用于确定流体中包含的DNA序列的拷贝数的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于确定流体中包含的DNA序列的拷贝数(300)的方法(100)，其中该方法(100)包括分配步骤(102)、设定步骤(105)、识别步骤(110)和评估步骤(115)。在分配步骤(102)中，将至少一部分的流体分配到至少两个隔室中。在设定步骤(105)中，为分配到所述至少两个隔室中的流体设定反应条件，以在所述至少两个隔室中各自实现反应并获得各一个反应结果。在识别步骤(110)中，识别信号，例如光学信号，其代表隔室中可能进行的反应的反应结果。在评估步骤(115)中，评估光学信号，以在考虑拷贝在这些隔室中的统计分布并考虑反应特异性的检测概率函数的情况下确定拷贝数，该函数根据最初存在于隔室中的拷贝数给出隔室中进行扩增反应的概率。概率。概率。

Method and apparatus for determining the copy number of DNA sequences contained in a fluid

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定流体中包含的DNA序列的拷贝数的方法和装置
现有技术
[0001]本专利技术基于根据独立权利要求的种类的用于确定流体中包含的DNA序列的拷贝数的方法和装置。本专利技术的主题还是计算机程序。
[0002]靶标特异性DNA碱基序列的扩增尤其在患者样品的分子诊断分析中起着重要作用。自从研发所谓的聚合酶链式反应(PCR)，已经为核酸建立了大量不同的检测方案和扩增反应。
[0003]专利技术公开在此背景下，通过在此提出的方式，提出了改进的方法、还有使用该方法的改进的控制装置，以及最后根据主权利要求的相应计算机程序。通过从属权利要求中列出的措施，独立权利要求中给出的装置的有利扩展和改进是可能的。
[0004]例如，在此提出的方式使得能够对样品中包含的DNA序列的拷贝数进行绝对定量，即使在使用灵敏性低的检测反应时也是如此。此外，通过在此提出的方式，产生了有利地使用具有低特异性和/或已知假阳性率的检测反应以确定有效测试结果的可能性。
[0005]通过在此提出的方式，提出了用于确定流体中包含的DNA序列的拷贝数的方法，其中该方法包括将至少一部分的流体分配到至少两个隔区(其也可被称为隔室、反应隔室或等分试样)中的步骤。此外，该方法包括为分配到所述至少两个隔区/隔室中的流体设定反应条件以在所述至少两个隔区/隔室中实现反应并获得各一个反应结果的步骤。此外，该方法包括识别信号，例如光学信号的强度的步骤，该信号代表隔区/隔室中可能进行的反应的反应结果。最后，该方法还包括评估信号，例如光学信号以在考虑反应特异性的检测概率函数的情况下确定拷贝数的步骤，该函数根据最初存在于隔区/隔室中的拷贝数给出隔区/隔室中进行扩增反应的概率。
[0006]在识别步骤中，在此例如可以通过空间分辨率识别光学信号，以使得光学信号包含或描绘来自多个隔区/隔室的信息。
[0007]因此，例如提出了用于确定流体中包含的DNA序列的拷贝数的方法，该DNA序列在下文中也被称为DNA靶标或基因靶标，该方法包括分配步骤、设定步骤，识别步骤和评估步骤。
[0008]在分配步骤中，将样品液体(也被称为流体)例如使用至少一个接收单元分布到至少两个隔区/隔室中。在设定步骤中，为分配到所述至少两个隔区/隔室中的流体设定反应条件，以在所述流体的至少两个隔区/隔室中实现和任选引起反应并因此获得(例如阳性或阴性)反应结果。在识别步骤中，识别信号，特别是光学信号，其代表在隔室中可能进行的反应的反应结果。在评估步骤中，评估信号，特别是光学信号，即至少两个隔室的反应结果，以确定流体中的拷贝数(在统计不确定性的范畴内)。
[0009]在设定步骤中，也可以区分用于原则性进行检测反应的必要条件，例如可从外部设定的物理条件与充分反应条件，例如DNA靶分子以足够的拷贝数存在并被检测，其中在设定步骤中创造尤其可从外部设定的对于可能进行检测反应而言所需的物理环境条件，并尤其在分配步骤中将DNA靶分子分布到隔室中。
[0010]例如，该方法可以用于检查例如患者样品的医学领域。使用该方法检查的样品液体例如是水溶液，其例如从生物物质，例如人体来源的生物物质，例如体液、涂片、分泌物、痰、组织样品或附带样品材料的装置获得。所述样品液体中存在例如与医学、临床、诊断或治疗相关的物类，例如细菌、病毒、细胞、循环肿瘤细胞、无细胞DNA或其它生物标志物和/或特别是来自所提及对象的成分。特别地，所述样品液体中存在已从上述物类的至少一种中提取或获得的DNA分子。特别地，所述样品液体是预混物或其成分，其例如用于在例如至少一个接收单元的所述至少两个隔室中进行至少两个(彼此独立的)扩增反应，特别是用于在分子水平上例如通过等温扩增反应或聚合酶链式反应用于DNA检测。例如，这种样品液体在此被称为流体。必要反应条件代表例如在流体中进行特定反应所需的外部影响。所述隔室可以例如在腔、微腔内或作为不可混溶的第二相中的液滴的形式提供。有利地，通过大量隔室，可以同时进行多于一种反应。从隔室发出并且尤其指示至少一种在隔室中任选进行的特定反应正在进行的信号，特别是光学信号，例如荧光信号可以例如通过识别装置，例如具有空间分辨率和用于光学激发荧光探针的光源的传感器来检测。有利地，通过该方法可以在广泛的测量范围内进行定量，和/或通过使用灵敏性降低的，特别是检测限真正地大于每隔室1个拷贝的检测反应进行定量，该检测限不允许在根据现有技术进行的数字PCR中进行定量样品分析(为此，检测限需要为每反应隔室1个拷贝)。
[0011]根据一个实施方案，在分配步骤中，可以将至少一部分的样品液体/流体分布到至少两个反应隔室中，以使得流体的隔区/等分试样作为反应隔室的形式存在，其中可以进行彼此独立的检测反应。有利地，这可以通过自动化过程实现。例如，流体的隔区可以存在于腔或微腔中或作为第二相(例如油)中的液滴/液滴的形式实现，其中通过使用稳定液滴界面并对抗液滴/反应隔室的不希望的合并的表面活性剂。
[0012]根据一个实施方案，在分配步骤中，可以将至少一部分的样品液体/流体分布到用于制造反应隔室的微腔中，其中在该微腔中可以预存(尤其)靶标特异性引物和/或探针，其可用于检测至少一种特定DNA靶标。通过以特定方式将不同的靶标特异性引物和/或探针预存在装置的预定微腔中，可以因此例如通过使用紧凑型接收单元来检查样品的不同DNA靶标。特别地，为此还可以使用具有有限多重性能的检测反应。
[0013]根据一个实施方案，在分配步骤中，可以将至少一部分的样品液体/流体分布到用于制造反应隔室的微腔中，其中微腔和特别是存在于微腔中的反应隔室具有至少两种不同体积。通过这种方式，例如可以进一步增大定量范围，因为在样品液体中的DNA靶标现有浓度下，存在于反应隔室中的拷贝数的绝对数与反应隔室的体积成比例。因此，例如——在隔室中反应的特定检测限例如为每个隔室x个拷贝的情况下——也可以通过另外使用较小的反应隔室来定量地确定样品液体中的较大DNA靶标浓度。
[0014]根据一个实施方案，在设定步骤中，必要反应条件可以代表可能引起检测反应的物理条件。所述物理条件可以是例如温度、温度分布、或添加另外流体或物质，通过其可以有利地实现和任选触发特别在隔室中存在的流体隔区中的反应。
[0015]根据一个实施方案，在识别步骤中，例如从至少两个反应隔室发出的信号，特别是光学信号可以通过至少一种类型的荧光探针产生并且通过检测单元识别。所述至少一种类型的荧光探针可以例如形成为添加到流体中并且例如与流体中存在的成分结合的物质。通过结合，例如使得可识别光学信号。例如，荧光探针可以为此最初由荧光团和猝灭剂构成，
其中由于福斯特共振能量转移，荧光探针首先不产生可识别的光学荧光信号。通过荧光探针与DNA分子结合，可以例如通过聚合酶的核酸外切酶活性来裂解荧光探针，以使得荧光团和猝灭剂(空间上)彼此分离存在并且由荧光团产生可识别的荧光信号。有利地，由此可以例如与进行扩增反应相组合，通过光学方式检测特定DNA序列的存在。
[0016]根据一个实施方案，识别步骤可以重新执行至少再一次，以能够识别另本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于确定流体中包含的DNA序列的拷贝数的方法(100)，其中该方法(100)包括以下步骤：
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将至少预定部分的流体分配到(102)至少两个隔室中；
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为分配到所述至少两个隔室中的流体设定(105)反应条件，以在所述至少两个隔室中各自实现反应并获得各一个反应结果(532)；
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识别(110)信号(530)的强度，该信号代表隔室中进行的反应的反应结果(532)；和
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评估(115)信号(530)，以在考虑反应特异性的检测概率函数的情况下确定拷贝数，该函数根据最初存在于隔室中的拷贝数给出隔室中进行扩增反应的概率。2.根据权利要求1所述的方法(100)，其中在用于确定拷贝数的评估步骤(115)中，使用二项式分布函数来统计描述(最初存在的)拷贝在这些隔室中的分布。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中在识别步骤(110)中，识别光学信号(530)的强度。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中在评估步骤(115)中，检查所述流体的多种DNA序列。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中在设定步骤(105)中，将至少一种另外的反应物添加到所述流体中。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中设定步骤(105)至少部分地在分配步骤(102)之后才发生。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：