[发明专利]采用微流控装置的空间编码生物分析

说明书

本发明涉及生物分子的分析，具体涉及采用微流控装置的空间编码生物分析。本发明提供了确定样品中靶标多核苷酸的位置的方法以及确定样品中靶标蛋白的位置的方法，该方法通过微流控装置的寻址通道将探针传递至样品，所述探针包括特异性结合靶标的结合部分以及识别样品中探针被传递的区域的地址标签，通过所述地址标签确定样品中靶标多核苷酸或靶标蛋白的位置。

本申请是申请号为201480046929.6(PCT/US2014/044191)，申请日为2014年06月25日，发明名称为“采用微流控装置的空间编码生物分析”的发明专利申请的分案申请。

相关申请

本申请要求了提交于2013年6月25日，名称为“采用微流控装置的空间编码生物分析”的美国临时专利申请61/839,320以及提交于2013年6月25日，名称为“用于在样品中检测生物靶标的空间分布的方法和系统”的美国临时专利申请61/839,313的优先权，在此通过引用的方式将它们的内容全部并入本文。在一些实施例中，本申请与提交于2014年6月25日，代理机构案卷号为699932000440，名称为“用于在样品中检测生物靶标的空间分布的方法和系统”的国际申请PCT/US2014/_相关联，在此通过引用的方式将其内容全部并入本文。

关于联邦政府赞助的研发项目声明

本发明是在美国国立综合医学研究所，美国卫生和公众服务部的授权项目R43GM096706，以及美国国立人类基因组研究所授权项目R43HG006223的支持下进行。美国政府可以拥有本发明的部分权利。

技术领域

本申请主要涉及生物分子的分析，并具体涉及采用微流控装置在样品中检测生物靶标的丰度、表达和/或活性的空间分布的方法和分析系统。

背景技术

在接下来的讨论中，出于背景介绍的目的，描述了一些具体的文章和方法。本文包含的任何内容都不应被解释为对现有技术的“承认”。申请人特别保留了在适当的情况下做出如下证明的权利：根据适用的法律规定，本文引用的文章和方法不构成现有技术。

综合的基因表达分析和蛋白分析已经成为了解生物机制的有用工具。使用这些工具可以鉴定发育过程中和各类疾病(例如癌症和自身免疫疾病)中涉及的基因和蛋白。传统的方法，例如不同转录物的原位杂交和其他多重检测，已经揭示了基因表达的空间分布，并帮助阐明了发育和疾病的分子基础。可以对每份样品中的多个RNA序列进行定量分析的其他技术包括微阵列(详见Shi et al.，Nature Biotechnology，24(9)：1151-61(2006)；和Slonim and Yanai，Plos Computational Biology，5(10)：e1000543(2009))；基因表达连续分析(SAGE)(详见Velculescu et al.，Science，270(5235)：484-87(1995))；qPCR的高通量操作(详见Spurgeon et al.，Plos ONE，3(2)：e1662(2008))；原位PCR(详见Nuovo，Genome Res.，4：151-67(1995))；以及转录组测序技术(RNA-seq)(详见Mortazavi et al.，Nature Methods，5(7)：621-8(2008))。虽然这些方法很有用，但是它们不能同时测量样品中多个空间位置的多个基因的表达或多种蛋白的存在和/或活性。

激光捕获显微切割技术可以在少数位点分析多个基因，但该技术非常昂贵，费力，并且伸缩性不好。某些2D形式的PCR分析保存了空间信息(详见Armani et al.，Lab on aChip，9(24)：3526-34(2009))，但这些方法空间分辨率低，因为它们依赖于将组织物理地转移至反应孔，这也会阻止对组织样品的随机存取和高水平多重分析。