用于核酸适配子的筛选的多元微流体装置及利用此装置的核酸适配子的高通量筛选方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于核酸适配子的筛选的多元微流体装置及利用其的核酸适配子的高通量筛选方法，特别是，将现有的对单一目标的适配子开发方式转换为改善的多元化平台的多元微流体装置及将其与高通量测序方法连接的核酸适配子的高通量筛选方法。本发明专利技术中的多元微流体装置不仅可以同时检测对多个目标的各个适配子，与现有的多元化技术相比，可以大幅缩减处理量及处理时间，特别是将本发明专利技术的装置与高通量测序方法连接而执行适配子筛选工序，从而可大幅减少目标结合/分离/放大工序过程，实现自动化工序，是非常有利的技术。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种，尤其是涉及，将现有的针对单一目标的适配子开发方式转换为改善的多元平台的多元微流体装置(SELEX lap-on-a-chip)及将其与高通量测序方法(high throughput sequencing)连接的核酸适配子高通量筛选方法(high throughputselection mehtod)。
技术介绍
适配子为单链DNA或RNA分子，是以高亲和力可特殊识别目标物质的单链寡核酸。适配子可以作为检测分析系统中可识别分子的生物传感器的一个因素，目前被关注为抗体的代替物质。特别是，适配子与抗体不同，可以作为包括毒素的各种有机物及无机物的目标分子，一旦分离出可以与特定物质特殊结合的适配子，则可以通过自动化的寡核酸合成方法，以低成分实现持续再生产，非常经济。由此，1996年首次开发出利用荧光标记的适配子测量目标蛋白质的基于适配子的生物传感器以来，基于所述适配子的优点及结构特点，开发出各种适配子生物传感器(开发者千处夸 ，NICE, 26 (6) :690，2008)。作为分离所述适配子的方法，一直以来使用SELEX(Systematic Evolution ofLigands by Exponential enrichment)工艺，但此方法一次只能实现对单一目标分子的适配子分离，一直到可以筛选到高亲和力的适配子或者仅剩少量的核算为止，要重复进行10次以上的放大/分离工序，并且另外还需要亲和度测试，因此，新适配子的开发所需时间较长，其工序复杂。由此，需要开发通过更简单的工序，在短时间内，同时分离出对两个以上的目标物质的适配子的新的适配子筛选工序。并且，也需要开发用于适配子筛选的自动化工序。近来，为了更快的SELEX工序，引进了几种微流体技术，欲将分离适配子的时间从数个月 / 数周缩短为数日(Hybarget, et al. , Anal. Bioanal. Chem. , 384 191, 2006 ；Windbichler, et al. , Nat. Protoc. , I :637, 2006 ;Eulberg, et al. , Nucleic AcidsResearch, 33 e45, 2005)。但是,这些方法并不适合作为更小型化且多兀化的适配子筛选工序。针对此问题，本专利技术的专利技术人在PCT/US2009/054097号中开发出引用多元技术的微流体装置，但此技术也无法实现多个适配子的分离，只能是对结合于目标分子的适配子进行依序分离，并且，其用于适配子分离的装置也受限制。因此，需要开发出可以更加缩短工序执行时间，适合于对整个工序进行自动化处理的新型装置及工序。本专利技术的专利技术人致力于开发提高效率及实现自动化的新型多元微流体装置及利用其的适配子高通量筛选方法，经努力确认，首先制造利用主要的微细结合通道以外的其他洗脱通道或管体的微流体装置模块，之后，连接各个模块，在数十个或数百个反应腔室内对数十-数百个目标物质同时多发地进行适配子分离，并可以与高通量测序装置或高通量、亲和力测试装置连接而实现自动化，从而完成了本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种多元微流体装置，以改善的新方式，同时筛选多个适配子。本专利技术的另一目的在于，提供一种适配子筛选方法，通过可实现自动化的新方法，与现有技术相比，更快地筛选多个适配子。为了实现上述目的，本专利技术提供一种用于核酸适配子的筛选的多元微流体装置，其特点在于，包括(a)结合通道，用于连接入口及出口；(b)多个目标分子结合区域，其形成于所述结合通道内； (C)多个洗脱通道，其分别连接于所述多个目标分子结合区域；及，(d)阀门开关装置。本专利技术还提供一种用于适配子的筛选的多元微流体装置，其特点在于，包括(a)结合通道，其用于连接入口及出口之间；(b)多个目标分子结合区域，其形成于所述结合通道内；及，(c)连接区域，用于连接所述多个目标分子结合区域。本专利技术还提供一种用于适配子的筛选的多元化芯片，其特点在于，以所述多元微流体装置为一个单位体，包括两个以上所述单位体，所述单位体通过连接区域互相连接。本专利技术还提供一种核酸适配子的高通量(high Throughput)筛选方法,其特点在于，包括(a)将由具有随机化排列区域的单链核酸构成的核酸群导入至权利要求I至37中任一项所述的多元微流体装置的结合通道，使其与结合通道内的目标分子结合区域的目标分子进行反应的步骤；(b)从所述多元微流体装置去除未与所述目标分子结合的核酸的步骤；(C)将与所述目标分子结合的核酸洗脱至所述多元微流体装置的各个洗脱通道或各个连接区域的一侧的步骤；(d)收集在所述(C)步骤中洗脱的核酸进行放大的步骤；(e)将在所述(d)步骤中放大的核酸引入至所述多元微流体装置的结合通道，并重复所述(a)至⑷步骤的步骤，此时，在最后一个重复过程中洗脱的核酸不进行放大步骤；及(f)将在最终重复过程中洗脱的核酸筛选为适配子的步骤。本专利技术还提供包括所述的多元微流体装置的适配子的高通量筛选用套件。本专利技术还提供通过高通量测序方法分析通过所述多元微流体装置输出的核酸进行分析的方法。本专利技术的其他特征及实施例将通过以下详细说明及权利要求书更加明确。附图说明图I为本专利技术中适配子筛选方法的概略示意图2为包括气压阀门开关装置的5-PLEX微流体装置的概略示意图；图3为5-PLEX微流体装置的概略示意图，该装置具有阀门开关装置，所述阀门开关装置用于，在洗脱与目标反应的核酸物质时，通过用于分离多个目标分子结合区域之间的结合信道的阀门和其他阀门，调节运行结合通道和洗脱通道之间的转换，“气压阀(Pneumatic valve) I”是用于在与目标反应的核酸物质洗脱时，分离多个目标分子结合区域之间的结合通道，“气压阀(Pneumatic valve) 2”用于转换结合通道和洗脱通道之间的运行。图4为根据图2制造的装置的流程图，(a)为5-PLEX微流体装置，(b)为向主结合通道注入蓝色墨水(包括欲与目标分子结合的适配子的结合溶液)的图片，(C)为利用洗涤溶液进行洗涤工序的图片，(d)为向洗脱通道注入红色墨水(洗脱溶液)的图片，(e)为在阀门运行(valve-on)状态下随着流体通道注入的图片，(f)为运行阀门(valve-on)而 使得流体流图各个洗脱通道的图片；图5为将从多个目标分子结合区域洗脱核酸结合物所需的各个洗脱通道的长度设置成相同长度，并确认洗脱溶液的体积及洗脱速度一致的结果示意图；图6为根据电信号传输控制图4的情况的示意图；图7为圆形24多元化SELEX芯片(Multiplex SELEX chip)的一实施例示意图；图8为24多元化SELEX芯片的另一实施例示意图；图9为24多元化SELEX芯片的再一实施例示意图；图10为圆形96多元化SELEX芯片的一实施例；图11为连接区域，即利用管体连接目标结合区域(反应腔室)的微流体装置的概略不意图；图12为连接区域，即利用管体连接目标结合区域时，使用管体和通道层间金属销的概略不意图；图13为连接区域，即利用管体连接目标结合区域时，使用衔接件的示意图；图14中A为利用管体实现模块连接的多元化芯片的概略示意图，B为模块连接的实际实施例示意图；图15为本专利技术中方法的自动化工序本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.05 KR 10-2010-00966851.一种用于核酸适配子的筛选的多元微流体装置，其特征在于，包括(a)结合通道，用于连接入口及出口；(b)多个目标分子结合区域，其形成于所述结合通道内；(C)多个洗脱通道，其分别连接于所述多个目标分子结合区域；及，(d)阀门开关装置。2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述结合通道及目标分子结合区域是由蒸镀于所述基板表面上的基板盖所形成。3.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述多个洗脱通道由蒸镀于所述基板表面上的基板盖(Iid)所形成。4.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述阀门开关装置是在结合反应时，使得流体通过所述结合通道流动于所述多个目标分子结合区域之间，在结合结束后，使得流体并不是通过所述结合通道流动于所述多个目标分子结合区域之间，而是使得包括结合于目标分子的核酸的流体洗脱至连接于各个目标分子结合区域的洗脱通道。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述阀门开关装置包括用于调节所述结合通道内的所述流体的流动的阀门；及，将包括结合于所述目标分子的核酸的流体洗脱至所述洗脱通道的阀门。6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述阀门开关装置以热、大气压、热力气动、液压、静电力、电子力、磁力、位相变化及压电其中之一作为阀门开关的驱动因素。7.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，将所述多个洗脱通道的长度设置为相同的长度，使得洗脱至所述洗脱通道的洗脱溶液的体积及洗脱速度一致。8.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，还包括洗脱装置，其用于使得与所述各个目标分子结合区域的目标分子结合的核酸洗脱至与所述各个目标分子结合区域连接的各个所述洗脱通道。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述洗脱装置为加热装置，所述加热装置靠近所述结合通道的多个目标分子结合区域而设置。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述加热装置为电极。11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，一个所述电极靠近所述多个目标分子结合区域而设置。12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，多个所述电极靠近所述各个目标分子结合区域而分别设置。13.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述基板盖由聚二甲基硅氧烷PDMS形成。14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述PDMS基板盖的厚度为100 .200 μ m。15.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述基板由塑料、玻璃、硅胶及金属其中之一形成。16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述塑料为PDMS、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA及聚苯乙烯其中之一。17.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述基板由PDMS、PVA及聚醋酸乙烯酯其中之一涂层。18.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述基板盖由聚苯乙烯形成，所述基板由塑料、玻璃及硅胶其中之一形成。19.根据权利要I所述的装置，其特征在于，在所述目标分子结合区域之间还设置有过滤器。20.一种用于适配子的筛选的多元微流体装置，其特征在于，包括(a)结合通道，其用于连接入口及出口之间；(b)多个目标分子结合区域，其形成于所述结合通道内；及，(C)连接区域，用于连接所述多个目标分子结合区域。21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述连接区域的一端可与一侧或两侧的目标分子结合区域分离。22.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述连接区域为管体。23.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述结合通道及目标分子结合区域是由蒸镀于所述基板的表面上的基板盖所形成。24.根据权利要求22所述的装置，其特征在于，所述管体连接至所述目标分子结合区域的孔，所述孔形成于蒸镀于所述基板的表面上的基板盖上。25.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，所述管体通过金属销连接至所述目标分子结合区域的所述孔。26.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，在所述管体和所述目标分子结合区域之间还蒸镀有衔接件。27.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，还包括洗脱装置，所述洗脱装置使得与所述各个目标分子结合区域的目标分子结合的核酸洗脱至与所述各...

【专利技术属性】
技术研发人员：金邵妍，安智瑛，曺旼廷，金泰坰，
申请(专利权)人：PCL公司，东国大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：