CN106574302A - 基因组分析装置和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本披露的多个方面包括一种全基因组分析装置及其用于生物样品的高通量基因组分析的使用方法。
Description
相关申请的交叉引用
根据35U.S.C.§119(e),本申请要求于2014年8月4日提交的美国临时专利申请序列号62/032,882和于2014年8月5日提交的美国临时专利申请序列号62/033,279的优先权的权益,这些申请的披露内容通过引用以其全文结合在此。
引言
基因组分析适用于许多不同的领域,包括农业、流行病学、分子遗传学和健康产业。
基因组分析用于例如对生物样品进行基因分型,这是一种利用DNA序列通过使用分子工具来定义生物族群的程序。这些分子工具通常参照单个性状、一组性状或完整的综合形状来确定细胞、生物体或个体的基因组成(整组基因)。性状可以以两种等位基因形式存在;一种是显性的(例如A)而另一种是隐性的(例如a)。基于此,对于一种特定性状可能有三种可能的基因型:AA(纯合显性)、Aa(杂合)和aa(纯合隐性)。基因分型可以通过多种不同的方法进行,这取决于感兴趣的变体和可用的资源。
在农业中,用于性别分选的遗传测定是有价值的。在这些程序中,使用分子工具利用核酸序列来定义生物性别族群。目前市场上的禽类性别分选是人工进行的。
用于基因组分析的最常见方法之一是PCR检测(聚合酶链式反应)。该方法依赖于热循环、DNA聚合酶、引物(与感兴趣的靶区域互补的短DNA片段)。热循环由用于DNA解链和DNA的酶复制的反应的加热和冷却的重复循环组成。复制的DNA可通过许多方法进行检测,最常见的是通过使用对每个等位基因具有特异性的荧光标记的探针。到目前为止,在该程序完全自动化方面已经取得了一些进展,但是通常基因分型还是需要若干个仪器以及人工处理来完成。基因分型通常在96静态孔板中进行,其中典型体积在从1微升至20微升的范围内。
发明内容
本发明是一种用于在复合液体池(CLC)中进行高通量基因组分析测定的完整系统。如本文所用,“复合液体池”是指将水性样品(或目标流体)的等分试样封装在疏水性封装流体中的构型,两者均位于与水性样品和封装流体不可混溶的疏水性载液的自由表面上。在本系统中,在环境压力下处理和操纵CLC,尽管组成CLC的液体可分别在正压或负压下分配到CLC中或从CLC中回收。
本披露的多个方面包括一种全基因组分析装置,该装置包括:一个热芯片模块,该热芯片模块包括多个自含复合液体池(CLC)位置;一个CLC生产站,该CLC生产站被配置成接入该热芯片模块的每个自含CLC位置;一个样品接收位置;一个试剂接收位置;一个机器人控制的移液器,该移液器被配置成在该样品接收位置、该试剂接收位置和该热芯片模块之间转移液体;以及一个询问站,该询问站被配置成询问该热芯片模块的每个自含CLC位置。
在某些实施例中,该热芯片模块包括从1400到3000个自含CLC位置。
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,该试剂接收位置被配置成接收一个测定板和一个预混合液板。
在某些实施例中,该试剂接收位置被配置成接收多个测定板。
在某些实施例中,该测定板和该预混合液板是标准实验室板。
在某些实施例中,该机器人控制的移液器包括多个可互换头部,这些可互换头部被配置用于样品分配、测定分配和预混合液分配操作。
在某些实施例中,该CLC生产站被配置成将载液和封装流体分配到自含CLC位置中并且洗涤自含CLC位置。
在某些实施例中,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。
在某些实施例中,该装置被操作性地联接到一个条形码扫描器上。
在某些实施例中,该询问站被配置成检测光学信号。
在某些实施例中,该询问站被配置成将激发光传输到该热芯片模块中的每个自含CLC位置并从其中收集发射光。
在某些实施例中,该询问站包括一个基于照相机的检测系统。
在某些实施例中,该激发光来自LED。
在某些实施例中,该询问站检测多个波长的光。
在某些实施例中,该装置是一种基因分型装置。在某些实施例中,该样品接收位置被配置成接收一个样品板。在某些实施例中,该样品板是一种标准实验室板。在某些实施例中,该样品接收位置被配置成接收多个样品板。
在某些实施例中,该装置是一种禽类雌雄鉴别装置。在某些实施例中,该样品接收位置被操作性地连接到一个被配置成从多个禽蛋中获得生物样品的蛋采样单元(ESU)上。在某些实施例中,该热芯片模块的自含CLC位置被布置在以配置用于从多个禽蛋中接收生物样品的间距间隔开的多个集群中。在某些实施例中,多个集群中的每个集群包括从2到40个自含CLC位置。在某些实施例中,该热芯片模块包括84个集群,每个集群包括17个自含CLC位置。在某些实施例中,该热芯片模块包括一个上盖和一个下盖,其中该上盖和下盖包括多个对应于这些自含CLC位置的孔,其中该上盖被固定到该热芯片模块上,这样使得这些孔与对应的自含CLC位置对准,并且该下盖被安装到一种机构上,该机构可被致动以使孔与上盖的对准偏移,以关闭上盖中的孔。
本披露的多个方面包括遗传分析多个生物样品的方法,这些方法包括:将多个生物样品引入如本文所述的装置的样品位置中;通过以下方式操作该装置以进行基因分型测定:(i)针对该多个生物样品中的每一个在该热芯片模块的一个对应的自含CLC位置中生成一个CLC基因组分析反应样品;(ii)通过在该热芯片模块上运行热程序在该CLC基因组分析反应样品中进行反应;并且(iii)用该询问站检测来自该热芯片模块的对应的自含CLC位置中的CLC基因组分析反应样品中的每一个的信号;其中针对CLC基因组分析反应样品中的每一个所检测的信号指示该多个生物样品中的每一个的遗传特征。
在某些实施例中,CLC基因组分析反应样品中的每一个的总体积为300nl。
在某些实施例中,该方法进一步包括将一个包括一种用于进行基因分型测定的试剂的测定板引入到该装置中。
在某些实施例中,进行多种不同的基因组分析测定。
在某些实施例中,针对所进行的多种不同的基因组分析测定中的每一个,将不同的测定板引入到该装置中。
在某些实施例中,该生成步骤包括:操作该CLC生产站以将一种载液和一种封装流体分配到该热芯片模块的每个自含CLC位置中;并且操作该机器人控制的移液器以:将该多个生物样品中的每一个分配到该热芯片模块的一个对应的自含CLC位置中;将一种测定试剂分配到该热芯片模块的每个自含CLC位置中;并且将一种预混合液试剂分配到该热芯片模块的每个自含CLC位置中。
在某些实施例中,该基因组分析测定是一种基因分型测定。
在某些实施例中,该基因组分析测定是一种禽类雌雄鉴别测定。
附图说明
当结合附图阅读时,本披露的多个方面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至6示出了根据本披露的多个方面所述的装置的实例。
图7示出了根据本披露的多个方面所述的样品压力分配头部的实例。
图8示出了根据本披露的多个方面所述的热芯片模块的实例。
图9示出了根据本披露的多个方面所述的头部清洁站的实例,该头部清洁站被配置用于样品和测定头部存储、由移液系统进行提取、以及用以保持测定和样品流体浴和废物浴。
图10示出了根据本披露的多个方面所述的测定头部组件的实例。
图11示出了根据本披露的多个方面所述的热芯片模块的实例。
图12示出了根据本披露的多个方面所述的热芯片模块的两个视图。
图13示出了根据本披露的多个方面所述的禽蛋雌雄鉴别装置的实例,该禽蛋雌雄鉴别装置具有一个经由一个线性轨道(26)被操作性地连接到一个蛋采样单元(ESU;25)上的测定处理单元(APU;20),该线性轨道允许该热芯片模块(27)在APU和ESU之间的相互作用和移动。
图14示出图13的测定分配站(21)、光学询问站(22)、真空/头部重置站(23)和CLC生产站(24)的特写示意图。
具体实施方式
如上文概述的,本发明的多个方面包括用于在复合液体池(CLC)中进行高通量基因组分析测定的完整系统。如本文所用,“复合液体池”是指将水性样品(或目标流体)的等分试样封装在疏水性封装流体中的构型,两者均位于与水性样品和封装流体不可混溶的疏水性载液的自由表面上。在本系统中,在环境压力下处理和操纵CLC,尽管组成CLC的液体可分别在正压或负压下分配到CLC中或从CLC中回收。
在更详细地描述本发明之前,应当理解的是本发明不限于所描述的具体实施例,因为这些可以改变。还应当理解的是,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,应当理解的是每个中间值,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陈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诸如“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叙述的方法。
用于遗传测定的装置及其使用方法
如上文概述的,本发明的多个方面包括一种全基因组分析装置。由于这些装置是全基因组分析制备装置,它们包括从包含核酸组分(例如细胞、组织、经纯化或经加工的样品等)的初始生物样品进行基因组分析所需的所有部件。因此,这些装置被配置成使得初始生物样品可以被引入到装置中,并且可以在装置上进行全基因组分析方案并且由用户检索结果,在样品引入和结果返回时间之间,用户与装置的交互很少(如果有的话)。这些装置包括进行基因组分析所需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基因组分析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:将生物样品引入到装置中;装载任何必要的试剂并且输入信息;以及激活装置以便从该生物样品进行基因组分析。在这些装置中可以是自动化的一个基因组分析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、样品询问步骤等。
这些装置可以是便于容纳必要部件并且与外部部件接口连接(这应该所需要的)的任何尺寸。在一些情况下,该装置具有范围从1至2米(如1.3至1.6米(例如1.4米))的深度;范围从2至3米(如2.2至2.5米(例如2.3米))的宽度;以及范围从1至2.5米(如1.4至2米(例如1.5米))的高度。该装置的重量可以改变,并且在一些情况下,在从250kg至500kg的范围内(如300kg至400kg(例如350kg))。
如上文概述的,根据本发明的多个实施例的装置包括至少一个热芯片模块,一个复合液体池(CLC)生产站,一个样品接收位置,一个试剂接收位置,一个机器人控制的移液器,该移液器被配置成在该样品接收位置、该试剂接收位置和该热芯片模块之间转移液体,以及一个询问站,该询问站被配置成询问该热芯片模块的每个自含CLC位置。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,以及附加的部件和子单元。
热芯片模块
如上文概述的,在此描述的装置包括一个热芯片模块。热芯片模块的实例在图8中示出(在下面进一步详细描述),并且在根据本披露的多个方面的装置中示作图2和5中的元件(5)。这些装置可以包括单个热芯片模块,或者两个热芯片模块。这些热芯片模块是包括一个或多个自含位置(例如,孔)的板型或芯片型结构,其中每个自含位置被配置成容纳CLC(还称为自含CLC位置)。每个自含CLC位置在顶部是开放的,以便提供对其中存在的CLC的液体接入。由一个热芯片模块的一个给定自含CLC位置限定的体积可以改变,并且在一些情况下,范围从2μl至1ml,如5μl至20μl。给定的自含CLC位置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。虽然每个自含CLC位置的尺寸可以改变,但是在一些情况下,这些自含CLC位置具有在从1mm至25mm,如2.5mm至10mm的范围内的最长截面尺寸(例如,直径)和在从1mm至30mm,如3mm至20mm的范围内的深度。存在于给定热芯片模块中的自含CLC位置的数量也可以改变,在一些情况下在从200至10,000,如500至5,000或1,400至2,400的范围内。在一些实施例中,例如在其中希望与常规多孔板相一致的实施例中,自含CLC位置的数量是96或384的倍数(例如,2304)。在某些具体实施例中,该热芯片模块上的自含CLC位置存在于多个组或集群中,这些组或集群间隔开以适应接收源自具有特定间隔(或间距)的多个生物源的样品,例如,从用于禽蛋的采样单元所获得的样品(下面进一步详细描述)。
图8示出了热芯片模块(5)的一个实例,该热芯片模块包括一个芯片座(K),一个芯片绝缘体(P)和一个限定自含CLC位置(G)的芯片。热芯片模块的部件可以由任何方便的材料制成。所考虑的多种材料包括但不限于导热材料,例如复合材料、陶瓷以及金属(包括铝)。虽然热芯片模块的尺寸可以改变,但是在一些情况下,该热芯片模块具有在从10cm至400cm,如10cm至200cm的范围内的长度;在从10cm至400cm,如10cm至200cm的范围内的宽度以及在从10mm至50mm,如20mm至40mm的范围内的高度。
如上所述,每个自含CLC位置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。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CLC位置中采取各种不同的形式,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,这样使得在自含CLC位置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,封装流体是硅油。
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50nL、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自含CLC位置中时,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,目标流体不与自含CLC位置的底部(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,而且还取决于自含CLC位置的内部尺寸。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,载液或封装流体的体积为约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SOμL、约55μL、约60μL、约65μL、约70μL、约75μL、约80μL、约85μL、约90μL、约95μL、或约100μL。
这些热芯片模块的一个方面在于:它们是热控的,这样使得由每个自含CLC位置限定的(并且因此由容纳在其中的一个CLC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,其中在一些实例中,温度可以被控制在4℃至120℃、诸如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。在一些实施例中,该加热元件与这些自含CLC位置成一体,而在其他实施例中,该加热元件和限定这些自含CLC位置的元件是分开的,例如作为一个热托盘和一个自含CLC位置板。
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。该加热元件可以是,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多个自含CLC位置以及容纳在其中的多个CLC中生成所希望的热循环。该加热元件可以被并入到该热芯片模块的自含CLC位置限定部分中,或者例如根据需要可以被提供为该模块的一个单独元件。
该热芯片模块被配置成允许通过询问站来询问每个自含CLC位置(下面进一步详细描述)。在某些实施例中,该询问站采用一种被配置成检测来自自含CLC位置的光发射的光学检测系统,包括但不限于荧光、吸光度、拉曼(Raman)、干涉测量法以及影相术。
该热芯片模块还可以被操作性地联接到一个盖上,该盖的尺寸和形状被设定成与该模块或其部分配对,以便密闭这些自含CLC位置和容纳在其中的任何CLC。该盖可以是由一个自动致动器可打开和可关闭的(例如,气动致动的),或者可以手动操作。该盖可以部分地或完全地密封以基本上气密和/或防液体,从而保持压力密封。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。
CLC生产站/CLC重置站
CLC生产站负责用载液和封装流体填充并重新填充该热芯片模块中的每个自含CLC位置以产生CLC。CLC生产站的实例在图1、2、3和4中作为元件D示出,并且在图14和15中作为元件24示出。CLC生产站可以包括允许对所有自含CLC位置进行寻址的一个或多个剂量泵和歧管(例如,两个,三个或更多个)。每种流体的输送和高度由CLC生产站进行设置。CLC生产站还可以被配置成针对自含CLC位置(还称为“重置”自含CLC位置)执行洗涤过程。清洁和重置自含CLC位置可以通过CLC生产/重置站通过去除自含CLC位置的流体内容物(例如,使用基于真空的系统),洗涤自含CLC位置(例如,用一种或多种洗涤溶液),以及使用重置和生产功能将载液和封装流体沉积到自含CLC位置中来完成。应当指出的是,真空和清洁操作可以在与该装置中的CLC沉积操作分开的位置处并使用单独的沉积头部(参见,例如,图14和15中的元件(23))来进行。
该CLC生产站可以包括一个载液输入端、一个封装流体输入端、一个移液系统以及可操作地连接到该移液系统上的一个控制器。该控制器可以被编程以使该移液系统:(1)从该载液和封装流体输入端吸取一种载液和一种封装流体,(2)将所吸取的流体排出到一个热芯片模块的一个自含CLC位置中,该封装流体与该载液是不可混溶的,这样使得所排出的封装流体不与该载液混合,而是漂浮在该载液的顶部上。
在某些实施例中,该CLC生产站包括一个重置头部(包括在图1、2、3和4的元件(D)中),其中该重置头部被用于进行CLC沉积和洗涤过程。一个台架单元可以被用于实现在任何期望方向上的移动,以便实现接入该装置内的所需位置,例如接入自含CLC位置和洗槽。安装在台架上的壳体中的是铝板(复位板),该铝板底侧是端部引导件。这些引导件允许两根管道的长度对齐,并将自含CLC位置寻址到热托盘上。复位板上方有两层。安装到上层的是泵并且歧管被安装到下层。
样品接收位置、试剂接收位置和板位置和装载兼容性
样品接收位置
该样品接收位置被配置成以所需格式从期望的源接收生物样品。在某些实施例中,该样品接收位置容纳多重样品存储系统(例如多孔板),而在其他实施例中,该样品接收位置被配置成从一个外部样品收集模块(例如如下所述的禽蛋采样单元(ESU))接收样品。样品接收位置的实例在图2、4和5中作为元件(I)示出。
试剂接收位置
该试剂接收位置被配置成以所需格式接收测定试剂和预混合液试剂。测定试剂意指对特定遗传测定具有特异性的试剂(例如,序列特异性引物、接头(adater)等)。预混合液试剂意指可用于多种不同测定中的试剂(例如,酶、缓冲液、通用引物等)。在某些实施例中,这些测定和/或预混合液试剂作为批量溶液提供,例如在试剂浴中,而在其他实施例中,它们在工业标准板(例如96孔、384孔等)中提供。该试剂接收位置可以被配置成一次接收一种或多种测定试剂和/或一种或多种预混合液试剂。
板位置和装载兼容性
如上文概述的,本文所述的装置包括一个或多个板位置(例如,用于样品板、测定板和预混合液板)。虽然该装置中所存在的板位置的数目可以改变,但是在一些实例中,该装置包括1至100个、诸如10个至80个、例如50个板位置。该一个或多个板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板位置的一些实例中,该多个板位置例如相对于该装置的一个进入端口按一种纵向格式彼此邻近地安排。板位置是该装置的被配置成固持一个实验室板的区域或地点,该实验室板诸如一个多孔板(例如,96或384多孔板)或类似的结构(例如,试管夹或试管架)等。一个给定板位置可以是被配置成固持一个实验室板的一个简单的载物台或支撑件。虽然这些板位置的尺寸可以改变,但是在一些实例中,这些板位置将具有被配置成与一个实验室板稳定地关联的一个平面表面,其中该平面表面可以具有在从10mm至400mm、诸如10mm至200mm的范围内的一个区域。该平面表面根据需要可以具有任何方便的形状,例如圆形、矩形(包括正方形)、三角形、椭圆形等。为了在一个板位置与一个研究板之间提供稳定关联,该板位置可以包括一个或多个稳定关联元件,例如夹子、对准柱等。
在一些实例中,该板位置可以被热调节,这意味着该板位置的温度可以是可控的,例如以便控制与该板位置稳定地关联的一个研究板(及其内容物)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。
在一些实例中,一个给定板位置可以被配置成是被扰动的,即,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板位置的移动的频率可以改变,但是在一些实例中,该振荡器可以被配置成以在从1rpm至4000rpm、诸如50rpm至2500rpm的范围内的频率使该板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,并且在一些实例中,在从10mm至400mm、诸如25mm至100mm的范围内。
这些板可以包括1D和/或2D条形码,该条形码可以由集成的条形码读取器(例如,由用户操作的手动条形码扫描器)读取。当由系统软件提示时,扫描仪条形码信息可以由装置使用以存储关于样品的信息和/或激活特定程序,例如用于运行特定遗传测定。
在一些实施例中,板位置被颜色编码以帮助用户装载。
板位置的实例在图2、4和5中作为元件(I)示出。
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(如该一个或多个板位置与该热芯片模块)转移液体。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(如一个板位置与一个热芯片模块的一个自含CLC位置之间)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(如一个实验室板的一个孔)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(例如,在一个热芯片模块的一个自含CLC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,但是在一些实例中,该体积是在从100nl至10ml、诸如100nl至1ml的范围内。
在一些实例中,该机器人移液器是被配置用于分配一种水性液体的一个毛细管系统。这种毛细管系统可以包括一个毛细管,该毛细管具有限定毛细管或管腔的一个内表面。该管还可以具有一个外表面。该外表面可以是大体上圆柱形的,包括侧面、顶部以及底部。该内表面可以包括两个区域,一个远端计量区域和一个近端限制区域。该内表面的计量区域可以是基本上亲水性的,而该内表面的限制区域可以是基本上疏水性的。整个外表面也可以是疏水性的。
当使该毛细管的一端(在此标记为远端)与一种水性样品相接触时,该样品通过毛细管作用被吸入到管腔中。但毛细管作用将仅在一定程度上起作用,即水性样品包含于该管腔的一个亲水性(即可润湿)区段内。当足够的水性样品被吸入到该管腔中以至于计量区域被完全填充时,毛细作用将停止吸入额外的样品液体,因为没有更多可润湿表面可供用于水性样品。以此方式,可以利用毛细管作用来精确地计量所希望量的水性液体。对于具有恒定截面面积的一个管腔,通过毛细作用被吸入的液体的体积将等于该计量区段的长度乘以该管腔的截面面积。
在一些实施例中,可以如下构造该计量区域和该限制区域。可以用一种疏水性聚合物涂覆一定长度的毛细管道或完全由该疏水性聚合物形成该一定长度的毛细管道,该疏水性聚合物是例如一种氟碳聚合物,诸如聚四氟乙烯(PTFE)。然后使一种蚀刻溶液穿过该管的内部管腔,从而剥离PTFE表面附近的含氟原子的PTFE涂层。通过这个过程,氟原子典型地被剥离至几埃的深度。所得到的蚀刻PTFE表面是亲水性的。然后将该管洗涤并且定长切割以便形成具有所希望的内部体积的一个计量区域。然后将管道的该内部蚀刻的、内部亲水性区段附接到疏水性管道的一个区段上以便形成整个毛细管。在一些实施例中,聚合物诸如聚酰亚胺可以用于形成该毛细管。
在一些实施例中,该毛细管是由一种玻璃衬底形成的。玻璃是天然亲水性的,因此在衬底是玻璃而不是例如一种天然疏水性聚合物的情况下,表面处理不是形成该计量区域所必须的。该外表面和该限制区域可以通过用一种疏水性材料(诸如上文提及的聚合物)涂覆玻璃来形成。
使该管的外表面,尤其是该管的远端具有疏水性的一种益处是水性样品将不会粘附到这种材料上。疏水性外表面因此保护该系统免于一种水性液体样品被来自一种不同的水性样品的液滴污染。将该管的远端插入到一种水性样品中将导致液体被吸入到亲水性计量区域中,但是不会粘附到疏水性区域上。
除了一个毛细管之外,一个毛细管系统还可以包括与该管的近端处于流体联通的一个压力源。该压力源可以从任何方便的气体(例如空气)提供正压。施加正压可以用于驱使一种水性样品离开毛细管。发现最低正气压,在该最低正气压下,水性样品被完全驱逐出毛细管,并且在此之后可以准确且精确地进行控制。当存在并行使用的多个毛细管时,该正压可以均匀地分布。找出用于以下事项的最短时间:向毛细管施加正压以便允许所有水性样品被驱逐出,并且一旦水性样品被驱逐出毛细管就立即使压力平衡以便防止空气通过毛细管被吹出。然后可以使用所施加的正压和时间进行样品分配测试,其中对样品体积准确度和精确度、样品分裂和对CLC的干扰进行研究。之后调整正压和时间以便在这些参数内获得对CLC而言最佳的样品分配。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,这样使得水性样品被分配在一个预定位置处。该位置可以例如是一个复合液体池的一个稳定部位,其中封装流体的一个等分试样可以准备接收水性样品。应注意,虽然正压可以用于将水性液体驱逐出管腔,但是不需要负压来将液体吸入到管腔中,因为液体是通过毛细管作用被吸入的。
该毛细管系统还可以包括一个空气护套,该空气护套包括从外部向该毛细管施加的气流。外部施加的气流降低了一种水性样品将附接到任何外部亲水性区域上的可能性。
该毛细管系统还可以包括用于使该毛细管在位置之间移动的一个致动器。致动器可以由毛细管控制器控制,该毛细管控制器可以被编程为使该致动器移动该管。一种典型的程序可以首先使该管的远端移动成与一种水性样品相接触,以便将该水性样品吸入到该管中,然后移动毛细管,这样使得该远端邻近一个分配位置,诸如一个稳定特征或一个现有复合液体池(下文称为“CLC”),并且最后将足够的正压施加到该管的近端上以便使该水性样品从该管的远端喷出。
虽然毛细管的尺寸可以变化,但是在一个实施例中,毛细管的内径是约200μm至250μm诸如221μm或230μm,并且外径是约800μm。可以选择任何体积的水性溶液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,诸如500纳升。
在另一个实施例中,对于来自单个控制器的多毛细管计量—具有包括单个远端计量区域的内表面的多个毛细管被安排在一个空腔内,由此提供一个限制区域。
在另一个实施例中,压力控制器可变地控制毛细管计量体积。按一个给定长度切割该处理的管,并且基于该管的半径,这之后给出一个设定最大体积。远端计量区域内的体积使用组件内的气压来进行控制。该气压用于分配,然而在这个实施例中,在毛细管内维持一个受控的恒定压力—由此提供亲水性远端计量区域内的体积控制。这是通过以下方式来实现的:对于一个给定体积,使压力与毛细作用力平衡。流体将毛细作用至一定高度,该高度由压力匹配。改变压力,则体积改变。对于一种给定流体和管半径,这都在总毛细高度内。
在另一个实施例中,一个毛细管计量系统可以包括多个毛细管。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目可以改变,其中在一些实例中,该数目是在从12至768、诸如24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。例如,这些毛细管可以呈与384孔板对准的4x 32排列、与96孔板对准的2x 12排列、或其他方便的排列。
图7中示出了样品压力分配头部的实例,其包括具有样品头部分配器(8)的样品头部(O)。该头部经由样品头部盖(N)通过具有样品夹持臂(M)的样品夹持器(L)与该装置的机器人控制的移液器接合。
关于该装置中可以采用的毛细管移液系统的其他细节在公布为WO 2014/08345的PCT申请序列号PCT/IB2013/003145中提供;该申请的披露内容通过引用结合在此。
在一些实例中,机器人移液器包括一个移动件,该移动件可以被选择性地、操作性地联接到多个相异的可互换液体操纵器头部(例如像上述的毛细管头部)上。在这类实施例中,该移动件可以与来自一批两个或更多个液体操纵器头部的一个液体操纵器头部联接和分离,这样使得这些液体操纵器头部是与该移动件可互换的(即,可以彼此替代)。在移动件在使用时向液体操纵器头部提供负压的情况下,当该头部被联接到该移动件上时,联接构型允许负压被联接到该头部的这些液体操纵器(例如,毛细管)上。该装置中的可互换液体操纵器头部的数目可以改变,在一些实例中,在从2个至20个、诸如5个至10个的范围内。这类可互换液体操纵器头部的功能也可以改变,其中在一些情况下,该装置包括被配置用于样品分配、测定分配、预混合液分配、真空任务的多个可互换液体操纵器头部。这些可互换头部可以被操作性地联接到的移动件是该装置的被配置成在该装置的两个或更多个位置之间移动一个可互换头部的一个子单元。该移动件可以是一个机器人臂或者被配置成在该装置中的X方向和/或Y方向和/或Z方向上移动一个给定可互换头部的其他方便的结构。
询问站
该询问站被配置成询问该热芯片模块的每个自含CLC位置并从其中获得读数。在完成所希望的遗传测定方案后,例如使用测定和预混合液试剂,可以将该读数用于确定自含CLC位置中的样品的遗传特征。在图1中,询问站的实例被示为元件(9),而在图2、3和4中,询问站的具体实施例被示为元件(E)(即,如下所述的光学检测站)。
在某些实施例中,该询问站被配置成检测来自每个自含CLC位置的光学信号。在这些实施例中的某些中,该光学检测系统被配置成将激发光传输到该热芯片模块中的每个自含CLC位置并从其中收集发射光,其中在一些情况下,所发射的光由该询问站的照相机元件进行检测(即,该询问站包括一个基于照相机的检测系统)。任何方便的光都可以通过该询问站使用任何方便的光源(例如来自发光二极管(LED)的激发光)进行传输。在一些情况下,该询问台检测多个波长的光。
在该询问站被配置成检测光(还称为光学检测站)的情况下,它可以包括以下组件中的一个或多个:一个或多个光检测器(例如,照相机)、LED照明源、滤光片或包含2个或更多个滤光片(例如,3个滤光片)的滤光轮、以及用于光传输的一个或多个光纤(例如48个单独的光纤)。这些光纤可以是多模的,意味着它们可以将激发光传输到自含CLC位置并且将所得到的发射光收集回至基于照相机的检测系统。在一些实施例中,使用分色镜来防止激发光被照相机系统检测到。通常,光纤被配置成与该热板模块的自含CLC位置对准,以便在这些位置处有效地传输和/或检测光,并且因此光纤可以具有任何方便的间隔以实现这一点。在一个实例中,光纤被配置成与该热芯片模块上的一行48个自含CLC位置对齐,并且逐步通过48行自含CLC位置中的每一行。在每行上可以拍摄一个或多个图像,其中当拍摄多个图像时,每个可以处于不同的波长。该系统可以从大液滴尺寸低至300nl以下进行检测。纤维可以安装在铝板(或光学板)上的台架上的壳体中,该铝板下侧是纤维引导件。这些光纤引导件允许光纤对准并且将自含CLC位置寻址到热芯片模块上。每个集群的单个光纤最小化对每个位置一个光纤的需要(例如,对于具有1428个自含CLC位置的热芯片模块,1428个光纤)。热托盘在光纤下被索引以生成输出读数。
光学单元本身是安装在光学板上的所容纳的单元。在这里,样品通过光纤进行光学询问,这些光纤从单元穿过光纤引导件。
其他组件或子单元
该装置可以包括其中执行所有协议处理步骤的主甲板(图1、2和4中的元件(1))。用户对该主甲板的接入可以经由互锁的一个用户操作的罩来进行。将服务甲板安装在该主甲板下方的钥匙可接近的机柜中,用于故障查找和预防性维护接入。
该装置可以包括一个服务甲板(图2、3和4中的元件(2)),该服务甲板可以位于外围硬件所在的主甲板下面。
该装置可包括一个系统外壳(图1、2和3中的元件(3)),该系统外壳可具有有效的内部-外部空气交换和/或热控制,由此将管理该系统的外壳温度,这样使得系统性能不受影响。
该装置可以包括一个流体模块,该流体模块位于系统的主甲板下方,并且包含用于系统流体和废物收集的所有瓶储器。该流体模块可以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封装流体、载液、洗涤液等。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。多个瓶子和/或瓶子位置可以被颜色编码,以便协助用户装载并避免错误。多个瓶储器可以具有快连式连接。多个瓶将包含足够完成至少单次系统运行的最小容纳体积。
该装置可以包括一个条形码扫描器(例如,一个手持式条形码读取器),用于在运行设置期间扫描板和容器以及用于信息跟踪。
该装置可以包括一个头部清洁站,以重置每个压力分配头部。图9示出了头部清洁站(7)的实例,该头部清洁站被配置用于样品和测定头部存储,由移液系统进行提取,并且用以保持测定和样品流体浴和废物浴。图9示出了在第一样品流体浴(第二样品流体浴示为元件(R))处的一个样品头部(O)、一个样品废物浴(S)、在第一测定流体浴处的一个测定头部(Q)(第二测定流体浴示为元件(T))、以及一个测定废物浴(U)的布置。图10示出了如图9中所示的测定头部(Q)及其对应的测定头部接头(V),该测定头部接头在使用时与机器人控制的移液系统接合以拾取和分配测定流体。
该装置可以包括一个CLC位置清理站:使用如上所述的类似的台架单元来实现z方向上的移动。安装在台架上的壳体中的是铝板(清理板),该铝板底侧是端部束引导件。这些引导件允许多束管道对齐并且将自含CLC位置寻址到热芯片模块上。复位板上方有两层。安装在上层的是泵,并且4排和8排歧管的混合物被安装在下层。该站具有使用两种所需洗涤溶液的能力。分配给每种溶液的是三个剂量泵和三个歧管。使用歧管允许寻址所有所需要的自含CLC位置。每个集群具有组合在一起的两个衬垫和一条真空管线,以寻址单独的自含CLC位置。为了从自含CLC位置除去液体,使用一个真空发生器。到该发生器的管道从板上的端部引导件延伸到废物瓶。
操作系统参数
该系统将与120V和240V之间的输入电压、10amp-35amp的输入电流、以及50Hz和60Hz之间的输入电源频率兼容。在一些应用中,该系统将以6SCFM的消耗率以6巴(87psi)的最小压力供应干燥空气。通常,测定试剂和预混合液试剂将由使用者预先制备或以其他方式获得并装载到条形码试剂板(例如,‘试剂384板’)中,随后将其装载到试剂位置。此外,系统流体通常将由用户预先准备或以其他方式获得并装载到流体模块中。
具体实施例
图1示出了根据本披露的多个方面的装置的实例。在该图中指示的装置的特征包括以下各项,其中的每一个在本文其他地方详细描述:一个主甲板(1),一个系统外壳(3),一个用于该热芯片模块的机械致动的盖(6),一个样品分配头部(8),一个询问站(9),一个测定分配头部(10),一个AC电源柜(A;容纳供电单元(PSU)并且管理进入仪器的所有电力和分配给仪器的电力的外壳),一个气动柜(B;包括用于仪器上的各种应用的一组阀和真空发生器),一个流体泵送柜(C;其中流体模块可以容纳供应系统流体的储器瓶)以及一个CLC生产和重置站(D)。
图2示出了根据本披露的多个方面的装置的实例。在该图中指示的装置的特征包括以下各项,其中的每一个在本文其他地方详细描述:一个主甲板(1),一个服务甲板(2),一个系统外壳(3),一个热芯片模块(5),一个用于该热芯片模块的机械致动的盖(6),一个压力分配头部(8),一个CLC生产和重置站(D),一个光学站(E),一个E停止件(F;用于装置的紧急关闭),一个主轨道(H;其允许该热芯片模块在设备中的站之间移动),以及一个孔板支架(I)。
图3示出了根据本披露的多个方面的装置的实例。该图中指示的装置的特征包括以下各项,其中的每一个在本文其他地方详细描述:一个服务甲板(2),一个系统外壳(3),一个样品分配头部(8),一个测定分配头部(10),一个CLC生产和重置站(D)和一个光学站(E)。
图4示出了根据本披露的多个方面的装置的实例。该图中所示的装置的特征包括以下各项,其中的每一个在本文其他地方详细描述:一个主甲板(1),一个服务甲板(2),一个用于该热芯片模块的机械致动的盖(6),一个CLC生产和重置站(D),一个光学站(E),一个主轨道(H)以及一个孔板支架(I)。
图5示出了根据本披露的多个方面的装置的实例的特写视图。该图中指示的装置的特征包括以下各项,其中的每一个在本文其他地方详细描述:一个热芯片模块(5),一个用于该热芯片模块的机械致动的盖(6),一个样品分配头部(8),一个CLC生产和重置站(D),一个孔板支架(I),一个清洁站(J)以及一个芯片座(K)。
图6示出了根据本披露的多个方面的装置的实例。该图中指示的装置的特征包括以下各项,其中的每一个在本文其他地方详细描述:一个孔板支架(I),一个清洁站(J),一个样品头部(O),一个测定头部(Q),一个控制器柜(W)以及一个DC柜(X)。
基因分型测定的实例
在高水平下,用于进行基因分型测定的系统具有以下能力:
(1)通过用载液和封装流体预填充自含CLC位置(例如,2304位置芯片)在单个芯片上创建单独的CLC;
(2)通过添加生物样品产生独特的基因分型反应(例如,2304);
(3)将试剂(或一系列试剂)添加到自含CLC位置并根据需要调节热芯片模块的温度以进行感兴趣的基因分型测定(例如,引物、缓冲液、酶、可检测标记的组分,等等);以及
(4)询问CLC位置以获得每个样品的结果,由此确定样品的基因型。
应当指出的是,考虑到该装置的高通量性质,可以一次进行超过一个测定,例如在384种不同样品上进行10种不同的基因分型测定。所产生的CLC可具有如上所述的低反应体积(例如约300nL),这可显著降低试剂和样品消耗。
基因分型结果可以使用复合液体池在约3小时内获得。该装置可以按12个样品的最小样品数和1个测定的最小测定数进行操作。对于较低数量的样品,可以在每个头部中重复测定以确保系统的有效操作。
发现与所披露的装置结合使用的基因分型测定包括基于分子信标、瓣状内切核酸酶(FEN)、引物延伸反应、PCR等的那些。
可以进行的基因分型测定包括但不限于以下各项(其各自通过引用并入本文):用于检测病原体的测定(例如,美国专利公开号US 5968732 A,标题为“用于登革热病毒的检测和基因分型的基于等温转录的测定(Isothermal transcription based assay for thedetection and genotyping of dengue virus)”;美国专利公开号US 8008045 B2,标题为“丙型肝炎病毒等温扩增的引物(Primers for isothermal amplification of hepatitisC virus)”)和用于确定受试者基因型的测定(例如,PCT专利申请公开号WO 2010054589A1,标题为“hla基因型的检测(Detection of hla genotype)”;PCT专利申请公开号WO2012006542 A2,标题为“检测单核苷酸多态性的方法(Method of detecting singlenucleotide polymorphisms)”)。
禽类雌雄鉴别测定的实例
禽蛋的分子雌雄鉴别是一种用以确定禽类受检对象的性别的有吸引力的方法。与具有XY配子异型的哺乳动物不同,鸟类的雌性具有包含ZW配子异型的性染色体系统。更确切地说,染色体W是禽类物种中的雌性特异性性染色体。考虑到ZW配子异型,可以采用染色体W特异性序列使用从禽蛋衍生的样品来确定禽蛋的性别。已经开发了具有广泛的分类学效用的基于聚合酶链反应(PCR)的方法。例如,性别鉴定方法是基于检查雌性特异性W染色体和Z染色体之间的内含子大小的差异,其存在于两种性别(雌性,ZW;雄性,ZZ)中。例如,格里菲思(Griffiths)等人,((1998),分子进化(Mol.Evolution.)7:1071-1075)使用具有单组引物的PCR,以扩增Z和W配子的同源区段,从而掺入其长度通常不同的内含子。弗里德高森(Fridolfsson)和艾丽格伦(Ellegren)(1999,禽类生物学杂志(J.Avian Biol.)30:116-121)开发了类似的方法,并且利用了性别之间的内含子大小差异和染色体特异性CHD1基因的分析的组合。具体来说,弗里德高森和艾丽格伦开发一种据说通用的方法,通过应用侧接CHD1W和CHD1Z基因的内含子9的的高度保守引物,从而利用CHD1W和CHD1Z内含子之间的恒定大小差异,对非平胸鸟类进行分子雌雄鉴别。因此,雌性鸟类的表征为显示一个小片段(CHD1W)或两个片段(CHD1W和CHD1Z),而雄性只显示一个大片段(CHD1Z)。使用一个特定的引物对,弗里德高森和艾丽格伦能够在整个禽类系统发育中从11个目中的50个鸟类物种中区别47种的性别。
可以在装置中进行的禽类性别判定的基因组测定的实例包括但不限于上面引用的那些以及下面描述的那些(其每个通过引用以其整体并入本文):
美国专利申请公开号US 20120288856 A1,标题为“禽类受检对象的分子雌雄鉴别(Molecular sexing of avian subjects)”;美国专利申请公开号US 20120084873 A1,标题为“性别判定及其指定方法(Sex-determination and methods of specifying same)”;PCT专利申请公开号WO 2004016812A1,标题为“禽类性别判定法(Avian sexdetermination method)”;PCT专利申请公开号WO 1996039505 A1,标题为“禽类ghd基因及其在鸟类性别鉴定方法中的用途(Avian ghd genes and their use in methods for sexidentification in birds)”;PCT专利申请公开号WO 2014021715,标题为“在卵内禽类胚胎的性别、活力和/或发育阶段确定(Gender,viability and/or developmental stagedetermination of avian embryos in ovo)”;詹森(Jensen),T等人,“通过来自血液、壳膜血管和羽毛的基因组DNA的PCR在47种禽类物种中快速性别判定的条件(Conditions forrapid sex determination in 47avian species by PCR of genomic DNA from blood,shell-membrane blood vessels,and feathers)”,动物生物学(Zoo Biology),第22卷,第6期,第561–571页,2003。
上述许多测定法使用扩增反应。在许多实施例中,使用等温扩增而不是标准PCR热循环方案。等温扩增测定的一个实例描述于美国专利申请公开号US 6214587 B1中,其标题为“等温链置换核酸扩增(Isothermal strand displacement nucleic acidamplification)”。
除了基于扩增的测定之外,可以使用基于非扩增的等温性别确定测定,例如,如在PCT专利申请公开号WO 2008093336 A2中所描述的,其标题为“基因组确定测定(Genomedetermination assay)”。该出版物中描述的测定直接检测非扩增的基因组DNA,并且依赖于碱基修复酶TDG仅在双链DNA中识别和切割与G错配的完整T的能力。TDG在甲基胞嘧啶脱氨位点将T/G错配恢复为C/G。TDG显示识别与靶标非扩增基因组DNA序列杂交的短探针,其中在引物序列中的一个点,C被T代替来错配靶序列中G,并且TDG能够正确地切割在T/G中的T。这允许在两个基因组之间进行分化,并且特别是雌性和雄性鸡基因组之间。
在进行禽类性别确定测定中,系统能力如下:
(1)通过预填充油在热芯片模块(例如,针对如图11中所示的共1428个位置,84个集群,每个集群17个自含CLC位置)上的自含CLC位置中创建单独的CLC;
(2)通过添加形成禽蛋的生物样品(例如,血液样品)和用于进行性别判定测定的试剂(或一系列试剂)在CLC中产生独特的分子反应;
(3)在自含CLC位置内热裂解/加工生物样品以进行遗传禽类性别判定测定;
(4)询问CLC位置以获得每个样品的结果,由此判定禽蛋的性别。
在一些实施例中,所产生的CLC可以具有约10ul至20ul,例如,15uL的反应体积。该装置可以按20个样品的最小样品数和1个测定的最小测定数进行操作。对于较低数量的样品,可以在每个头部中重复测定以确保系统的有效操作。该系统可以使用复合液体池在约15分钟内使用等温化学结果提供性别调用。该系统使用双色荧光检测系统操作。
如本文别处详细描述的,测定处理单元(APU)具有经由一组延伸轨道(不包括在APU的总尺寸中)与蛋采样单元(ESU)相互作用的能力。将组合一起的单元用于在试管内小鸡上进行性别调用。该系统设计成通过内置于仪器框架中的典型的Windows个人计算机上的用户界面来控制。
ESU是收集样品(来自禽蛋的生物样品)的模块。APU在其中执行以下操作,包括:样品分配;样品裂解;热孵育;测定分配;通过热孵育的信号放大;光学读取;以及自含CLC位置重置。
热芯片模块可以是铝板外壳,其经由作为线性轨道组件的一部分的四个滑架安装在两个线性轴承上。它是一个模块单元并且可以通过连接/断开位于模块背面的终端区域中的各种电气和气动触点从仪器上分离。
可以通过五个检查口的盖板(每个侧壁上有两个并且下侧有一个)或通过拆除模块的盖来获得对内部组件的接入。
该热托盘容纳于该热芯片模块内并且定义了1428个自含CLC位置。图11示出了一个具有在以用于采样禽蛋的间距(14)间隔开的集群(13)中的自含CLC位置(12)的热芯片模块的实例。这些自含CLC位置存在于该热芯片模块的一个热托盘中。每个集群包含17个自含CLC位置,用于对不同的蛋衍生的生物样品进行独立的禽类雌雄鉴别测定。使用结合到该热托盘的下表面的线绕式导电加热垫来独立地控制该热托盘。该热托盘的冷却由位于该加热垫下侧的湍流气流管道进行提供。
自含CLC位置的衬垫可以被注塑成型为黑色以最小化内部反射和背景信号(这可以应用于本文所述的任何装置)。
使用永久包含在模块内的XY台来实现热托盘的XY方向移动,热托盘安装在该XY台上。这消除了在各种头部内的对额外机器人的需要。
该热芯片模块具有在灰尘环境中进行操作的能力,其中在该模块上具有两个盖以防止灰尘进入。两个盖均具有与该热托盘上的这些自含CLC位置的孔相对应的多个孔。上盖固定到该模块上,而下盖安装在可以被致动10mm的机构上。通过致动该下盖并偏移这些孔,这样确保该模块对于环境是封闭的并因此防止任何灰尘进入。正压力也被用于确保空气流总是从托盘流向环境。
图12示出了装配有一个模块盖(15)的热芯片模块的两个视图,该模块盖具有对应于以蛋间距距离(19)安装在机器人XY平台(16)上的每个集群(图11中所示)中的单个自含CLC位置的多个孔(18)。该热芯片模块包括用于温度控制的一个集成的热托盘底座(17)。
图13示出了在禽类性别判定中使用的禽蛋雌雄鉴别装置的实例。图13中所示的装置具有包含以下各项的一个测定处理单元(APU;20):一个测量分配站(21)、一个光学询问站(22)、一个真空/头部重置站(23)以及一个CLC生产站(24)。APU经由允许热芯片模块(27)在APU和ESU之间相互作用和移动的线性轨道(26)被操作性地连接到一个蛋采样单元(ESU;25)上。该装置的线性轨道可以被构造成80mm x 40mm挤制铝材,该挤制铝材上安装有线性轴承。线性电机和磁轨可以被用于沿着轨道驱动热芯片模块。磁轨可以位于前轨道的内侧。然后,电机本身附接到热芯片模块的下侧。来自电动机的位置反馈可以通过使用读取器头部和编码器条带组合来执行。这种不锈钢编码器条带可以位于后轨道的内侧。滚轮也可以附接到轨道的内侧。这些可用于容纳不锈钢除霜水盘,其目的是在泵的启动期间保护仪器的内部隔间。ESU包括一个禽蛋托盘(28),该禽蛋托盘具有以蛋间距间隔开的多个蛋接收器(29)。
该ESU包括一个蛋采样头部,该蛋采样头部包括以蛋间距间隔开的多个针,以从蛋托盘中的每个蛋获得生物样品。线性轨道允许热芯片模块移动到ESU以接收由蛋采样头部收集的生物样品。可以进行多轮样品收集和沉积以将不同样品沉积在热芯片模块上的集群中的所有自含CLC位置中(例如,图11中所示的热芯片模块上的17个自含CLC位置)。图14示出图13的测定分配站(21)、光学询问站(22)、真空/头部重置站(23)和CLC生产站(24)的特写示意图。
以上所有组件均可由以下6个单元控制和提供:
(1)AC电源单元/柜:容纳供电单元(PSU)的外壳。它还管理进入仪器的所有电力和分配给仪器的电力。
(2)DC通讯单元(DC Comms Unit)/柜:在其中来自PSU的所有DC电源都被终止的单元。它包含多个终端块、继电器、数字输出/输入和迷你8。
(3)控制单元/柜:其包含控制仪器上的所有机器人移动的多个驱动器(例如,七个驱动器)。与安全系统相关的所有接触点都位于这里。
(4)空气过滤器单元:在仪器周围的空气通过该单元进行过滤和调节。
(5)气动站/柜:这包括一组用于仪器上各种应用的阀门和真空发生器。
(6)流体模块/流体泵送柜:在主甲板下方,流体模块可容纳供应系统流体的储器瓶;封装油、载油、洗涤液。位置保持器(Placeholder)将被颜色编码或编号以便协助用户设置并避免错误。多个瓶储器将具有快连式连接。多个瓶将具有足够完成单次系统运行的最小体积。
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装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介导的遗传测定的指令。
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以进行遗传测定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)、磁介质诸如常驻硬盘或磁带、光学介质诸如读写压光盘、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,诸如磁、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。编程可以通过一个通信通道来远程提供给处理器,或编程先前保存在一种计算机程序产品中,诸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;光学存储介质,如CD-ROM;电子存储介质,如RAM和ROM;便携式闪存驱动器;以及这些分类的混杂体,如磁/光学存储介质。
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,诸如码分多址(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 Windows XP、Windows7、Windows 8、iOS、Sun Solaris、Linux、OS/400、Compaq Tru64 Unix、SGI IRIX、SiemensReliant Unix以及其他操作系统。
以下是在本装置和方法中使用的软件元件的实例:
输入文件:运行设置期间可以通过手动输入的用户数据或先前生成的.csv文件捕获待运行的样品和测定的数量。待捕获的信息将包括样品的数量和样品的位置。为了手动地输入运行细节,一个空白模版可以与自动填充选项一起使用,以便迅速地填入信息以用于稍后编辑。
主用户界面:该主用户界面将反馈以下运行状态信息: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;用于该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,即,热信息、分配操作、以及光学读数;一个警告和错误面板,其中将显示由软件标记的任何问题。
输出文件:该输出文件(包括一个编条形码文件和一个板定义文件)可以任选地被混合成一个文件。运行日志文件夹的名称将被包括在该输出文件以及所运行的方案中。多个运行日志将被编号以便保持它们有序。
一般软件要求:在运行设置期间,用户将被引导通过装载序列并且被提示在适当时候扫描条形码。该系统的软件将包括用于散装分配芯片对准的一个特定的简单且集成的子程序。当用户被要求键入信息时,该系统可以提示他们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。
该系统的一些单独元件先前已经描述于例如美国专利号8,465,707、美国临时专利申请序列号61/590,499、61/730,336、61/836,461、61/908,473、61/908,479、和61/908,489,以及国际专利申请序列号PCT/US 2013/023161和PCT/US 2013/071889中。
这种基因分型系统与用于高通量基因分型的分子化学相容。这些包括但不限于来自DNA、RNA、全外显子组、转录组、病毒、BAC等的样品。
关于可配置成执行本文所述的流体操纵方法的系统并且因此包括本文所述的流体处理系统的附加细节,包括以下各项中所描述的那些:美国专利号8,465,707和9,080,208;以及美国专利申请公开号20140371107;和公布的PCT申请号:WO 2014/083435;WO2014/188281;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。
本文所述的方法和系统可用于多种不同的应用中。这些方法和系统可用的应用包括CLC介导的方案,CLC介导的方案包括但不限于以下各项中所描述的那些:美国专利号8,465,707和9,080,208;以及美国专利申请公开号20140371107;和公布的PCT申请号:WO2014/083435、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。
尽管为附加条款,在此陈述的披露内容也由以下条款限定:
1.一种全基因组分析装置,该装置包括:
一个热芯片模块,该热芯片模块包括多个自含复合液体池(CLC)位置;
一个CLC生产站,该CLC生产站被配置成接入该热芯片模块的每个自含CLC位置;
一个样品接收位置;
一个试剂接收位置;
一个机器人控制的移液器,该移液器被配置成在该样品接受位置、该试剂接受位置、与该热芯片模块之间转移液体;以及
一个询问站,该询问站被配置成询问该热芯片模块的每个自含CLC位置。
2.根据条款1所述的装置,其中该热芯片模块包括从1400到3000个自含CLC位置。
3.根据条款1或2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。
4.根据条款1至3中任一项所述的装置,其中该试剂接收位置被配置成接收一个测定板和一个预混合液板。
5.根据条款4所述的装置,其中该试剂接收位置被配置成接收多个测定板。
6.根据条款4或5所述的装置,其中该测定板和预混合液板是标准实验室板。
7.根据条款1至6中任一项所述的装置,其中该机器人控制的移液器包括多个可互换头部,这些可互换头部被配置用于样品分配、测定分配、和预混合液分配操作。
8.根据条款1至7中任一项所述的装置,其中该CLC生产站被配置成将载液和封装流体分配到该自含CLC位置中并且洗涤该自含CLC位置。
9.根据条款1至8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。
10.根据条款1至9中任一项所述的装置,其中该装置被操作性地联接到一个条形码扫描器上。
11.根据条款1至10中任一项所述的装置,其中该询问站被配置成检测光学信号。
12.根据条款11所述的装置,其中该询问站被配置成将激发光传输到该热芯片模块中的每个自含CLC位置并从其中收集发射光。
13.根据条款12所述的装置,其中该询问站包括一个基于照相机的检测系统。
14.根据条款12或13所述的装置,其中该激发光来自LED。
15.根据条款12至14中任一项所述的装置,其中该询问站检测多个波长的光。
16.根据条款1至15中任一项所述的装置,其中该装置是一个基因分型装置。
17.根据条款16所述的装置,其中该样品接收位置被配置成接收一个样品板。
18.根据条款17所述的装置,其中该样品板是一个标准实验室板。
19.根据条款17或18所述的装置,其中该样品接收位置被配置成接收多个样品板。
20.根据条款1至15中任一项所述的装置,其中该装置是一个禽类雌雄鉴别装置。
21.根据条款20所述的装置,其中该样品接收位置被操作性地连接到一个被配置成从多个禽蛋中获得生物样品的蛋采样单元(ESU)上。
22.根据条款21所述的装置,其中该热芯片模块的自含CLC位置被布置在以配置用于从多个禽蛋中接收生物样品的间距间隔开的多个集群中。
23.根据条款22所述的装置,其中该多个集群中的每一个包括从2至40个自含CLC位置。
24.根据条款23所述的装置,其中该热芯片模块包括84个集群,每个集群包括17个自含CLC位置。
25.根据条款20至24中任一项所述的装置,其中该热芯片模块包括一个上盖和一个下盖,其中该上盖和下盖包括多个对应于这些自含CLC位置的孔,其中该上盖被固定到该热芯片模块上,这样使得这些孔与对应的自含CLC位置对准,并且该下盖被安装到一种机构上,该机构可被致动以使这些孔与该上盖的对准偏移,以关闭该上盖中的这些孔。
26.一种基因组学分析多个生物样品的方法,该方法包括:
将多个生物样品引入到根据条款1至24中任一项所述的装置的样品位置中;
通过以下方式操作该装置以进行基因分型测定:
(i)针对该多个生物样品中的每一个在该热芯片模块的一个对应的自含CLC位置中生成一个CLC基因组分析反应样品;
(ii)通过在该热芯片模块上运行热程序在该CLC基因组分析反应样品中进行反应;并且
(iii)用该询问站检测来自该热芯片模块的对应的自含CLC位置中的CLC基因组分析反应样品中的每一个的信号;
其中针对这些CLC基因组分析反应样品中的每一个所检测的信号指示该多个生物样品中的每一个的遗传特征。
27.根据条款26所述的方法,其中这些CLC基因组分析反应样品中的每一个的总体积为300nl。
28.根据条款26或27所述的方法,该方法进一步包括将一个包括一种用于进行该基因分型测定的试剂的测定板引入到该装置中。
29.根据条款8所述的方法,其中进行多种不同的基因组分析测定。
30.根据条款29所述的方法,其中针对所进行的多种不同的基因组分析测定中的每一个,将不同的测定板引入到该装置中。
31.根据条款26至30中任一项所述的方法,其中该生成步骤包括:
操作该CLC生产站以将一种载液和一种封装流体分配到该热芯片模块的每个自含CLC位置中;并且
操作该机器人控制的移液器以:
将该多个生物样品中的每一个分配到该热芯片模块的一个对应的自含CLC位置中;
将一种测定试剂分配到该热芯片模块的每个自含CLC位置中;并且
将一种预混合液试剂分配到该热芯片模块的每个自含CLC位置中。
32.根据条款26至31中任一项所述的方法,其中该基因组分析测定是一种基因分型测定。
33.根据条款26至31中任一项所述的方法,其中该基因组分析测定是一种禽类雌雄鉴别测定。
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发展的等效物,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实例性实施例。而本发明的范围和精神由所附权利要求书体现。
Claims (15)
1.一种全基因组分析装置,该装置包括:
一个热芯片模块,该热芯片模块包括多个自含复合液体池(CLC)位置;
一个CLC生产站,该CLC生产站被配置成接入该热芯片模块的每个自含CLC位置;
一个样品接收位置;
一个试剂接收位置;
一个机器人控制的移液器,该移液器被配置成在该样品接受位置、该试剂接受位置、与该热芯片模块之间转移液体;以及
一个询问站,该询问站被配置成询问该热芯片模块的每个自含CLC位置。
2.根据权利要求1所述的装置,其中该热芯片模块包括从1400到3000个自含CLC位置。
3.根据权利要求1或2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。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置,其中该试剂接收位置被配置成接收一个测定板和一个预混合液板。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置,其中该机器人控制的移液器包括多个可互换头部,这些可互换头部被配置用于样品分配、测定分配、和预混合液分配操作。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置,其中该CLC生产站被配置成将载液和封装流体分配到这些自含CLC位置中并且洗涤这些自含CLC位置。
7.根据权利要求1至6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。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置,其中该询问站被配置成检测光学信号。
9.根据权利要求8所述的装置,其中该询问站被配置成将激发光传输到该热芯片模块中的每个自含CLC位置并从其中收集发射光。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置,其中该装置是一个基因分型装置。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的装置,其中该装置是一个禽类雌雄鉴别装置。
12.根据权利要求11所述的装置,其中该样品接收位置被操作性地连接到一个被配置成从多个禽蛋中获得生物样品的蛋采样单元(ESU)上。
13.一种基因组学分析多个生物样品的方法,该方法包括:
将多个生物样品引入到根据权利要求1至12中任一项所述的装置的样品位置中;
通过以下方式操作该装置以进行基因分型测定:
(i)针对该多个生物样品中的每一个在该热芯片模块的一个对应的自含CLC位置中生成一个CLC基因组分析反应样品;
(ii)通过在该热芯片模块上运行热程序在该CLC基因组分析反应样品中进行反应;并且
(iii)用该询问站检测来自该热芯片模块的对应的自含CLC位置中的CLC基因组分析反应样品中的每一个的信号;
其中针对这些CLC基因组分析反应样品中的每一个所检测的信号指示该多个生物样品中的每一个的遗传特征。
14.根据权利要求13所述的方法,其中该基因组分析测定是一种基因分型测定。
15.根据权利要求13所述的方法,其中该基因组分析测定是一种禽类雌雄鉴别测定。
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