[发明专利]微流体装置、方法和应用

说明书

相关申请信息

本申请要求于2011年11月17日提交的序列号为61/561,007的美国临时专利申请的权益，其主题在此通过引用全入并入。

背景

发明领域

本发明的实施方案涉及生物学领域。更具体而言，本发明的实施方案涉及处理用于分子生物学研究的福尔马林固定的石蜡包埋(FFPE)组织样品的系统及其应用。

相关领域说明

组织学的一个方面依赖于保护组织防止腐烂以用于之后的检查或研究。常通过用防止组织由于自溶和/或腐败而腐烂的化学物质(常是福尔马林溶液)处理来保藏这些组织。化学固定剂还可以通过向组织蛋白的氨基团中引入化学交联来保持组织的结构。然后常将同样的组织包埋在碳氢化合物基质(常是石蜡)中，以更方便地将其储存在固相中以及更可靠地取出被固定组织的薄切片，用于显微研究。由此保藏的组织常称为福尔马林固定的石蜡包埋(FFPE)。随着分子生物学的引进，FFPE组织不仅必然要用于显微分析，而且其还常利于研究同样保藏在组织中的基因材料。在这种情况中，为了从FFPE组织分离基因材料并使其与组织分子生物学研究需要的化学过程相容，需要从组织中移除石蜡，并且需要逆转由固定剂引起的交联。传统上通过将包埋的组织样品置于二甲苯溶液中，使FFPE组织样品从固体石蜡(paraffin wax)中脱蜡。然后将固体石蜡溶解于二甲苯中，随后从二甲苯中移出组织样品，并在连续稀释过程中用乙醇/二甲苯混合物对其再水化。可替换地，可将二甲苯喷到组织样品上，且因为新的二甲苯施于组织样品上，所以“冲走”了溶解的石蜡。尽管二甲苯是用于样品脱蜡的有效溶剂时，但将其引入组织处理步骤使得用于分子生物学的化学过程困难化；对于实验室技术员来说，二甲苯还是待处理的危险化学物质(一般要求通风罩和特殊废弃物处理装置)，并且其有机性质使得许多含水缓冲步骤自动成为挑战。可以完成除去固体石蜡而不使用二甲苯的系统是有利的。另外，如果该系统是与之后用于核酸试验的分子生物学过程相容的含水系统，则该技术相对于使用二甲苯将是重要的改进。

包埋在固体石蜡中的组织样品在包埋之前常被化学地“固定”。通过在氨基之间形成交联亚甲基桥完成该固定。该聚合网络结构导致蛋白质主链中大分子的渗透率低，但很好地保持了蛋白质分子的结构特征。该化学交联使组织免于腐烂。然后，因此其可以在环境条件下储存很长时间。为了使固定的组织产生适于分子生物研究的核酸，需要逆转化学诱导的交联，从而可以从组织样品中纯化出核酸。可以通过用还可含有去垢剂或表面活性剂的适合的缓冲液处理组织样品(一旦石蜡已移除)以及适当提高温度以逆转交联，来实现解交联。因此，能容易地从组织移除石蜡，然后继续解交联大分子从而使组织样品处于与传统含水样品制备、纯化和核酸扩增相容的条件，这样的系统和方法将非常有利，且如果该系统可以自动进行，甚至将更为有利。

发明概述

本文描述的本发明的实施方案是与标准实验室材料和技术相容的液-液提取系统。其还与用于进行核酸提取的一些已建立的自动程序相容。当将包含在含水缓冲溶液中的FFPE样品加热至石蜡的熔点以上时，发生脱蜡。用不混溶液体如硅油或密度比水溶液低且沸点水溶液高的一些其它油覆盖该水溶液。在这种情况中，因为石蜡与水溶液不混溶且其密度比水溶液的还低，所以融化的石蜡飘浮在水溶液的表面并进入其中可混溶的油相，由此其能与存在组织样品的水溶液永久地分开。

本发明的实施方案涉及从含水缓冲液中的FFPE组织样品中纯化核酸的方法。该方法包括反应容器中的液-液提取，密度比水溶液低的油层飘浮在含有FFPE组织样品的底层水溶液的顶部。将待处理的FFPE组织样品置于水溶液中，且整个过程期间其都存在于水溶液中。将水溶液加热至组织样品中固体石蜡的熔点以上，且因为固体石蜡的密度比水溶液的低，融化的石蜡飘浮在水溶液的表面并与飘浮在表面的油接触。因为固体石蜡与油混溶，其混进油中，并因此与水溶液和组织样品永久分开。组织样品保持在可用于进一步处理如解交联、细胞裂解和核酸纯化的反应容器中的水相中，从而备好用于进一步分析的组织样品的基因材料。提取反应容器(下文中称为管(tube))中使用的组合物于室温以及期望的储存温度和条件下在管中可以是固体，且在提取反应期间温度首次上升时，其变成覆盖管中溶液的暴露表面的液体。可选的是，在加入组织样品和含水缓冲液之前、期间或之后，可以将油如硅油加入到管中，其中密度比水溶液低的油与水溶液分开，并漂浮在含有组织样品的水溶液的表面。