[发明专利]核酸文库的动力学排除扩增

说明书

本申请涉及核酸文库的动力学排除扩增。一种方法，所述方法包括(a)提供包括位点的阵列的扩增反应物，和具有不同的靶核酸的溶液；及(b)使扩增反应物反应，以产生各自具有来自溶液中的靶核酸的扩增子的克隆群的扩增位点。反应可以包括同时地：以平均转运速率转运核酸至位点，及以平均扩增速率扩增转运至位点的核酸，其中平均扩增速率超过平均转运速率。反应可以包括从转运到每个位点的核酸产生第一扩增子，及从核酸或从第一扩增子产生后续的扩增子，其中产生后续的扩增子的平均速率超过产生第一扩增子的平均速率。

本申请是申请日为2013年06月12日，申请号为201380031043.X，发明名称为“核酸文库的动力学排除扩增”的申请的分案申请。

本申请要求2013年3月1日提交的美国序列号13/783,043的优先权，其基于，并要求2012年10月18日提交的美国临时申请号61/715,478，及2012年6月15日提交的美国临时申请号61/660,487的权益，其每个通过引用并入本文。

技术领域

本发明一般地涉及分子生物学，且更具体的涉及核酸合成和分析。

背景技术

遗传分析在现代社会中具有日益增加的重要性。仅举几例，遗传分析已经证明对于预测人感染某些疾病的风险(诊断)，对于正考虑某些治疗的人确定治疗的益处对比副作用的风险的可能性(预后)，及鉴定失踪人员、犯罪的罪犯、犯罪的受害者和战争伤亡(法医学)有用。然而，在许多情况下，适当的遗传测试还未可得或受高错误率困扰。这些问题的一个来源是，许多目前用于诊断、预后和法医学的遗传测试依赖于仅探测人的基因组中一部分的技术。人的遗传性状是由包含超过30亿个碱基对的基因组编码的，然而大多数遗传测试仅研究这些碱基对的少数突变。通过增加被探测的基因组的部分，理想地直至且包括基因组中所有30亿个碱基对，遗传测试的精度可被提高且遗传测试可被开发用于更多的诊断和预后情况。

许多遗传测试的基本组成部分是待测试的遗传材料的制备。当试图捕获完整的基因组并保持其完整性时，这不是一件小事。目前可用于捕获大量的遗传材料的两种方法是乳液聚合酶链式反应(ePCR)和簇扩增(例如经由桥式扩增)。它们目前仅限于临床和诊断应用。

对于ePCR，在连同基因组片段和载体珠的油相中形成水微滴。选择条件，以优化每个微滴将分离单个基因组片段和单一载体珠的可能性。目标是使微滴形成微反应器，防止微滴之间及因此不同的珠之间的基因组片段的扩散。然后可以对大批乳液进行几个循环的PCR扩增，使得在每个微滴中，珠被现存的基因组片段的克隆拷贝包被。扩增后，珠被转移至检测基底，用于在分析仪器中评价。伴随ePCR的一个复杂因素是，一些珠在微滴中终止而没有基因组片段，从而产生空白珠。在分析仪器中使用前可以进行珠富集步骤以去除空白珠；然而，这个过程通常是麻烦且低效的。伴随ePCR的另一个复杂因素是，一些微滴以多于一个基因组片段结束，从而产生混合克隆珠。虽然混合克隆珠通常可被鉴定，且然后在分析期间被忽略，其存在降低了效率，且在某些情况下降低了分析的精度。

簇扩增提供了捕获和扩增遗传材料的更简化的方法。在商业的实施方案中，基因组片段被捕获至基底表面上，在随机位置形成“种子”。洗去过量的基因组片段(即那些没有被捕获的)后，进行几个循环的扩增，以创建在每个种子周围的表面上形成簇的克隆拷贝。相比ePCR，簇扩增的优点包括避免珠富集步骤、避免珠转移步骤(从乳液至检测基底)、及避免杂乱的且通常繁琐的油乳液。然而，商业的簇扩增技术的潜在复杂因素在于它们在表面上形成簇的随机图案。虽然，已开发图像配准方案以定位和区分随机定位的簇，但这样的方案对分析设备放置了额外的分析负担。此外，相比对于簇的空间地有序的图案理论地可能的，随机定位的簇趋向于更低效率地填充表面。

因此，存在制备用于诊断、预后和法医学分析的遗传材料的改进的方法的需要。本公开内容满足了这种需要，且还提供了其它优点。

发明内容