[实用新型]用于导流杂交的模块式装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于进行核酸和蛋白杂交实验的装置和方法。

背景技术

杂交技术为现今生物科学中涉及核酸和蛋白的分子研究中最常用的方法。分子探针如寡核苷酸、多肽、抗体或其他分子被固定在一个固体表面上，以捕捉样品液体中的目标分子，或与这些分子产生反应。通过设计与目标分子具有互补序列的探针及利用适当的检测系统，杂交技术在对核酸、蛋白质等分子进行鉴别和分析时，可提供方便、可靠的方法。该技术在操作上稳健、简单易行，并适用于多个范畴。例如，它大大简化了新基因或与某种代谢路径相关的突变基因的发现过程，亦可协助特定疾病底状况的遗传分析。临床上，杂交技术已广泛地应用于疾病诊断。

传统的杂交技术，例如传统DNA印迹杂交﹑RNA印迹杂交﹑斑点杂交﹑狭缝印迹杂交和反向斑点杂交，通常需要使用大量的试剂﹑探针和样品，而且需要长时间的孵育和繁琐的操作程序。此外，传统杂交技术的效果受限于用于固定分子探针的杂交载体的表面面积。当使用膜作为杂交载体时，此限制尤其明显。由于膜通常是多孔的(直径通常在0.1-0.45μm之间)，仅有一小部分的探针可以被固定到膜表面上，这些暴露出来的探针可捕捉目标分子或与之反应。相反,大多数的探针被固定并隐藏在膜的内部，因此只有少数可捕捉目标分子。

现今有不少方法和设备可用来改进传统杂交技术。其中，美国专利第5,741,647号(Tam)和美国专利第6,020,187号(Tam)描述了一种可快速进行核酸杂交的新技术，即 “导流杂交”。使用该技术的设备和方法已被开发，并获得了专利保护。简单来说，导流杂交技术利用直接导流机制，容许溶液由上而下穿过杂交载体(即进行杂交的位置)，从而尽可能使用杂交载体，该技术可以大大提升杂交过程的速度﹑敏感度和效率。

与传统杂交技术相比，导流杂交技术显着地将杂交时间从几小时减少到几分钟(取决于产生检测信号的方法，整个杂交分析可在5-30分钟内完成)，并且仅需要少量的试剂﹑探针和样品。配合适当的设计，导流杂交装置更精确和简单地调整杂交条件，而且造价较便宜。因此,导流杂交装置使分子分析和诊断更实惠﹑有效率和精确。

美国专利第5,741,647号(Tam)和美国专利第6,020,187号(Tam)描述的导流杂交装置包括一个具有内部开口的杂交间，用来放置已固定上分子探针的膜。在适当的装置或系统(如真空泵)的吸力下，液体从杂交间上端流出，穿过膜，进入杂交间的内部开口，最后从杂交间的下端排出。整个杂交过程包括膜的预先封闭和平衡程序﹑在膜上固定探针﹑膜和样品之间的孵育﹑洗涤膜以去除未结合的分子或物质﹑检测信号等步骤。整个杂交过程最快可在一分钟内完成。

为了使分析更划算和实惠，杂交区域(如膜)可以分为多个杂交室，使得在一次杂交过程中可同时测试一个或多个样品。利用该方法，就可以同时检测和分析不同样品的某一状况﹑同一样品的不同状况，或者多个样品的不同状况。例如，杂交区域可以被划分成“4x1”的形式，以用于同时处理四个样品，或者被划分成“4x3”的形式，以用于同时处理十二个样品。

现有设计通常在膜的表面加上一个预制并具有间隔的外壳以细分杂交区域。通常通过热溶技术以组装膜和外壳，塑料(即膜和外壳)被施加高温和高压，膜和外壳的塑料分子会互相连接。当塑料冷却下来，塑料变得坚硬，从而完全地连接膜和外壳。取决于外壳的边框设计，具有一致性能的膜(例如已固定上相同类型分子探针的膜)可以被划分成更小的杂交室，用于测试个别的样品。由于外壳和膜不具弹性，通常会将半硬性材 料例如乙烯/醋酸乙烯脂共聚物(EVA)泡塑放在外壳和膜之间，以密封外壳和膜之间的缝隙。

然而，这些现有设计至少存在以下几个问题：i)由于每次仅能组装一种类型的膜(即固定上相同类型分子探针的膜)，每次杂交过程仅能进行一种类型的测试，因而限制了检测的灵活性；ii)EVA泡塑没有足够弹性完全密封缝隙，因此不能紧密和完全地连接膜和外壳。液体可能在不同杂交室之间渗漏(即交叉污染)，从而大大降低检测的精确性；iii)由于装置的长宽比较高，组装后的膜和外壳其两个末端在热溶后可能会变得扭曲或弯曲，因此削弱了真空吸气的效率，甚至影响杂交的表现。杂交室之间的渗漏亦可能发生。为了减低渗漏机会以及增加真空吸气的效率，有时会在外壳的顶部施加一个额外的负载(可以是杂交设备的一部分)，该负载会将外壳压下，以减少外壳和膜之间的缝隙。

发明内容

为了解决上述现有设计中的问题，本发明提供了一个包含独立的模块杂交元件的杂交装置。此杂交装置容许更灵活的杂交实验设计，以及增加杂交分析的精确性和效率。