试剂的第三染料发射。在各种实施方式中，如果处理器根据一个或多个桥后检测值确定混合样品小滴没有正确地混合，则其进一步指示液体处理系统对混合样品小滴的样品和测定试剂进行重新采样。在各种实施方式中，一个或多个端点检测值包括微通道的位置和从该微通道检测到的频谱强度。本文阐述了本教导的这些及其他特征。【专利附图】【附图说明】本领域技术人员将理解，下面描述的附图仅用于示例性目的。附图并不旨在以任何方式限制本教导的范围。图1为示出可实施本教导的实施方式的计算机系统的框图；图2为示出根据各种实施方式的用于高处理量聚合酶链式反应(PCR)扩增和分析的系统的不意图；图3为示出根据各种实施方式的用于高处理量PCR扩增和分析的方法的示例性流程图；图4为根据各种实施方式的包括执行用于高处理量PCR扩增和分析的方法的一个或多个不同软件模块的系统的示意图；图5为根据各种实施方式的用于连续流动式PCR系统的软件架构的示意图；图6为示出根据各种实施方式的系统初始化方法的流程图；图7为示出根据各种实施方式的用于发出传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)命令的方法的流程图；图8为示出根据各种实施方式的用于发出运行命令的方法的第一部分的流程图；图9为示出根据各种实施方式的用于发出运行命令的方法的第二部分的流程图；图10为示出根据各种实施方式的用于发出运行命令的方法的第三部分的流程图；图11为示出根据各种实施方式的系统关闭方法的流程图；图12为示出根据各种实施方式的用于处理错误的方法的流程图；图13为根据各种实施方式的片状阀打开方法的示意图；图14为根据各种实施方式的流体/板处理系统的示意图；图15为示出根据各种实施方式的用于板堆叠的方法的第一部分的流程图；图16为示出根据各种实施方式的用于板堆叠的方法的第二部分的流程图；图17为示出根据各种实施方式的用于板堆叠的方法的第三部分的流程图；图18为示出根据各种实施方式的用于液体处理初始化的方法的流程图；图19为示出根据各种实施方式的用于液体处理的方法的流程图；图20为示出根据各种实施方式的用于液体处理关闭的方法的流程图；图21为示出根据各种实施方式的桥后方法之间的关系的状态图；图22为示出根据各种实施方式的桥后初始化方法的第一部分的流程图；图23为示出根据各种实施方式的桥后初始化方法的第二部分的流程图；图24为示出根据各种实施方式的桥后预运行方法的流程图；图25为示出根据各种实施方式的桥后运行方法的第一部分的流程图；图26为示出根据各种实施方式的桥后运行方法的第二部分的流程图；图27为示出根据各种实施方式的桥后运行方法的第三部分的流程图；图28为示出根据各种实施方式的桥后运行结束方法的流程图；图29本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高处理量聚合酶链式反应（PCR）扩增和分析的系统，包括：PCR系统；以及处理器，与所述PCR系统通信，所述处理器指示所述PCR系统的液体处理系统获得用于PCR实验的多个样品和多个试剂，指示所述PCR系统的流体泵送系统维持输送流体通过多个微通道的连续流动，以接收作为所述多个微通道中的小滴的来自所述液体处理系统的所述多个样品和所述多个试剂，并利用所述多个微通道的几何形状混合所述多个样品与所述多个试剂，从而在所述多个微通道中产生多个混合样品小滴，从所述PCR系统的桥后检测系统接收用于所述多个混合样品小滴中每个混合样品小滴的一个或多个桥后检测值，以确定所述每个混合样品小滴是否正确地混合，指示所述PCR系统的热循环仪维持一个或多个温度，所述一个或多个温度用于使所述多个微通道中的所述多个混合样品小滴的温度循环，以及从所述PCR系统的端点检测系统接收用于所述多个混合样品小滴中每个混合样品小滴的一个或多个端点检测值，以对所述PCR实验进行分析。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛罗·阿关诺，马克·高克伦，大卫·基那汗，马克·克伦克，马修·洛，赖安·塔尔波特，
申请(专利权)人：斯多克斯生物有限公司，
类型：
国别省市：