[发明专利]用于分析核酸的基于纳米线的系统

说明书

优先权申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求享有2006年3月29日提交的、美国临时专利申请序列号No.60/666,396的权益，通过引用将其全部内容引入本文而用于各种目的。

引言

核酸序列的表征已广泛地应用于多种领域，所述领域除了其他的之外，包括临床诊断和治疗、取证以及生物恐怖药物(bio-terrorism agents)的分析。例如，相对较新的领域药物遗传学是基于强遗传组分(stronggenetic component)对内科治疗有效性的识别。特别的是，人群中各成员之间核酸序列的差异可以提供群体响应内科治疗如药物的大量差异。基于受者的遗传成分可以使用针对预期药物受者核酸序列分析来更灵活地为每位受者配药。然而，目前的测序技术可能受到该序列满足药物遗传学和多种其他应用驱使的序列信息增长需求的能力的限制。

发明内容

本教导提供了一种用于检测和/或分析核酸的系统，其使用纳米线(nanowires)来检测核酸的共价修饰。

附图简述

图1是依据本教导各方面的、基于纳米线的核酸检测和/或分析的示范性系统的示意图。

图2是依据本教导各方面的、基于纳米线的核酸分析示范性方法的流程图。

图3是可以包括在本教导系统中的、纳米线组件的示范性阵列的部分示意图。

图4是依据本教导各方面将模板偶联于纳米线以形成纳米线组件阵列的示范性方法的部分示意图。

图5是依据本教导各方面将引物偶联于纳米线以形成纳米线组件阵列的示范性方法的部分示意图。

图6是依据本教导各方面的、基于纳米线的核酸测序示范性系统的部分示意图。

图7是依据本教导各方面的、基于纳米线的核酸测序示范性方法的流程图。

图8是依据本教导各方面使用纳米线组件阵列和示范性的图表资料来对核酸测序的示范性方法的部分示意图，所述纳米线组件阵列和示范性的图表资料可由此方法获得。

图9是依据本教导各方面的、使用连接作用来进行基于纳米线的核酸分析的示范性方法的部分流程图。

图10是依据本教导各方面的、使用裂解来进行基于纳米线的核酸分析的示范性方法的部分流程图。

图11是依据本教导各方面的、沿着核酸(分析物和/或探针)的两个或多个隔开的位点将该核酸偶联于纳米线组件过程的示范性纳米线组件的部分示意图。

具体实施方式

本教导提供了一种用于检测和/或分析核酸的系统，其使用了纳米线来检测核酸的共价修饰。每根纳米线可以偶联于核酸分析物以及偶联于与该分析物进行碱基配对的核酸探针，以便形成纳米线组件。所述纳米线组件或纳米线组件的任何阵列可以与基于核酸结构而对核酸进行共价修饰的试剂接触。例如，除了其他的之外，该试剂可以包括能够延长或缩短核酸的核酸修饰酶，如聚合酶、连接酶或核酸酶。与纳米线组件偶联的核酸大小的变化可以改变该纳米线组件的电性能，如电导。因此，可以使用探测器来测量所述纳米线组件的电性能，以便确定该电性能是否已被试剂的作用改变。因此，电性能的变化(和/或任何大小(和/或极性)的变化)存在与否可以提供关于分析物的结构信息，如序列信息。

总的来说，基于纳米线的核酸分析可以具有超过其他系统的许多优势。这些优势可以包括提高的灵敏度、更少量分析物的分析、分析物的多重分析、在较小的空间中施行大量的分析(如，成百或上千)、仪器大小的减少、改善的便携性和/或类似的优势。例如，与测序的链终止法相比(如，基于双脱氧核苷酸的测序)，此处描述的基于纳米线的系统可以通过连续的引物延伸和测量来对核酸进行测序。因此，可以在确定模板中的不同核苷酸身份时涉及相同的单个引物和模板分子，从而大量减少测序所需的引物和模板分子的数目。

图1显示了一种用于基于纳米线的核酸分析的示范性系统20。该系统可以包括试剂递送系统22、纳米线组件24、探测器26和/或控制器28。

试剂递送系统22可以将一种或多种用于核酸修饰的试剂30，特别是液体试剂，传递至所述纳米线组件和/或由所述纳米线组件传递至所述试剂递送系统，以23表示。该试剂递送系统可以是基于流的系统，其包括泵、阀、一个或多个储器、设置所述纳米线组件的通道和/或类似物。例如，该试剂递送系统的进一步方面在第V部分和实施例3中描述。