[发明专利]用于生物反应系统的包被的基底

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年3月16日递交的美国临时专利申请第61/612,005号、2012年3月16日递交的美国临时专利申请第61/612,087号、2012年11月7日递交的美国临时专利申请第61/723,759号、2012年3月16日递交的美国临时专利申请第61/612,008号、2012年11月7日递交的美国临时专利申请第61/723,658号和2012年11月7日递交的美国临时专利申请第61/723,738号的优先权，所有以上申请还均通过引用整体并入本文。

发明背景

本公开涉及处理用于生物反应系统的基底表面的方法，且更具体地，涉及对用于生物反应系统的基底表面进行化学处理以防止生物分子粘附于该表面的方法。

聚合酶链式反应(PCR)是扩增靶DNA序列的方法。以前，PCR通常在96或384孔微板中进行。如果期望更高的产量，在微板中进行的常规PCR方法则不具成本效益或高效性。而且，在增加通量方面，降低PCR反应体积可降低试剂的消耗，并从反应体积的热质减少而使得扩增次数减少。该策略可以阵列形式(m x n)实施，产生大量的较小反应体积。此外，采用阵列允许进行具有增加的定量灵敏度、动态范围和特异性的可扩展高通量分析。

阵列也已经被用于进行数字聚合酶链式反应(dPCR)。来自dPCR的结果可用于检测和定量稀有等位基因的浓度，以提供核酸样品的绝对定量，并测量核酸浓度的低倍数变化。通常，增加重复的数量能增加dPCR结果的精确度和再现性。

大多数定量聚合酶链式反应(qPCR)平台中的阵列形式被设计用于基于样品的分析(sample-by-assay)的实验，其中PCR结果需为可寻址的以用于运行后分析。然而，对于dPCR，每个PCR结果的具体位置或小井可能是不重要的，且可仅分析阳性和阴性重复的数目。

dPCR的读数，也即，阳性反应数目和阴性反应数目与模板的浓度呈线性比例关系，而qPCR读数(信号相对于循环)与模板浓度的对数成比例。因而，对于dPCR，可取的是使样品体积最小化。

然而，持续降低反应体积会导致例如对涉及将样品体积加载至阵列并维持所述样品体积的物理分离的置信度的挑战。换句话说，将样品体积加载至尽可能多的小井或通孔并减少小井或通孔之间的交叉串扰非常重要。

发明概述

在一个示例性实施方案中，提供了用于生物反应的装置。所述装置包括基底和在所述基底中的多个反应位点。基底的表面被配置为具有第一亲水性，且所述多个反应位点的每个表面被配置为具有第二亲水性，以用样品体积加载相当数量的反应位点。每个加载的反应位点的样品体积基本上被限制于其各自的反应位点。所述样品体积被配置为在反应位点内经历生物反应。

附图说明

图1为根据本文教导的各种实施方案的示例性包被的基底；

图2显示了根据本文教导的各种实施方案的后退和前进接触角；

图3显示了根据本文教导的各种实施方案，通过样品加载器加载反应位点；

图4的流程图显示了根据本文教导的各种实施方案的示例性方法；

图5显示了包被根据本文教导的各种实施方案的基底的基底表面的步骤；

图6显示了包被根据本文教导的各种实施方案的基底的垂直面的步骤；

图7显示了包被根据本文教导的各种实施方案的基底的基底表面的另一步骤；

图8显示了包被根据本文教导的各种实施方案的基底的垂直面的另一步骤；和

图9的方框图显示了可使用根据本文教导的各种实施方案包被的基底的示例性聚合酶链式反应仪。

发明详述

为了提供对本发明更充分的理解，以下描述列举了很多具体细节如具体结构、参数、实例等。然而，应认识到这样的描述并非旨在限制本发明的范围，而是旨在提供对示例性实施方案的更好描述。

同时进行几个生物反应可能需要具有多个反应位点的基底，各反应位点具有加载的样品。应认识到，反应位点可为但不限于，例如通孔、凹口或小井。而且，为增加每个实验的反应数目，可增加基底上的反应位点密度，同时也降低样品区大小。例如，在15mmx15mm的基底上可包含10,000个反应位点。然而，如果在15mmx15mm的基底包含30,000个反应位点，样品区可随着基底上的反应位点密度不断增大而变得更小。

根据本文描述的各种实施方案，提供了可用样品体积充分加载的装置。基底特定区域的表面特性如疏水性和/或亲水性可有助于将液体样品加载至反应位点。如上所述，疏水性/亲水性的水平可基于影响加载基底的多个反应位点的便利性和效率的各种因素。