[发明专利]用于离散接种微点的具有微保持架的流动单元

说明书

一种用于测序仪器的流动单元。所述流动单元包括流体入口；流体出口；流体通道，所述流体通道形成于至少部分透明的盖子和基座之间且将流体入口流体连接到流体出口；和设置在流体通道中的捕获基底。所述捕获基底包括微保持架，所述微保持架被配置为每个接收具有微点直径的单个微点，且微保持架通过等于或大于微点直径的间隙间距与相邻的微保持架分开。颗粒分离器可流体连接至流动单元。所述颗粒分离器可包括具有微柱阵列的微流通道，以将多个微点转移至可被运送至流动单元的加样缓冲液。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年12月28日提交的标题为“用于离散接种微点的具有微保持架的流体单元”的美国临时申请No.62/271,544，和于2016年3月16日提交的标题为用“于离散接种微点的具有微保持架和颗粒分离器的流体单元”的美国临时申请No.62/309,122的优先权，其内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明大体上涉及一种用于进行边合成边测序或其它测序过程的仪器，且尤其涉及在该仪器中使用的流动单元和颗粒分离器。

背景技术

DNA(脱氧核糖核酸)测序仪器被用于确定DNA分子序列。这些仪器在临床研究、诊断，所谓的“个性化医疗”(根据个体的遗传内容等定制医学治疗)等中是有用的。现在用于进行DNA测序的仪器使用多种技术来分析形成DNA序列的碱基对。例如，一些仪器对固定在流动单元内的单链DNA分子片段的克隆的集落(DNA模板集落)的文库进行测序。流动单元本质上是小腔室，DNA模板集落在其中经受一系列的核碱基延伸过程。每个连续的延伸被检测以确定每个DNA模板集落的碱基对序列。在延伸过程中，以及在读取每个延伸的碱基对的检测过程中，流动单元提供了保持DNA模板集落的环境。

尽管非光学系统也是已知的，但许多边合成边测序的仪器使用诸如显微镜的光学系统来检测碱基延伸。典型的光学仪器使用可见的化学标签来确定每个延伸碱基对的身份(identity)。例如，构成DNA分子的每个核碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶)可用显微镜可见的独特荧光探针标记。每次延伸DNA模板集落时，标签被读取，然后除去标签，为下一碱基对的延伸开路。

在新式的“下一代”仪器中，数以百万计的DNA模板集落可以被固定在单个流动单元中，并同时处理。已经开发了多种流动单元设计来保持固定化的DNA模板集落，但它们通常包括某些共同特点。典型的流动单元包括刚性流动通道、封闭通道的光学透明盖以及流体入口和流体出口，适当的试剂通过该流体入口和流体出口以控制DNA模板集落的生长和延伸。这种流动单元的例子见于美国专利Nos.8481259，Nos.8940481和Nos.9146248和美国专利申请公布Nos.2009/0298131和Nos.2014/0267669，所有这些均以引用的方式并入本文中。

DNA模板集落可以以各种方式固定在流动单元内。例如，克隆的DNA模板集落可以固定到个个珠子上，然后珠子可以以随机图案固定到流动单元内的功能化表面。虽然这种技术是有用的，但它很少控制或不控制珠子的间距，从而很少控制或不控制DNA模板集落，这能使数据采集变得更加困难。该技术还可以使用流动单元外的单独处理步骤来扩增DNA模板。该过程也可能经历相对低效的珠子捕获性能，在制备DNA模板文库时，其可能需要更大的扩增量。

另一种技术使用具有组织化微孔图案的流动单元以固定DNA模板集落。每个孔包括功能化有引物的凝胶，以捕获DNA模板，并将捕获的模板扩增以在流动单元内原位形成DNA模板集落。凝胶通过涂覆整个基底表面被置于孔中，然后除去个个孔之间的间隙空间中的凝胶。这个过程会有几个缺点。例如，由于需要去除大量的功能化的凝胶，其能导致额外的操作和材料成本，并且任何可能残留的凝胶，会产生不希望的间隙DNA模板接种位点。此外，凝胶会意外地从孔中被除去，这降低了DNA引物的密度。

发明人已经确定，对于改进目前用于测序仪器和类似设备的流动单元的工艺水平有着持续的需求。

发明内容