[发明专利]鉴别并区分遗传样品的系统及方法

说明书

本发明描述了使用生物芯片鉴别和区分受试物的方法和系统。本发明公开了包含含有多个非重叠探针的受试物特异性特征的生物芯片。

交叉引用

本申请要求于2015年11月16日提交的美国临时申请号62/256,049和2016年3月10日提交的美国临时申请号62/306,597的权益，其每一个均通过引用以其全文并入于此用于所有目的。

背景技术

通常使用DNA微阵列(或生物芯片)来探测样品是否存在靶核酸。微阵列涉及固定在固体支持物上的探针阵列。探针阵列可被组织为探针簇，每个探针簇均可单独寻址。每个簇可包括多个探针，在每个簇中每个探针与其他探针相同，并且每个均能够与相同的靶核酸序列结合。在样品与微阵列杂交后，可以确定存在与探针结合的靶核酸。微阵列可以提供以下优点：成本效益好，在能够确定样品中存在数千至数百万个序列方面高度可放大，并且提供比其他类似放大方法更快的响应时间。

然而，与其他技术如DNA测序相比，微阵列可表现出较低的灵敏度和特异性。探针必须经过精心设计，以确保对感兴趣的靶标的特异性。这在检查复杂样品时可能会产生问题，该复杂样品包括不止一个遗传物质源，诸如环境样品。此外，区分共有高水平遗传相似性的两个或更多个受试物的能力可能难以使用微阵列技术进行区分。本文的方法和系统描述了用于鉴别和区分复杂样品中的受试物的新型微阵列或生物芯片。

发明内容

在一些方面，公开了包含多个受试物特异性特征的生物芯片，其中每个受试物特异性特征包含多个不同探针，其中所述多个不同探针能够结合能从样品中的多个受试物中区分受试物的靶标。在一些实施方案中，所述受试物为细胞类型。在一些实施方案中，样品中的受试物为不同的细胞类型。在一些实施方案中，所述受试物为生物体。在一些实施方案中，样品中的受试物为不同的生物体。在一些实施方案中，所述探针为核酸。在一些实施方案中，所述靶标为基因组区域。

在一些方面，公开了包括以下步骤的方法：(a)获得包含多个受试物的样品；(b)从该样品中提取核酸并对其进行片段化；(c)使提取和片段化的核酸与生物芯片杂交，其中该生物芯片包含含有多个独特探针的受试物特异性特征；(d)对生物芯片进行成像以鉴别具有杂交的探针的受试物特异性特征；以及(e)提供报告，其列出使用生物芯片从所述多个受试物中鉴别的受试物。在一些实施方案中，所述核酸未得到扩增。在一些实施方案中，所述生物芯片具有超过100个受试物特异性特征。在一些实施方案中，所述受试物为细胞类型。在一些实施方案中，所述受试物为生物体。在一些实施方案中，所述受试物为细菌。在一些实施方案中，所述受试物为基因。在一些实施方案中，所述受试物为保守区。在一些实施方案中，所述受试物为与致病性、毒力或抗生素抗性相关的区域。