[发明专利]用于乳状液破碎和回收生物学成分的系统和方法

说明书

发明领域

本发明提供了用于破碎分散在油相中的水性乳状液微滴和分离其中含有的核酸产物的系统、方法、试剂和试剂盒。更具体地，本发明涉及从热稳定的乳状液分离扩增的核酸产物。

发明背景

用于在“油包水”乳状液的微滴内执行生物学过程的方法和试剂盒的开发，已经为高处理量分析技术（特别是采用在乳状液微滴内扩增的核酸物质的高处理量核酸测序技术）的开发做出了巨大贡献。应当理解，这样的乳状液已经成功地用于许多用途，包括体外转录/翻译，这被称作定向进化和扩增过程。例如，乳状液的每个水性微滴是可以在其中单独进行目标过程的微隔室或微反应器，其中数千个微滴以整体平行的方式执行该过程。在核酸扩增的一个更具体的实例中，所述过程可以以非常高的效率进行，且没有邻近微滴的污染。在大多数应用中，在水性乳状液微滴中执行的扩增过程的类型是众所周知的聚合酶链式反应（PCR）方法，所述方法受益于乳状液的高效热传递特征以及典型的油包水乳状液的生物相容性。另外，许多用于产生可测序物质（sequencable material）的乳状液实施方案适合包含固相基质诸如微球（即珠型基质），在其上面可以固定化扩增产物。这会有效地隔离扩增产物，所以当破碎乳状液微滴来回收产物时，每种产物可以保持与其它产物分离，并随后用作克隆群体。

一般而言，破裂或“破碎”用于生物学背景中的油包水乳状液，然后纯化从微滴释放出的生物物质用于以后的应用，优选地不破坏或修改生物学完整性或组成。传统上，已经使用诸如异丙醇等溶剂来破碎油包水乳状液，并通过离心方法来分离组分。在采用离心方法且扩增的核酸群体与珠子隔离的实施方案中，优选地重复离心过程数次，以去除油和表面活性剂，随后用缓冲溶液冲洗，并进一步离心以去除异丙醇。传统的基于离心的方法是耗时的，且不适合转换至可商业得到的实验室自动化平台。

因此，本发明的目的是，提供一种更有效的且可自动化的方法，所述方法用于从乳状液中提取生物学成分（biological elements），且不造成那些成分的破坏或特征改变。

发明内容

本发明的实施方案涉及核酸序列的测定。更具体地，本发明的实施方案涉及用于校正在通过SBS测序核酸的过程中获得的数据中的误差的方法和系统。

描述了从乳状液提取生物物质的方法的一个实施方案，其包括下述步骤：a）使用溶剂破碎乳状液，所述乳状液包含多个在油连续相中的水性微滴，以生产混合的水-油混合物，其中所述溶剂会破裂水性微滴，所述水性微滴释放出多个生物学成分到混合的水-油混合物中，所述生物学成分各自固定化在基质上；b）将无机盐导入混合的水-油混合物中，造成所述混合物相分离成第一相（其包含水性溶液和生物学成分）和第二相（其包含溶剂和油）；c）从第二相萃取第一相；和d）从第一相收集基质固定化的生物学成分。

上述实施方案和实现不一定彼此包括或排斥，可以以任意不冲突的和其它可行的方式相组合，无论它们是否与相同的或不同的实施方案或实现相结合地呈现。一个实施方案或实现的描述无意对其它实施方案和/或实现进行限制。而且，在本说明书别处所述的任意一个或多个功能、步骤、操作或技术可以在替代实现中与在简述中描述的任意一个或多个功能、步骤、操作或技术相组合。因而，上述的实施方案和实现是例证性的，而不是限制性的。

附图说明

结合附图，从下述的详细描述会更清楚地理解以上和其它特征。在附图中，相同的参考数字代表相同的结构、元件或方法步骤，并且参考数字的最左边数字表示参考元件最早出现的附图的编号（例如，元件160最早出现在图1中）。然而，所有这些约定意图是典型的或例证性的，而不是限制性的。

图1是在计算机控制和反应基质下的测序仪器的一个实施方案的原理框图；且

图2是使用盐析方法从乳状液中提取生物学成分的方法的一个实施方案的原理框图。

具体实施方式

如下面将更详细地描述的，本文所述的发明的实施方案包括用于破碎乳状液和回收其中含有的生物学成分的系统、方法和试剂盒。具体地，本发明的实施方案涉及用于扩增核酸模板分子的油包水乳状液和用于高处理量技术（诸如核酸测序）中的扩增群体的回收。

a. 一般解释

术语“流程图”通常表示，通过SBS方法、特别是基于焦磷酸盐的测序方法（也称作“焦磷酸测序”）产生的序列数据的图示，且可以更具体地称作“焦磷酸测序谱图”。