用于生成微滴和执行数字分析的系统和方法技术方案

本公开提供了用于以极高速率

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生成微滴和执行数字分析的系统和方法
[0001]交叉引用
[0002]本申请要求于
2021
年3月5日提交的美国临时申请号
63/157,292
的优先权，其全部内容作为参考引入本文
。


[0003]本公开一般涉及与样品处理和数字分析相关的领域，更具体地，涉及用于在这种领域中生成分割区和对分割区进行数字分析的新的和有用的系统和方法
。

技术介绍

[0004]在生物技术和其他应用中，分割技术在实现进行微尺度和纳米尺度分析
(
例如，单个细胞
、
单个分子
、
其他分析物等
)
的能力中起着重要作用
。
关于数字分析
(
例如，数字聚合酶链式反应
)
和其他生物测定，以一致和可靠的方式将样品分散在分割区上对于细胞和分子生物学中的各种测定具有实用性
。
以分割的形式提供的隔离和独立的反应环境可以进一步大大减少所需的样品和工艺流体体积，降低与样品处理相关联的成本
。
从这种测定返回的结果可用于各种病症的临床和非临床表征
。

技术实现思路

[0005]目前，用于以快速和一致的方式在分割区上分布样品的方法和系统，其方式是分割区内容物稳定地隔离而不泄漏或合并相邻的分割区内容物，以及其方式是能够实现从来自分割区的信号的读出，都受到严重限制
。
商业上可用的平台通过使用涉及复杂设置的微流控装置进行分割
。
然而，这种平台可能是昂贵的，分割样品速率缓慢，是劳动密集型的，或者可能导致样品污染
。
因此，在样品处理领域需要为分割区的生成和数字分析创建新的和有用的系统和方法
。
[0006]因此，本公开描述了用于数字分析的样品的快速分割的系统
、
方法和组合物的实施方式
、
变体和示例
。
[0007]本公开的一方面提供了用于快速生成分割区
(
例如，来自样品流体的微滴
、
乳液的微滴
)
的装置的实施方式
、
变体和示例，其中，该装置包括：限定包括贮器入口和贮器出口的贮器的第一基板；耦合到贮器出口并且包括孔的分布的隔膜；和包括被配置为保持收集容器与贮器出口对齐的开口的支撑体
。
在操作期间，第一基板可以与支撑体耦合并包围收集容器，贮器出口与收集容器对齐和
/
或落座在收集容器内
。
在操作期间，贮器可以包含样品流体，其中对装置或样品流体施加力，以极高的速率
(
例如，至少
200,000
个微滴
/
分钟
、
至少
300,000
个微滴
/
分钟
、
至少
400,000
个微滴
/
分钟
、
至少
500,000
个微滴
/
分钟
、
至少
600,000
个微滴
/
分钟
、
至少
700,000
个微滴
/
分钟
、
至少
800,000
个微滴
/
分钟
、
至少
900,000
个微滴
/
分钟
、
至少1百万个微滴
/
分钟，至少2百万个微滴
/
分钟，至少3百万个微滴
/
分钟等
)
在收集容器内生成多个微滴，其中所述微滴在收集容器内稳定在适当位置
(
例如，以密排形式，在平衡静止位置
)。
值得注意的是，微滴在与各种数字分析和其他测定有关的宽范围温度
(
例
如，
1℃
至
95℃
，大于
95℃
，小于
1℃)
内是稳定的，其中所述微滴在形态上保持一致并且保持与相邻微滴未合并
。
[0008]在实施方式
、
变体和示例中，隔膜包括具有低密度
(
例如，明显低于涉及多孔隔膜的典型过滤应用的密度
)
的孔的分布
。
[0009]在实施方式
、
变体和示例中，装置可以包括贮器组
(
例如，在第一基板处
)、
在该贮器组的出口处的隔膜组，以及用于收集容器组的支撑体，以便在分割过程期间提供多个样品的并行处理和
/
或样品处理材料的组合
。
[0010]在实施方式
、
变体和示例中，装置可以包括配置为进一步从收集容器内的底座表面或液体界面分离隔膜的间隔物，从而实现从隔膜中冒出的微滴在到达各自平衡位置之前经过空气或另一初始流体相的操作模式
。
[0011]本公开的一方面提供了用于以极高的速率在收集容器内快速生成分割区
(
例如，来自样品流体的微滴
、
乳液的微滴
)
的方法的实施方式
、
变体和示例，多个微滴中的每一个包括用于数字分析的水性混合物
(
例如，核酸材料
、
蛋白质材料
、
氨基酸材料
、
所述的其它分析物
)
，其中在生成时，多个微滴在连续相
(
例如，作为具有由收集容器限定的整体形态的乳液
)
内稳定在适当位置
(
例如，以密排形式，在平衡静止位置等
)。
在多个方面中，分割区生成可以通过驱动样品流体穿过隔膜的孔的分布来实施，其中施加的力可以是离心的
、
与施加的压力相关联的
、
磁性的或以其他方式物理施加的中的一个或多个
。
[0012]在实施方式
、
变体和示例中，生成的微滴可以形成乳液，单独的微滴在收集容器内分离并稳定在适当位置
。
乳液可以是粘性流体
、
剪切增厚流体
、
凝胶
(
例如，具有单独的离散微滴的凝胶
)
或具有表面的另一流体
。
当根据所述的方法的变体凭借离心作用来执行微滴生成时，驱动样品流体穿过隔膜可以包括在第一旋转方向上旋转样品流体
、
隔膜和收集容器，并使该旋转方向反向，从而调整包括收集容器内的多个微滴的乳液的表面轮廓
。
对于涉及乳液的截面的光学探询的数字分析，调整表面轮廓
(
例如，通过在离心作用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种方法，包括：以至少1百万个微滴
/
分钟的速率在收集容器内生成多个微滴，所述多个微滴中的每一个包括用于核酸材料的数字分析的水性混合物
。2.
根据权利要求1所述的方法，其中在生成时，在所述收集容器的区域内，所述多个微滴以连续相内的密排形式稳定在适当位置
。3.
根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中生成所述多个微滴包括驱动样品流体穿过包括孔的分布的隔膜，所述隔膜耦合到用于所述样品流体的贮器的贮器出口，并且所述贮器与所述收集容器对齐
。4.
根据权利要求3所述的方法，其中所述孔的分布具有小于
5000
个孔
/cm2的密度和大于
30
微米的孔间间距
。5.
根据权利要求3或权利要求4所述的方法，其中所述孔的分布中的每个孔具有1至3微米的直径
。6.
根据权利要求3‑5中任一项所述的方法，其中驱动所述样品流体穿过所述隔膜包括在第一旋转方向上旋转离心机内的所述样品流体
、
所述隔膜和所述收集容器，并且使所述旋转方向反向，从而调整包括所述收集容器内的所述多个微滴的乳液的平衡表面轮廓
。7.
根据权利要求3‑6中任一项所述的方法，其中驱动所述样品流体穿过所述隔膜包括以第一旋转速度和小于所述第一旋转速度的第二旋转速度旋转离心机内的所述样品流体
、
所述隔膜和所述收集容器，从而调整包括所述收集容器内的所述多个微滴的乳液的平衡表面轮廓
。8.
根据权利要求1‑7中任一项所述的方法，其中所述收集容器具有
10
至
300
微升的体积容量，并且其中所述多个微滴中的每一个具有
10
至
30
微米的特征直径
。9.
根据权利要求1‑8中任一项所述的方法，进一步包括在热传递操作期间，在所述收集容器内，将热量传递到所述多个微滴和从所述多个微滴传递热量，其中所述温度在所述热传递操作期间在
4℃
至
95℃
的温度范围内变化，并且其中所述多个微滴中的单独的微滴在所述热传递操作期间以密排形式保持与相邻微滴未合并
。10.
根据权利要求1‑
10
中任一项所述的方法，其中生成所述多个微滴包括在所述收集容器内生成大于
2500
万个微滴
。11.
根据权利要求1‑
10
中任一项所述的方法，其中生成所述多个微滴包括朝向所述收集容器的封闭端传递微滴的二维阵列，从而朝向所述收集容器的所述封闭端以三维密排形式稳定所述多个微滴
。12.
一种用于生成微滴的系统，所述系统包括：第一基板，所述第一基板限定了包...

【专利技术属性】
技术研发人员：海，
申请(专利权)人：伊努梅里斯公司，
类型：发明
国别省市：