[发明专利]用于样品数字化的微流体阵列

说明书

本公开提供了用于处理生物样品的系统、方法和装置。该装置可以是包括流体流动路径和微室的微流体装置。流体流动路径可以包括通道和进口并且不包括出口。进口可以被配置成将生物样品引导至通道。通道可以与微室流体连通。微室可以被配置成从通道接收生物样品的一部分并且在处理期间保留该生物样品。

交叉引用

本申请要求于2018年12月10日提交的美国临时专利申请号62/777,616的权益，该美国临时专利申请整体通过引用而并入本文中。

政府利益声明

本发明是基于由美国国家癌症研究所(National Cancer Institute)授予的小型企业创新研究(Small Business Innovation Research)授权号1R43CA221597-01A1在政府支持下完成的。美国政府对本发明享有某些权利。

背景技术

微流体装置是含有小规模处理流体的结构的装置。通常，微流体装置以亚毫米级操作并处理微升、纳升或更少量的流体。微流体结构的一种应用是数字聚合酶链反应(dPCR)。例如，具有多个分区的微流体结构可以用于对核酸样品进行分区以进行dPCR。在dPCR中，核酸样品可以被稀释，使得一个或更少的核酸模板存在于分区中并且可以在每个分区中进行PCR反应。通过对其中模板被成功PCR扩增的分区进行计数并且对结果进行泊松统计，可以对目标核酸进行量化。

对于基因组研究人员和临床医生而言，dPCR在稀有突变检测、拷贝数变体定量和下一代测序文库定量中特别有用。在无细胞DNA液体活检和病毒载量定量的临床环境中的潜在用途进一步增加了dPCR技术的价值。

发明内容

本文中提供了可用于分析生物样品例如扩增和量化核酸的方法和装置。本公开提供了可以通过使用dPCR来实现样品制备、样品扩增和样品分析的方法、系统和装置。样品可以被数字化和分析而少有至无样品浪费(例如，为零或几乎为零的样品死体积)。相比于其他系统和方法，这可以以降低的成本和复杂性来实现样品分析，例如核酸扩增和量化。

在一方面中，本公开提供一种用于处理生物样品的微流体装置，其包括：流体流动路径，所述流体流动路径包括通道和进口，其中所述流体流动路径不包括出口，并且其中所述进口被配置成将包含所述生物样品的溶液引导至所述通道；以及与所述通道流体连通的微室，其中所述微室被配置成从所述通道接收所述溶液的至少一部分，并且在所述处理期间保留所述溶液的所述至少一部分。

在一些实施方案中，微流体装置还包括与所述通道流体连通的多个微室，其中所述多个微室包括所述微室。在一些实施方案中，所述通道包括第一端部和第二端部，并且其中所述第一端部和所述第二端部连接到单个进口。在一些实施方案中，所述流体流动路径是环形的。在一些实施方案中，所述通道包括第一端部和第二端部，并且其中所述第一端部连接到进口，并且所述第二端部连接到不同的进口。

在一些实施方案中，微室被配置成允许加压排气。在一些实施方案中，微室包括允许加压排气的薄膜或膜。在一些实施方案中，所述薄膜或膜是聚合物薄膜或膜。在一些实施方案中，所述聚合物薄膜或膜不包含弹性体。在一些实施方案中，所述薄膜或膜具有小于约100微米(μm)的厚度。在一些实施方案中，所述厚度小于约50μm。在一些实施方案中，所述薄膜或膜是基本上不透液体的。

在一些实施方案中，流体流动路径或微室不包括阀。在一些实施方案中，微室的体积小于或等于约250皮升。在一些实施方案中，微室的体积小于或等于约500皮升。在一些实施方案中，微室具有小于或等于约250μm的横截面尺寸。在一些实施方案中，微室具有小于或等于约250μm的深度。在一些实施方案中，微流体装置还包括虹吸孔，所述虹吸孔设置在通道与微室之间，其中所述虹吸孔被配置成在所述通道与所述微室之间提供流体连通。