[发明专利]微流体装置、用于试剂的固体支持体和相关方法

说明书

微流体装置包括多个反应孔和多个固体支持体，并且每一个固体支持体具有附接至其上的试剂。所述试剂通过不稳定的试剂/支持体键而附接至固体支持体以便将所述试剂配置以通过裂解操作而从支持体上裂解。

相关申请

本申请要求提交于2012年5月25日的美国临时申请系列号61/651,648的优先权，该申请的公开内容通过整体引用而并入此处。

发明领域

本发明涉及微流体装置、用于试剂的固体支持体和相关方法。

背景

聚合酶链反应(PCR)是用于扩增基因组DNA(gDNA)或互补DNA(cDNA)的区段的高灵敏性方法。PCR具有许多应用，例如：检测痕量核酸以确定存在致病生物体、基因表达、基因分型、遗传工程或修饰和法医的科学应用。PCR扩增提供在大范围的分析物浓度中卓越的靶标鉴定和定量。然而，经PCR同时且定量地分析许多分析物已经被证明是极富挑战性的。基于嵌入染料荧光的检测仅能确定总dsDNA的浓度，因此在单一反应器中并行分析多个模板不可能使用此检测方法。荧光探针技术(即，Taqman、分子信标或其他化学法)可用于低水平的反应多重化，因为每种靶标可使用不同颜色的荧光探针作为信号报告分子来扩增。探针也是序列特异性的，降低源自引物二聚体形成或非特异性扩增的假阳性。用常规微量滴定板或微流体实时-PCR(rt-PCR)进行多重化的典型方法是使用少量的反应孔，每孔含有三种不同颜色的探针。然而，通常认为设计多重化的引物和探针集合是有挑战性的，因为它们需要附加水平的小心设计和优化以确保彼此的兼容性。依据此方法的多重化因染料之间的光谱重叠和仪器而最终限于四色检测，而一种颜色通常预留为内标染料。

多重化PCR的优化挑战也对新出现的疾病的测定或需要分析新序列的其他时间敏感性应用的快速重构产生障碍。在多重化PCR中遇到的其他难题包括：产生二聚体的引物互补性、外来的DNA与扩增子或引物/探针之间的非特异性相互作用，以及其中短序列与较长序列相比扩增更快的固有偏倚。此外，虽然使用在少量的反应孔中分隔开的多重化反应可对在诸如GeneXpert (Cepheid)或JBAIDS(Idaho Technology Inc.)等系统中的少量靶标(约3-12个)运行良好，但此方法对于显著较大量的靶标变得不方便。在护理点或制造点，与这些技术一起使用的盒(cartridge)必须单个地装载相对大量的液体试剂。诸如来自LifeTechnologies的OpenArray Real-Time PCR System等技术使用在大约3000个微孔的阵列中干燥的预装引物/探针序列。此技术不进行样品清除或制备，并且它需要多件单独的仪器以加工、装载和分析样品。此外，预装引物/探针集合必须使用基于印制的技术来完成，所述技术极大地增加装置制作所需的时间和花费。

发明实施方案概要

在一些实施方案中，微流体装置包括多个反应孔和多个固体支持体。每一个固体支持体具有附接至其上的试剂，其中所述试剂通过不稳定的试剂/支持体键而附接至固体支持体以便将所述试剂配置以通过裂解操作而从支持体上裂解。

在一些实施方案中，裂解操作包括热力操作、添加化学品和/或应用光至试剂/支持体键。试剂可包括用于PCR反应的引物。不稳定的试剂/支持体键可包括链霉亲和素-生物素键和/或抗生物素蛋白-生物素键。裂解操作可包括热力操作。在一些实施方案中，将链霉亲和素-生物素键配置用以当固体支持体在约50-99℃下孵育时从支持体释放试剂。固体支持体可为微珠例如磁性微球。在一些实施方案中，固体支持体包含标记。标记可包含预定支持体形状、预定支持体大小、支持体的磁性特性和/或光学特性。标记可包括荧光标记。