[发明专利]用于制备测序设备的系统和方法

说明书

本公开一般涉及用于磁珠加载的系统，方法和装置。本公开的一个示例性实施例涉及将磁珠与测序珠子混合以形成溶液。将含有两种珠子的溶液注射到具有多个微井的微芯片上。磁珠可以具有比微井更大的直径，而测序珠子可以具有更小的直径，允许它们进入并存在于微井中。位于微芯片下方的一个或多个磁体在微芯片表面上来回移动。磁珠形成一条线并跟随磁体的运动。在扫描轮次期间，测序珠子加载到相应的井中。在加载测序珠子之后可以使磁体脱离并且可以洗掉磁珠。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年8月16日提交的美国临时申请62/719,081的权益，其全部内容通过引用并入本文。

本申请要求于2018年8月16日提交的美国临时申请62/719,078的权益，其全部内容通过引用并入本文。

本申请要求于2019年8月12日提交的美国临时申请62/885,668的权益，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

生物学和医学研究越来越多地转向用于加强生物学研究和医学的测序。例如，生物学家和动物学家正在转向测序以研究动物的迁移、物种的进化和性状的起源。医学界正在转向测序，以研究疾病的起源、对药物的敏感性和感染的起源。但是，测序在历史上是一个昂贵的过程，因此限制了它的实践。

除了其他问题之外，在将用核酸分子修饰的珠子加载到限制区域或接收部(例如微井或凹坑)中以形成用于测序的阵列方面存在挑战。将测序珠子以有组织的、紧密堆积的方式放置在例如小微井中，可以增加每个循环的通量并降低客户成本。随着微井密度的增加或微井尺寸减小，珠子加载变得困难，导致更多开放的微井和井中的珠子数量低。太多的开放微井提供了减少的基础读数，因此测序性能差。

发明内容

在一个示例中，制备测序设备的方法包括将具有用接头部分修饰的捕获的模板核酸的珠子支持物链接到具有互补接头部分的磁珠，以形成珠子组件，并使用磁场将珠子组件加载到测序设备的井中。可以使珠子组件变性以释放磁珠，使附着于靶核酸的珠子支持物留在井中。可以扩增靶核酸以提供可用于测序靶核酸的克隆靶核酸群。

在另一示例中，一种装置包括板，该板包含用于接收具有多个井的基板的表面；条形磁体，靠近板的与该接收基板的表面相对的表面；以及用于平行于板的表面移动条形磁体的驱动机构。基板用于接收溶液，该溶液包括与珠子支持物偶联的磁珠，例如测序珠子。磁珠的直径大于多个井中的井的直径。磁体的移动有利于珠子支持物沉积到井中。

实施例通常涉及将一个或多个测序珠子加载到阵列的一个或多个相应微井中，例如，形成在微芯片上的一个或多个相应微井。在某些实施例中，在克隆扩增后，每个测序珠子可含有相同多核苷酸片段的多个拷贝。

实施例一般涉及用于珠子支持物的磁性加载的系统、方法和装置。本公开的一个示例性实施例涉及将磁珠与测序珠子混合以形成溶液。多核苷酸、寡核苷酸或捕获部分可以在测序珠子的表面上形成或附着于测序珠子的表面。测序珠子可以通过多核苷酸、寡核苷酸或捕获部分与磁珠偶联，如下所述。将含有两种珠子的溶液注射到具有多个接收部(例如微井)的阵列的表面上。任选地，磁珠可以具有比微井开口更大的直径，而测序珠子可以具有更小的直径以允许测序珠子进入并存在于微井中。位于微芯片附近的一个或多个磁体平行于微芯片表面来回移动。在一个实施例中，磁珠形成线并跟随磁体的运动。在扫描循环期间，测序珠子加载到相应的井中。在加载测序珠子后，可以将磁珠与测序珠子分离，并且可以将其洗掉。

在特定示例中，测序珠子包括配置成捕获靶多核苷酸片段的寡核苷酸探针。在一个示例中，靶多核苷酸片段可包括捕获部分，例如生物素，并且磁珠可包括互补捕获部分，例如链霉抗生物素蛋白部分，例如，下文更详细描述。在另一个示例中，寡核苷酸探针可以与捕获的靶多核苷酸互补地延伸，靶多核苷酸可以与延伸的寡核苷酸探针分离，并且与延伸的寡核苷酸的末端互补的另外的捕获探针或引物可以与扩展的寡核苷酸杂交。另外的捕获探针或引物可包括捕获部分。在另一个示例中，与寡核苷酸探针互补并具有捕获部分的捕获探针可以与测序珠子的寡核苷酸探针杂交。