用于执行热熔分析和扩增的装置、系统和方法制造方法及图纸

本公开涉及用于执行热熔分析和扩增的装置、系统和方法，具体地提供了用于进行快速、准确且一致的受热扩增和/或热熔分析的装置、系统和方法。

Apparatus, system and method for performing hot melt analysis and amplification

The present disclosure relates to apparatus, systems and methods for performing hot melt analysis and amplification, and specifically provides apparatus, methods and methods for performing rapid, accurate and consistent hot melt amplification and/or analysis.

【技术实现步骤摘要】
用于执行热熔分析和扩增的装置、系统和方法本专利技术申请是基于申请日为2013年7月31日，申请号为201380046573.1(国际申请号为PCT/US2013/053021)、名称为“用于执行热熔分析和扩增的装置、系统和方法”的专利技术专利申请的分案申请。
技术介绍
1.
本专利技术涉及用于在多个反应容器的每一个中执行多重热熔分析程序的系统和方法。2.
技术介绍
本文描述或涉及的任何参考文献均不认为是相对受权利要求书保护的本专利技术的现有技术。诊断分析广泛用于临床诊断和健康科学研究，以检测生物体或生物样品中的生物抗原、细胞或遗传异常、疾病状态以及疾病相关病原体或基因突变的存在或对它们的量进行定量。在诊断分析允许定量时，专业人员能够更好地计算感染或疾病的程度，并确定疾病随时间推移的状态。诊断分析在很多情况下集中于检测所关注的化学物质、蛋白质或多糖抗原、核酸、生物聚合物、细胞或组织。可以采用多种分析检测这些诊断指标。具体地讲，基于核酸的分析通常包括用于对样品中一个或多个靶标核酸序列进行检测或量化的多个步骤。靶标核酸序列通常对细胞、组织、生物体或病毒的可识别群组具有特异性，其中所述群组由至少一个核酸共有序列限定，该序列为群组成员所共有，并且针对待分析样品中的该群组具有特异性。多种基于核酸的检测方法在Kohne的美国专利No.4,851,330和Hogan的美国专利No.5,541,308进行了充分描述，这些专利中每一个的公开内容据此以引用方式并入。例如，部分通过使样品暴露于探针来执行基于核酸的分析，该探针被配置以在特定杂交条件下对属于所关注的蛋白质、细胞、组织、生物体或病毒的核酸序列表现出特异性。通常对样品进行一定程度的处理，从而以使其适于杂交的方式提取核酸。在将靶标核酸暴露于探针之前或之后，可通过靶标捕获方法，使用键合到诸如磁珠的基底上的“捕获探针”直接地或间接地固定靶标核酸。靶标捕获探针通常为能够与包含靶标序列的核酸序列杂交的较短核酸序列(即寡核苷酸)。当磁珠包括捕获探针时，使用靠近反应器皿的磁体将磁珠吸引到并保持在器皿的侧面。一旦靶标核酸因此固定，可通过例如从反应器皿抽吸流体并任选地执行一个或多个洗涤步骤，使杂交核酸与样品中存在的非杂交核酸分离。在大多数情况下，希望使用本领域所熟知的若干核酸扩增程序中的任一种扩增靶标序列。核酸扩增的方法在文献中进行了详尽描述。PCR扩增例如在Mullis等人的美国专利No.4,683,195、4,683,202和4,800,159以及MethodsinEnzymology,155:335-350(1987)(《酶学方法》，第155卷，第335-350页，1987年)中有所描述，这些文献中每一个的公开内容据此以引用方式并入。SDA的例子可见于Walker,PCRMethodsandApplications,3:25-30(1993)(Walker，《PCR方法和应用》，第3卷，第25-30页，1993年)、Walkeretal.inNucleicAcidsRes.,20:1691-1996(1992)(Walker等人，《核酸研究》，第20卷，第1691-1996页，1992年)以及Proc.Natl.Acad.Sci.,89:392-396(1991)(《美国科学院院报》，第89卷，第392-396页，1991年)。LCR在美国专利No.5,427,930和5,686,272中有所描述，这些专利中每一个的公开内容据此以引用方式并入。转录相关扩增(“TAA”)形式的例子在例如Burg等人的美国专利No.5,437,990、Kacian等人的美国专利No.5,399,491和5,554,516、以及Gingeras等人的国际申请No.PCT/US87/01966(出版为国际公布No.WO88/01302)和国际申请No.PCT/US88/02108(出版为国际公布No.WO88/10315)中有所提供，这些专利中每一个的公开内容据此以引用方式并入。靶标核酸序列的检测通常需要使用具有与靶标序列或其扩增子的至少一部分基本上互补的核苷酸碱基序列的核酸分子。在选择性分析条件下，探针将以允许专业人员检测样品中靶标序列的存在的方式杂交到靶标序列或其扩增子。有效探针制备的技术在本领域中是已知的。然而，一般来讲，有效探针被设计用于防止与自身或任何将会妨碍检测靶标序列存在的核酸分子的非特异性杂交。探针可包括例如能够检测的标记，其中标记为例如放射标记物、荧光团或荧光染料、生物素、酶、化学发光化合物或本领域已知的其他类型的可检测信号。由于探针以允许检测指示样品中靶标序列存在的信号的方式杂交到靶标序列或其扩增子，因此信号的强度与存在的靶标序列或其扩增子的量成比例。因此，通过在扩增过程中定期测量表征扩增子存在的信号，可检测扩增子随时间推移的增长。根据在扩增过程的“实时”监测期间收集的数据，可确定样品中初始存在的靶标核酸的量。用于实时检测和用于处理实时数据以确定核酸水平的系统和方法在例如Lair等人的美国专利No.7,932,081，“SignalMeasuringSystemforConductingReal-TimeAmplificationAssays”(用于进行实时扩增分析的信号测量系统)中有所描述，该专利的公开内容据此以引用方式并入。为了在单次分析中检测不同的所关注核酸，可使用被配置以杂交到不同核酸的不同探针，这些探针中的每一个可以提供可检测到的不同信号。例如，被配置以杂交到不同靶标的不同探针可带有荧光团，当暴露于规定激发波长的激发光时，该荧光团在预定波长下发荧光。通过使样品材料交替地暴露于不同激发波长并且在实时监测过程中检测所关注波长下对应于每个靶标核酸的探针的荧光水平，可并行执行用于检测不同靶标核酸的分析。可使用不同的信号检测设备执行并行处理，所述信号检测设备被构造并布置用于在扩增过程中定期测量信号发射，并且不同的信号检测设备被配置以生成不同波长的激发信号以及测量不同波长的发射信号。合适的信号检测设备包括荧光计，诸如下文所述的荧光计。热熔分析或熔解曲线分析包括评估双链DNA在加热过程中的离解特性，以识别靶标核酸中的特异性基因型。可使用收集的信息推断单核苷酸多态性的存在和种类。更具体地讲，破坏两条DNA链之间的碱基-碱基氢键所需的能量取决于它们的长度、GC含量(或鸟嘌呤-胞嘧啶含量)以及它们的互补性。通过加热包含双链DNA序列的反应混合物并测量不同温度下的离解，可推断多种属性。最初使用紫外吸光度测量观察链离解，但基于荧光测量的技术是目前最常用的方法。可使用DNA插入荧光团(诸如SYBR绿、EvaGreen或荧光团标记的DNA探针)测量两条DNA链之间的随温度变化的离解。就SYBR绿而言，DNA在加热过程中的离解可通过其导致的荧光大幅减少来测量。作为另外一种选择，可使用一个具有荧光团而另一个具有合适的淬灭剂的并置探针来确定探针与靶标序列的互补性。例如，虽然多种其他方法是本领域已知的，熔解曲线的一阶负导数图可使得通过由此定义的峰值确定离解温度(定义为50％离解)更为容易。熔解曲线分析描述了用于测量两条核酸链的温度依赖性离解的方法。为执行熔解曲线分析，升高样品和/或包含在其中的扩增子的温度，同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，其被配置以对容器的内容物施加热能以增加所述容器的所述内容物的温度，并且检测所述容器的所述内容物随着所述内容物的温度上升而发出的光学信号，所述装置包括：容器固定器，其被配置以接纳并以可脱开的方式保持容器；器皿接纳热组件，其包括相对于环境温度保持在恒定高温下的所述器皿接纳热组件的一部分，并且被配置以接纳所述容器的至少一部分并且对所述容器的所述内容物施加热能；容器移动机构，其被配置以在所述容器固定器与所述器皿接纳热组件之间进行相对移动，以将由所述容器固定器保持的所述容器的至少一部分置于所述器皿接纳热组件中，并且将所述容器的所述部分从所述器皿接纳热组件移除；以及光学信号检测设备，其被构造和布置以在通过所述器皿接纳热组件对所述内容物施加热能时，检测由保持在所述器皿接纳热组件中的容器的所述内容物发出的光学信号。

【技术特征摘要】
2012.07.31 US 61/677,7901.一种装置，其被配置以对容器的内容物施加热能以增加所述容器的所述内容物的温度，并且检测所述容器的所述内容物随着所述内容物的温度上升而发出的光学信号，所述装置包括：容器固定器，其被配置以接纳并以可脱开的方式保持容器；器皿接纳热组件，其包括相对于环境温度保持在恒定高温下的所述器皿接纳热组件的一部分，并且被配置以接纳所述容器的至少一部分并且对所述容器的所述内容物施加热能；容器移动机构，其被配置以在所述容器固定器与所述器皿接纳热组件之间进行相对移动，以将由所述容器固定器保持的所述容器的至少一部分置于所述器皿接纳热组件中，并且将所述容器的所述部分从所述器皿接纳热组件移除；以及光学信号检测设备，其被构造和布置以在通过所述器皿接纳热组件对所述内容物施加热能时，检测由保持在所述器皿接纳热组件中的容器的所述内容物发出的光学信号。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述容器固定器包括：盖，其被定位在装载在所述容器固定器中的容器上方；以及托架，其包括沿着所述托架的相对侧的侧壁和沿着所述侧壁的底部边缘延伸的侧向支承法兰。3.根据权利要求1或权利要求2所述的装置，其还包括被配置以检测所述容器固定器中容器的存在的容器存在检测器。4.根据权利要求3所述的装置，其中所述容器移动机构由系统控制器控制，所述系统控制器被配置以在所述容器存在检测器检测到所述容器固定器中存在容器时引发所述容器固定器与所述器皿接纳热组件之间的相对移动。5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的装置，其中所述器皿接纳热组件包括：器皿对齐块；以及热块，其中所述器皿对齐块被构造和布置用于在所述容器移动机构在所述容器固定器与所述器皿接纳热组件之间进行相对移动时，将所述容器固定器装载的容器的一部分定位在所述热块中。6.根据权利要求5所述的装置，其中所述热块被配置以保持在恒定高温下。7.根据权利要求5或权利要求6所述的装置，其还包括与所述热块热接触的热元件。8.根据权利要求7所述的装置，其中所述热元件包括覆盖所述热块的至少一部分的电阻性箔。9.根据权利要求5至权利要求8中任一项所述的装置，其中：所述器皿对齐块包括形成于其中的对齐开口并且被配置以保持以固定取向通过所述开口插入的容器；以及所述形成的热块由导热材料形成并且包括形成于其中的容器开口，其中所述热块相对于所述器皿对齐块定位，以使得形成于所述热块中的所述容器开口与穿过器皿对齐块形成的所述对齐开口对齐，以使得通过穿过所述器皿对齐块形成的所述对齐开口插入的容器被定位在形成于所述热块中的所述容器开口内。10.根据权利要求5至权利要求9中任一项所述的装置，其还包括至少一个形成于所述热块中并且延伸至形成于其中的所述容器开口的信号孔，所述信号孔被配置以允许所述光学信号检测设备检测由位于所述容器开口内的容器的所述内容物发出的光学信号。11.根据权利要求9所述的装置，其还包括结合块，所述结合块设置在所述器皿对齐块与所述热块之间并且具有与所述器皿对齐块的所述对齐开口和所述热块的所述容器开口对齐的开口。12.根据权利要求9至权利要求11所述的装置，其中穿过所述器皿对齐块形成的所述对齐开口的横截面为圆形并且形成于所述热块中的所述容器开口的横截面为圆形。13.根据权利要求5至权利要求12中任一项所述的装置，其中所述器皿对齐块包括凸起的中心部分，其在所述器皿对齐块的顶部表面上沿着所述器皿对齐块的纵向延伸并且在所述凸起的中心部分的相对侧上限定凹陷的肩部。14.根据权利要求5至权利要求13中任一项所述的装置，其中所述热块包括从所述热块的顶部表面形成于其中的一个或多个容器孔以及从所述块的下表面延伸并且围绕所述一个或多个容器孔而不延伸到所述容器孔中的任一个的中空部分。15.根据权利要求14所述的装置，其还包括固定到所述热块的底部表面以基本上包封所述中空部分的底盖。16.根据权利要求15所述的装置，其还包括形成于所述热块和所述底盖中并且延伸至形成于所述热块中的所述容器孔的信号孔，其被配置以允许所述光学信号检测设备检测由位于所述容器孔内的容器的所述内容物发出的光学信号。17.根据权利要求5至权利要求16中任一项所述的装置，其中所述器皿对齐块包括从其表面凸起的一个或多个安装块，在所述安装块处所述器皿对齐块附接到所述热块。18.根据权利要求1至权利要求17中任一项所述的装置，其中所述容器固定器被配置以接纳并以可脱开的方式保持多个容器，并且所述器皿接纳热组件被配置以接纳多个容器的一部分并且对所述容器的所述内容物施加热能，并且其中所述装置还包括检测器平移机构，所述检测器平移机构被构造和布置用以相对于所述器皿接纳组件移动所述光...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·奥帕尔斯基，N·D·哈根，R·希尔伯特，S·S·邱，H·李，
申请(专利权)人：简·探针公司，
类型：发明
国别省市：美国,US