本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01280028830.4，申請(qǐng)日為2012年6月15日，發(fā)明名稱為“核酸的自動(dòng)化尺寸選擇”的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

相關(guān)申請(qǐng)的引用

本申請(qǐng)要求2011年6月16日提交并且名稱為用于核酸自動(dòng)化尺寸選擇的方法和設(shè)備(methodandapparatusforautomatedsizeselectionofnucleicacids)的美國(guó)申請(qǐng)?zhí)?1/497586的巴黎公約優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)出于所有目的特此通過(guò)引用結(jié)合在此。出于美國(guó)的目的，本申請(qǐng)根據(jù)35u.s.c.§119要求2011年6月16日提交并且名稱為用于核酸自動(dòng)化尺寸選擇的方法和設(shè)備的美國(guó)申請(qǐng)?zhí)?1/497586的權(quán)益，該申請(qǐng)出于所有目的特此通過(guò)引用結(jié)合在此。

本發(fā)明涉及核酸的自動(dòng)化尺寸選擇。本發(fā)明的諸個(gè)方面提供了適用于根據(jù)尺寸選擇核酸的方法和設(shè)備。

背景技術(shù)：

存在所希望的通過(guò)尺寸選擇核酸(如dna或rna)的廣泛應(yīng)用。舉例來(lái)說(shuō)，尺寸選擇被用于生產(chǎn)用于測(cè)序和其他應(yīng)用的dna庫(kù)。

存在用于dna尺寸選擇的多種技術(shù)。這些技術(shù)中的一些是不希望地勞動(dòng)密集的。用于dna尺寸選擇的一種方法是在一種凝膠中對(duì)包含dna的一個(gè)樣品進(jìn)行電泳。由于具有不同尺寸的dna在該凝膠中具有不同遷移率，所以電泳將dna按尺寸分成不同條帶。可以鑒別出包含所希望的尺寸范圍中的dna的一個(gè)條帶并且接著從該凝膠手動(dòng)切割出來(lái)。接著可以從該凝膠提取出所希望的dna。

一些電泳系統(tǒng)包括在一種凝膠中形成的諸個(gè)孔。dna可以通過(guò)電泳而跑到這些孔中。英杰e-凝膠(invitrogene-gel)和龍沙(lonza)flashgel^tm提供這些孔。

y-通道尺寸選擇機(jī)器是用于dna尺寸選擇的另一種技術(shù)。實(shí)例是sagepippinprep^tm和caliperxt^tm機(jī)器。這些機(jī)器可以通過(guò)將具有所希望的尺寸范圍的dna轉(zhuǎn)向到一個(gè)側(cè)通道中并且抵著一個(gè)分子量截止過(guò)濾器收集轉(zhuǎn)向了的dna而從一個(gè)樣品提取具有所希望尺寸范圍的dna。

從貝克曼庫(kù)爾特(beckmancoulter)和其他公司可獲得的固相可逆固定化珠粒(solidphasereversibleimmobilizationbead，spri)可以用于截留具有某一尺寸的dna并且接著在洗滌和ph值變化后釋放該dna。

還需要可以提供高通量的一種dna尺寸選擇技術(shù)。還需要可以在減少勞動(dòng)的情況下提供精確的dna尺寸選擇的一種dna尺寸選擇技術(shù)。

概述

本發(fā)明具有許多可以一起申請(qǐng)的方面。這些方面中的一些具有獨(dú)立申請(qǐng)。一個(gè)方面提供了用于核酸自動(dòng)化尺寸選擇的設(shè)備。另一個(gè)方面提供了一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用于控制用于核酸自動(dòng)化尺寸選擇的設(shè)備。另一個(gè)方面提供了用于核酸自動(dòng)化尺寸選擇的方法。核酸可以包括dna和/或rna。另一個(gè)方面提供了除其他之外適用于核酸自動(dòng)化尺寸選擇的濾筒(cartridge)。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，通過(guò)將dna樣品單獨(dú)裝載到瓊脂糖通道中而對(duì)核酸進(jìn)行尺寸選擇，這些瓊脂糖通道的每一個(gè)具有在該通道的一個(gè)末端的一個(gè)裝載孔和在下游的一個(gè)提取孔。在裝載后對(duì)這些核酸進(jìn)行電泳并且這些核酸在它們朝著該提取孔遷移時(shí)被按尺寸分開。使該通道在這一過(guò)程中定期成像并且一種軟件算法使用這些圖像來(lái)鑒別參考條帶和預(yù)測(cè)所希望的核酸片段將到達(dá)該提取孔的時(shí)間。通道電流經(jīng)由dc電壓的脈寬調(diào)制也是單獨(dú)可控制的，使得如果相鄰樣品在不同速度下跑膠，那么可以改變提取時(shí)間以使得兩個(gè)樣品無(wú)需在同一時(shí)刻被提取。

本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了用于核酸(如dna、rna等)尺寸選擇的方法。這些方法包括通過(guò)電泳使來(lái)自一個(gè)樣品的核酸沿著一個(gè)通道移動(dòng)；自動(dòng)監(jiān)測(cè)這些核酸的一個(gè)參考部分沿著該通道的進(jìn)程；基于該監(jiān)測(cè)，估計(jì)這些核酸的一個(gè)目標(biāo)部分到達(dá)該通道中的一個(gè)提取孔的估計(jì)時(shí)間；以及在該估計(jì)到達(dá)時(shí)間從該提取孔提取包含該目標(biāo)部分的流體。該參考部分可以與該目標(biāo)部分相同或不同。舉例來(lái)說(shuō)，在一些實(shí)施例中，該參考部分可以包括樣品中所富含的核酸(最初存在于該樣品中或者作為一個(gè)尺寸標(biāo)記添加到該樣品中)并且該目標(biāo)部分可以包括尺寸與該參考部分的尺寸不同的核酸。該目標(biāo)部分沿著該通道的進(jìn)程可以從該參考部分的進(jìn)程推斷出。舉例來(lái)說(shuō)，可能已知該目標(biāo)部分領(lǐng)先或落后該參考部分某一百分比。在一些實(shí)施例中，這些核酸的目標(biāo)部分包含接合到一個(gè)所關(guān)注的核酸分子的一個(gè)接頭，并且這些核酸的參考部分包含并未接合到該所關(guān)注的核酸分子的接頭。在一些實(shí)施例中，這些方法可以包括自動(dòng)監(jiān)測(cè)這些核酸的多個(gè)參考部分沿著該通道的進(jìn)程。該多個(gè)參考部分可以包括具有已知尺寸的一個(gè)dna或rna梯狀物。

在一些實(shí)施例中，該監(jiān)測(cè)包括在諸個(gè)間隔開的時(shí)間獲得該通道的圖像并且鑒別這些圖像中對(duì)應(yīng)于該參考部分的區(qū)域。這些圖像可以例如通過(guò)為觀察該通道所安裝的一臺(tái)攝像機(jī)來(lái)獲取。該攝像機(jī)可以同時(shí)使許多通道成像?？梢允褂猛唤M圖像監(jiān)測(cè)多個(gè)通道中參考部分(對(duì)于不同通道，它并不一定相同)的進(jìn)程。在一些情況下，可以基于該目標(biāo)部分的平均速度，基于該參考部分在兩個(gè)或更多個(gè)圖像中的位置之間的差異，估計(jì)該目標(biāo)部分的估計(jì)到達(dá)時(shí)間。這些圖像可以包括高動(dòng)態(tài)范圍圖像。舉例來(lái)說(shuō)，這些圖像可以使用一臺(tái)高動(dòng)態(tài)范圍傳感器來(lái)獲得或可以由兩個(gè)或更多個(gè)不同底片聚集而成。在一些實(shí)施例中，這些圖像具有10-位或12-位或更大的位深。在一些實(shí)施例中，獲得這些圖像的每一個(gè)包括操作一個(gè)成像裝置以獲得該通道的多個(gè)不同底片并且組合該多個(gè)不同底片以產(chǎn)生該圖像，其中該圖像具有比該多個(gè)不同底片的任一個(gè)更大的動(dòng)態(tài)范圍。

一些實(shí)施例包括限定該目標(biāo)部分的尺寸或尺寸范圍。舉例來(lái)說(shuō)，該目標(biāo)部分的尺寸或尺寸范圍可能以絕對(duì)項(xiàng)或相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)參考部分來(lái)限定。舉例來(lái)說(shuō)，該目標(biāo)部分的尺寸或尺寸范圍可以被限定為領(lǐng)先或落后該參考部分某一百分比。一些實(shí)施例包括預(yù)定(scheduling)該目標(biāo)部分到達(dá)該提取孔的時(shí)間；比較該預(yù)定到達(dá)時(shí)間與該估計(jì)到達(dá)時(shí)間；并且基于該預(yù)定到達(dá)時(shí)間與該估計(jì)到達(dá)時(shí)間之間的任何差異調(diào)節(jié)一種電泳信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)電泳參數(shù)。在這些實(shí)施例中，可以造成不同通道中的諸個(gè)目標(biāo)部分在不同時(shí)間到達(dá)提取孔(便于使用在該預(yù)定時(shí)間服務(wù)每一個(gè)通道的一個(gè)單一的機(jī)構(gòu)(如攜帶一個(gè)移液管的一個(gè)自動(dòng)機(jī)(robot))提取目標(biāo)部分)。同樣，在這些實(shí)施例中，可以造成不同通道中的諸個(gè)目標(biāo)部分同時(shí)到達(dá)提取孔(便于使用在該預(yù)定時(shí)間同時(shí)服務(wù)幾個(gè)通道的一個(gè)多通道機(jī)構(gòu)(如攜帶一個(gè)多通道移液管的一個(gè)自動(dòng)機(jī))提取目標(biāo)部分)。

調(diào)節(jié)該一個(gè)或多個(gè)電泳參數(shù)可以包括調(diào)節(jié)該電泳信號(hào)的工作周期、調(diào)節(jié)該電泳信號(hào)的電位或調(diào)節(jié)界定該電泳信號(hào)的其他參數(shù)。

在一些實(shí)施例中，該方法通過(guò)圖像分析確定一個(gè)或多個(gè)通道中的一個(gè)提取孔和/或一個(gè)裝載孔的位置。這有助于不同通道中的提取孔處于不同位置的系統(tǒng)并且還有助于提取孔和/或裝載孔位置變化的自動(dòng)補(bǔ)償。

本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了用于核酸尺寸選擇的設(shè)備。該設(shè)備包括：一個(gè)通道，在該通道中具有第一和第二末端以及一個(gè)提取孔；一個(gè)電泳電源，被連接以傳遞一種電泳信號(hào)到該通道以使來(lái)自一個(gè)樣品的核酸沿著該通道移動(dòng)；一個(gè)成像裝置，被安裝以使該通道成像；一個(gè)控制器，被連接以從該成像裝置獲得圖像，該控制器被配置成：通過(guò)分析這些圖像自動(dòng)監(jiān)測(cè)這些核酸的一個(gè)參考部分沿著該通道的進(jìn)程；基于該監(jiān)測(cè)，估計(jì)這些核酸的一個(gè)目標(biāo)部分到達(dá)該通道的提取孔的估計(jì)時(shí)間；以及操作一個(gè)機(jī)構(gòu)以在該估計(jì)到達(dá)時(shí)間從該提取孔提取包含該目標(biāo)部分的流體。

該成像裝置可以包括一臺(tái)電子攝像機(jī)。該攝像機(jī)可以配備有一個(gè)濾光片，該濾光片減弱了超出與核酸相關(guān)的一種染料的發(fā)射頻帶外的光。

在一些實(shí)施例中，該機(jī)構(gòu)包括一個(gè)自動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括可操作地將一個(gè)樣品轉(zhuǎn)移到該通道中的一個(gè)裝載孔中并且從該提取孔提取該流體的一個(gè)移液管。在一些實(shí)施例中，該移液管包括能夠同時(shí)將多個(gè)樣品引入到多個(gè)通道中或同時(shí)從多個(gè)通道中的提取孔提取流體的一個(gè)多通道移液管。

在一些實(shí)施例中，該通道包括具有相對(duì)的第一和第二側(cè)的一個(gè)長(zhǎng)形槽和處于該槽中的一種電泳介質(zhì)，并且該第一和該第二側(cè)具有沿著該第一和該第二側(cè)縱向延伸的臺(tái)階，該電泳介質(zhì)填充該槽升到這些臺(tái)階。

該電泳介質(zhì)可以包括例如一種凝膠，如一種瓊脂糖凝膠、一種丙烯酰胺凝膠、一種變性丙烯酰胺凝膠等。

在一些實(shí)施例中，該控制器被配置成通過(guò)一個(gè)或多個(gè)圖像的圖像分析測(cè)定該提取孔在該通道中的位置，并且使移液管尖端移動(dòng)到所確定的該提取孔位置。

在一些實(shí)施例中，該控制器被配置成比較該目標(biāo)部分到達(dá)該提取孔的估計(jì)時(shí)間與該目標(biāo)部分到達(dá)該提取孔的所希望的時(shí)間，并且控制該電泳電源以基于該所希望的到達(dá)時(shí)間與該估計(jì)到達(dá)時(shí)間之間的任何差異調(diào)節(jié)該電泳信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)電泳參數(shù)。

在一些實(shí)施例中，該控制器被配置成通過(guò)基于一種誤差信號(hào)對(duì)該一個(gè)或多個(gè)電泳參數(shù)的比例反饋控制來(lái)控制這些核酸沿著該通道的移動(dòng)速率，該誤差信號(hào)包括該目標(biāo)部分到達(dá)該提取孔的估計(jì)時(shí)間與所希望的到達(dá)時(shí)間之間的差異。

在一些實(shí)施例中，該控制器包括被配置成產(chǎn)生該目標(biāo)部分到達(dá)該提取孔的該所希望的時(shí)間的一個(gè)調(diào)度程序。

該設(shè)備可以包括一個(gè)比例反饋控制器，該比例反饋控制器被配置成響應(yīng)一種誤差信號(hào)而控制該電泳電源以改變?cè)撃繕?biāo)部分沿著該通道的平均速度，該誤差信號(hào)表示該目標(biāo)部分到達(dá)該提取孔的估計(jì)時(shí)間與該目標(biāo)部分到達(dá)該提取孔的所希望的時(shí)間之間的差異。在一些實(shí)施例中，該控制器被配置成通過(guò)暫時(shí)中斷施加該電泳信號(hào)到該通道來(lái)減小該估計(jì)到達(dá)時(shí)間與該所希望的到達(dá)時(shí)間之間的差異。

本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了用于核酸尺寸選擇的一種卡盒。該卡盒包括一個(gè)板，具有在該板中形成的一個(gè)通道，該通道包括具有相對(duì)的第一和第二側(cè)的一個(gè)長(zhǎng)形槽和處于該槽中的一種電泳介質(zhì)，第一和第二側(cè)具有臺(tái)階，該電泳介質(zhì)填充該槽升到這些臺(tái)階。該板可以具有一個(gè)或多個(gè)孔、槽或其他特征，用于將該板鎖定到相對(duì)于一個(gè)自動(dòng)機(jī)的一個(gè)已知位置中。該通道可以在沿著該通道間隔開的位置包括一個(gè)裝載孔和一個(gè)提取孔。該板可以任選地至少在它的位于該通道下方的部分是透明的。

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘韵马?xiàng)目：

項(xiàng)目1.一種用于核酸尺寸選擇的方法，該方法包括：

通過(guò)電泳使來(lái)自一個(gè)樣品的核酸沿著一個(gè)通道移動(dòng)；

自動(dòng)監(jiān)測(cè)這些核酸的一個(gè)參考部分沿著該通道的進(jìn)程；

基于該監(jiān)測(cè)，估計(jì)這些核酸的一個(gè)目標(biāo)部分到達(dá)該通道中的一個(gè)提取孔的估計(jì)時(shí)間；以及

在該估計(jì)到達(dá)時(shí)間從該提取孔提取包含該目標(biāo)部分的流體。

項(xiàng)目2.根據(jù)項(xiàng)目1所述的方法，其中該參考部分與該目標(biāo)部分相同。

項(xiàng)目3.根據(jù)項(xiàng)目1所述的方法，其中該參考部分不同于該目標(biāo)部分，并且估計(jì)該目標(biāo)部分的估計(jì)到達(dá)時(shí)間包括估計(jì)該參考部分到達(dá)該提取孔的估計(jì)時(shí)間與該目標(biāo)部分到達(dá)該提取孔的估計(jì)時(shí)間之間的差異。

項(xiàng)目4.根據(jù)項(xiàng)目1到3中任一項(xiàng)所述的方法，其中該監(jiān)測(cè)包括在多個(gè)間隔開的時(shí)間獲得該通道的圖像，并且鑒別這些圖像中對(duì)應(yīng)于該參考部分的區(qū)域。

項(xiàng)目5.根據(jù)項(xiàng)目4所述的方法，其中估計(jì)該目標(biāo)部分的估計(jì)到達(dá)時(shí)間包括基于該參考部分在這些圖像的兩個(gè)或更多個(gè)中的位置之間的差異測(cè)定該目標(biāo)部分的平均速度。

項(xiàng)目6.根據(jù)項(xiàng)目4或5所述的方法，包括在使這些核酸沿著該通道移動(dòng)之前，使這些核酸與一種染料組合。

項(xiàng)目7.根據(jù)項(xiàng)目6所述的方法，其中該染料包括一種熒光團(tuán)或一種發(fā)色團(tuán)。

項(xiàng)目8.根據(jù)項(xiàng)目6或7所述的方法，其中獲得這些圖像的每一個(gè)包括操作一個(gè)成像裝置來(lái)獲得該通道的多個(gè)不同底片，并且組合該多個(gè)不同底片以產(chǎn)生該圖像，其中該圖像具有比該多個(gè)不同底片的任一個(gè)更大的動(dòng)態(tài)范圍。

項(xiàng)目9.根據(jù)項(xiàng)目6到8中任一項(xiàng)所述的方法，包括用可見光或uv光照亮該通道，同時(shí)獲得這些圖像。

項(xiàng)目10.根據(jù)項(xiàng)目9所述的方法，其中該可見光或該uv光包含對(duì)應(yīng)于該染料吸收譜帶的波長(zhǎng)。

項(xiàng)目11.根據(jù)項(xiàng)目1到10中任一項(xiàng)所述的方法，包括預(yù)定該目標(biāo)部分到達(dá)該提取孔的時(shí)間；比較該預(yù)定到達(dá)時(shí)間與該估計(jì)到達(dá)時(shí)間；以及基于該預(yù)定到達(dá)時(shí)間與該估計(jì)到達(dá)時(shí)間之間的任何差異調(diào)節(jié)一種電泳信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)電泳參數(shù)。

項(xiàng)目12.根據(jù)項(xiàng)目11所述的方法，其中調(diào)節(jié)該一個(gè)或多個(gè)電泳參數(shù)包括調(diào)節(jié)該電泳信號(hào)的工作周期。

項(xiàng)目13.根據(jù)項(xiàng)目11或12所述的方法，其中調(diào)節(jié)該一個(gè)或多個(gè)電泳參數(shù)包括調(diào)節(jié)該電泳信號(hào)的電位。

項(xiàng)目14.根據(jù)項(xiàng)目11到13中任一項(xiàng)所述的方法，包括通過(guò)基于一種誤差信號(hào)對(duì)該一個(gè)或多個(gè)電泳參數(shù)的比例反饋控制來(lái)控制這些核酸沿著該通道的移動(dòng)速率，該誤差信號(hào)包括該預(yù)定到達(dá)時(shí)間與該估計(jì)到達(dá)時(shí)間之間的差異。

項(xiàng)目15.根據(jù)項(xiàng)目11到14中任一項(xiàng)所述的方法，包括通過(guò)暫時(shí)中斷施加一種電泳信號(hào)到該通道來(lái)減小該估計(jì)到達(dá)時(shí)間與該預(yù)定到達(dá)時(shí)間之間的差異。

項(xiàng)目16.根據(jù)項(xiàng)目1到15中任一項(xiàng)所述的方法，包括通過(guò)圖像分析測(cè)定該提取孔在該通道中的位置。

項(xiàng)目17.根據(jù)項(xiàng)目16所述的方法，其中估計(jì)這些核酸的目標(biāo)部分到達(dá)該提取孔的估計(jì)時(shí)間部分基于通過(guò)該圖像分析所測(cè)定的該提取孔的位置。

項(xiàng)目18.根據(jù)項(xiàng)目1到17中任一項(xiàng)所述的方法，其中從該提取孔提取包含該目標(biāo)部分的流體在由該目標(biāo)部分中所包括的一系列核酸尺寸自動(dòng)測(cè)定的時(shí)段內(nèi)進(jìn)行。

項(xiàng)目19.根據(jù)項(xiàng)目18所述的方法，包括估計(jì)該目標(biāo)部分的前緣和后緣到達(dá)該提取孔的估計(jì)時(shí)間，并且基于該目標(biāo)部分的前緣和后緣到達(dá)該提取孔的估計(jì)時(shí)間調(diào)節(jié)提取該目標(biāo)部分的開始和停止時(shí)間。

項(xiàng)目20.根據(jù)項(xiàng)目19所述的方法，包括自動(dòng)控制該通道的電泳，使得在該目標(biāo)部分的前緣到達(dá)該提取孔后，電泳速率增加。

項(xiàng)目21.根據(jù)項(xiàng)目1到20中任一項(xiàng)所述的方法，其中該通道是多個(gè)通道中的一個(gè)，并且并聯(lián)進(jìn)行該方法以處理該多個(gè)通道中的多個(gè)樣品。

項(xiàng)目22.根據(jù)項(xiàng)目21所述的方法，其中該多個(gè)通道中每一個(gè)的電泳參數(shù)被獨(dú)立控制。

項(xiàng)目23.根據(jù)項(xiàng)目21或22所述的方法，另外包括操作一個(gè)包括移液管的自動(dòng)機(jī)系統(tǒng)以將該多個(gè)樣品轉(zhuǎn)移到該多個(gè)通道中。

項(xiàng)目24.根據(jù)項(xiàng)目23所述的方法，其中從該提取孔提取包含該目標(biāo)部分的該流體包括操作該自動(dòng)機(jī)系統(tǒng)以將一個(gè)移液管尖端放置到該提取孔中，操作該移液管以從該提取孔抽取該流體，并且操作該自動(dòng)機(jī)系統(tǒng)以將所移出的流體轉(zhuǎn)移到目標(biāo)孔。

項(xiàng)目25.根據(jù)項(xiàng)目24所述的方法，包括自動(dòng)控制這些核酸在這些通道的第一個(gè)和第二個(gè)中的移動(dòng)，使得該第一通道中該目標(biāo)部分的估計(jì)到達(dá)時(shí)間與該第二通道中該目標(biāo)部分的估計(jì)到達(dá)時(shí)間不同。

項(xiàng)目26.根據(jù)項(xiàng)目23所述的方法，其中該移液管包括一個(gè)多通道移液管，并且從該提取孔提取包含該目標(biāo)部分的該流體通過(guò)以下方式對(duì)多個(gè)通道同時(shí)進(jìn)行：操作該自動(dòng)機(jī)系統(tǒng)以將該多通道移液管用于這些通道的移液管尖端放置到對(duì)應(yīng)多個(gè)通道的提取孔中，操作該移液管以從這些提取孔抽取該流體，并且操作該自動(dòng)機(jī)系統(tǒng)以將所移出的流體轉(zhuǎn)移到對(duì)應(yīng)多個(gè)目標(biāo)孔中。

項(xiàng)目27.根據(jù)項(xiàng)目26所述的方法，包括自動(dòng)控制這些核酸在該多個(gè)通道中的移動(dòng)，使得該多個(gè)通道中每一個(gè)的目標(biāo)部分的估計(jì)到達(dá)時(shí)間相同。

項(xiàng)目28.根據(jù)項(xiàng)目27所述的方法，其中該多個(gè)通道的這些目標(biāo)部分包括多個(gè)不同目標(biāo)部分。

項(xiàng)目29.根據(jù)項(xiàng)目1到28中任一項(xiàng)所述的方法，其中該核酸的目標(biāo)部分包含接合到一個(gè)所關(guān)注的核酸分子的一個(gè)接頭，并且這些核酸的參考部分包含并未接合到該所關(guān)注的核酸分子的接頭。

項(xiàng)目30.根據(jù)項(xiàng)目1到29中任一項(xiàng)所述的方法，其中該監(jiān)測(cè)包括自動(dòng)監(jiān)測(cè)這些核酸的多個(gè)參考部分沿著該通道的進(jìn)程，其中該參考部分是這些核酸的多個(gè)參考部分中的一個(gè)。

項(xiàng)目31.根據(jù)項(xiàng)目30所述的方法，其中這些核酸的所述多個(gè)參考部分包括具有已知尺寸的一個(gè)dna或rna梯狀物。

項(xiàng)目32.根據(jù)項(xiàng)目1到31中任一項(xiàng)所述的方法，包括限定這些核酸的目標(biāo)部分的尺寸或尺寸范圍。

項(xiàng)目33.根據(jù)項(xiàng)目1到32中任一項(xiàng)所述的方法，其中這些核酸包含至少一個(gè)第一目標(biāo)部分和一個(gè)第二目標(biāo)部分，并且該估計(jì)和該提取步驟包括：

估計(jì)該第一目標(biāo)部分到達(dá)該通道的提取孔的估計(jì)時(shí)間；

在該第一目標(biāo)部分的估計(jì)到達(dá)時(shí)間從該提取孔提取包含該第一目標(biāo)部分的流體；

在該通道中繼續(xù)電泳；

估計(jì)該第二目標(biāo)部分到達(dá)該通道的提取孔的估計(jì)時(shí)間；并且

在該第二目標(biāo)部分的估計(jì)到達(dá)時(shí)間從該提取孔提取包含該第二目標(biāo)部分的流體。

項(xiàng)目34.根據(jù)項(xiàng)目33所述的方法，包括將包含該第一目標(biāo)部分的該流體和包含該第二目標(biāo)部分的該流體轉(zhuǎn)移到分開的目標(biāo)孔中。

項(xiàng)目35.根據(jù)項(xiàng)目33所述的方法，包括將包含該第一目標(biāo)部分的該流體和包含該第二目標(biāo)部分的該流體轉(zhuǎn)移到同一目標(biāo)孔。

項(xiàng)目36.根據(jù)項(xiàng)目33到35中任一項(xiàng)所述的方法，包括預(yù)定用于提取該第一目標(biāo)部分的第一預(yù)定時(shí)間，并且預(yù)定用于提取該第二目標(biāo)部分的第二預(yù)定時(shí)間。

項(xiàng)目37.根據(jù)項(xiàng)目36所述的方法，包括控制該通道的一個(gè)或多個(gè)電泳參數(shù)以在該第一預(yù)定時(shí)間將該第一目標(biāo)部分帶到該提取孔。

項(xiàng)目38.根據(jù)項(xiàng)目36所述的方法，包括控制該通道的一個(gè)或多個(gè)電泳參數(shù)，以在該第一目標(biāo)部分已經(jīng)被提取之后，在該第二預(yù)定時(shí)間將該第二目標(biāo)部分帶到該提取孔。

項(xiàng)目39.根據(jù)項(xiàng)目33到38中任一項(xiàng)所述的方法，其中這些核酸包含多個(gè)目標(biāo)部分，并且該多個(gè)目標(biāo)部分在多個(gè)不同時(shí)間從該通道的提取孔提取。

項(xiàng)目40.根據(jù)項(xiàng)目21到28中任一項(xiàng)所述的方法，其中該多個(gè)通道中每一個(gè)中的這些核酸包含多個(gè)目標(biāo)部分，并且這些通道中每一個(gè)中的該多個(gè)目標(biāo)部分在多個(gè)時(shí)間從該提取孔提取。

項(xiàng)目41.根據(jù)項(xiàng)目40所述的方法，包括控制這些通道的一個(gè)或多個(gè)電泳參數(shù)，以在共同的第一預(yù)定時(shí)間將該多個(gè)通道的該多個(gè)目標(biāo)部分的第一目標(biāo)部分帶到這些提取孔。

項(xiàng)目42.根據(jù)項(xiàng)目41所述的方法，包括控制這些通道的一個(gè)或多個(gè)電泳參數(shù)，以在不同時(shí)間將該多個(gè)通道的該多個(gè)目標(biāo)部分的第一目標(biāo)部分帶到這些提取孔。

項(xiàng)目43.根據(jù)項(xiàng)目41或42所述的方法，包括控制這些通道的一個(gè)或多個(gè)電泳參數(shù)，以在共同的第二預(yù)定時(shí)間將該多個(gè)通道的該多個(gè)目標(biāo)部分的第二目標(biāo)部分帶到這些提取孔。

項(xiàng)目44.根據(jù)項(xiàng)目41或42所述的方法，包括控制這些通道的一個(gè)或多個(gè)電泳參數(shù)，以在不同時(shí)間將該多個(gè)通道的該多個(gè)目標(biāo)部分的第二目標(biāo)部分帶到這些提取孔。

項(xiàng)目45.一種用于核酸尺寸選擇的方法，包括：

將包含核酸的樣品裝載到多個(gè)通道中，每一個(gè)通道包括一個(gè)提取孔；

通過(guò)電泳使這些核酸朝著這些提取孔移動(dòng)；

預(yù)定從這些提取孔提取這些核酸的目標(biāo)部分的預(yù)定時(shí)間；

監(jiān)測(cè)這些目標(biāo)部分朝著這些對(duì)應(yīng)提取孔的進(jìn)程；并且

基于該監(jiān)測(cè)獨(dú)立地控制這些通道中的電泳，以使得這些目標(biāo)部分在這些預(yù)定時(shí)間到達(dá)這些提取孔。

項(xiàng)目46.用于核酸尺寸選擇的設(shè)備，該設(shè)備包括：

一個(gè)通道，在該通道中具有第一和第二末端以及一個(gè)提取孔；

一個(gè)電泳電源，被連接以傳遞一種電泳信號(hào)到該通道以使來(lái)自一個(gè)樣品的核酸沿著該通道移動(dòng)；

一個(gè)成像裝置，被安裝以使該通道成像；

一個(gè)控制器，被連接以從該成像裝置獲得圖像，并且被配置成：

通過(guò)分析這些圖像自動(dòng)監(jiān)測(cè)這些核酸的一個(gè)參考部分沿著該通道的進(jìn)程；

基于該監(jiān)測(cè)，估計(jì)這些核酸的一個(gè)目標(biāo)部分到達(dá)該通道的提取孔的估計(jì)時(shí)間；并且

操作一個(gè)機(jī)構(gòu)以在該估計(jì)到達(dá)時(shí)間從該提取孔提取包含該目標(biāo)部分的流體。

項(xiàng)目47.根據(jù)項(xiàng)目46所述的設(shè)備，其中該成像裝置包括一臺(tái)攝像機(jī)。

項(xiàng)目48.根據(jù)項(xiàng)目47所述的設(shè)備，其中該成像裝置包括被配置成用可見光或uv光照亮該通道的一個(gè)照明燈。

項(xiàng)目49.根據(jù)項(xiàng)目46到48中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中該機(jī)構(gòu)包括一個(gè)自動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，該自動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括可操作地將一個(gè)樣品轉(zhuǎn)移到該通道的一個(gè)裝載孔中和從該提取孔提取該流體的一個(gè)移液管。

項(xiàng)目50.根據(jù)項(xiàng)目46到49中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中該通道包括具有相對(duì)的第一和第二側(cè)的一個(gè)長(zhǎng)形槽和處于該槽中的一種電泳介質(zhì)，該第一和該第二側(cè)具有沿著該第一和該第二側(cè)縱向延伸的臺(tái)階，該電泳介質(zhì)填充該槽升到這些臺(tái)階。

項(xiàng)目51.根據(jù)項(xiàng)目50所述的設(shè)備，其中該電泳介質(zhì)包括一種凝膠。

項(xiàng)目52.根據(jù)項(xiàng)目51所述的設(shè)備，其中該凝膠包括一種瓊脂糖凝膠。

項(xiàng)目53.根據(jù)項(xiàng)目51所述的設(shè)備，其中該凝膠包括一種丙烯酰胺凝膠。

項(xiàng)目54.根據(jù)項(xiàng)目50所述的設(shè)備，包括分別位于該槽的第一和第二末端的第一和第二緩沖液池。

項(xiàng)目55.根據(jù)項(xiàng)目54所述的設(shè)備，包括分別處于該第一和該第二緩沖液池中的第一和第二電極，其中該第一和該第二電極被連接到該電泳電源。

項(xiàng)目56.根據(jù)項(xiàng)目55所述的設(shè)備，包括一個(gè)鉸接框，其中該第一和該第二電極被安裝在該鉸接框上，并且該鉸接框在該第一和該第二電極處于該第一和該第二緩沖液池中的一個(gè)第一位置與該第一和該第二電極被從該第一和該第二緩沖液池中移出的一個(gè)第二位置之間可移動(dòng)。

項(xiàng)目57.根據(jù)項(xiàng)目50到56中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中該槽具有在3mm到11mm范圍內(nèi)的寬度。

項(xiàng)目58.根據(jù)項(xiàng)目50到57中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中該槽具有在6mm到12mm范圍內(nèi)的深度。

項(xiàng)目59.根據(jù)項(xiàng)目50到58中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，在該介質(zhì)中包括一個(gè)裝載孔，其中一層該介質(zhì)位于該裝載孔與該槽的第一和第二側(cè)的每一個(gè)之間。

項(xiàng)目60.根據(jù)項(xiàng)目46到59中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中該機(jī)構(gòu)包括攜帶一個(gè)移液管的一個(gè)自動(dòng)機(jī)，并且該控制器被配置成使該移液管上的一個(gè)移液管尖端移動(dòng)到該提取孔上的一個(gè)位置，將該移液管尖端下降到該提取孔中，并且將該流體抽取到該移液管尖端中。

項(xiàng)目61.根據(jù)項(xiàng)目60所述的設(shè)備，其中該控制器被配置成通過(guò)一個(gè)或多個(gè)圖像的圖像分析確定該提取孔在該通道中的位置，并且使該移液管尖端移動(dòng)到所確定的該提取孔位置。

項(xiàng)目62.根據(jù)項(xiàng)目46到61中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中該控制器被配置成比較該目標(biāo)部分到達(dá)該提取孔的估計(jì)時(shí)間與該目標(biāo)部分到達(dá)該提取孔的所希望的時(shí)間，并且基于該所希望的到達(dá)時(shí)間與該估計(jì)到達(dá)時(shí)間之間的任何差異控制該電泳電源以調(diào)節(jié)該電泳信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)電泳參數(shù)。

項(xiàng)目63.根據(jù)項(xiàng)目62所述的設(shè)備，其中該一個(gè)或多個(gè)電泳參數(shù)包括該電泳信號(hào)的工作周期。

項(xiàng)目64.根據(jù)項(xiàng)目62或63所述的設(shè)備，其中該一個(gè)或多個(gè)電泳參數(shù)包括該電泳信號(hào)的電位。

項(xiàng)目65.根據(jù)項(xiàng)目46到61中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中該控制器被配置成通過(guò)基于一種誤差信號(hào)對(duì)該一個(gè)或多個(gè)電泳參數(shù)的比例反饋控制來(lái)控制這些核酸沿著該通道的移動(dòng)速率，該誤差信號(hào)包括該目標(biāo)部分到達(dá)該提取孔的估計(jì)時(shí)間與所希望的到達(dá)時(shí)間之間的差異。

項(xiàng)目66.根據(jù)項(xiàng)目65所述的設(shè)備，其中該控制器包括被配置成產(chǎn)生該目標(biāo)部分到達(dá)該提取孔的該所希望的時(shí)間的一個(gè)調(diào)度程序。

項(xiàng)目67.根據(jù)項(xiàng)目46到61中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，包括一個(gè)比例反饋控制器，該比例反饋控制器被配置成響應(yīng)一種誤差信號(hào)控制該電泳電源以改變?cè)撃繕?biāo)部分沿著該通道的平均速度，該誤差信號(hào)表示該目標(biāo)部分到達(dá)該提取孔的估計(jì)時(shí)間與該目標(biāo)部分到達(dá)該提取孔的所希望的時(shí)間之間的差異。

項(xiàng)目68.根據(jù)項(xiàng)目62到67中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中該控制器被配置成通過(guò)暫時(shí)中斷施加該電泳信號(hào)到該通道來(lái)減小該估計(jì)到達(dá)時(shí)間與該所希望的到達(dá)時(shí)間之間的差異。

項(xiàng)目69.根據(jù)項(xiàng)目46到68中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，包括多個(gè)通道，其中該通道是該多個(gè)通道中的一個(gè)。

項(xiàng)目70.根據(jù)項(xiàng)目65所述的設(shè)備，包括多個(gè)通道，其中該通道是該多個(gè)通道中的一個(gè)，并且該控制器被配置成控制該多個(gè)通道中的每一個(gè)的電泳信號(hào)，使得這些目標(biāo)部分到達(dá)該多個(gè)通道中的每一個(gè)的估計(jì)時(shí)間相同。

項(xiàng)目71.根據(jù)項(xiàng)目70所述的設(shè)備，其中該機(jī)構(gòu)包括被配置成支撐多個(gè)移液管尖端的一個(gè)多通道移液管，并且這些移液管尖端被間隔開以便同時(shí)插入到該多個(gè)通道的提取孔中。

項(xiàng)目72.根據(jù)項(xiàng)目70或71所述的設(shè)備，其中該多個(gè)通道中的這些目標(biāo)部分包括多個(gè)不同目標(biāo)部分。

項(xiàng)目73.根據(jù)項(xiàng)目65所述的設(shè)備，包括多個(gè)通道，其中該通道是該多個(gè)通道中的一個(gè)，并且該控制器被配置成控制該多個(gè)通道中的每一個(gè)的電泳信號(hào)，使得這些目標(biāo)部分到達(dá)該多個(gè)通道中的每一個(gè)的估計(jì)時(shí)間不同。

項(xiàng)目74.用于核酸尺寸選擇的設(shè)備，包括：

多個(gè)通道，各自包含一種電泳介質(zhì)與在其中形成的一個(gè)提取孔；

一個(gè)多通道電泳電源，可連接以在每一個(gè)通道的末端之間施加一個(gè)電泳電位，該電源被配置成獨(dú)立地控制該多個(gè)通道中每一個(gè)的電泳電位；

一臺(tái)攝像機(jī)，被定位以使該多個(gè)通道成像；

一個(gè)控制器，被連接以接收來(lái)自該攝像機(jī)的圖像并且控制該電源，該控制器被配置成處理這些圖像，基于這些圖像監(jiān)測(cè)核酸的目標(biāo)部分沿著這些通道的進(jìn)程，并且基于所監(jiān)測(cè)的這些對(duì)應(yīng)目標(biāo)部分的進(jìn)程控制該電源以改變這些通道中的電泳電位。

項(xiàng)目75.根據(jù)項(xiàng)目74所述的設(shè)備，其中該控制器包括用于從這些提取孔提取這些目標(biāo)部分的一個(gè)預(yù)定，并且該控制器被配置成根據(jù)該預(yù)定控制這些電泳電位以使這些目標(biāo)部分不時(shí)到達(dá)這些提取孔。

項(xiàng)目76.根據(jù)項(xiàng)目75所述的設(shè)備，包括一個(gè)自動(dòng)機(jī)移液管裝置，其中該控制器被配置成根據(jù)該預(yù)定控制該自動(dòng)機(jī)移液管裝置以不時(shí)從這些提取孔提取這些目標(biāo)部分。

項(xiàng)目77.一種用于核酸電泳的卡盒，該卡盒包括一個(gè)板，具有在該板中形成的一個(gè)通道，該通道包括具有相對(duì)的第一和第二側(cè)的一個(gè)長(zhǎng)形槽和處于該槽中的一種電泳介質(zhì)，第一和第二側(cè)具有臺(tái)階，該電泳介質(zhì)填充該槽升到這些臺(tái)階。

項(xiàng)目78.根據(jù)項(xiàng)目77所述的卡盒，包括處于沿著該通道間隔開的位置的一個(gè)裝載孔和一個(gè)提取孔。

項(xiàng)目79.根據(jù)項(xiàng)目78所述的卡盒，其中該板至少在它的位于該通道下方的部分是透明的。

項(xiàng)目80.根據(jù)項(xiàng)目77到79中任一項(xiàng)所述的卡盒，包括分別位于該槽的第一和第二末端的第一和第二緩沖液池。

項(xiàng)目81.根據(jù)項(xiàng)目77到80中任一項(xiàng)所述的卡盒，包括被安排在該板上的多個(gè)平行通道。

項(xiàng)目82.根據(jù)項(xiàng)目81所述的卡盒，包括一個(gè)具有多個(gè)伸入這些裝載孔中的銷的第一梳。

項(xiàng)目83.根據(jù)項(xiàng)目82所述的卡盒，包括與該多個(gè)通道的裝載孔對(duì)齊的一個(gè)第一組特征，其中該第一梳與該第一組特征嚙合。

項(xiàng)目84.根據(jù)項(xiàng)目83所述的卡盒，其中該第一梳的銷比這些槽更窄。

項(xiàng)目85.根據(jù)項(xiàng)目82到84中任一項(xiàng)所述的卡盒，包括一個(gè)具有多個(gè)伸入這些提取孔中的銷的第二梳。

項(xiàng)目86.根據(jù)項(xiàng)目85所述的卡盒，其中該第二梳的銷比該第一梳的銷更寬。

項(xiàng)目87.根據(jù)項(xiàng)目85或86所述的卡盒，包括與該多個(gè)通道的提取孔對(duì)齊的一個(gè)第二組特征，其中該第二梳與該第二組特征嚙合。

項(xiàng)目88.根據(jù)項(xiàng)目77到87中任一項(xiàng)所述的卡盒，其中這些通道的第一和第二壁包括一個(gè)或多個(gè)凸出或凹陷，用于使該介質(zhì)保持在靠近該第一和該第二緩沖液池中的每一個(gè)的位置。

項(xiàng)目89.根據(jù)項(xiàng)目77到88中任一項(xiàng)所述的卡盒，其中該槽具有在3mm到11mm范圍內(nèi)的寬度。

項(xiàng)目90.根據(jù)項(xiàng)目77到89中任一項(xiàng)所述的卡盒，其中該槽具有在6mm到12mm范圍內(nèi)的深度。

項(xiàng)目91.根據(jù)項(xiàng)目77到90中任一項(xiàng)所述的卡盒，包括粘附在該通道上的一個(gè)無(wú)菌剝離覆蓋物。

本發(fā)明的其他方面和本發(fā)明的示例實(shí)施例的特征在附圖中加以展示和/或如下所述。

附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

附圖描繪了本發(fā)明的非限制性示例實(shí)施例。

圖1展示了用于根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施例對(duì)核酸進(jìn)行尺寸選擇的一種方法。

圖1a展示了一種替代示例方法。

圖2的左圖示意性展示了一個(gè)通道的一個(gè)圖像。

圖2的右圖是展示密度隨沿著通道的位置而變的一個(gè)圖。

圖3展示了用于鑒別對(duì)應(yīng)于具有預(yù)定尺寸的dna的一個(gè)峰的一種方法。

圖4展示了根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施例的設(shè)備。

圖5示出了一個(gè)示例自動(dòng)機(jī)。

圖5a示出了一個(gè)示例層面。

圖5b示出了一個(gè)示例攝像機(jī)組合件。

圖6是一個(gè)示例圖形顯示器的屏幕快照。

圖7是一個(gè)示例通道板的平面視圖。

圖7a是一個(gè)單獨(dú)的通道的截面。

圖7b示出了適用于形成裝載或提取孔的一個(gè)示例梳。

圖7c是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)示例通道板的平面視圖。

圖7d是具有接合的形成源孔和提取孔的梳的一個(gè)通道板的透視圖。

說(shuō)明

在以下說(shuō)明通篇，陳述了具體細(xì)節(jié)以便向本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員提供更透徹的理解。然而，可以不詳細(xì)示出或描述眾所周知的要素以避免不必要地模糊本披露。因此，說(shuō)明和圖應(yīng)以說(shuō)明性而不是限制性意義來(lái)看待。

本發(fā)明的一個(gè)方面提供了用于多個(gè)核酸樣品的尺寸選擇的一種自動(dòng)化方法。該方法使用成像結(jié)合預(yù)測(cè)算法來(lái)定時(shí)提取并且提供具有所希望的尺寸范圍的尺寸選擇過(guò)的核酸。該方法可以有利地結(jié)合自動(dòng)化設(shè)備來(lái)實(shí)施，該自動(dòng)化設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)電泳通道、獲取該一個(gè)或多個(gè)電泳通道的圖像的一臺(tái)攝像機(jī)以及包括一個(gè)移液管的一個(gè)自動(dòng)機(jī)，該移液管用于將樣品引入到相應(yīng)通道中并且從這些通道提取尺寸選擇過(guò)的核酸。這些通道可以填充有例如一種瓊脂糖凝膠或一種丙烯酰胺凝膠。這些通道可以各自具有在該通道中的一個(gè)裝載孔和沿著該通道與該裝載孔間隔開的一個(gè)提取孔。

以下說(shuō)明解釋了用于對(duì)dna進(jìn)行尺寸選擇的示例實(shí)施例的構(gòu)建和操作。舉例來(lái)說(shuō)，dna可以包括得自rna的cdna。待進(jìn)行尺寸選擇的dna可以具有在10bp到10kbp范圍內(nèi)的尺寸。然而，本發(fā)明可以被應(yīng)用于其他核酸(如rna)的尺寸選擇。在一些實(shí)施例中，這些核酸包括剪切過(guò)的核酸。

圖1展示了根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的一種方法10。在方框11中，將包含dna的樣品引入到包含一種介質(zhì)的通道中的一個(gè)裝載孔中，可以通過(guò)電泳使該dna移動(dòng)穿過(guò)該介質(zhì)。包含dna的樣品還可以包含與該dna一起被引入到該裝載孔中的一種染料(例如sybrgreen^tm染料或溴化乙錠)。染料的功能是促進(jìn)該介質(zhì)中該dna的檢測(cè)或成像。在一些實(shí)施例中，該樣品中的dna分子可以包含一個(gè)接頭，它可以適用于下游應(yīng)用，如dna測(cè)序。該介質(zhì)可以例如包括一種瓊脂糖或丙烯酰胺凝膠。在方框12中，開始電泳。電泳可以通過(guò)在處于該通道的相對(duì)的末端的電極之間施加一個(gè)電位差來(lái)進(jìn)行。該電位差可以包括例如一個(gè)dc電位、脈沖dc電位或不平衡ac電位。所施加的電位驅(qū)使該dna從該裝載孔沿著該通道朝向一個(gè)提取孔遷移。具有不同尺寸的dna在該通道中具有不同遷移率，并且因此該dna變得尺寸分離。

任選方框13提供了一個(gè)延遲以允許該dna沿著該通道遷移足夠遠(yuǎn)，從而可以檢測(cè)到不同尺寸dna的濃度。方框14包括確定具有所希望的尺寸范圍的目標(biāo)dna沿著該通道的位置。在一些實(shí)施例中，方框14包括用一臺(tái)攝像機(jī)獲得一系列通道圖像，檢測(cè)該一個(gè)或多個(gè)圖像中對(duì)應(yīng)于具有一個(gè)或多個(gè)已知尺寸的dna的一個(gè)或多個(gè)界標(biāo)，并且基于該一個(gè)或多個(gè)界標(biāo)的一個(gè)或多個(gè)位置確定該目標(biāo)dna的位置。方框14的輸出是該目標(biāo)dna沿著該通道的一系列位置。

一個(gè)或多個(gè)尺寸測(cè)定參考物(例如界標(biāo))可以在跑膠時(shí)間之時(shí)或之前被指明；無(wú)論它是一個(gè)dna梯狀物還是預(yù)期電泳圖中存在的一個(gè)固有特征。如果所用尺寸參考物是一個(gè)dna梯狀物，那么該dna梯狀物可以在將該樣品裝載到這些裝載孔之前被添加到該樣品中。在一些實(shí)施例中，該尺寸參考物固有地存在于該樣品中。舉例來(lái)說(shuō)，為了對(duì)得自mirna的一個(gè)cdna樣品進(jìn)行尺寸選擇，該樣品可以包含cdna+接頭片段(例如具有109bp的尺寸)以及接頭-接頭片段(例如具有80bp的尺寸)。這些接頭-接頭片段可以用作一個(gè)尺寸參考物。

該目標(biāo)dna的尺寸范圍可能以多種方式(例如以絕對(duì)項(xiàng)或相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)給定參考物)來(lái)限定，允許切除尺寸依賴或獨(dú)立于該輸入樣品的電泳圖輪廓(profile)的部分。舉例來(lái)說(shuō)，如果該輸入樣品是一個(gè)預(yù)期峰中心在約250bp的剪切過(guò)的基因組dna，那么可以相對(duì)于該峰中心來(lái)限定該目標(biāo)部分的遷移率范圍(例如峰中心遷移率的110％-90％)，或可以獨(dú)立于該峰中心的實(shí)際遷移率以絕對(duì)尺寸范圍(例如150bp-200bp)形式限定該目標(biāo)。

方框15確定該目標(biāo)dna沿著該通道的平均速度。方框15可以例如像該目標(biāo)dna兩個(gè)位置之間的差值除以確定這些位置的圖像之間所經(jīng)過(guò)的時(shí)間一樣簡(jiǎn)單。方框15可以考慮大于兩個(gè)位置。舉例來(lái)說(shuō)，方框15可以計(jì)算多個(gè)速度的平均值或找出它們的中值。

方框16估計(jì)該目標(biāo)dna到達(dá)該提取孔的時(shí)間。這一確定可以基于一個(gè)已知、預(yù)定的提取孔位置。在一些實(shí)施例中，在方框17中，通過(guò)在方框15所獲得的圖像中定位該提取孔的圖像(或出于定位該提取孔的目的所獲得的別的分開圖像)來(lái)確定該提取孔的位置。這一圖像識(shí)別可以是基于模型的(即提前已知一個(gè)通道的圖像預(yù)期在一個(gè)圖像中看起來(lái)像什么、每一個(gè)通道預(yù)期在該圖像的哪里被發(fā)現(xiàn)、以及一個(gè)提取孔的圖像預(yù)期在該圖像中看起來(lái)像什么。定位該提取孔可以例如包括在該圖像中查找與一個(gè)提取孔的模型圖像相關(guān)性最大的位置。在其他更簡(jiǎn)單的實(shí)施例中，在該圖像中定位該提取孔包括在該圖像中定位對(duì)應(yīng)于該提取孔的一個(gè)或多個(gè)邊緣。

舉例來(lái)說(shuō)，該估計(jì)到達(dá)時(shí)間可以通過(guò)將估計(jì)行進(jìn)時(shí)間加到當(dāng)前時(shí)間來(lái)獲得。該估計(jì)行進(jìn)時(shí)間可以例如通過(guò)該提取孔位置與該目標(biāo)dna當(dāng)前位置之間的距離除以如方框15中所估計(jì)的該目標(biāo)dna的當(dāng)前速度來(lái)確定。

方框18在該估計(jì)到達(dá)時(shí)間從該提取孔提取該目標(biāo)dna。方框18可以例如包括控制攜帶一個(gè)移液管的一個(gè)自動(dòng)機(jī)以在該估計(jì)到達(dá)時(shí)間或之前將該移液管放置到該提取孔中，并且在該估計(jì)到達(dá)時(shí)間從該提取孔抽取該流體到該移液管中。該自動(dòng)機(jī)可以接著將所收集的流體分配到可以容納或傳遞該流體用于進(jìn)一步處理的一個(gè)儲(chǔ)集器中。

方法10具有一系列變化。在一些實(shí)施例中，關(guān)于該目標(biāo)dna的速度和/或位置的信息被用于控制目標(biāo)dna的速度。從跑膠時(shí)間電泳圖獲得的位置信息和時(shí)間信息被用于一個(gè)反饋回路，以除了該目標(biāo)dna部分到達(dá)提取孔的時(shí)間外，還控制它的電泳速度。

反饋控制可以被用于例如調(diào)節(jié)該目標(biāo)dna到達(dá)該提取孔的估計(jì)時(shí)間?？梢岳缤ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)一個(gè)電泳電場(chǎng)的工作周期和/或電壓和/或通過(guò)暫停施加電泳電場(chǎng)一次或多次來(lái)調(diào)節(jié)該估計(jì)到達(dá)時(shí)間。通過(guò)調(diào)節(jié)工作周期調(diào)節(jié)該目標(biāo)dna速度的實(shí)施例可以是有利的，因?yàn)楣ぷ髦芷谂c速度之間的關(guān)系趨向于線性或幾乎線性。這使得控制簡(jiǎn)化。可以同時(shí)控制任意數(shù)目樣品的電泳速度和提取預(yù)定。在一個(gè)實(shí)施例中，提取預(yù)定平行跑膠處理96個(gè)樣品。

圖1a展示了一種替代示例方法10a，它除了包括預(yù)定該目標(biāo)dna的預(yù)定到達(dá)時(shí)間的一個(gè)方框19和比較方框16的該估計(jì)到達(dá)時(shí)間與該目標(biāo)dna的預(yù)定到達(dá)時(shí)間的一個(gè)方框20外，與方法10類似。方框21接收來(lái)自方框20的一種控制信號(hào)，并且基于該控制信號(hào)調(diào)節(jié)電泳參數(shù)?；芈?2可以在足以控制該目標(biāo)dna進(jìn)程的速率下定期重復(fù)，使得該目標(biāo)dna在預(yù)定時(shí)間到達(dá)該提取孔。

在方框21中，適當(dāng)時(shí)可以調(diào)節(jié)這些電泳參數(shù)，以延緩該目標(biāo)dna的進(jìn)程、加速該目標(biāo)dna的進(jìn)程或保持該目標(biāo)dna的進(jìn)程的當(dāng)前速率。在一些實(shí)施例中，調(diào)節(jié)僅僅取決于該控制信號(hào)的標(biāo)志(即該估計(jì)到達(dá)時(shí)間是在該預(yù)定到達(dá)時(shí)間之前還是之后)。在其他實(shí)施例中，該調(diào)節(jié)至少部分基于該估計(jì)到達(dá)時(shí)間與該預(yù)定到達(dá)時(shí)間之間差值的大小(或相當(dāng)?shù)匾粋€(gè)估計(jì)速度與將使得該目標(biāo)dna在該預(yù)定時(shí)間到達(dá)該提取孔的一個(gè)速度之間差值的大小。

在典型情況下，該目標(biāo)dna不具有一個(gè)特定尺寸但具有一個(gè)尺寸范圍。因此，該目標(biāo)dna將在具有通過(guò)該dna部分的尺寸范圍以及通過(guò)這些電泳參數(shù)所確定的長(zhǎng)度的時(shí)間窗口期間到達(dá)該提取孔。在一些實(shí)施例中，一個(gè)目標(biāo)部分最初可以被限定并且還被連續(xù)調(diào)節(jié)直到該部分被提取。

在同時(shí)正在操作多個(gè)電泳通道的情況下，控制目標(biāo)dna到達(dá)一個(gè)提取孔的時(shí)間可以被用于產(chǎn)生良好效果。舉例來(lái)說(shuō)，可以控制多個(gè)通道每一個(gè)中的dna電泳以使每一個(gè)通道中的目標(biāo)dna在一個(gè)預(yù)定時(shí)間到達(dá)一個(gè)提取孔，使得不同通道中預(yù)定時(shí)間不同。不同通道中的目標(biāo)dna可以相同或不同。這可以有助于使用一個(gè)自動(dòng)機(jī)來(lái)從每一個(gè)通道提取目標(biāo)dna，而不要求該自動(dòng)機(jī)的同一移液管同時(shí)從兩個(gè)提取孔提取流體?？梢苑峙溥@些預(yù)定時(shí)間以確保該自動(dòng)機(jī)具有足夠時(shí)間進(jìn)行每一次預(yù)定提取。

控制電泳速度可以被用于補(bǔ)償通道之間電泳速度的變化(例如由電泳介質(zhì)的不均勻性或不同通道所用電泳介質(zhì)的其他差異所導(dǎo)致。該控制還可以被用于補(bǔ)償通道之間提取孔位置的差異。該控制還可以被用于補(bǔ)償不同通道中目標(biāo)dna的差異。

一些實(shí)施例采用一個(gè)多通道自動(dòng)機(jī)。舉例來(lái)說(shuō)，這樣一個(gè)自動(dòng)機(jī)可以具有多個(gè)移液管，這些移液管被安排成使得它們的尖端可以同時(shí)被插入到多個(gè)提取孔中。舉例來(lái)說(shuō)，該自動(dòng)機(jī)可以攜帶8個(gè)、16個(gè)或一些其他數(shù)目的移液管。在一些此類實(shí)施例中，通道被并排地安排，并且該自動(dòng)機(jī)可以被配置成將流體同時(shí)引入n個(gè)相鄰裝載孔或?qū)⒘黧w同時(shí)從n個(gè)相鄰提取孔移出。

在使用一個(gè)多通道自動(dòng)機(jī)的一些實(shí)施例中，控制多個(gè)通道中的電泳以使該多個(gè)通道中的目標(biāo)dna在同一預(yù)定時(shí)間到達(dá)提取孔。該多個(gè)通道中的目標(biāo)dna可能不同。該自動(dòng)機(jī)可以接著被控制，以在該預(yù)定時(shí)間將移液管尖端放置到該多個(gè)通道的提取孔中并且同時(shí)從這些提取孔提取流體。這些實(shí)施例允許不同的預(yù)定到達(dá)時(shí)間被分配給多組通道。每一組中個(gè)別通道的電泳可以被單獨(dú)控制以使該組每一個(gè)通道中的目標(biāo)dna在該組的預(yù)定時(shí)間到達(dá)相應(yīng)提取孔。不同組通道的預(yù)定時(shí)間可以被間隔開，使得該自動(dòng)機(jī)有時(shí)間進(jìn)行預(yù)定提取。這些實(shí)施例可以提供高通量電泳。

上述原理還可以被應(yīng)用在希望從同一樣品提取兩個(gè)或更多個(gè)部分的情形下。對(duì)于這些應(yīng)用，可以進(jìn)行電泳以將一個(gè)第一目標(biāo)部分帶到一個(gè)提取孔并且提取該第一目標(biāo)部分。隨后，可以進(jìn)行進(jìn)一步電泳以將一個(gè)第二部分帶到該提取孔?？梢越又崛≡摰诙糠?。如果希望的話，可以保持該第一和該第二目標(biāo)部分彼此分離。舉例來(lái)說(shuō)，該第一和該第二目標(biāo)部分的每一個(gè)可以從該提取孔被轉(zhuǎn)移到一個(gè)分開的目標(biāo)孔。如果希望的話，還有可能從同一樣品轉(zhuǎn)移多個(gè)部分到同一目標(biāo)孔。

在一些應(yīng)用中，三個(gè)或更多個(gè)部分可以被提取自同一樣品。當(dāng)待從同一樣品提取兩個(gè)或更多個(gè)目標(biāo)部分時(shí)，那么可以分開地預(yù)定每一個(gè)目標(biāo)部分的提取。在一個(gè)第一目標(biāo)部分已經(jīng)在一個(gè)第一預(yù)定時(shí)間從一個(gè)通道被提取后，可以控制該通道的電泳參數(shù)以在一個(gè)第二預(yù)定時(shí)間將該第二目標(biāo)部分帶到該提取孔。

在一些實(shí)施例中，控制多個(gè)通道中的電泳以在一個(gè)第一時(shí)間將對(duì)應(yīng)的多個(gè)第一目標(biāo)部分帶到該多個(gè)通道中的提取孔。一個(gè)多通道移液管或其他多通道提取機(jī)構(gòu)可以接著被用于將該第一目標(biāo)部分轉(zhuǎn)移到對(duì)應(yīng)的目標(biāo)孔。可以接著控制該多個(gè)通道中的電泳以將第二目標(biāo)部分同時(shí)帶到這些通道中的提取孔。這些第一目標(biāo)部分與這些第二目標(biāo)部分之間的間距沒必要在不同通道之間是相同的?？梢钥刂齐娪疽栽谝恍┩ǖ乐惺乖摰诙繕?biāo)部分朝著該提取孔移動(dòng)比其他通道更快。在一些實(shí)施例中，控制電泳以在該多個(gè)通道中將這些第二目標(biāo)部分同時(shí)帶到提取孔，使得可以使用該多通道移液管同時(shí)提取這些第二目標(biāo)部分。

圖2的左圖示意性展示了一個(gè)通道24的圖像。通道24包括一種合適電泳介質(zhì)的一個(gè)條帶25與在每一末端的一個(gè)緩沖液池25a、25b。一個(gè)裝載孔26a位于接近緩沖液池25a的介質(zhì)25中。一個(gè)提取孔位于與裝載孔26a隔開朝著緩沖液池25b的位置處的介質(zhì)25中。

在圖2的左圖中還展示已經(jīng)通過(guò)電泳從裝載孔26a沿著介質(zhì)25攜帶的各種dna條帶。因?yàn)榫哂胁煌叽绲膁na在電泳下以不同速率移動(dòng)，所以不同位置處的條帶表示具有不同尺寸的dna。在該圖像中，不同條帶可以具有不同密度。這些條帶可以全部表示一個(gè)樣品中存在的dna。在一些實(shí)施例中，具有一個(gè)已知尺寸或一組已知尺寸的dna(例如一個(gè)dna梯狀物)可以被添加到該樣品中，用于提供可以用于確定目標(biāo)dna的位置的一個(gè)尺寸標(biāo)度的目的。

在一些實(shí)施例中，尺寸測(cè)定參考物(如dna梯狀物)作為輸入樣品在同一通道24中跑膠。與尺寸測(cè)定參考物和樣品在單獨(dú)通道中跑膠的實(shí)施例相比，這確保了尺寸測(cè)定的精度。

圖2的右圖是展示密度隨沿著通道24的位置而變的一個(gè)圖。曲線27中的峰對(duì)應(yīng)于圖2的左圖中所示出的條帶的位置。上述方法可以鑒別曲線27中對(duì)應(yīng)于該目標(biāo)dna的一個(gè)峰，或從對(duì)應(yīng)于與該目標(biāo)dna具有一種或多種已知尺寸關(guān)系的dna的一個(gè)或多個(gè)其他峰的位置推斷出該目標(biāo)dna的當(dāng)前位置。

一些實(shí)施例提供一個(gè)調(diào)度程序。該調(diào)度程序可以例如在軟件中被執(zhí)行。該調(diào)度程序可以預(yù)定：樣品轉(zhuǎn)移到通道24的源孔26a中、通道24中的電泳開始并且從提取孔26b提取目標(biāo)部分。在一些實(shí)施例中，該調(diào)度程序在樣品正在通道24中跑膠時(shí)操作，并且可以響應(yīng)該目標(biāo)部分的進(jìn)程(或與該目標(biāo)部分具有一種已知關(guān)系的一個(gè)條帶)監(jiān)測(cè)再預(yù)定這些目標(biāo)部分的提取。該預(yù)定可以最初預(yù)定在與一個(gè)通道中開始電泳的時(shí)間隔開一個(gè)時(shí)段的時(shí)隙提取一個(gè)目標(biāo)部分，該時(shí)段比一個(gè)目標(biāo)部分有可能從該源孔26a前進(jìn)到該對(duì)應(yīng)提取孔26b的最短時(shí)段長(zhǎng)。在一些實(shí)施例中，這一最初預(yù)定所用的時(shí)段可以基于測(cè)量到的從該源孔26a到該提取孔26b的距離而確定。該時(shí)段可以基于該目標(biāo)部分的比在電泳參數(shù)的可用范圍內(nèi)可達(dá)到的最大速度小的假定平均速度而產(chǎn)生。該假定平均速度可以是該目標(biāo)部分的尺寸和正在進(jìn)行電泳的該介質(zhì)的特征的函數(shù)。

在一些實(shí)施例中，由該調(diào)度程序預(yù)定用于提取一個(gè)目標(biāo)部分的時(shí)段的長(zhǎng)度是可變的，并且取決于該目標(biāo)部分中所包括的核酸的尺寸(包括更大尺寸范圍的一個(gè)目標(biāo)部分將比展開尺寸小的一個(gè)目標(biāo)部分花費(fèi)更長(zhǎng)時(shí)間去提取)。在一些實(shí)施例中，基于一個(gè)目標(biāo)部分的前緣和后緣到達(dá)該提取孔的估計(jì)時(shí)間調(diào)節(jié)提取該目標(biāo)部分的開始和停止時(shí)間。

在一些實(shí)施例中，該調(diào)度程序監(jiān)測(cè)從不同通道24提取目標(biāo)部分的時(shí)間之間的沖突。在一些此類實(shí)施例中，在沖突(即分配用于從不同通道24提取目標(biāo)部分的時(shí)段重疊的情況下，該調(diào)度程序可以修正從一個(gè)通道24提取該目標(biāo)部分的預(yù)定時(shí)間以消除該沖突。該預(yù)定提取時(shí)間的變化可以自動(dòng)導(dǎo)致重新預(yù)定的通道24中的電泳參數(shù)被改變，以便控制該目標(biāo)部分在該通道24中的進(jìn)程，使得該目標(biāo)部分在該重新預(yù)定的時(shí)間到達(dá)該提取孔。

在一些實(shí)施例中，控制一個(gè)通道24的電泳參數(shù)，使得在該目標(biāo)部分的前緣到達(dá)對(duì)應(yīng)提取孔26b并且提取開始后，電泳速率增加，從而減少為提取整個(gè)目標(biāo)部分必須繼續(xù)提取所經(jīng)過(guò)的時(shí)間。

圖3展示了用于鑒別通道24中對(duì)應(yīng)于預(yù)定尺寸dna的峰的一種方法30。方框32使用已知電泳參數(shù)向一個(gè)通道施加電泳一段時(shí)間。方框33獲得在方框33結(jié)束時(shí)的通道圖像。方框34基于該目標(biāo)dna的已知特征鑒別沿著該通道的位置范圍。舉例來(lái)說(shuō)，可以提供使沿著該通道的位置與dna尺寸相關(guān)的一個(gè)預(yù)定校正曲線35。在一些實(shí)施例中，提供多個(gè)不同校正曲線35。不同校正曲線可以應(yīng)用于在通道24中可以使用的不同介質(zhì)。

方框34估計(jì)預(yù)期發(fā)現(xiàn)目標(biāo)dna的位置或位置范圍。該估計(jì)位置可以是已經(jīng)進(jìn)行電泳的時(shí)間長(zhǎng)度、通道24中的介質(zhì)、電泳參數(shù)以及該目標(biāo)dna的特征(尤其尺寸)的函數(shù)。一名操作者可以記錄該目標(biāo)dna的尺寸或尺寸范圍。方框34可以使用一個(gè)適當(dāng)校正曲線35來(lái)鑒別曲線27中對(duì)應(yīng)于該目標(biāo)dna的一個(gè)峰的預(yù)期位置。方框36設(shè)定一個(gè)范圍37(參看圖2的右圖)并且在曲線27中搜尋范圍37內(nèi)的一個(gè)峰。如果成功檢測(cè)到一個(gè)峰(如例如由方框39所產(chǎn)生的是(yes)所確定，那么該峰被鑒別為該目標(biāo)dna的最初位置。一旦已經(jīng)在一個(gè)圖像中鑒別出對(duì)應(yīng)于目標(biāo)dna的一個(gè)峰，該峰可以在它沿著該通道傳播時(shí)通過(guò)后續(xù)圖像而被追蹤。電泳圖輪廓的顯著特征可以在跑膠時(shí)間被鑒別出并且在更快移動(dòng)的尺寸參考物移動(dòng)出視野時(shí)被用于幫助保持尺寸完整性。

方法30可以被用于鑒別一個(gè)dna梯狀物和/或一個(gè)樣品中對(duì)應(yīng)于dna的一個(gè)或多個(gè)峰。在一些實(shí)施例中，不同于該目標(biāo)dna的一個(gè)或多個(gè)峰被如上所述鑒別并且追蹤。該目標(biāo)dna的當(dāng)前位置可以相對(duì)于這些峰被鑒別出。舉例來(lái)說(shuō)，一名用戶可以限定預(yù)期目標(biāo)dna領(lǐng)先或落后一個(gè)或多個(gè)這些峰的量。

圖4展示了根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施例的設(shè)備40。設(shè)備40包括一個(gè)自動(dòng)機(jī)42，該自動(dòng)機(jī)包括一個(gè)移液管44，該移液管可以被自動(dòng)機(jī)42安置在一個(gè)場(chǎng)地43中所希望的位置上。舉例來(lái)說(shuō)，自動(dòng)機(jī)42可以包括支撐一個(gè)單通道移液管泵的一個(gè)xyz平臺(tái)，它還支撐一個(gè)緩沖液裝載線和尖端噴射機(jī)構(gòu)。一個(gè)源板45包括多個(gè)源孔45a。一個(gè)目標(biāo)板46包括多個(gè)目標(biāo)孔46a。多個(gè)通道47被提供在場(chǎng)地43內(nèi)。

自動(dòng)機(jī)42包括可以控制移液管44的位置的一個(gè)控制器42a?？刂破?2a可以例如通過(guò)以下方式控制自動(dòng)機(jī)42裝載一個(gè)通道：抬起在一個(gè)站點(diǎn)48a處的一個(gè)移液管尖端48，將該移液管尖端安置在一個(gè)選出的源孔45a上方，使該移液管尖端下降到該源孔45a中并且抽取流體到該移液管尖端45a中，升高該移液管尖端并且將其再安置在一個(gè)選出的通道47的一個(gè)裝載孔上方，使該移液管尖端下降到該裝載孔中，操作該移液管以將該流體分配到該源孔中，升高該移液管尖端并且將移液管尖端移動(dòng)到使用過(guò)的移液管尖端的一個(gè)儲(chǔ)存區(qū)并且斷開使用過(guò)的移液管尖端。

控制器42a可以例如通過(guò)以下方式控制自動(dòng)機(jī)42從一個(gè)通道取回目標(biāo)dna：抬起在站點(diǎn)48a處的一個(gè)移液管尖端48，將該移液管尖端安置在該選出的通道的提取孔上方，剛好在該目標(biāo)dna估計(jì)到達(dá)之前，使該移液管尖端下降到該通道的提取孔中，抽取流體到該移液管尖端45a中，經(jīng)過(guò)一段對(duì)應(yīng)于該目標(biāo)dna預(yù)期到達(dá)的時(shí)間，升高該移液管尖端并且將其再安置在一個(gè)目標(biāo)孔46a上方，使該移液管尖端下降到該目標(biāo)孔中，操作該移液管以將該流體分配到該目標(biāo)孔中，升高該移液管尖端并且將移液管尖端移動(dòng)到使用過(guò)的移液管尖端的一個(gè)儲(chǔ)存區(qū)并且斷開使用過(guò)的移液管尖端。

如在此描述的設(shè)備可以被配置成處理任何合理數(shù)目的樣品。在一些實(shí)施例中，如在此描述的設(shè)備提供同時(shí)用于96個(gè)樣品的自動(dòng)化尺寸選擇。在其他示例實(shí)施例中，設(shè)備同時(shí)處理96個(gè)樣品的倍數(shù)。其他示例實(shí)施例被配置成處理其他數(shù)目的樣品。

適用作自動(dòng)機(jī)42的自動(dòng)機(jī)是可商購(gòu)的。適用作自動(dòng)機(jī)42的自動(dòng)機(jī)還可以按本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的方式由可商購(gòu)的組件制成。

設(shè)備40包括一個(gè)成像裝置50，它可以例如包括被安排以獲得通道47的圖像的一臺(tái)攝像機(jī)。成像裝置50可以包括一個(gè)高動(dòng)態(tài)范圍成像裝置。舉例來(lái)說(shuō)，攝像機(jī)50或被連接以從攝像機(jī)50接收?qǐng)D像的一個(gè)控制器可以被配置成獲得和組合在不同曝光時(shí)間拍攝的圖像以擴(kuò)大可檢測(cè)到的動(dòng)態(tài)范圍。這允許暗條帶可以在不使最亮條帶飽和的情況下可見。

一個(gè)光源52照亮了通道47以促進(jìn)沿著這些通道傳播的核酸成像。當(dāng)該dna與一種染料結(jié)合時(shí)，該光源可以發(fā)射對(duì)應(yīng)于該染料吸收譜帶的光(例如對(duì)應(yīng)于激發(fā)該染料的熒光團(tuán)的波長(zhǎng)的一個(gè)譜帶。光源52可以包括阻斷在這一范圍以外的波長(zhǎng)的一個(gè)濾光片。舉例來(lái)說(shuō)，sybrgreen^tm染料吸收488nm的光。該光源可以發(fā)射藍(lán)光。舉例來(lái)說(shuō)，該光源可以包括藍(lán)色led的一個(gè)陣列?？商娲鼗蛄硗獾?，該光源可以發(fā)射uv光。攝像機(jī)50可以包括優(yōu)先允許該染料的熒光進(jìn)入的一個(gè)濾光片。舉例來(lái)說(shuō)，sybrgreen^tm染料發(fā)射520nm的光。該攝像機(jī)可以具有使520nm的光通過(guò)但減弱其他波長(zhǎng)的光的一個(gè)帶通或陷波濾光片。

舉例來(lái)說(shuō)，該攝像機(jī)可以被固定到自動(dòng)機(jī)42的一個(gè)部件上，使得該攝像機(jī)與通道47在固定距離下。在一個(gè)原型實(shí)施例中，攝像機(jī)50和led照明燈52被固定到自動(dòng)機(jī)42的一個(gè)y軸臂上。

一個(gè)多通道電泳電源54被配置成在通道47的兩端提供電泳電位。電源54可以包括一個(gè)單一單元或多個(gè)獨(dú)立單元。一個(gè)控制器55被連接以從攝像機(jī)50接收?qǐng)D像以便控制電源54和協(xié)調(diào)自動(dòng)機(jī)42的動(dòng)作。一個(gè)用戶界面56允許用戶提供控制輸入和信息以指導(dǎo)設(shè)備40的操作。

在一個(gè)示例系統(tǒng)操作中，源板和目標(biāo)板45、46連同包含移液管尖端的兩個(gè)尖端盒一起被裝載。包括通道47的板被設(shè)定在層面上并且電極陣列被放置成使得它們的電極與該通道板末端的通道47電接觸。在一些實(shí)施例中，這些電極被安裝到一個(gè)結(jié)構(gòu)上，該結(jié)構(gòu)允許它們被引入到每一個(gè)通道的每一末端的緩沖液孔中。舉例來(lái)說(shuō)，該設(shè)備可以包括攜帶對(duì)應(yīng)于每一個(gè)通道的第一和第二電極的一個(gè)鉸接框。該第一和該第二電極可以被安裝在該鉸接框上，并且該鉸接框可以在該第一和該第二電極伸入一個(gè)通道的第一和第二緩沖液池中的第一位置與該第一和該第二電極從該第一和該第二緩沖液池被移出的第二位置之間可移動(dòng)。

控制軟件與樣品位置(整個(gè)96孔板或更少或更多)、樣品類型以及一個(gè)或多個(gè)通道板的位置一起被配置。

當(dāng)開始跑膠時(shí)，這些通道板中的緩沖液孔被填充。樣品被依次裝載(例如由該自動(dòng)機(jī)裝載到通道47的裝載孔中)并且開始電泳。在一個(gè)實(shí)施例中，隨行攝像機(jī)50被用于定位每一個(gè)通道47中的提取孔，避免要求手動(dòng)配置這些提取孔的位置。這促進(jìn)在它們的通道47內(nèi)的不同位置提供提取孔的可能性。

一些實(shí)施例包括用于測(cè)量和/或設(shè)定該移液管尖端的y位置的一個(gè)機(jī)構(gòu)。知道該移液管尖端的確切位置有助于在小孔中精確裝載和取回核酸樣品。該機(jī)構(gòu)是有用的，因?yàn)椴煌埔汗芗舛说哪┒嗽诒话惭b到該移液管時(shí)可以處在相對(duì)于該自動(dòng)機(jī)稍微不同的位置。在一個(gè)示例實(shí)施例中，該機(jī)構(gòu)包括一個(gè)開關(guān)(它可以是例如一個(gè)微動(dòng)開關(guān)、接近開關(guān)等)，當(dāng)一個(gè)移液管尖端在相對(duì)于該開關(guān)的一個(gè)預(yù)定位置時(shí)，該開關(guān)改變狀態(tài)。該開關(guān)可以在該自動(dòng)機(jī)場(chǎng)地中的一個(gè)方便位置。

在一些實(shí)施例中，該開關(guān)被安置在一定量新鮮移液管尖端附近，使得可以通過(guò)移動(dòng)該自動(dòng)機(jī)靠著該開關(guān)帶動(dòng)移液管尖端來(lái)設(shè)定每一個(gè)新的移液管尖端的y位置。在這些實(shí)施例中，該移液管尖端可以靠近該開關(guān)放置并且接著以y方向朝著該開關(guān)移動(dòng)直到該開關(guān)改變狀態(tài)。這一機(jī)構(gòu)可以被用于在一個(gè)尖端被裝載后單獨(dú)測(cè)量每一個(gè)移液管尖端的末端的位置。測(cè)量到的位置可以被用于補(bǔ)償不同移液管尖端中略微的不對(duì)準(zhǔn)。所展示的系統(tǒng)40包括一個(gè)開關(guān)49，該開關(guān)被安排成當(dāng)一個(gè)移液管尖端以y方向(與通道47平行的一個(gè)方向)壓住該開關(guān)時(shí)切換。

圖5示出了一個(gè)示例自動(dòng)機(jī)。圖5示出了容納控制器和電源的一個(gè)下層面和容納通道板和電極的一個(gè)上層面。在它上方的是具有泵的移液管頭、緩沖液傳遞系統(tǒng)以及用于通道成像的攝像機(jī)和燈。

圖5a示出了一個(gè)示例層面。圖5a示出了使層面保持在原位的層面定位板。尖端盒、源板、目標(biāo)板以及通道板全部被安裝到該層面上。至少源板、目標(biāo)板以及通道板可從該層面移除。提供了彈簧銷用于靠著定位銷固持住這些板，使得這些板被安裝在該層面上時(shí)，源孔、目標(biāo)孔以及通道應(yīng)在已知位置。

圖5b示出了一個(gè)示例攝像機(jī)系統(tǒng)，包括一臺(tái)攝像機(jī)50和led陣列52。在一些實(shí)施例中，led陣列52包括藍(lán)光發(fā)射光源，如由藍(lán)色濾光片覆蓋住led的藍(lán)色led。

在一個(gè)示例實(shí)施例中，控制器55包括一個(gè)處理器，該處理器被配置成執(zhí)行軟件中所提供的指令。軟件基于該用戶輸入的資料創(chuàng)建一個(gè)跑膠方案(哪一個(gè)樣品在哪一個(gè)通道中按哪一個(gè)順序跑膠，并且應(yīng)終止什么目標(biāo)孔中的相應(yīng)提取)。這以圖形方式傳達(dá)給該用戶。

圖6是一個(gè)示例圖形顯示器的屏幕快照。圖6示出了顯示器跑膠中。樣品已經(jīng)在左下側(cè)開始被依次裝載，并且首先的兩個(gè)半板已經(jīng)結(jié)束跑膠。其余向右的樣品正在跑膠，并且基于最新的圖像以圖形示出了每一個(gè)通道的狀態(tài)。頂端的圖是由該用戶選出的一個(gè)通道的一個(gè)電泳圖，示出了一個(gè)尺寸參考峰59a和目標(biāo)區(qū)59b。

可以與如上所述的自動(dòng)機(jī)一起使用而且可以具有其他應(yīng)用的本發(fā)明的另一個(gè)方面提供用于核酸分離的通道板。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)通道被提供在板上。舉例來(lái)說(shuō)，該板可以被可移除地放置在如上所述的一個(gè)自動(dòng)機(jī)的場(chǎng)地內(nèi)。與平板(例如平板凝膠)相反，在通道中提供dna分離介質(zhì)具有減少一種樣品與另一種樣品交叉污染的可能性的優(yōu)勢(shì)。

圖7是一個(gè)示例通道板80的一個(gè)平面視圖。板80包括用于接收定位銷的定位特征81(如孔(參看圖7a)或凹口(參看圖7c))或允許板80被可重復(fù)地安置在一個(gè)自動(dòng)機(jī)或其他設(shè)備的場(chǎng)地中的其他定位特征。多個(gè)通道24沿著板80延伸。每一個(gè)通道24包括具有一種合適電泳介質(zhì)一個(gè)條帶25。在條帶25的每一個(gè)末端提供一個(gè)緩沖液池25a、25b。一個(gè)裝載孔26a位于接近緩沖液池25a的條帶25中。一個(gè)提取孔26b位于與裝載孔26a隔開朝著緩沖液池25b的位置處的條帶25中。在一些應(yīng)用中，不同通道的提取孔26b彼此對(duì)齊，但這并不是強(qiáng)制性的。在一些應(yīng)用中，可以方便的在不同通道24中沿著條帶25的不同位置提供提取孔26b。

圖7a是一個(gè)單獨(dú)的通道24的截面。通道24任選地在條帶25的任一側(cè)具有一個(gè)小的臺(tái)階邊。在所展示的實(shí)施例中，示出了臺(tái)階83。臺(tái)階83提供了拐角84。拐角84彼此平行沿著條帶25縱向跑膠。在所展示的實(shí)施例中，拐角84平行于板80的平坦頂部和底部表面84a和84b。介質(zhì)86(例如一種瓊脂糖凝膠、丙烯酰胺凝膠等)填充條帶25直到拐角84的水平面。臺(tái)階83有助于在條帶85中制造沿著條帶25的長(zhǎng)度平坦的材料86的頂部表面。在材料86被引入條帶25中時(shí)，拐角84的存在有助于減小材料86的表面張力在材料86的表面上形成彎液面的趨勢(shì)。可以在靠近條帶25末端的條帶25的壁中形成任選特征，如小凹坑或凹痕89(參看圖7c)，以便將材料86機(jī)械鎖定就位。

可以改變通道24的大小。在一個(gè)示例實(shí)施例中，條帶25具有在約6到12mm、優(yōu)選8到10mm范圍內(nèi)的深度。在一個(gè)示例實(shí)施例中，條帶25具有3mm到11mm、優(yōu)選4mm到7mm的寬度。然而，在此所述的原理可以被應(yīng)用于其他大小的通道。

板80可以由一種合適塑料或其他電絕緣材料制成。在一些實(shí)施例中，板80是注塑模制的，然而，板80還可以通過(guò)機(jī)器加工或任何其他合適方式制造。

一個(gè)板80可以通過(guò)臨時(shí)阻擋或填充緩沖液池25a和25b并且傾倒合適量的一種可定型材料86到條帶25中來(lái)制備。優(yōu)選地，每一個(gè)緩沖液池的整個(gè)體積被填滿，同時(shí)澆鑄材料86，使得材料86不能流入緩沖液池中。舉例來(lái)說(shuō)，一種瓊脂糖凝膠可以被傾入條帶25中，而該凝膠呈液體形式并且接著使它在條帶25中定型。引入每一個(gè)條帶中的材料86的量可能剛好足夠該材料的一個(gè)表面處于拐角84的水平面。

裝載孔和提取孔可以被形成在材料86中，而該材料被鑄成條帶25。在其他實(shí)施例中，裝載孔和/或提取孔可以在材料86已經(jīng)定型后形成。在一些實(shí)施例中，裝載孔和/或提取孔通過(guò)將裝載梳和/或提取梳放置在沿著條帶25的適當(dāng)位置來(lái)形成。圖7b示出了一個(gè)示例梳87。每一個(gè)梳87包括一排銷87a。一個(gè)梳87可以與條帶25橫向被放置在板80上，使得銷87a被安排伸入由該梳87交叉的通道24的條帶25中。

板80可以包括定位特征88以便所希望的對(duì)齊放置梳87形成裝載孔和/或提取孔。多組定位特征88可以被提供用于幫助在沿著條帶25的不同位置形成提取孔。如上文所指出，可以希望在定制為進(jìn)行分離的位置提供提取孔。裝載孔26a與提取孔26b之間分離通道的最佳長(zhǎng)度取決于dna或其他目標(biāo)核酸的長(zhǎng)度和所希望的分離程度。

用于形成提取孔的一個(gè)梳87可以具有比用于形成裝載孔的銷87a略微更寬的銷87a。提供未延伸到條帶25全寬的裝載孔26a有助于避免在一個(gè)裝載孔兩側(cè)的樣品損失。提取孔26b可以延伸到條帶25的全寬或?qū)⒔鼦l帶25的全寬。

一系列實(shí)施例提供其中裝載孔比提取孔更寬的通道。在一個(gè)具體示例實(shí)施例中，裝載孔具有1.2×3.5×9mm的大小，并且提取孔具有1.2×5.5×9mm的大小(即比該裝載孔寬2mm)。具有1.2×3.5×9mm大小的一個(gè)裝載孔允許裝載具有至多37.8μl體積的一個(gè)樣品。具有1.2×5.5×9mm大小的一個(gè)提取孔允許抽取至多59.4μl的體積。

梳87可以被設(shè)計(jì)成使得形成孔的銷87a可以略微‘漂浮’(例如約0.25mm)在它的安裝架中。這便于在材料86已經(jīng)定型后移除梳87。

包括一個(gè)或多個(gè)通道24的一個(gè)板80可以在無(wú)菌封裝中所提供的一個(gè)預(yù)先制備的卡盒形式被提供。該封裝可以例如包括可以被剝離以暴露通道24的一個(gè)無(wú)菌覆蓋物。在一些實(shí)施例中，該卡盒可以與插入到裝載孔和/或提取孔中的梳一起被供應(yīng)。一名用戶可以在使用前移除這些梳。

圖7c是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)示例通道板的一個(gè)平面視圖。

圖7d是為將電泳介質(zhì)澆鑄到通道24中所準(zhǔn)備的有梳87-1和87-2插入的一個(gè)通道板的透視圖。在一些實(shí)施例中，梳87-1可以具有比梳87-2更窄的銷。

雖然一臺(tái)攝像機(jī)提供了用于多個(gè)通道成像并且同時(shí)追蹤每一個(gè)通道中的一個(gè)或多個(gè)參考部分進(jìn)程的一個(gè)便利的工具，但是可以使用其他工具代替一臺(tái)攝像機(jī)。舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)1-d行掃描儀可以被提供以測(cè)量作為沿著一個(gè)通道的位置的函數(shù)的一種核酸濃度。另外，并不強(qiáng)制該攝像機(jī)從上方觀察通道。在一些實(shí)施例中，攜帶這些通道的托盤是透明的，至少在它們位于通道下層的部分是透明的，并且該攝像機(jī)從下方透過(guò)板觀察這些通道。

術(shù)語(yǔ)的解釋

除非上下文另外明確要求，否則在本說(shuō)明書和權(quán)利要求通篇：

·“包含(comprise)”、“包含著(comprising)”等被解釋成包括的意義，與排他或詳盡的意義相反；即，“包括(但不限于)”的意義。

·“連接(connected)”、“耦接(coupled)”或其任何變化形式意指兩個(gè)或更多個(gè)元件之間直接或間接的任何連接或耦接；這些元件之間的耦接或連接可以是物理的、邏輯的或其組合。

·“在此(herein)”、“上文(above)”、“下文(below)”和類似輸入的詞當(dāng)用于描述本說(shuō)明書時(shí)，應(yīng)指代作為一個(gè)整體的本說(shuō)明書，而非本說(shuō)明書的任何具體部分。

·關(guān)于兩個(gè)或更多個(gè)項(xiàng)目的列舉，“或”涵蓋以下所有詞語(yǔ)解釋：列舉項(xiàng)目中的任一個(gè)、所有列舉項(xiàng)目以及列舉項(xiàng)目中的任何組合。

·單數(shù)形式“一個(gè)/一種(a/an)”以及“該(the)”還包括任何適當(dāng)復(fù)數(shù)形式的含義。

本說(shuō)明書和任何隨附權(quán)利要求中所用的指示方向的詞語(yǔ)(當(dāng)存在時(shí))，如“縱向(vertical)”、“橫向(transverse)”、“水平(horizontal)”、“向上(upward)”、“向下(downward)”、“向前(forward)”、“向后(backward)”、“向內(nèi)(inward)”、“向外(outward)”、“縱向(vertical)”、“橫向(transverse)”、“左(left)”、“右(right)”、“前(front)”、“后(back)”、“頂部(top)”、“底部(bottom)”、“下方(below)”、“上方(above)”、“在下面(under)”等取決于所描述和展示的設(shè)備的特定方向。在此所述的主題可以假定多個(gè)替代方向。因此，這些方向性術(shù)語(yǔ)并不是嚴(yán)格定義的且不應(yīng)被狹隘地解釋。

本發(fā)明的實(shí)施例可以使用特別設(shè)計(jì)的硬件、可配置硬件、通過(guò)供應(yīng)能夠在數(shù)據(jù)處理器上執(zhí)行的軟件(它可以任選地包括‘固件’)所配置成的可編程數(shù)據(jù)處理器、被特別編程、配置或構(gòu)建成進(jìn)行如在此詳細(xì)闡述的方法中的一個(gè)或多個(gè)步驟的專用計(jì)算機(jī)或數(shù)據(jù)處理器和/或這些中兩個(gè)或更多個(gè)組合來(lái)實(shí)施。特別設(shè)計(jì)的硬件的實(shí)例是：邏輯電路、專用集成電路(“asic”)、大規(guī)模集成電路(“l(fā)si”)、超大規(guī)模集成電路(“vlsi”)等?？膳渲糜布膶?shí)例是：一個(gè)或多個(gè)可編程邏輯裝置，如可編程陣列邏輯(“pal”)、可編程邏輯陣列(“pla”)以及現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(“fpga”))?？删幊虜?shù)據(jù)處理器的實(shí)例是：微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(“dsp”)、嵌入式處理器、圖形處理器、數(shù)學(xué)協(xié)處理器、通用計(jì)算機(jī)、服務(wù)器計(jì)算機(jī)、云計(jì)算機(jī)、主計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)工作站等。舉例來(lái)說(shuō)，裝置控制電路中的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)處理器可以通過(guò)執(zhí)行這些處理器可訪問(wèn)的程序存儲(chǔ)器中的軟件指令來(lái)實(shí)施如在此所述的方法。

處理可以是集中式處理或分布式處理。當(dāng)處理是分布式處理時(shí)，包括軟件和/或數(shù)據(jù)的信息可以被集中保存或分布。該信息可以經(jīng)由通信網(wǎng)(如局域網(wǎng)(lan)、廣域網(wǎng)(wan)或互聯(lián)網(wǎng))、有線或無(wú)線數(shù)據(jù)鏈路、電磁信號(hào)或其他數(shù)據(jù)通信信道而在不同功能單元之間交換。

舉例來(lái)說(shuō)，雖然處理或方框是以給定順序存在，但是替代性實(shí)例可以進(jìn)行具有不同順序步驟的例行程序或采用具有不同順序方框的系統(tǒng)，且一些處理或方框可能被刪去、移動(dòng)、添加、細(xì)分、組合和/或修改以提供替代方案或次組合。這些處理或方框的每一個(gè)可以各種不同的方式實(shí)施。同樣，雖然處理或方框有時(shí)顯示為串聯(lián)進(jìn)行，但是這些處理或方框?qū)嶋H上可能是并聯(lián)進(jìn)行或可能在不同時(shí)間進(jìn)行。此外，雖然元件有時(shí)顯示為依次進(jìn)行，但它們實(shí)際上可以是同時(shí)或以不同順序進(jìn)行。

軟件和其他模塊可以保存在服務(wù)器、工作站、個(gè)人計(jì)算機(jī)、嵌入式處理器、過(guò)程控制器、平板計(jì)算機(jī)以及適用于在此所述的目的的其他裝置。

本發(fā)明還可以程序產(chǎn)品形式被提供。程序產(chǎn)品可以包括攜帶一組計(jì)算機(jī)可讀指令的非過(guò)渡媒體，這些指令在由數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行時(shí)使該數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行本發(fā)明的方法。舉例來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)可讀指令可以使計(jì)算機(jī)程序控制如在此所述的自動(dòng)機(jī)核酸尺寸測(cè)定系統(tǒng)和/或預(yù)定如在此所述的核酸尺寸測(cè)定系統(tǒng)中的操作。本發(fā)明的程序產(chǎn)品可以是廣泛多種形式中的任一個(gè)。程序產(chǎn)品可以包括例如非過(guò)渡媒體，如包括軟盤、硬盤驅(qū)動(dòng)器的磁性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體，包括cdrom、dvd的光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體，包括rom、閃存ram、eprom、硬連接或預(yù)編程的芯片(例如eeprom半導(dǎo)體芯片)的電子數(shù)據(jù)存儲(chǔ)載體、納米技術(shù)存儲(chǔ)器等。程序產(chǎn)品上的計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)可被任選地壓縮或加密。

在一些實(shí)施例中，本發(fā)明可以在軟件中實(shí)施。為了更清楚，“軟件”包括在處理器上執(zhí)行的任何指令，且可以包括(但不限于)固件、常駐軟件、微代碼等。處理硬件和軟件均可以是集中式或分布式(或其組合)、整體或部分，如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所已知。舉例來(lái)說(shuō)，軟件和其他模塊可以經(jīng)由局部存儲(chǔ)器、經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)、經(jīng)由瀏覽器或分布式計(jì)算情境中的其他應(yīng)用、或經(jīng)由適用于上述目的的其他工具而可訪問(wèn)。

除非另外指明，否則當(dāng)在上文提及一個(gè)部件(例如一個(gè)軟件模塊、處理器、組合件、裝置、電路等)時(shí)，提及該部件(包括提及一個(gè)“工具”)應(yīng)解釋為包括執(zhí)行所述部件功能(即功能等效)的任何部件作為該部件的等效物，包括結(jié)構(gòu)上并不與所披露的在本發(fā)明所展示的示例性實(shí)施例中履行功能的結(jié)構(gòu)等效的組件。

系統(tǒng)、方法以及設(shè)備的特定實(shí)例已經(jīng)出于說(shuō)明目的描述在此。這些僅是實(shí)例。在此所提供的技術(shù)可以被應(yīng)用于除上述示例系統(tǒng)以外的系統(tǒng)。許多變動(dòng)、修改、添加、省略以及變更有可能屬于本發(fā)明的慣例內(nèi)。本發(fā)明包括關(guān)于所述實(shí)施例的將對(duì)有技能的讀者清楚的變化，包括通過(guò)以下方式獲得的變化：用等效特征、元件和/或動(dòng)作置換特征、元件和/或動(dòng)作；混合和匹配來(lái)自不同實(shí)施例的特征、元件和/或動(dòng)作；使來(lái)自如在此所述的實(shí)施例的特征、元件和/或動(dòng)作與其他技術(shù)的特征、元件和/或動(dòng)作組合；和/或省略來(lái)自所述實(shí)施例的組合特征、元件和/或動(dòng)作。

因此，打算將以下所附權(quán)利要求和今后引入的權(quán)利要求解釋成包括所有這些可以合理推斷出的修改、變更、添加、省略以及子組合。權(quán)利要求的范圍不應(yīng)受實(shí)例中所陳述的優(yōu)選實(shí)施例限制，但應(yīng)給出與說(shuō)明書整體一致的最廣泛解釋。

雖然上文已經(jīng)討論了許多示例性方面和實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到它們的某些修改、變更、添加以及子組合。因此，打算將以下所附權(quán)利要求和今后引入的權(quán)利要求解釋成包括所有這些修改、變更、添加以及子組合。