[发明专利]研究诸如核酸之类的分子的方法

说明书

提供了一种操控不溶混的载体介质中的反应介质的微滴的方法，其中，为了实现化学转化的目的，目标分子被结合到固体支持物，其特征在于以下步骤：(a)在引起微滴和固体支持物结合的条件下使微滴与固体支持物接触；(b)让所述反应介质与所述目标分子反应和(c)之后施加力，以诱导所述反应介质从所述固体支持物脱离并在载体流体中重新形成微滴。在一个实施方案中，固体支持物是颗粒、珠子或类似物。

技术领域

本发明尤其涉及一种研究核酸分子(nucleic acid molecule)的方法；特别是用于对天然或合成来源的DNA或RNA进行测序的方法。

背景技术

在我们之前的申请WO 2014/053853、WO 2014/053854、WO2014/167323、WO2014/167324和WO2014/111723中，我们已经描述了一种新的测序方法，该方法涉及逐步消化多核苷酸分析物(polynucleotide analyte)以产生有序的单核苷酸的流(stream)，优选地，单核苷三磷酸(single nucleoside triphosphates)流，它们的每一个可以被一个一个地捕获到微滴流中的相应微滴中。此后，可以对每个微滴进行化学和/或酶促(enzymatically)处理以揭示其最初包含的特定单核苷酸。在一个实施方案中，这些化学和/或酶促处理包括一种涉及使用一种或多种多组分寡核苷酸探针类型(multi-component oligonucleotideprobe types)的方法，每种类型被适配为能够选择性地捕获构成分析物的单核苷酸类型之一。通常，在这样的探针类型中的每种中，所述寡核苷酸组分中的一个包含特征性荧光团(fluorophores)，并且在探针未使用的状态下，这些荧光团发出荧光的能力由于存在于附近的淬灭剂(quenchers)或通过自身淬灭(self-quenching)而消失。在使用中，当探针已捕获了其相应的单核苷酸，其变得易感于随后的核酸外切(exonucleolysis)或核酸内切(endonucleolysis)，从而使荧光团从淬灭剂中释放和/或从彼此释放，从而使它们能够自由地发出荧光。通过这种方式，可以通过光谱学手段间接地推断出存在于每个液滴中的原始单核苷酸的性质。

在设计使用这种方法的测序设备时，可能需要操纵数千个微滴，以确保例如它们被可靠地递送到位，在微滴被递送到的位置，它们可以与其他微滴汇聚和/或它们的内含物依据是否存在荧光而被分析。

这样做的一种可能的方式是在基底上建立路径，通过电润湿力可以沿着该路径推动微滴。用于以这种方式操控相对大的液滴的设备先前已经在本领域中被描述了；参见例如US6565727、US20130233425和US20150027889。通常，这是通过使液滴，例如在不溶混的(immiscible)载体流的存在下，穿过微流体空间来实现的，所述微流体空间由盒体(cartridge)的两个相对的壁限定或由管道限定。嵌在盒体壁或管道壁中的是覆盖有介电层的电极，每个电极都连接到AC偏置电路，该电路能够间歇地快速打开和关闭，以修改所述层的电润湿特性(electrowetting characteristics)。这引起局部化的方向性毛细作用力，该作用力可用于沿着给定的路径导控液滴。

该方法的变体(基于以光学方式调节的电润湿)已经在例如US20030224528、US20150298125和US20160158748中被教导了。特别地，这三个专利申请中的第一个公开了各种微流体设备，所述微流体设备包括由第一壁和第二壁限定的微流体腔，并且其中第一壁是复合设计的并且包括基底、光电导层和绝缘(介电的)层。在光电导层和绝缘层之间设置有导电单元(conductive cells)阵列，所述导电单元彼此电隔离并耦合至光敏层(photoactive layer)，并且它们的功能是在绝缘层上产生相应的离散的液滴接收位置。在这些位置，液滴的表面张力特性可以通过电润湿力来改变。所述导电单元则可以通过作用在光电导层上的光来接通或关断。该方法的优点在于使切换变得更加容易和快捷，尽管在某种程度上其使用仍受电极布置的限制。此外，对于液滴可以移动的速度以及实际液滴路径可以改变的程度存在限制。