CN106573221A

CN106573221A - 台式核酸文库制备装置及其使用方法

Info

Publication number: CN106573221A
Application number: CN201580042085.2A
Authority: CN
Inventors: 布莱恩·巴雷特; 诺埃尔·塞尔; 布莱恩·史威特; K.卡兰; 约翰·戴利
Original assignee: GenCell Biosystems Ltd
Current assignee: GenCell Biosystems Ltd
Priority date: 2014-08-04
Filing date: 2015-08-03
Publication date: 2017-04-19
Also published as: US20170120250A1; EP3177393A1; WO2016020839A1; US10207271B2

Abstract

提供了多种完整的核酸文库制备装置。这些装置的多个方面包括：一个包括多个CLC反应孔的热芯片模块；一个或多个板位置；一个机器人控制的移液器，该移液器被配置成在该一个或多个板位置与该热芯片模块之间转移液体；以及一个散装试剂分配器，该散装试剂分配器被配置成接入该热芯片模块的每个CLC反应孔。

Description

台式核酸文库制备装置及其使用方法

相关申请的交叉引用

根据35U.S.C.§119(e)，本申请要求2014年8月4日提交的美国临时专利申请序列号62/032,899，2014年8月4日提交的美国临时专利申请序列号62/032,901，2014年8月4日提交的美国临时专利申请序列号62/032,906，2014年8月4日提交的美国临时专利申请序列号62/032,961，2014年8月4日提交的美国临时专利申请序列号62/032,976的申请日的优先权，这些申请中的每一个的披露内容通过引用以其全文合并在此。

引言

复合液体池(CLC)技术是一种非常适用于在小的工作容积中执行精确的生化反应的相对新近的平台技术。CLC技术的一个实际应用是产生核酸文库以用于下一代测序(NGS)。文库制备是这样的一种过程：制备一个基因组核酸样品以用于经由下一代测序进行分析。目前，下一代平台使用稍微不同的方法如焦磷酸测序、合成法测序或连接法测序。然而，大多数平台需要在测序之前制备核酸。典型的步骤包括片段化(超声处理、雾化或剪切)，接着DNA修复和末端精修(end polishing)(平端或A突出端)，以及最后平台特异性衔接子连接。即使对于当今技术水平测序仪，也需要一个相对较高的靶分子局部浓度以便准确地测序。为了简化特定工作流，自动化机械必须克服与使目的在于修饰和扩增核酸内容物的一系列过程自动化和微型化相关联的挑战。这种生物化学过程通常在96或384静态孔板中执行，其中典型体积在从10微升至200微升的范围内。

概述

提供了使用CLC技术用于生产核酸文库的完整台式装置及其使用方法。除其他应用外，这些装置应用于CLC介导的核酸文库生成方案，例如以供在下一代测序应用中使用。

本披露的多个方面包括一种完整台式核酸文库制备装置，该装置包括：一个热芯片模块，该热芯片模块被配置成接收一个复合液体池(CLC)反应筒；一个消耗性试剂位置，该消耗性试剂位置被配置成接收一个CLC核酸文库制备试剂筒；一个样品位置，该样品位置被配置成接收一个CLC样品筒；以及一个机器人控制的移液器，该移液器被配置成在该消耗性试剂位置、该样品位置、与该热芯片模块之间转移液体。

在某些实施例中，该装置进一步包括一个磁性核酸文库纯化系统。

在某些实施例中，该装置进一步包括一个磁珠槽。

在某些实施例中，该CLC反应筒包括从1至100个孔。

在某些实施例中，该装置包括一个用于该热芯片模块的机械致动的盖。

在某些实施例中，该CLC核酸文库制备试剂筒包括从1至50个CLC核酸文库试剂柱，其中每个柱包括用于从单个样品制备一个核酸文库的一组核酸文库试剂。

在某些实施例中，每个CLC核酸文库试剂柱包括从1至30个CLC核酸文库试剂孔。

在某些实施例中，该CLC样品筒包括一个用于接收由用户提供的样品的孔和一个包括CLC核酸编条形码试剂的孔。

在某些实施例中，该消耗性试剂位置和该样品位置存在于单个筒主块上。

在某些实施例中，该筒主块可从该装置上移除。

在某些实施例中，该装置进一步包括一个筒主块冷却系统。

在某些实施例中，该装置被操作性地联接到一个手持式条形码扫描器上。

在某些实施例中，该装置进一步包括一个包含用于制备一个核酸文库的一种或多种另外的试剂的散装试剂储器，其中该机器人控制的移液器进一步被配置成在该装置内的该散装试剂储器和其他位置之间转移液体。

在某些实施例中，该消耗性试剂位置和该样品位置被配置成接收包括多个孔的一个筒，这些孔具有从1.0mm至8.0mm的直径和从3mm至12mm的深度。

在某些实施例中，该筒在这些孔之间具有从4mm至5mm的间距。

在某些实施例中，该装置被配置成从1nl至50ul的一个样品制备一个核酸文库。

在某些实施例中，该CLC核酸文库制备试剂筒的孔中的试剂体积是从1nl至10ul。

在某些实施例中，该装置进一步包括一个流体模块，该流体模块包括用于系统流体和废物收集的多个液体储器。

在某些实施例中，该CLC样品筒包括一个CLC样品孔和一个CLC样品条形码孔。

在某些实施例中，该装置被配置成经由一个CLC介导的方案产生从1至50个核酸文库。

在某些实施例中，该装置为从35至100cm深，35至100cm宽和25至100cm高。

本披露的多个方面包括一种从初始核酸样品产生核酸文库的方法，该方法包括：将该核酸样品引入到根据权利要求1至20中任一项所述的装置中；并且从该装置获得该核酸文库。

在某些实施例中，该核酸文库包括一个有条形码的核酸文库。

在某些实施例中，该核酸文库包括一个汇集的有条形码的核酸文库。

在某些实施例中，该核酸文库被配置用于通过下一代测序方案进行测序。

附图说明

当结合附图阅读时，本发明可以从以下详细说明书得到最好的理解。以下图包括在附图中：

图1提供了根据本披露的多个方面的其中具有反应筒的热芯片模块的示意图。

图2提供了根据本披露的多个方面的消耗性试剂筒的实例。

图3提供了根据本披露的多个方面的样品筒的实例。

图4提供了根据本披露的多个方面的筒主块的实例。

图5提供了根据本披露的多个方面的台式装置的三维图示。

图6提供了根据本披露的多个方面的具有所指示的某些自动化特征的台式装置的三维图示。

图7提供了台架的俯视图，该台架提供流体头部的XYZ运动。

图8提供了流体头部的特写图示。

图9提供了纯化头部的特写图示。

图10提供了处于开放(左)和封闭(右)位置的根据本披露的多个方面的台式装置的照片。

图11提供了在图10的装置中的槽、储器和反应筒、样品筒和试剂筒设置的照片。

图12提供了图11中所示的筒部件的描述。

图13提供了示出如何将装置的组件配置成与用户交互并且彼此交互以创建和执行核酸文库运行方案的实施例的图表。

详细说明

提供了使用CLC技术用于生产核酸文库的完整装置及其使用方法。除其他应用外，这些装置应用于CLC介导的核酸文库生成方案，例如以供在下一代测序应用中使用。除其他应用外，这些装置应用于CLC介导的核酸文库生成方案，例如以供在下一代测序应用中使用并且是紧凑的，例如台式装置。

在更详细地描述本发明之前，应理解的是本发明不限制于所描述的具体实施例，因为这些可以改变。还应理解的是，在此使用的术语仅是出于描述具体实施例的目的，并且不旨在限制，因为本发明的范围将仅由所附权利要求书限制。

在提供了一系列值时，应理解每个中间值，到下限的第十个单位(除非上下文清晰地另外指示)，该范围的上限与下限之间以及任何其他陈述的或在该所述范围内的中间值均被涵盖在本发明之内。这些更小范围的上限和下限可以独立地被包括在更小范围之内，并且也被涵盖在本发明之内，服从于在所陈述范围内任何确切排除的限制。在所陈述的范围包括一个或两个限制时，排除了那些被包括的限制的任一个或两者的范围也被包括在本发明之内。

除非另外定义，在此所使用的全部技术术语和科学术语具有与本发明所属领域之内的普通技术人员通常所理解的相同的意思。虽然类似于或等同于在此描述的那些的任何方法和材料也可以用于本发明的实践或测试中，现在将对代表性说明性方法和材料进行描述。

在本说明书中引用的所有公开物和专利通过引用结合于此，就像每个单独公开物或专利被确切地并且单独地指示为通过引用被结合并且通过引用结合于此，以结合所引用的这些公开物来披露和描述这些方法和/或材料。任何公开物的引用内容是针对在提交日之前的披露，并且不能理解为承认因为先前发明而本发明不能获得比这些公开物更早的申请日。另外，所提供的公开日期可能与实际公开日期不同，实际公开日期可能需要独立地确定。

应指出的是，如在此使用的并且在所附权利要求书中，单数形式“一个”、“一种”、以及“该”包括复数指代物，除非上下文清晰地另外指示。另外指出的是，权利要求书可以撰写以排除任何可选择的要素。这样的陈述意在作为使用与权利要求要素的叙述有关的排他性术语如“单独”、“仅”等或利用“否定型”限定的前提基础。

如将对于本领域技术人员清楚的是，在阅读本披露时，在此描述和展示的单独实施例的每一个具有离散的部件和特征，这些部件和特征可以在不偏离本发明的范围或精神的情况下易于与任何其他一些实施例的特征分离或组合。可以按照所叙述的事件的顺序或按照逻辑上可行的任何其他顺序来进行任何所叙述的方法。

复合液体池(CLC)

本文所述的装置、筒和其他部件被设计成用于基于复合液体池(基于CLC的)方法中，用于从包含核酸的起始生物样品产生核酸文库，其中样品孔、试剂孔和反应孔都是自含的(例如，孔)。CLC意指三相流体布置，其是具有三种不同密度的至少三种基本上相互不可混溶的流体的组合。第一流体是一种载液，该载液是这三种基本上相互不可混溶的流体中密度最大的；第二流体是一种封装流体，该封装流体是这些基本上相互不可混溶的流体中密度最小的；并且第三流体是一种目标流体(有时称为“样品”)，该目标流体具有小于第一流体且大于第二流体的密度。CLC可以在自含容器中采取各种不同的形式(例如，如下面更详细描述的)，其中在一些实施例中，目标流体被封在封装流体中，并且其中所得的大致球形结构存在于载液的表面上。在这种形式中，载液没有被封装流体完全覆盖。在其他实施例中，目标流体被封(或封装)在载液和封装流体之间，这样使得在CLC反应孔中的载液的整个表面被封装流体覆盖。

在某些实施例中，目标流体是水性流体，其中在一些实施例中，水性流体包含生物样品、试剂、缓冲液或遗传测定的其他规定要素。可以存在于水性流体中的组分的实例包括但不限于：细胞、核酸、蛋白质、酶、生物样品(例如，血液、唾液等)、缓冲液、盐、有机材料及其任何组合。

在某些实施例中，载液的密度为从1,300至2,000kg/m³，目标流体的密度为从900至1,200kg/m³，并且封装流体的密度为从700至990kg/m³。载液与目标流体之间或目标流体与封装流体之间的密度差为从50至2000kg/m³。通常，这三种基本上相互不可混溶的流体之间的密度差异应足以防止在将它们储存和/或用于任何下游工艺或分析测定中的条件下它们中的任何两种之间的实质混合。关于载液、包封流体和目标流体的其他细节可见于美国专利号8,465,707和9,080,208；以及美国专利申请公开号20140371107；和所公开的PCT申请号：WO 2014/083435；WO 2014/188281；WO 2014/207577；WO 2015/075563；WO 2015/075560；这些申请的披露内容通过引用并入本文。

在某些实施例中，载液和/或封装流体是油。例如，在某些实施例中，载液和/或封装流体可以是硅油、全氟碳油或全氟聚醚油。因此，在某些实施例中，载液选自氟碳化油。在某些实施例中，封装流体选自硅油。

在其中该目标流体是一种水性流体(例如一种生物样品或一种水性试剂)的实施例中，CLC的一个实例包括如下一种实例，其中：载液(第一流体)是具有约1,900kg/m³的密度的Fluorinert FC-40(氟碳化油)，第二流体是密度为约920kg/m³的苯基甲基聚硅氧烷(硅油)，并且目标流体(样品)是具有约1000kg/m³的密度的生物组分的水基溶液。

在某些实施例中，CLC中的目标流体(样品)的体积为从约10纳升(nL)至约20微升(μL)。因此，在某些实施例中，样品的体积为约10nL、约20nL、约30nL、约40nL、约SO nL、约60nL、约70nL、约80nL、约90nL、约100nL、约200nL、约300nL、约400nL、约500nL、约600nL、约700nL、约800nL、约900nL、1μL、约2μL、约3μL、约4μL、约5μL、约6μL、约7μL、约8μL、约9μL、约10μL、约11μL、约12μL、约13μL、约14μL、约15μL、约16μL、约17μL、约18μL、约19μL、或约20μL。

CLC中的载液和封装流体的体积应当足以产生一种组合物，其中当存在于期望的CLC反应孔中时，目标流体可以完全封装在这些流体之间。完全封装意味着目标流体仅与封装流体和/或载液直接接触。因此，目标流体不与CLC反应孔的底部(通常在载液下方)或周围环境(通常在封装流体上方)接触。因此，流体的量不仅取决于目标流体的体积，而且还取决于CLC反应孔的内部尺寸。虽然载液和封装流体的体积可以变化很大，但是在某些实施例中，CLC中的载液或封装流体的体积为从约1μL至约100μL。因此，在某些实施例中，载液或封装的体积为约1μL、约2μL、约3μL、约4μL、约5μL、约6μL、约7μL、约8μL、约9μL、约10μL、约11μL、约12μL、约13μL、约14μL、约15μL、约16μL、约17μL、约18μL、约19μL、约20μL、约25μL、约30μL、约35μL、约40μL、约45μL、约50μL、约55μL、约60μL、约65μL、约70μL、约75μL、约80μL、约85μL、约90μL、约95μL、或约100μL。

这里应注意，设置在用于所披露的装置中的筒中的某些孔包含载液和封装流体，而不包含目标流体。在这种情况下，在方案运行期间的某一点处，目标流体将被添加到孔中，或者在方案运行期间的某一点处，载液和/或封装流体将被移动到另一个孔中。例如，当提供给用户时，样品筒(以下描述)的孔可以仅包括载液和封装流体，用户向该载液和封装流体中添加形成核酸文库的样品。因此，当提及包含CLC的孔或系列孔时，应考虑使用术语CLC的上下文。

装置

如上文概述的，本发明的多个方面包括一种完整的、紧凑的核酸NGS文库制备装置。因为这些装置是完整的核酸文库制备装置，所以它们包括从一个初始核酸样品和试剂(例如在相应的筒中提供的)制备适用于下一代测序(NGS)的一个核酸文库所必须的所有部件。因此，这些装置被配置成使得一个初始核酸样品和试剂可以被引入到装置中并且可以从装置获得准备好在下一代测序方案中使用的一个完整的核酸文库，在样品引入与产生NGS文库检索的时间之间，用户与装置的交互很少(如果有的话)。这些装置包括产生一个NGS核酸文库所必须的所有移液部件和其他部件，如以下更详细地评论的。这些装置是自动化的，原因在于它们被配置成使得一个给定文库制备方案的至少一些步骤(如果不是所有步骤的话)可以在没有人为干涉的情况下发生，除了以下各项之外：将核酸样品引入到装置中；加载任何必要的试剂(例如，以筒的形式)并且输入信息；以及激活装置以便从该核酸样品产生核酸文库。在这些装置中可以是自动化的一个核酸产生方案的多个步骤包括但不限于液体转移步骤、试剂添加步骤、热循环步骤、产品纯化步骤等。

如上文指出的，这些装置是紧凑的。“紧凑的”意味着该装置的尺寸被设定成被定位在一个研究实验室环境中的一个台面或桌面上。在一些情况下，该装置具有范围从40至70厘米(如42至60厘米(例如45厘米))的深度；范围从35至60厘米(如32至50厘米(例如40厘米))的宽度；以及范围从25至50厘米(如28至40厘米(例如30厘米))的高度。该装置的重量可以改变，并且在一些情况下，在从20kg至100kg的范围内(如40kg至80kg(例如50kg))。

如上文概述的，根据本发明的实施例的装置包括至少一个热芯片模块，该至少一个热芯片模块被配置成接收一个复合液体池(CLC)反应筒；一个消耗性试剂位置，该消耗性试剂位置被配置成接收一个CLC核酸文库制备试剂筒；一个样品位置，该样品位置被配置成接收一个CLC样品筒；以及一个机器人控制的移液器，该移液器被配置成在该消耗性试剂位置、该样品位置、与该热芯片模块之间转移液体。现在将更详细地描述该装置的这些部件或子单元中的每一个。

热芯片模块

如上文概述的，本文所述的装置包括一个热芯片模块，该热芯片模块被配置成接收一个复合液体池(CLC)反应筒。这些装置可以包括单个热芯片模块，或者两个热芯片模块。热芯片模块是板或芯片类型结构，其包括一个或多个节点(或孔位置)，其中节点的构型容纳一个或多个包含一个或多个CLC反应孔(例如，多个CLC反应孔，例如从1至400个孔，包括10至约400个孔或1至100个孔，例如15个孔、20个孔、30个孔、40个孔、48个孔、96个孔、384个孔等)的CLC反应筒。CLC反应孔是配置成接收CLC反应的孔。由一个给定CLC反应孔限定的体积可以改变，并且在一些情况下，在从2μl至1ml，如5μl至20μl的范围内。给定的CLC反应孔的截面形状也可以改变，其中所考虑的截面形状包括但不限于：圆柱形、圆锥形、截头圆锥形、圆形、矩形(包括正方形)、三角形等。给定的CLC反应孔的横截面形状也可以变化，其中感兴趣的横截面形状包括但不限于圆柱形、圆锥形、截头圆锥形、圆形、矩形(包括正方形)、三角形等。虽然每个CLC反应孔的尺寸可以变化，但是在一些情况下，这些CLC反应孔具有在从1mm至25mm，如1.0mm至10mm，包括1mm至8mm和2.5mm至10mm的范围内的最长横截面尺寸(例如，直径)，以及在从1mm至30mm，如3mm至12mm的范围内的深度。

如上所述，每个CLC反应孔被配置成容纳一起形成CLC的一种载液、一种目标流体和一种封装流体。

这些热芯片模块的一个方面在于：它们是热控的，这样使得由每个节点限定的(并且因此由其中的CLC反应孔经历的)环境温度可以被控制，例如包括被精确地控制，例如达到0.1度或者更好的精确度。温度控制的范围可以改变，其中在一些情况下，温度可以被控制在4℃至120℃，如4℃至98℃之间。为了提供热控制，该热芯片模块可以包括加热元件和/或冷却元件。例如，该热芯片模块可以包括一个冷却区域，该冷却区域被配置成可操作地附接到温度调节器上，例如一个热电模块、一个流体冷却系统或者一个强制对流冷却系统上。该芯片模块还可以包括一个加热元件，例如电连接到一个控制器上的一个蚀刻箔加热器，该控制器被编程来激活该加热元件以便在容纳在其中的多个CLC中生成所希望的热循环。热芯片模块的实例在图1中示出(顶部)，其包括多个CLC反应筒的位置，包括在进行混合操作(如果需要的话)(例如，组合多个CLC反应/试剂)中使用的散装孔(右侧)。

该热芯片模块还可以被操作性地联接到一个盖上，该盖的大小和形状被设定成与该模块或其一部分(例如孔限筒)配对，以便密闭这些孔以及容纳在其中的任何CLC(图1所示，底部)。该盖可以是由一个自动致动器可打开和可关闭的，或者可以手动操作。该盖可以将载液密封到该器皿中以便抑制载液的蒸发。该盖可以抵靠该器皿进行部分密封，或者它可以是基本上气密的，从而维持一种压力密封。该盖对任何特别所希望的光波长可以是透明的，以便允许对CLC的电磁询问。根据需要，该盖中可以包括一个加热元件。该盖可以根据需要被热控制，这样使得该盖的温度可以被调节到一个希望值。热块盖的实例在图5、6和7中示出(元件1)。

消耗性试剂筒和样品筒及位置

如上文概述的，本文所述的装置包括一个或多个消耗性试剂筒和样品筒位置。一个给定的筒位置可以是构造成固持一个特定筒的一个简单的载物台或支撑件。在许多实施例中，筒位置的配置将使得该筒仅能够以正确取向例如用定位节点、柱或其他对准装置被操作性地与该位置接合。筒位置将通常具有带有一个或多个节点(或孔位置)的平坦表面，其中节点的配置容纳所期望的筒(类似于热芯片模块的筒)。虽然存在于装置中的这些筒位置的数量和配置可以变化，但在一些情况下，该装置包括1至20个筒位置，如2至15个筒位置，例如10个筒位置。该一个或多个筒位置在该装置中可以按任何方便的方式来安排，其中在该装置包括多个筒位置的一些情况下，该多个筒位置被布置成彼此相邻。

筒位置是配置成固持特别设计的筒的装置的区域或地点，在一些实施例中，该筒包括用于执行感兴趣的文库生产方案的特定消耗性试剂。可将消耗性试剂和样品筒配置成具有任何方便数量的孔，或甚至单个孔，其中当存在多于一个孔时，可以将它们以线性行或以阵列形式进行布置。这些孔可容纳任何方便量的流体或流体组合，例如包含水性试剂的CLC。例如，筒可以具有从1至400个孔，如1至100个孔，例如15个孔、20个孔、30个孔、40个孔、48个孔、96个孔、384个孔等。由孔限定的体积可以改变，并且在一些情况下，在从2μl至1ml，如5μl至20μl的范围内。

筒的每个孔(样品筒或消耗性试剂筒)被设计成在被用户接收时是空的或者具有预定流体/其中的流体组合，例如水性试剂、载液、封装流体、或这些流体的任何组合(例如，如上所定义的CLC配置)。筒具有密封的孔，以防止流体泄漏和/或阻止污染物进入孔中。当需要在如本文所述的文库生产过程中使用时，密封件被制成为可由用户移除的。密封件可以呈任何方便的形式，例如一个盖或一系列盖或一个细长的基本平坦的片材。密封件可以单独地或成组地从孔中移除，例如，覆盖筒的所有孔的可撕掉的密封件。在孔是多重形式的情况下，该筒可以包含可以被独立地移除的多个可撕掉的密封件，例如，这样使得第一系列孔被用于第一核酸文库生产过程中，并且第二系列孔被用于第二核酸文库生产过程中。下面将更详细地描述特定的消耗性试剂筒和样品筒及其内容物。

在一些情况下，该筒位置可以被热调节，这意味着该筒位置的温度可以是可控的，例如以便控制筒的内容物的温度。可以采用任何方便的温度调节器来按一种所希望的方式控制该板位置的温度，其中可以采用的温度调节器包括上文结合热芯片模块所描述的那些。

在一些情况下，一个给定的筒位置可以被配置成是被扰动的，例如，其中该板位置是一个振动筛单元。这样，该板位置可以包括一个振荡器(例如，振动器部件或振动筛部件)。虽然由振荡器部件提供的筒位置的移动的频率可以改变，但是在一些情况下，该振荡器可以被配置成以在从1rpm至4000rpm，如50rpm至2500rpm的范围内的频率使该筒位置在第一位置与第二位置之间移动，其中该第一位置与该第二位置之间的距离可以改变，并且在一些情况下，在从10mm至400mm，如25mm至100mm的范围内。

图2中示出了消耗性试剂筒的实例。可以看出，该试剂筒包括两列孔，每个孔被设计成固持用于进行一个样品的文库生成方案的试剂和覆盖所有孔(2)的可撕掉的密封件。在某些实施例中，该试剂筒形式被用于处理2个单独的样品；还考虑针对一个样品或者三个或更多个样品所设计的筒。该筒包括一个用于由装置和用户可追溯的条形码(3)，以及当使用时(例如，一旦放置在装置中的正确的筒位置中)由用户移除的可撕掉的密封件。

样品筒的实例显示在图3中。该样品筒包括两个孔；用于用户添加感兴趣样品的第一个孔(4)，和具有遗传编条形码试剂的第二个孔(5)，其将用可以在下游过程(例如，测序)中使用的特异性核酸序列标记从样品产生的核酸文库，以便鉴定文库产物的来源。这样的遗传条形码在本领域中是常用的。在一些情况下，遗传条码可包括测序衔接子结构域或其他所需的功能结构域。该筒包括一个用于由装置和用户可追溯的条形码(3)，以及当使用时(例如，一旦放置在装置中的正确的筒位置中)由用户移除的可撕掉的密封件(2)。样品筒可以被多路复用的，这样使得可以处理多个不同的样品和多个不同的条形码。

图4示出了筒主块的实例。在该实例中，该筒主块可从该装置上移除，因此允许用户为了方便而将消耗性试剂筒和样品筒装载到仪器外部。在装置外部使用期间，可以预冷却主块以防止试剂/样品变质或进行反应。主块上的定位特征(6)防止筒的错装。在该实例中，主块具有16个柱，每个柱容纳3个样品筒(7)和1个消耗性试剂筒(8)。请注意，在该配置中，消耗性试剂筒的每列可以包括用于多于一个文库生产方案(例如，每列三个文库生产方案)的试剂。

在一些实施例中，将样品筒和消耗性试剂筒组合成单个主筒。主筒的实例在图11中作为元件(9)示出。该图还示出了根据本披露的多个方面的装置的实施例的附加元件的实例，包括该热芯片模块上的一个CLC反应筒(10)、一个提供热控制位置(11)的模块(例如，位于该装置中可以保持在所期望温度的位置的模块)、一个洗槽(12)和一个振动筛上的磁珠悬浮孔(13)。

图12中描述了图11所示的实例主筒的一些特征。如该图中所示，主筒包括样品/输入孔(样品的输入孔，这些是位于左侧的较大孔)，中心的核心消耗性试剂(或“核心试剂”)孔和右侧的输出孔。如图所示，输入孔包括载液(14)和封装(15)流体，这样使得当用户添加水性样品时形成CLC。以CLC形式提供(即，与载液和封装流体结合)核心试剂孔(16)中的试剂，例如水性试剂。在一些实施例中，主筒中的核心试剂位置包括如将在单独的样品筒(如上所述)中提供的遗传编条形码试剂。输出孔是空的并且用于在程序运行期间接收并固持CLC反应或用于接收在程序运行结束时产生的最终文库产物。

图12还示出了图11所示的附加筒的实例，包括一个配置成接合该热芯片模块的CLC反应筒(10)、一个热控制位置(11)和一个磁珠悬浮孔(13)。在所示的实施例中，CLC反应筒(10)和提供热控制位置(11)的模块以组合形式提供，当使用时可以将其分开(以允许两个部件的热隔离)。磁珠悬浮孔提供了待固持用于核酸分离的磁珠的位置。该部件与该装置中的振动筛元件接合，以在装载和转移过程之前重新悬浮这些珠。

机器人控制的移液器

如上文概述的，在此描述的多个装置包括一个机器人控制的移液器。该机器人控制的移液器是以下这样的一个单元：被配置成在该装置的不同位置之间(如该热芯片模块上的样品孔、试剂孔和与一个或多个CLC反应位置)转移液体和/或CLC。在广义上，该机器人移液器可以是能够在该装置的两个相异位置之间(如该热芯片模块上的试剂筒位置中的试剂孔和CLC反应筒中的CLC反应孔)转移一定量的液体的任何移液单元。感兴趣的机器人移液器是以下移液器：可以从该装置的第一位置移除一个限定体积的液体，并且将该体积的液体沉积在该装置的第二位置处。虽然该移动器被配置成转移的液体的体积可以改变，但是在一些情况下，该体积是在从100nl至10ml，如100nl至1ml的范围内。

在某些实施例中，该移液器包括一个样品/试剂分配头部，该样品/试剂分配头部包括一个或多个管(例如毛细管)，该一个或多个管被配置成接入液体并将液体从第一孔转移到第二孔，或转移到该装置中的任何位置处的储器、槽或其它容器。该样品/试剂分配头部可以与压力源处于流体连通，该压力源可以从任何方便的气体(例如空气)向分配头部的管/毛细管提供正压力。施加正压可以用于驱使水性样品离开管/毛细管。该系统还可以包括一个毛细管控制器，该毛细管控制器被编程来在所希望的时间施加正压，这样使得液体样品被分配在预定位置处。可能需要或可能不需要负压来将液体吸入管的腔中，因为在一些情况下，单独的毛细管作用将足以这样做(取决于所使用的液体和管，例如毛细管区域的疏水性/亲水性)。

该移液器还可以包括一个致动器以在位置之间移动该分配头部。该致动器可以由一个控制器控制，该控制器可以被编程以使该致动器移动该分配头部。一种典型的程序可以首先将分配头部中的管的远端移动与样品接触，将样品吸入管中，然后移动管，这样使得远端邻近分配位置，并且最后施加足够的正压力到管的近端，以便使该液体从该管的远端喷出。

在使用毛细管的情况下，尺寸可以变化。在一个实施例中，毛细管的内径为约200至250μm，如221或230μm，并且外径为约800μm。可以选择任何体积的液体来被吸入到该系统中。特定毛细管可以被设计成吸入从约10纳升至约10000纳升，如500纳升。

在另一个实施例中，在分配头部中存在多个毛细管。所有毛细管的近端可以与单个压力导管处于流体联通，并且该压力导管与压力源处于流体联通。以此方式，单个压力源可以用于施加单个正压以便从所有多个毛细管同时分配液体。类似地，单个压力源可以施加单个正压以便平衡所有多个毛细管中的毛细作用力。在这类实施例中，该多个毛细管可以存在于一个头部子单元中，该头部子单元包括用于该多个毛细管的一个支架。一个头部子单元中毛细管的数量可以改变，其中在一些情况下，该数量是在从4至400，如12至384，例如24至96，包括24至48的范围内。这些毛细管在该头部子单元中可以被安排成使得当该头部被定位在一个实验室板(例如，存在于该装置的一个板位置上的实验室板)上方时，多个管容易与一个实验室板的多个孔对准。

关于该装置中可以采用的毛细管液体处理系统的其他细节在公布为WO 2014/08345的PCT申请序列号PCT/IB 2013/003145中提供；该申请的披露内容通过引用结合在此。

在一些实施例中，该机器人移液器包括一个纯化头部，其中纯化头部被配置成收集并纯化在该装置中产生的核酸文库，并将它们分配到所期望的位置/系列位置(例如，输出孔)中。在一些实施例中，该纯化头部被配置成在必要的反应完成后在CLC反应孔上进行磁珠分离过程。在某些实施例中，该纯化头部被配置成将一定量的结合核酸的磁珠沉积到CLC反应孔中，从CLC反应孔中取回包含结合了核酸的珠的CLC，固定这些珠，并且使用顺序液体接触方案洗涤并从这些珠中分离核酸。

在一些情况下，装置包括用于在液体处理步骤之间洗涤分配头部和纯化头部的管的部件，以防止CLC反应的交叉污染。

散装试剂储器

在某些实施例中，本文所述的装置包括一个散装试剂储器。该散装试剂储器包括用于制备核酸文库的一种或多种另外的试剂，其中该机器人控制的移液器进一步被配置成在该散装试剂储器和该装置内的其他位置之间转移液体，以便将计量体积的试剂组合物(例如，液体试剂组合物)沉积到所需的孔(例如该热芯片模块上的CLC试剂孔)中。

流体模块

在此描述的多个装置可以包括一个流体模块，该流体模块包括用于例如系统流体、废物收集等的一个或多个液体储器。感兴趣的系统流体包括但不限于洗涤液、洗脱液等。在希望的情况下，该废物收集储器被操作性地联接到单个废物排出口上。

另外方面

在此描述的多个装置可以被配置成在一次给定文库制备运行开始之后的一个短时间段内自动地产生大量文库。在一些情况下，这些装置可以被配置成同时产生的文库样品的数量是在从1个至100个，如4个至96个，例如10个、24个、48个或96个文库的范围内。虽然产生这类文库所需的时间量可以改变，但是在一些情况下，该时间量是在从1小时至48小时，如2小时至36小时，例如6小时的范围内。

为了促进试剂移动和装置设置，该装置可以包括一个控制处理器，该控制处理器与一个手持式唯一标识符(例如条形码)扫描器处于操作性通信，该扫描器可以经由一个有线或无线通信协议与该处理器通信。这类实施例可以用于将关于实验室板和/或试剂源的标识信息上传到该装置的控制处理器中，以便将该装置配置成自动地执行一个文库制备方案。

具体实施方式

图5描绘了根据本发明的一种文库制备装置的一个具具体实施例。图5提供了装置(17)的内部部件的全视图，即，没有盖。装置17是紧凑的，深约600mm、长508mm且高317mm，并且重量小于200kg或更少，如100kg或更少，包括50kg或更少。该系统被设计成经由一个邻近台面上的一个典型的Windows个人计算机上的一个用户界面进行控制。图5所示的装置被配置成使用一个复合液体池(CLC)介导的方案来创建DNA文库。该装置被配置成使用CLC在大约2至48小时内创建文库；以1个样品的最小样品数进行操作；以大于1的倍数递送样品和条形码。

如图5所示，主甲板(18)上有以下子部件：(a)两个独立控制的热芯片模块(19和20)；(b)两个机械致动的盖(1和21)，每个热芯片模块一个(其中每个盖均是热控制并且气动致动的)；(c)样品筒位置和消耗性试剂筒位置(24；例如，作为可移除的筒主块)；(d)附加部件的位置(25)，包括洗涤储器、磁珠悬浮孔等；和(d)一个纯化头部(23)，其能够(即，被配置用于)接入纯化由该装置(例如，所述磁珠悬浮液孔)产生的核酸文库的核酸所需的位置；和(e)一个样品/试剂分配头部(22)，其能够(即，被配置用于)接入在每个热芯片模块(19和20)、样品和消耗性试剂筒(24)、及其他液体处理位置处的筒的所有孔。

装置(17)被设计成容纳一个或多个有条形码的筒(如上所述)，这些有条形码的筒被装载到该装置中的相应位置。装置(17)被配置成在给定方案期间适当时容纳一个或多个散装试剂储器。散装试剂储器包括用于CLC反应、用于纯化步骤或作为洗涤试剂的缓冲液。在一些实施例中，散装试剂储器是标准实验室管，例如，其可以例如在试剂盒中提供给用户或者由用户提供的50mL管、20mL管、10mL管、5mL管或其他试管。在一些实施例中，散装试剂储器具有条形码以便在其中的不同试剂之间，例如在缓冲液和洗涤试剂之间进行识别。该装置上的散装试剂储器位置(未在图5中示出)可以被颜色编码和/或编号以匹配相应的散装试剂储器，并且还可以具有定位特征以确保正确地装载到该装置中。

装置(17)可以包括一个废物排出口(未示出)，其中所有流体废物被泵送到可以容纳在该装置内或固定在该装置外部的一个废物储器瓶中。包含洗涤液体的洗槽(放置在位置25处)可通过样品/试剂分配头部和纯化头部(22和23)来接入。多个洗槽可以从一个分离定位的散装试剂储器自动进料。多个散装试剂储器可以盛放足够用于在系统上运行一次的流体。多个洗瓶可以被颜色编码以便协助用户装载并避免错误(如以上所指出)。

图6提供了装置(17)的另一个视图，其详细示出了某些自动化元件，这些元件受机器人和气动控制，从而实现装置在产生核酸文库中的所有必要功能。如图6所示，该装置包括被配置成可操作地连接到样品/试剂分配头部和纯化头部(图5中的元件22和23)并且在该装置的不同位置之间移动这些头部的一个平坦表面台架(26)和一个Z轴驱动器(27)。还在图6中示出了用于该热芯片模块的热盖(1)，其由步进电机激活；以及磁体(28)，用于在磁珠纯化过程中与纯化头部一起使用。图7示出了X/Y轴上的台架运动的特写视图，同时图8示出了样品/试剂分配头部(22)和纯化头部(23)(由元件29提供)的Z轴运动的特写视图。

图9提供了纯化头部的一个视图，该纯化头部具有一个内置的致动器(30)以使磁体(31)接合和脱离管壁。

NGS文库制备的方法

本发明的多个方面包括通过按例如如上所述的一个CLC介导的文库制备方案使用本发明的一个装置来从一个初始核酸样品产生下一代测序(NGS)文库的多种方法。可以采用本发明的这些装置来产生适用于在多种不同的NGS平台中进行测序的NGS文库，这些NGS平台包括但不限于：来自的HiSeq^TM、MiSeq^TM、以及Genome Analyzer^TM测序系统；来自Ion Torrent^TM的Ion PGM^TM和Ion Proton^TM测序系统；来自太平洋生物科学公司(Pacific Biosciences)的PACBIO RS II测序系统、来自Life Technologies^TM的SOLiD测序系统、来自罗氏企业(Roche)的454GS FLX+和GS Junior测序系统、或者任何其他感兴趣的测序平台。

在制备一个NGS文库时，首先提供有待从其制备文库的一个核酸样品。可以采用任何方便的核酸样品制备方法。核酸样品制备可以包括使一个初始核酸源样品片段化，以便产生由具有适合利用一个给定NGS测序平台进行测序的大小的核酸片段组成的一个片段化核酸样品。所考虑的源核酸包括但不限于：脱氧核糖核酸，例如基因组DNA、互补DNA(或者由任何所考虑的RNA或DNA合成的“cDNA”)、重组DNA(例如，质粒DNA)；核糖核酸，例如信使RNA(mRNA)、微RNA(miRNA)、小干扰RNA(siRNA)、反式作用小干扰RNA(ta-siRNA)、天然小干扰RNA(nat-siRNA)、核糖体RNA(rRNA)、转移RNA(tRNA)、核仁小RNA(snoRNA)、核内小RNA(snRNA)、长链非编码RNA(lncRNA)、非编码RNA(ncRNA)、转移信使RNA(tmRNA)、前体信使RNA(pre-mRNA)、小卡哈尔氏体特异性RNA(scaRNA)、piwi相互作用RNA(piRNA)、内切核糖核酸酶制备的siRNA(esiRNA)、时序小RNA(stRNA)、信号识别RNA、端粒RNA、核酶；等。

多种源核酸可以使用任何方便的方案来片段化，例如，使样品通过一个微量加液器尖端或细计量注射针一次或多次；使样品雾化；对样品进行超声处理(例如；使用科瓦里斯股份有限公司(Covaris,Inc.)(马萨诸塞州沃本市(Woburn,MA))的聚焦超声发生器)；珠介导剪切；酶促剪切(例如，使用一种或多种RNA剪切酶)；基于化学品的片段化(例如，使用二价阳离子、片段化缓冲液(该片段化缓冲液可以结合热量使用))；或者用于对一个初始核酸进行剪切/片段化以便生成适合于NGS文库制备的更短的模板核酸的任何其他适合途径。在某些方面中，视所选择的测序平台的需要，由对一个起始核酸样品进行剪切/片段化而生成的模板核酸具有以下长度：例如，从10个至20个核苷酸、从20个至30个核苷酸、从30个至40个核苷酸、从40个至50个核苷酸、从50个至60个核苷酸、从60个至70个核苷酸、从70个至80个核苷酸、从80个至90个核苷酸、从90个至100个核苷酸、从100个至150个核苷酸、从150个至200个核苷酸、从200个至250个核苷酸、或者从200个至1000个核苷酸、或者甚至从1000个至10000个核苷酸。

一旦制备好，就将核酸样品连同有待在该装置的一次给定运行中从其制备一个NGS文库的任何其他样品放置到样品筒的孔(或主筒的样品孔)或类似容器中，并且例如通过该装置的一扇打开的检修门来将其定位在该装置的样品筒位置上。在某些实施例中，该样品筒包括一个装有遗传条码的孔。还装载到该装置中的是一个或多个消耗性试剂筒，该一个或多个消耗性试剂筒包括从样品生成核酸文库所需的试剂(例如，缓冲液、酶、衔接子等)。消耗性试剂筒可以具有用于CLC形式的过程所需的每种不同试剂的单独的孔。其他所需的组件也被装载到该装置中，包括纯化磁珠、文库产品容器(例如，被配置成保持单独的产品文库或汇集两个或更多个不同的产品文库)、散装试剂储器、洗涤和纯化流体等。另外，可以例如通过使用一个自动化方案(诸如使用一个手持式条形码扫描器)或者经由一个适当用户界面手动地等等来将关于一次给定运行的控制指令和数据输入到该装置中。多个控制指令可以包括有待运行的样品的数目，该数目可以使用任何方便的方案输入，例如经由手动键入的用户数据或者一个预先生成的.csv文件。有待输入的信息可以进一步包括样品的数目和样品的位置。该装置可以包括一个主用户界面。在希望的情况下，该主用户界面提供以下运行状态信息的反馈：示出正由该移液器执行的当前动作的该主甲板的一个动画图形表示；用于每个芯片的指示其在整个方案过程中的进度的一个状态指示器；到总运行完成的一个倒数计时器，准确到+/-10min；用于每个芯片的一个反馈面板，该反馈面板将示出有关正执行的当前任务的信息；一个警告和错误面板，其中将显示由软件标记的任何问题。该装置可以进一步包括一个网页服务部件，该网页服务部件例如被配置成监测状态并且生成有待在发生严重错误的情况下发送的一封电子邮件。该系统还可以被配置成产生一个输出文件：例如，该输出文件可以包括一个编条形码文件和一个文库定义文件，其中这类文件可以任选地被混合成一个。运行日志文件夹的名称可以被包括在该输出文件以及所运行的方案中。多个运行日志可以被编号以便保持它们有序。该装置可以被配置成在设置过程中引导用户。例如，在运行设置过程中，用户可以被引导通过盒装载序列并且被提示在适当时候扫描盒条形码。当用户被要求键入信息时，该系统可以提示用户从一个下拉列表内的数个预定义选项中选择，而不是自由地键入信息。在装置设置(包括关闭任何打开的检修门或其他打开的部件)之后，该装置准备好执行一个自动化CLC介导的文库制备方案。

这样，一旦该装置装载有一个或多个核酸样品并且被配置用于一个给定NGS文库产生运行，运行就开始。在运行期间，该装置接入机器人移液器的样品/试剂分配头部，以将适当体积的核酸样品(例如1nl至1ml，如1nl至50ul，例如100nl至50ul)从样品筒的一个或多个样品孔转移到热芯片模块的CLC反应孔中。在一些实施例中，样品筒中的样品孔在其中具有载液和封装流体，这样使得当将样品添加到孔中时形成CLC，并且因此在转移时在CLC反应孔中形成CLC。在其他实施例中，载液和封装流体存在于CLC反应筒中，并且样品孔包含核酸样品。无论什么配置，该样品/试剂分配器头部使用非接触微流体分配方案以足以产生具有样品核心的CLC的方式将一定体积的核酸样品沉积到CLC反应孔中。关于可以由该装置采用的CLC产生方法的多个细节在美国专利号8,465,707中得到进一步描述，该专利的披露内容通过引用结合在此。

在一个或多个热芯片模块处的相应的一个或多个CLC反应孔(例如，来自一个或多个相应的样品)中产生包含一个或多个CLC反应的样品之后，该样品/试剂分配器接入消耗性反应筒的孔中以将试剂分配到每个CLC反应孔中。可通过样品/试剂分配器分配到不同CLC反应孔中的试剂包括但不限于：dNTP、酶类(例如，聚合酶、核酸酶、连接酶等)、引物、平台特异性测序衔接子(这些平台特异性测序衔接子可以与或可以不与引物整合)等。该样品/试剂分配器可以采用一个非接触微流体分配方案以便向这些CLC添加这些试剂。可以按顺序添加每种试剂，或者可以根据需要，预混两种或更多种试剂并且将其添加到这些CLC。在由该样品/试剂分配器向这些CLC反应孔中的这些CLC添加试剂之后，可以根据一个给定NGS文库制备方案的需要，使这些热芯片模块经历温度调节，例如以热循环的形式。

在该过程期间的任何步骤中，通常在由文库生产方案的性质决定的情况下，可以将样品标识符例如核酸条形码添加到CLC反应孔中，以根据样品来源唯一地识别每个CLC反应孔中的核酸。在该步骤中，采用该样品/试剂分配头部将一定体积的条形码试剂从例如在样品筒或筒主块中提供的条形码孔中转移到热芯片模块的CLC反应孔中，该热芯片模块具有存在于其中的相应的包含样品的CLC。该样品/试剂分配头部使用非接触微流体分配方案以足以产生具有包括核酸条形码的样品核心的CLC的方式将一定体积的条形码试剂沉积到CLC反应孔中。

然后该样品/试剂分配器将连接酶分配到每个CLC反应孔中，例如，衍生自消耗性试剂盒中的特定孔。该样品/试剂分配器可以采用非接触微流体分配方案以便将连接酶添加到CLC反应位置中。在通过该样品/试剂分配器将连接酶加入一个或多个CLC反应孔之后，可以根据需要对热芯片模块进行热循环，例如将条形码连接到CLC中的核酸上，并且从而产生有条形码的核酸。

在存在于一个或多个热芯片模块上的CLC反应筒中的CLC反应孔的CLC中产生有条形码的核酸文库之后，可以纯化所得到的有条形码的核酸文库以便产生适于供在一个NGS测序方案中使用的一个产物NGS文库。虽然所得到的有条形码的文库可以使用任何方便的方案来纯化，但是在一些情况下，采用了一个基于磁珠的纯化方案。在这样的方案中，使用机器人移液器的纯化头部来将适合量的磁珠(例如，100nl至1ml)从装置中振动筛单元位置上存在的磁珠容器的一个或多个孔转移到该热芯片模块的一个或多个CLC反应孔中。该纯化头部使用一个非接触微流体分配方案以一种足以产生包括磁珠的一个CLC的方式将一定量的磁珠沉积到该CLC反应孔中。这些珠被配置成例如经由彼此杂交的互补核酸结构域来特异性结合到该CLC中的有条形码的核酸文库上。在使有条形码的核酸文库特异性结合到这些珠上的一个适合的时间段之后，使用该纯化头部从CLC反应孔中取回包含结合了核酸的珠的CLC，并且然后使用顺序液体接触方案从这些珠中分离核酸。在这种方案中，首先例如通过将该纯化头部的一个导管定位在一个磁场附近来使这些磁珠在该导管的一个位置(例如，一个内表面)处固定不动。接着，使一种洗液流过这些固定不动的珠，这将CLC封装流体和其他未结合珠的实体从这些固定不动的珠移除。在洗涤之后，可以通过使一种适合的洗脱液流过这些固定不动的珠来将结合了珠的核酸扩增子从这些珠释放。然后可以将所得的释放的有条形码的核酸文库收集(包括汇集)到位于装置中的合适容器中(例如，在筒主块的输出孔中)，并且接着准备好供在一个NGS测序方案中使用。关于可以由该装置采用的基于磁珠/导管的纯化方案的细节在公布为WO 2014/207577的PCT申请序列号PCT/IB2014/002159中得到进一步描述；该申请的披露内容通过引用结合在此。

然后可以根据需要使用任何方便的NGS测序平台对所得产物NGS文库进行测序，这些测序平台包括：来自的HiSeq^TM、MiSeq^TM、以及Genome Analyzer^TM测序系统；来自Ion Torrent^TM的Ion PGM^TM和Ion Proton^TM测序系统；来自太平洋生物科学公司(PacificBiosciences)的PACBIO RS II测序系统、来自Life Technologies^TM的SOLiD测序系统、来自罗氏企业(Roche)的454GS FLX+和GS Junior测序系统、或任何其他方便的测序平台。

计算机控制器

本披露的多个方面进一步包括用于操作这些装置的计算机控制器，其中这些控制器进一步包括用于使如在此描述的一个装置完全自动化或部分自动化的一个或多个计算机元件。在一些实施例中，这些控制器包括一个计算机，该计算机具有其上存储有一个计算机程序的一个计算机可读存储介质，其中该计算机程序在被加载到该计算机上时包括用于致动该装置以执行例如如上所述的一个CLC介导的NGS文库产生方案的指令。

在多个实施例中，该控制器包括一个输入模块、一个处理模块以及一个输出模块。所考虑的处理模块可以包括被配置并且自动化成实现例如如上所述的装置的一个或多个例程的一个或多个处理器。例如，处理模块可以包括被配置并且自动化成产生一个NGS文库的两个或更多个处理器、诸如三个或更多个处理器、诸如四个或更多个处理器、并且包括五个或更多个处理器。如上所述，每个处理器包括具有用于执行本发明方法的这些步骤的多个指令的存储器。

这些控制器可以包括硬件部件和软件部件两者，其中这些硬件部件可以采取一个或多个平台的形式，这样使得功能元件、即控制器的实行该控制器的特定任务(诸如管理信息的输入和输出、处理信息等)的那些元件可以通过在代表该系统的一个或多个计算机平台上并且跨越该一个或多个计算机平台执行软件应用来实行。

多个控制器可以包括一个显示和操作者输入装置。操作者输入装置可以例如是一个键盘、鼠标或类似装置。该处理模块包括可访问存储器的一个处理器，该存储器具有存储在其上的用于执行本发明方法的这些步骤的指令。该处理模块可以包括一个操作系统、一个图形用户界面(GUI)控制器、一个系统存储器、存储器存储装置和输入-输出控制器、高速缓冲存储器、一个数据备份单元以及许多其他装置。该处理器可以是可商购处理器，或该处理器可以是可获得或将变得可获得的其他处理器中的一种。该处理器执行该操作系统并且该操作系统以众所周知的方式与固件和硬件对接，并且有助于该处理器协调和执行可以用各种编程语言来编写的不同计算机程序的功能，这些编程语言如Java、Perl、C++、其他高级或低级语言以及其组合，如本领域中所已知的。该操作系统典型地与该处理器配合来协调和执行计算机的其他部件的功能。该操作系统还提供调度、输入-输出控制、文档和数据管理、存储器管理以及通信控制和相关的服务，所有这些都是根据已知的技术。

系统存储器可以是多种已知的或未来的存储器存储装置中的任何一种。实例包括任何通常可获得的随机存取存储器(RAM)、磁介质如常驻硬盘或磁带、光学介质如读写压光盘、快闪式存储器装置、或其他存储器存储装置。该存储器存储装置可以是多种已知的或未来的装置中的任何一种，包括光盘驱动器、磁带驱动器、可移动硬盘驱动器或盘片驱动器。这种类型的存储器存储装置典型地从一个程序存储介质(未示出)中读取和/或写入该程序存储介质，诸如对应地光盘、磁带、可移动硬盘或软盘片。任何这些程序存储介质或现在使用的或以后可能开发出的其他程序存储介质可以被认为是一种计算机程序产品。如将了解的是，这些程序存储介质典型地存储一种计算机软件程序和/或数据。计算机软件程序(又称为计算机控制逻辑)典型地被存储在系统存储器和/或结合存储器存储装置使用的程序存储装置中。

在一些实施例中，一个计算机程序产品被描述包括计算机可使用介质，该计算机可使用介质具有存储在其中的控制逻辑(计算机软件程序，包括程序代码)。当由计算机的处理器执行时，该控制逻辑引起该处理器执行在此描述的功能。在其他实施例中，一些功能是使用例如一个硬件状态机来主要在硬件中实施。实施该硬件状态机以便执行在此描述的功能对于相关领域中的技术人员而言将是清楚的。

存储器可以是其中该处理器可以存储和检索数据的任何适合的装置，如磁、光学或固态存储装置(包括磁盘或光盘或磁带或RAM，或任何其他适合的装置，或者固定式或者便携式)。该处理器可以包括从携带必要程序代码的一个计算机可读介质适当编程的通用数字微处理器。编程可以通过通信通道来远程提供给处理器，或编程先前保存在计算机程序产品中，如存储器或使用与存储器相关的任何那些装置的一些其他便携式或固定式计算机可读存储介质。例如，磁盘或光盘可以携带编程，并且可以由盘写入器/读取器来读取。本发明的系统还包括例如呈计算机程序产品、用于实践如上所述的方法的算法的形式的编程。根据本发明的编程可以被记录在计算机可读介质上，例如可以由计算机直接读取和访问的任何介质。此类介质包括但不限于：磁存储介质，如软盘、硬盘存储介质和磁带；光存储介质，如CD-ROM；电存储介质，如RAM和ROM；便携式闪存驱动器；以及这些类别的混合，如磁/光存储介质。

该处理器也可以访问一个通信通道以便与远程位置处的用户通信。远程位置意指用户不直接与该系统接触并且从一个外部装置将输入信息转播至一个输入管理器，该外部装置诸如连接到广域网(“WAN”)、电话网络、卫星网络或任何其他适合的通信通道上的计算机，包括移动电话(即，智能手机)。

在一些实施例中，根据本披露的控制器可以被配置成包括一个通信接口。在一些实施例中，该通信接口包括用于与一个网络和/或另一个装置通信的一个接收器和/或发送器。该通信接口可以被配置用于有线或无线通信，包括但不限于：射频(RF)通信(例如，射频标识(RFID)、Zigbee通信协议、WiFi、红外、无线通用串行总线(USB)、超宽带(UWB)、通信协议、以及蜂窝通信，如码分多址(CDMA)或全球移动通信系统(GSM)。

输出控制器可以包括用于多种已知的用于向用户呈现信息的显示装置中的任何一种的控制器，无论是人还是机器，无论是本地还是远程。如果这些显示装置中的一种提供可视信息，这种信息典型地可以被逻辑地和/或物理地组织为图片元素的阵列。图形用户界面(GUI)控制器可以包括用于在该系统与用户之间提供图形输入输出接口并且用于处理用户输入的多种已知的或未来的软件程序中的任何一种。计算机的功能元件可以经由系统总线彼此通信。在替代实施例中，这些通信中的一些可以使用网络或其他类型的远程通信实现。根据已知的技术，输出管理器还可以通过例如互联网、电话或卫星网络向位于远程位置处的用户提供由处理模块产生的信息。由输出管理器对数据的呈现可以根据多种已知的技术来实施。在一些实例中，数据可以包括SQL、HTML或XML文件、电子邮件或其他文档，或呈其他形式的数据。该数据可以包括互联网URL地址，这样使得用户可以从远程来源中检索另外的SQL、HTML、XML或其他文件或数据。存在于本发明系统中的一个或多个平台可以是任何类型的已知的计算机平台或未来有待开发出的一种类型的计算机平台，尽管它们典型地将属于通常称为服务器的一类计算机。然而，这些平台也可以是大型计算机、工作站或其他计算机类型。这些平台可以经由任何已知的或未来的类型的电缆敷设或包括无线系统的其他通信系统来连接，或者经互联网或者以另外的方式。这些平台可以是共同定位的或这些平台可以是物理上分离的。可能取决于所选择的计算机平台的类型和/或配置，可以在任何计算机平台上采用不同操作系统。适当的操作系统包括Windows NT^TM、Windows XP、Windows 7、Windows 8、iOS、Sun Solaris、Linux、OS/400、Compaq Tru64Unix、SGI IRIX、SiemensReliant Unix以及其他操作系统。

尽管为附加条款，在此陈述的披露内容也由以下条款限定：

1.一种完整的台式核酸文库制备装置，该装置包括：

一个热芯片模块，该热芯片模块被配置成接收一个复合液体池(CLC)反应筒；

一个消耗性试剂位置，该消耗性试剂位置被配置成接收一个CLC核酸文库制备试剂筒；

一个样品位置，该样品位置被配置成接收一个CLC样品筒；以及

一个机器人控制的移液器，该移液器被配置成在该消耗性试剂位置、该样品位置、与该热芯片模块之间转移液体。

2.根据条款1所述的装置，进一步包括一个磁性核酸文库纯化系统。

3.根据条款2所述的装置，进一步包括一个磁珠槽。

4.根据条款1至3中任一项所述的装置，其中该CLC反应筒包括从1至100个孔。

5.根据条款1至4中任一项所述的装置，其中该装置包括用于该热芯片模块的一个机械致动的盖。

6.根据条款1至5中任一项所述的装置，其中该CLC核酸文库制备试剂筒包括从1至50个CLC核酸文库试剂柱，其中每个柱包括用于从单个样品制备一个核酸文库的一组核酸文库试剂。

7.根据条款6所述的装置，其中每个CLC核酸文库试剂柱包括从1至30个CLC核酸文库试剂孔。

8.根据条款1至7中任一项所述的装置，其中该CLC样品筒包括一个用于接收由用户提供的样品的孔和一个包括CLC核酸编条形码试剂的孔。

9.根据条款1至8中任一项所述的装置，其中该消耗性试剂位置和该样品位置存在于单个筒主块上。

10.根据条款9所述的装置，其中该筒主块可从该装置上移除。

11.根据条款9或10所述的装置，进一步包括一个筒主块冷却系统。

12.根据条款1至11中任一项所述的装置，其中该装置被操作性地联接到一个手持式条形码扫描器上。

13.根据条款1至12中任一项所述的装置，进一步包括一个包含用于制备一个核酸文库的一种或多种另外的试剂的散装试剂储器，其中该机器人控制的移液器进一步被配置成在该装置内的该散装试剂储器和其他位置之间转移液体。

14.根据条款1至13中任一项所述的装置，其中该消耗性试剂位置和该样品位置被配置成接收包括多个孔的一个筒，这些孔具有从1.0mm至8.0mm的直径和从3mm至12mm的深度。

15.根据条款14所述的装置，其中该筒在这些孔之间具有从4mm至5mm的间距。

16.根据条款1至15中任一项所述的装置，其中该装置被配置成从1nl至50ul的一个样品制备一个核酸文库。

17.根据条款1至16中任一项所述的装置，其中该CLC核酸文库制备试剂筒的这些孔中的试剂体积是从1nl至10ul。

18.根据条款1至17中任一项所述的装置，其中该装置包括一个流体模块，该流体模块包括用于系统流体和废物收集的多个液体储器。

19.根据条款1至18中任一项所述的装置，其中该CLC样品筒包括一个CLC样品孔和一个CLC样品条形码孔。

20.根据条款1至19中任一项所述的装置，其中该装置被配置成经由一个CLC介导的方案产生从1至50个核酸文库。

21.根据条款1至20中任一项所述的装置，其中该装置为从35至100cm深，35至100cm宽和25至100cm高。

22.一种从初始核酸样品产生核酸文库的方法，该方法包括：

将该核酸样品引入到根据条款1至20中任一项所述的一个装置中；并且

从该装置获得该核酸文库。

23.根据条款22所述的方法，其中该核酸文库包括一个有条形码的核酸文库。

24.根据条款22或23所述的方法，其中该核酸文库包括一个汇集的有条形码的核酸文库。

25.根据条款22至24中任一项所述的方法，其中该核酸文库被配置用于通过下一代测序方案进行测序。

虽然上述发明已经通过说明和实例的方式出于清楚理解的目的在一些细节方面进行了描述，但是本领域技术人员根据本披露传授的内容很容易明白可以对其进行某些变化和修改而不偏离所附权利要求的精神或范围。

因此，前述内容仅说明本发明的原理。将了解的是本领域技术人员将能够设计不同的安排，这些不同的安排虽然没有在此明确地描述或显示，但体现本发明的原理并且被包括在其精神和范围之内。另外，在此叙述的所有实例和条件性语言原则上旨在帮助读者理解本发明的原理，而不限于这些具体叙述的实例和条件。此外，在此叙述本发明的原理、方面和实施例以及其具体实例的所有陈述旨在涵盖其结构和功能等效物两者。另外，预期此类等效物包括当前已知的等效物以及有朝一日开发的等效物两者，即不论结构而执行相同功能的发展的任何要素。因此，本发明的范围不是旨在受限于在此显示和描述的示例性实施例。相反地，本发明的范围和精神由所附权利要求书体现。

Claims

1.一种完整的台式核酸文库制备装置，该装置包括：

2.根据权利要求1所述的装置，进一步包括一个磁性核酸文库纯化系统。

3.根据权利要求2所述的装置，进一步包括一个磁珠槽。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中该装置包括用于该热芯片模块的一个机械致动的盖。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中该CLC核酸文库制备试剂筒包括从1至50个CLC核酸文库试剂柱，其中每个柱包括用于从单个样品制备一个核酸文库的一组核酸文库试剂。

6.根据权利要求5所述的装置，其中每个CLC核酸文库试剂柱包括从1至30个CLC核酸文库试剂孔。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中该CLC样品筒包括一个用于接收由用户提供的样品的孔和一个包括CLC核酸编条形码试剂的孔。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中该消耗性试剂位置和该样品位置存在于单个筒主块上。

9.根据权利要求8所述的装置，进一步包括一个筒主块冷却系统。

10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，进一步包括一个包含用于制备一个核酸文库的一种或多种另外的试剂的散装试剂储器，其中该机器人控制的移液器进一步被配置成在该装置内的该散装试剂储器和其他位置之间转移液体。

11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中该装置包括一个流体模块，该流体模块包括用于系统流体和废物收集的多个液体储器。

12.一种从初始核酸样品产生核酸文库的方法，该方法包括：

将该核酸样品引入到根据权利要求1至11中任一项所述的一个装置中；并且

从该装置获得该核酸文库。

13.根据权利要求12所述的方法，其中该核酸文库包括一个有条形码的核酸文库。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中该核酸文库包括一个汇集的有条形码的核酸文库。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中该核酸文库被配置用于通过下一代测序方案进行测序。