[发明专利]用于微阵列选择的设备和方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种用于特异性选择靶分子的设备（device），其包含：（a）至少一个包含微阵列的反应区，其中所述微阵列包含基片，其中一种或多种捕获分子被固定在所述基片上，所述反应区包含一个或多个温度控制和/或调节单元用于控制和/或调节在所述区域内的温度；（b）至少一个非反应区，其包含一个或多个温度控制和/或调节单元用于控制和/或调节在所述区域内的温度，所述区域与所述反应区以流体连接；和（c）至少一个运输装置（means），其能够在所述反应区（a）和包含一个或多个温度控制和/或调节单元的所述非反应区（b）之间产生和/或调节液流。本发明还涉及用于特异性选择靶分子的设备，其中固定的捕获分子以点、细长点和/或线的形式组织在所述微阵列中。在另一个方面，本发明涉及特异性选择靶分子的方法，其包括对这样的设备引入介质，在反应区中进行相互作用反应，将未相互作用或未结合的靶分子运输至允许靶分子再活化的区域和用再活化的靶分子在反应区进行另外的相互作用反应，以及这样的设备用于特异性选择靶分子的用途，例如用于靶富集，在文献中又将其称作基于微阵列的基因组选择(MGS)。

背景技术

自从NIH计划在20世纪90年代末开始完整的人基因组测序以来，测序技术已迅速发展。特别是自从在2005年引入第二代测序机器以来，测序的成本已降低了10倍，在2008年初为每个人基因组约1百万美元。测序工业现在致力于更进一步地降低DNA测序成本，甚至目的是在不久的将来达到每个人基因组约1000美元的成本。基于这些预期和期望，DNA测序，特别是基因组DNA的测序将成为至关重要的临床和诊断工具，其可被用于分析基因变异，检测疾病或说明疾病倾向，特别是用于诊断癌症或检测患上癌症的倾向。然而，临床DNA测序的关键应用不会是完整基因组的测序，而是已知参与疾病病因学的相关基因组部分或基因的重测序（re-sequencing）。

进行这样的方法的先决条件是有效分离待测序的靶DNA。一般地，复杂的真核基因组如人基因组过大，不降低复杂性就无法研究，基于例如通过PCR法（包括短PCR和长PCR）直接扩增特定序列，或通过fosmid文库构建、BAC文库构建、TAR克隆或通过使用选择器（selector）技术降低复杂性。

所述降低基因组DNA复杂性的方法的一种替代方案构成了基于微阵列的基因组选择（MGS），其被开发用于从复杂的真核基因组中分离用户定义的独特基因组序列(WO 2008/097887)。此方法包括物理剪切基因组DNA以产生约300 bp平均大小的随机片段，片段的末端修复，与具有互补的T核苷酸突出端的独特衔接子（unique adaptors）的连接，和将所述片段与通过参考基因组序列鉴定的序列互补的高密度寡核苷酸微阵列杂交，随后的片段洗脱和使用衔接子序列通过PCR的片段的扩增(WO 2008/097887)。

然而，使用现有的MGS方案仅可回收约80-90%的靶区域。因此，10%-20%的靶序列丢失了且可能仅以低水平包含若干其他区域，这可能阻碍在重测序方法中可信的突变发现。迄今为止未被意识到的问题是以下事实，即在通常的MGS杂交混合物中，基因组DNA的2条互补链以高拷贝数存在，这有利于与互补链的回复杂交（back-hybridization）而不是与捕获探针的结合，这可能解释了定量回收靶区域所遇到的困难。

因此，需要改进的靶分子，特别是靶DNA分子例如基因组核酸的富集方法，所述方法允许有效、可信和定量地回收靶分子。

发明内容

本发明提出了此需求并提供了用于特异性选择靶分子的装置和方法。通过用于特异性选择靶分子的设备具体实现了上面的目标，所述设备包含：

（a）至少一个包含微阵列的反应区，其中所述微阵列包含基片（substrate），其中一种或多种捕获分子被固定在所述基片上，所述反应区还包含一个或多个温度控制和/或调节单元用于控制和/或调节所述反应区内的温度，

（b）至少一个非反应区，其包含一个或多个温度控制和/或调节单元用于控制和/或调节所述非反应区内的温度，所述非反应区与所述反应区以流体连接（in fluid connection）；和

（c）至少一个运输装置，其能够在所述反应区（a）和包含一个或多个温度控制和/或调节单元的所述非反应区（b）之间产生和/或调节液流。