KR20180097640A - 박막 플로우셀 - Google Patents

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KR20180097640A
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film
flow cell
plate
cell system
cover
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KR1020187020191A
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토마스 다니엘 퍼로우드
미첼 조지 퍼보스트
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퀴아젠 사이언시스, 엘엘씨
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Abstract

본 발명은 시퀀싱 스테이지 및 현미경을 포함하는 시퀀싱 장치에 관한 것이다. 시퀀싱 스테이지는 편평한 기준면을 갖는 기준 플레이트를 갖는다. 현미경 광학 축은 기준면에 수직이다. 시퀀싱 스테이지는 필름의 제1 면에 고정된 복수의 DNA 주형을 갖는 가요성 필름을 수용하고, 현미경의 광학 축에 수직인 객체 평면에서 복수의 DNA 주형 중 적어도 일부를 갖는 편평한 기준면에 대해 가요성 필름을 유지하도록 구성된다.

Description

박막 플로우셀
관련 출원의 전후 참조
본 출원은 2015년 12월 28일에 출원된 미국 가출원 번호 62/271,423호, 명칭 박막 플로우셀의 이익을 주장하며, 이의 내용은 본원에 참조로서 포함된다.
발명의 배경
발명의 분야
본 발명은 일반적으로 합성에 의한 시퀀싱(sequencing-by-synthesis) 또는 다른 시퀀싱 프로세스를 수행하기 위한 장치, 및 더욱 특히 그러한 장치에 사용되는 플로우셀에 관한 것이다.
관련 분야의 설명
DNA 시퀀싱 장치는 DNA 분자 서열을 결정하는데 사용된다. 그러한 장치는 임상 연구, 진단, 소위 "개별화 의학"(개인의 유전적 내용 등에 맞춘 의학 치료) 등에 유용하다. DNA 시퀀싱을 수행하기 위한 현재의 장치는 DNA 서열을 형성하는 염기쌍을 분석하기 위해 다양한 기술을 사용한다. 예를 들어, 일부 장치는 플로우셀 내부의 제 위치에 고정된 단일-가닥 DNA 분자 단편(DNA 주형)에 대한 시퀀싱을 수행한다. 플로우셀은 본질적으로 DNA 주형이 일련의 핵염기 연장 프로세스를 거치는 작은 챔버이다. 각각의 연속적인 연장은 각 DNA 주형의 염기쌍 서열을 결정하기 위해 검출된다. 플로우셀은 연장 프로세스 동안 DNA 주형을 보유하고, 또한 검사 프로세스 동안 각 연장된 염기쌍을 판독하기 위한 환경을 제공한다.
수많은 합성에 의한 시퀀싱 장치는, 비록 비광학 시스템이 또한 공지되어 있지만, 핵염기 연장을 검출하기 위해 현미경과 같은 광학 시스템을 사용한다. 통상적인 광학 장치는 가시적인 화학 표지를 사용하여 각각의 연장된 염기쌍의 실체를 결정한다. 예를 들어, DNA 분자(아데닌, 구아닌, 시토신 및 티민)를 구성하는 각 핵염기는 현미경을 통해 보이는 고유한 형광 프로브로 표지될 수 있다. 표지는 DNA 주형이 연장될 때마다 판독되며, 이후 표지를 제거하여 다음 염기쌍 연장을 위한 길을 만든다.
현대의 "차세대" 장치에서, 수백만 개의 DNA 주형은 단일 플로우셀에서 동시에 처리될 수 있다. DNA 주형은 플로우셀 내에서 무작위로 정렬되거나, 소정의 특정 위치에 정렬될 수 있다. 고정화된 DNA 주형을 보유하기 위한 다양한 플로우셀 설계가 개발되었지만, 이들은 일반적으로 특정 공통 특징을 포함한다. 전형적인 플로우셀은 강성 유동 채널, 채널을 둘러싸는 광학적으로 투명한 커버, 및 DNA 주형의 성장 및 연장을 조절하기 위해 적절한 시약이 통과하는 유체 입구 및 출구를 포함한다. 그러한 플로우셀의 예는 미국 특허 번호 8,481,259호, 8,940,481호 및 9,146,248호 및 미국 특허 출원 공개 번호 2009/0298131호 및 2014/0267669호에서 발견되며, 이들 모두는 본원에 참조로서 포함된다.
염기쌍 연장의 광학적 검출을 이용하는 시퀀싱 장치는 매우 작고 광을 거의 방출하지 않는 표지를 검출할 수 있어야 한다. 현미경-타입의 광학장치는 종종 요망되는 배율을 얻기 위해 사용되지만, 그러한 장치는 고배율, 저조도 환경, 및 다양한 DNA 주형을 구별하는 광학 정확도에 대한 필요를 설명하는 매우 높은 공차(tolerances)로 동작하여야 한다. 이러한 환경에서, 광학 경로는 전형적으로 매우 얕은 심도(즉, 초점이 맞거나 적어도 허용 가능하게 급격한 가깝고 먼 물체 사이의 거리)를 갖는다. 이러한 환경에서, 심도 내에 있지 않은 플로우셀에 고정화된 임의의 DNA 주형은 판독될 수 없을 것이다. 따라서, 전형적인 플로우셀은 매우 높은 공차로 제작된 강성의, 열적으로 및 치수적으로 안정한 재료로 구성되어, DNA 주형이 고정화되는 표면의 편평도를 최대화한다. 이는 광학 판독 프로세스 동안 초점이 맞을 DNA 주형의 개체군을 최대화한다. 플로우셀은 또한 전형적으로 높은 광학 투명도(적어도 판독 프로세스에서 사용되는 광의 파장에 대해), 플로우셀 내에서 수행되는 화학 반응을 지지하는 효율적인 열 전달 특성, 광학 충실도를 개선시키는 다층 코팅, 동일계내(in situ) DNA 주형 부위 또는 스캐폴드 등을 갖는다.
본 발명자들은 시퀀싱 장치 및 유사한 장치를 위한 플로우셀 기술의 상태를 계속 발전시킬 필요가 있다고 판단하였다.
개요
한 예시적인 양태에서, 시퀀싱 장치를 위한 플로우셀 시스템이 제공되고, 플로우셀 시스템은 하나 이상의 액체 시약을 수용하도록 구성된 유체 입구, 하나 이상의 액체 시약을 통과시키도록 구성된 유체 출구, 및 유체 입구 및 유체 출구 사이에서 연장되고 유체적으로 연결되는 채널을 포함하며, 이 때 채널의 적어도 일부는 위에 고정화된 복수의 DNA 주형을 수용하도록 구성된 가요성 재료를 포함하는 필름을 포함한다.
또 다른 예시적인 양태에서, 시퀀싱 장치를 위한 플로우셀이 제공된다. 플로우셀은 강성 재료를 포함하는 플로우셀 플레이트를 갖고, 플로우셀 플레이트의 적어도 일부는 투명 플레이트 영역을 포함하며, 가요성 재료의 필름은 필름의 주변 영역에서 플로우셀 플레이트에 부착되고, 필름의 적어도 일부는 투명 플레이트 영역을 마주보고, 필름은 플로우셀 플레이트와 필름 사이에 채널을 형성하도록 플로우셀 플레이트로부터 멀어지는 방향으로 이동 가능하다. 플로우셀은 하나 이상의 액체 시약을 수용하도록 구성된 유체 입구, 및 더 많은 액체 시약 중 하나를 통과시키도록 구성된 유체 출구를 가질 수 있다. 유체 입구 및 유체 출구 중 적어도 하나는 플로우셀 플레이트를 통과하는 각각의 통로일 수 있다. 필름은 폴리머, 예를 들어, 사이클릭 올레핀 코폴리머일 수 있다. 필름은 1 마이크로미터 내지 100 마이크로미터, 4 마이크로미터 내지 50 마이크로미터, 또는 10 마이크로미터 내지 20 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다. 필름은 화학 처리, DNA 주형 스캐폴드, 또는 가시적 마커를 포함하는 광학 코팅과 같은 하나 이상의 코팅을 가질 수 있다. 플로우셀 플레이트를 마주보는 필름의 표면은 그 위에 고정화된 복수의 DNA 주형을 가질 수 있다. 플로우셀 플레이트는 관련된 시퀀싱 장치의 일부에 맞도록 구성되고 치수화될 수 있으며, 필름은 필름을 가로질러 차압(differential pressure)을 적용할 때 관련된 시퀀싱 장치 상의 기준면과 접촉하여 배치되도록 구성될 수 있다.
또 다른 예시적인 양태에서, 시퀀싱 장치를 위한 플로우셀이 제공된다. 플로우셀은 제1 가요성 재료의 제1 필름(제1 필름의 적어도 일부는 투명 필름 영역을 가짐); 제2 가요성 재료의 제2 필름(제2 필름은 주변 가장자리에서 제1 필름에 연결되며 제2 필름의 적어도 일부는 투명 필름 영역과 마주본다); 플로우셀과 작동 가능하게 연결된 유체 입구; 및 플로우셀과 작동 가능하게 연결된 유체 출구를 갖는다. 제1 필름 및 제2 필름의 각 부분은 유체 입구로부터 유체 출구로 연장되는 채널을 형성하도록 서로 떨어져 이동할 수 있다. 제1 필름 및 제2 필름은 사이클릭 올레핀 코폴리머일 수 있다. 제1 필름 및 제2 필름은 각각 1 마이크로미터 내지 100 마이크로미터, 4 마이크로미터 내지 50 마이크로미터, 또는 10 마이크로미터 내지 20 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다. 제1 필름 및 제2 필름 중 적어도 하나는 화학 처리, DNA 주형 스캐폴드, 또는 가시적 마커를 포함하는 광학 코팅과 같은 하나 이상의 코팅을 가질 수 있다. 제1 필름 및 제2 필름 중 적어도 하나는 그 위에 고정화된 각기 복수의 DNA 주형을 가질 수 있다. 각각의 제1 필름 및 제2 필름은 그 위에 고정화된 각기 복수의 DNA 주형을 가질 수 있다. 제1 필름 및 제2 필름은 주변 가장자리에서 함께 결합된 필름 재료의 분리된 시트, 폴딩된 필름 재료의 단일 시트, 또는 필름 재료의 단일 튜브일 수 있다. 플로우셀은 관련된 시퀀싱 장치의 일부에 맞도록 구성되고 치수화될 수 있으며, 제1 필름은 제1 필름을 가로질러 차압을 적용할 때 관련된 시퀀싱 장치 상의 제1 기준면과 접촉하여 배치되도록 구성될 수 있고, 제2 필름은 제2 필름을 가로질러 차압을 적용할 때 관련된 시퀀싱 장치 상의 제2 기준면과 접촉하여 배치되도록 구성될 수 있다.
또 다른 예시적인 양태에서, 시퀀싱 장치를 위한 플로우셀이 제공된다. 플로우셀은 가요성 재료의 필름; 필름의 제1 면과 마주보는 공동을 갖는 커버 어셈블리; 및 필름의 제1 면의 반대쪽에 있는 필름의 제2 면과 마주보는 기준 플레이트를 갖는다. 기준 플레이트 및 커버 어셈블리 중 적어도 하나는 필름을 유체 입구로부터 유체 출구로 연장되는 공동 내에 통로를 형성하는 커버 어셈블리와 기준 플레이트 사이에 유지하기 위해 선택적으로 이동할 수 있다. 필름은 사이클릭 올레핀 코폴리머일 수 있다. 필름은 1 마이크로미터 내지 100 마이크로미터, 4 마이크로미터 내지 50 마이크로미터, 또는 10 마이크로미터 내지 20 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다. 필름은 화학 처리, DNA 주형 스캐폴드, 또는 가시적 마커를 포함하는 광학 코팅과 같은 하나 이상의 코팅을 가질 수 있다. 필름의 표면은 그 위에 고정화된 복수의 DNA 주형을 가질 수 있다. 커버 어셈블리는 커버 플레이트 및 공동을 형성하기 위해 커버 플레이트로부터 연장되는 갭 스페이서를 포함할 수 있고, 커버 플레이트의 적어도 일부는 투명 커버 영역이다. 유체 입구 및 유체 출구는 커버 어셈블리를 통과하는 통로일 수 있다. 기준 플레이트는 필름의 제2 면에 음압을 발생시키기 위해 공기 펌프에 연결된 하나 이상의 공기 통로를 가짐으로써, 필름을 기준 플레이트와 접촉하도록 끌어 당길 수 있다. 필름은 필름 공급부의 분리된 부분일 수 있으며, 이는 필름 공급부의 분리된 부분을 커버 어셈블리와 기준 플레이트 사이로부터 이동시키기 위해 회전하도록 구성된 필름의 스풀 롤(spooled roll)일 수 있다.
또 다른 예시적인 양태에서, 시퀀싱 장치를 위한 편평한 플로우셀 객체 평면을 제공하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 필름의 제1 면에 복수의 DNA 주형을 수용하도록 구성된 가요성 재료를 포함하는 필름을 제공하는 단계; 및 편평한 기준면에 대해 필름의 제1 면의 반대쪽에 있는 필름의 제2 면을 가압하는 단계를 포함한다. 필름은 폴리머, 예를 들어, 사이클릭 올레핀 코폴리머일 수 있다. 필름은 1 마이크로미터 내지 100 마이크로미터, 4 마이크로미터 내지 50 마이크로미터, 또는 10 마이크로미터 내지 20 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다. 필름은 화학 처리, DNA 주형 스캐폴드, 또는 가시적 마커를 포함하는 광학 코팅과 같은 하나 이상의 코팅을 가질 수 있다. 상기 방법은 또한 필름에 복수의 DNA 주형을 고정화시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 또한 필름의 제1 면이 플로우셀 플레이트와 마주보도록 강성 재료의 플로우셀 플레이트에 필름을 부착시키는 단계를 포함하여, 적어도 필름의 제2 면을 편평한 기준면에 대해 가압하도록 차압이 필름에 가해질 때, 필름 및 플로우셀 플레이트가 유체 입구 및 유체 출구 사이에 통로를 형성하도록 할 수 있다. 상기 방법은 또한 유체 입구와 유체 출구 사이에 통로를 형성하도록 주변 가장자리에서 필름에 인접하여 연결되는 제2 가요성 재료의 제2 필름을 제공하는 단계; 및 차압을 제2 필름에 적용시켜 제2 필름을 제2 편평한 기준면에 대해 가압하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 또한 편평한 기준면 및 공동을 포함하는 커버 어셈블리 사이에 필름을 유지하는 단계를 포함할 수 있고, 공동 및 필름은 함께 유체 입구 및 유체 출구 사이에 통로를 형성한다. 상기 방법은 또한 커버 어셈블리를 편평한 기준면으로부터 멀리 이동시키는 단계; 편평한 기준면과 커버 어셈블리 사이에서 필름을 제거하는 단계; 편평한 기준면과 커버 어셈블리 사이에 새로운 필름을 배치하는 단계; 및 커버 어셈블리를 편평한 기준면을 향해 이동시켜 새로운 플로우셀을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법에서, 편평한 기준면에 대해 필름의 제1 면의 반대쪽에 있는 필름의 제2 면을 가압하는 것은 필름의 제1 면 및 필름의 제2 면을 가로질러 차압을 적용시킴에 의해 수행될 수 있다. 차압을 적용시키는 것은 필름의 제2 면을 감압에 노출시키거나, 필름의 제1 면을 증가된 압력에 노출시키거나, 또는 둘 모두에 의해 수행될 수 있다. 편평한 기준면에 대해 필름의 제1 면의 반대쪽에 있는 필름의 제2 면을 가압시키는 것은 편평한 기준면에 대해 필름을 신장시킴에 의해 수행될 수 있다.
또 다른 예시적인 양태에서, 시퀀싱 장치를 위한 플로우셀이 제공된다. 플로우셀은 복수의 DNA 주형이 위에 고정화된 가요성 재료를 포함하는 필름을 갖는다. 필름은 사이클릭 올레핀 코폴리머일 수 있다. 필름은 1 마이크로미터 내지 100 마이크로미터, 4 마이크로미터 내지 50 마이크로미터, 또는 10 마이크로미터 내지 20 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다. 필름은 화학 처리, DNA 주형 스캐폴드, 또는 가시적 마커를 포함하는 광학 코팅과 같은 하나 이상의 코팅을 가질 수 있다. 필름은 편평한 객체 평면을 따라 복수의 DNA 주형 중 적어도 일부를 정위시키기 위해 이동 가능할 수 있다. 필름은 편평한 객체 평면을 따라 DNA 주형을 정위시키기 위해 편평한 기준면에 인접하게 이동하도록 구성될 수 있다. 플로우셀은 또한 강성 재료의 플로우셀 플레이트를 포함할 수 있고, 플로우셀 플레이트의 적어도 일부는 투명 플레이트 영역을 포함하며; 필름은 필름의 주변 영역에서 플로우셀 플레이트에 부착될 수 있고, 필름의 적어도 일부는 투명 플레이트 영역과 마주보고, 필름은 플로우셀 플레이트와 필름 사이에 채널을 형성하도록 플로우셀 플레이트로부터 멀어지는 방향으로 이동 가능하다. 플로우셀 필름은 제1 필름; 제2 필름의 적어도 일부가 제1 필름과 마주보도록 주변 가장자리에서 제1 필름에 연결되는 제2 필름; 플로우셀과 작동 가능하게 연결된 유체 입구; 및 플로우셀과 작동 가능하게 연결된 유체 출구를 포함할 수 있고; 제1 필름 및 제2 필름의 각각의 부분은 유체 입구로부터 유체 출구로 연장되는 채널을 형성하도록 서로 떨어져 이동할 수 있다. 제1 필름 및 제2 필름은 주변 가장자리에서 함께 결합된 필름 재료의 분리된 시트, 폴딩된 필름 재료의 단일 시트, 또는 필름 재료의 단일 튜브일 수 있다. 플로우셀은 DNA 주형이 위에 고정화된 필름의 제1 면과 마주보는 공동을 갖는 커버 어셈블리; 및 필름의 제1 면의 반대쪽에 있는 필름의 제2 면과 마주보는 기준 플레이트를 포함할 수 있고; 기준 플레이트 및 커버 어셈블리 중 적어도 하나는 유체 입구로부터 유체 출구까지 연장되는 공동 내에 통로를 형성하기 위해 커버 어셈블리 및 기준 플레이트 사이에 필름을 유지하도록 선택적으로 이동 가능하다. 필름은 필름 재료의 공급부의 분리된 부분일 수 있다.
또 다른 예시적인 양태에서, 편평한 기준면을 갖는 기준 플레이트를 갖는 시퀀싱 스테이지; 및 편평한 기준면에 수직인 광학 축을 갖는 현미경을 갖는 시퀀싱 장치가 제공된다. 시퀀싱 스테이지는 필름의 제1 면에 고정화된 복수의 DNA 주형을 갖는 가요성 필름을 수용하고, 광학 축에 수직인 객체 평면에서 복수의 DNA 주형 중 적어도 일부를 갖는 편평한 기준면에 대해 가요성 필름을 유지하도록 구성된다. 편평한 기준면은 0.05%의 편평도를 가질 수 있는데, 이는 소정의 표면 폭에 대해 최대 "피크 대 계곡" 높이 변화로 계산된다(예를 들어, 50 밀리미터의 거리에서 0.025 밀리미터 이하의 높이 변동). 다른 바람직한 편평도 값 및 측정 기법(예를 들어, 평균 선으로부터 조도 프로파일의 이탈의 산술 평균)이 다른 구체예에서 사용될 수 있다. 시퀀싱 스테이지는 필름의 제1 면의 반대쪽에 있는 필름의 제2 면에 감압을 발생시키기 위해 적어도 하나의 진공원에 연결된 더 많은 공기 통로를 가져서, 차압을 생성하여 필름의 제2 면을 편평한 기준면에 대해 가압할 수 있다. 공기 통로는 편평한 기준면을 통과할 수 있다. 가요성 필름은 강성 재료의 플로우셀 플레이트에 제공될 수 있고, 필름은 필름의 주변 영역에서 플로우셀 플레이트에 부착되고, 필름의 제1 면은 플로우셀 플레이트와 마주보고, 필름은 플로우셀 플레이트와 필름 사이에 채널을 형성하기 위해 플로우셀 플레이트로부터 멀어지는 방향으로 이동 가능하다. 상기 필름은 제 1 필름; 제2 필름의 적어도 일부가 제1 필름의 제1 면과 마주보도록 주변 가장자리에서 제1 필름에 연결된 제2 필름을 포함할 수 있고; 제1 필름 및 제2 필름의 각각의 부분은 제1 필름과 제2 필름 사이에서 연장되는 채널을 형성하도록 서로 떨어져 이동할 수 있다. 시퀀싱 스테이지는 필름의 제1 면과 마주보는 공동을 포함하는 커버 어셈블리를 포함할 수 있고, 기준 플레이트 및 커버 어셈블리 중 적어도 하나는 유체 입구로부터 유체 출구로 연장되는 공동 내에 통로를 형성하기 위해 커버 어셈블리와 참조 플레이트 사이에 필름을 유지하도록 선택적으로 이동할 수 있다. 커버 어셈블리는 커버 플레이트 및 공동을 형성하기 위해 커버 플레이트로부터 연장되는 갭 스페이서를 포함할 수 있다. 유체 입구 및 유체 출구는 커버 어셈블리를 통과하는 통로일 수 있다. 필름은 필름 재료 공급부의 분리된 부분일 수 있다.
본 발명에 비추어 다른 대안이 당업자에게 명백할 것이다.
본 발명의 이러한 개요의 인용은 본 출원 또는 임의의 관련되거나 관련되지 않은 출원의 청구 범위를 제한하려는 것이 아니다. 청구된 발명의 다른 양태, 구체예, 변형 및 특징은 본원의 개시내용에 비추어 당업자에게 명백할 것이다.
도면의 간단한 설명
예시적인 구체예의 더 나은 이해는 첨부된 도면을 참조함으로써 이해될 수 있으며, 동일한 도면 부호는 동일한 부분을 나타낸다. 도면은 예시적인 것이며 어떤 식으로든 청구 범위를 한정하려는 것이 아니다.
도 1은 플로우셀 및 관련 장치의 제1 예시적인 구체예의 분해된 등각투상도이다.
도 2는 제1 예시적인 구체예의 단면 정면도이다.
도 3은 플로우셀 및 관련 장치의 제2 예시적인 구체예의 부분적으로 자른 평면도이다.
도 4A 및 도 4B는 두 상이한 작동 상태의 제2 예시적인 구체예의 등각투상도이다.
도 5A 및 5B는 두 상이한 작동 상태로 도시된 플로우셀 및 관련 장치의 제3 예시적인 구체예의 단면 정면도이다.
도 6은 다양한 예시적인 구체예에 사용된 예시적인 장치의 개략도이다.
상세한 설명
본 발명자들은 통상적인 시퀀싱 장치에 사용되는 정밀-제작된 플로우셀이 그러한 장치를 작동시키는 비용을 현저히 증가시킨다고 판단하였다. 특히, 단일 장치는 각 자동화된 실행 중에 처리되는 DNA 주형을 유지하기 위해 많은 플로우셀을 필요로 할 수 있고, 그러한 플로우셀은 재사용될 수 없을 수 있다. 각 플로우셀은 일반적인 광학 장치의 좁은 심도 내에서 적절한 광학 판독을 보장하기 위해, DNA 주형을 보유할 하나 이상의 편평한 기준면을 제공하기 위해 엄격한 공차로 제조되어야 한다. 플로우셀은 또한 고가이고/거나 기계가공하기 어려운 재료를 필요로 할 수 있다.
예시적인 기존 플로우셀은 유리로 형성된다. 유리 플로우셀은 실용적이지만, 유리에 사용되는 다층 광학 코팅을 만드는 프로세스의 복잡성을 감안하면 특히 비용 효율적이지 않다. 또한, 이들은 비교적 제한된 제작 확장성을 갖는다. 플라스틱 플로우셀도 알려져 있으며, 사출 성형 기술을 사용함에 의해 비교적 높은 확장성 및 잠재적으로 낮은 기본 비용을 제공한다. 그러나, 플라스틱 플로우셀은 부품이 성형 공동에서 분사될 때 발생하는 급속한 비균질 냉각 때문에 높은 물리적 공차로 제작하기가 여전히 어렵다. 또한, 사출-성형된 플라스틱 부품의 최소 두께(약 0.5mm)는 플로우셀 내외로의 열 전달 효율을 감소 시키므로, 플로우셀 내에서 수행되는 화학적 프로세스를 손상시킬 수 있다. 또 다른 유형의 공지된 플로우셀은 금속 기재(예를 들어, 티타늄-실리콘 합금) 및 투명 커버(예를 들어, 보로실리케이트 유리)와 같은 하이브리드 구조를 사용한다. 그러한 플로우셀은 고가의 재료를 사용할 수 있고, 제작 비용이 비싸며, 구성요소의 이종 성질은 박리를 야기하는 상이한 표면 에너지 또는 열 팽창 계수와 같은 어려움을 초래할 수 있다. 플로우셀을 형성하기 위한 이종성 재료의 사용은 또한 둘 모두의 표면에 DNA 주형을 고정시키는 적절한 표면 화학을 선택하는 것을 더욱 어렵게 만들어(일부 경우에 바람직할 수 있으나, 항상 필요한 것은 아니다), 플로우셀 내의 단일 표면에 대한 시퀀싱을 잠재적으로 제한한다.
본 발명자들은 차세대 시퀀싱 장치가 다량 필름-코팅 산업 프로세스 등과 양립 가능한 얇은 플라스틱 필름과 같은 박막 기반의 보다 비용 효과적인 플로우셀을 사용함으로써 이익을 얻을 수 있다고 판단하였다. 특정 예시적인 구체예의 설명이 후술되지만, 본 발명의 범위는 임의의 특정 예에 제한되지 않으며, 예들은 본 개시내용에 비추어 당업자가 이해할 다양한 방식으로 조합되고 변형될 수 있음을 이해할 것이다.
도 1 및 도 2는 강성 플로우셀 플레이트(102) 및 박막(104)을 포함하는 플로우셀(100)의 제1 예시적인 구체예를 도시한다. 플로우셀 플레이트(102)는 적어도 하나의 유체 입구(106) 및 적어도 하나의 유체 출구(108)를 포함할 수 있다. 플로우셀 플레이트(102)는 유리(예를 들어, 보로실리케이트 유리 등), 플라스틱(예를 들어, 폴리카르보네이트 등), 또는 다른 적합한 재료를 포함할 수 있다. 플로우셀 플레이트(102)는 또한 바람직하게는 광학 판독 프로세스에서 사용되는 파장의 범위에서 고도로 광학적으로 투명하고 낮은 자가형광 특성을 갖는다. 이를 위해, 플로우셀 플레이트(102)는 전부 투명 재료로 제조될 수 있지만, 필름(104) 위에 놓인 플로우셀 플레이트(102)의 적어도 일부가 단지 투명할 것이 필요하다. 플로우셀 플레이트(102)는 또한 당 분야에 공지된 바와 같이 광학 성능을 향상시키기 위해 적합한 코팅으로 처리될 수 있다. 플로우셀 플레이트(102)는 플라스틱의 경우 사출 성형 및 기계가공 또는 유리의 경우 플로팅 주조와 같은 임의의 적합한 프로세스에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 플라스틱 플로우셀 플레이트(102)는 유체 입구(106) 및 유체 출구(108)가 플로우셀 플레이트(102)의 나머지와 동시에 형성되는 사출 성형 프로세스를 사용하여 적합한 광학 특성으로 편리하게 형성될 수 있을 것으로 기대된다. 유체 입구(106) 및 유체 출구(108)는 또한 장치 내의 시약 공급부 및 폐기물 도관에 유체 연결을 형성하기 위한 일체형 또는 부착된 피팅부를 포함할 수 있다. 또한 유체 입구(106) 및 유체 출구(108)는 항상 개방 상태로 유지되거나, 때때로 폐쇄되거나 밀봉될 수 있을 것으로 예상된다.
필름(104)은 유체 입구(106) 및 유체 출구(108)를 둘러싸는 주변 영역(120)을 따라 플로우셀 플레이트(102)의 하부면에 부착되는 가요성 박막 재료를 포함하여, 유체 입구(106)를 통과한 시약이 유체 출구(108)를 통해 나가기 전에 필름(104)과 플로우셀 플레이트(102) 사이의 공간에 들어가게 한다. 필름(104)은 바람직하게는 사이클릭 올레핀 코폴리머와 같은 재료를 포함한다. 예시적인 사이클릭 올레핀 코폴리머는 TOPAS Advanced Polymers, Inc. of Florence, Kentucky, USA로부터 이용 가능한 TOPAS™ 및 Zeon Chemicals, L.P. of Louisville, Kentucky, USA로부터 이용 가능한 ZEONOR™을 포함한다. 다른 가능한 재료는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 사이클릭 올레핀 폴리머(예를 들어, Japan Synthetic Rubber Corporation of Japan으로부터 이용 가능한 ARTONTM, 및 Zeon Chemicals, L.P. of Louisville, Kentucky, USA로부터 이용 가능한 ZEONEXTM), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 불소화된 에틸렌 프로필렌, 및 본원에 기재된 목적에 적합한 박막으로 형성될 수 있는 다른 재료를 포함한다.
필름(104)은 본원에 기재된 적용에서 이로울 수 있는 일정한 특성을 갖도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 필름(104)은 바람직하게는 낮은 자가형광 특성을 갖는다(즉, 염기쌍 판독 프로세스 동안 상당한 형광 배경을 생성하지 않는다). 필름(104)은 또한 바람직하게는 가요성이며, 하기에 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 진공을 사용하여 용이하게 설명된다. 필름(104)은 1 내지 100 마이크로미터("μm"), 보다 바람직하게는 4 내지 50 μm, 가장 바람직하게는 10 내지 20 μm의 두께를 가질 것이다. 그러한 두께는 차압을 사용한 조작을 허용하고 비교적 효율적인 열 전달을 제공하면서, 적합한 강도를 제공할 것으로 기대된다. 필름(104)은 상당히 균일한 필름 두께 및 낮은 열 수축 특성을 갖는 것이 또한 바람직하다. 예를 들어, 한 구체예에서, 필름(104)은 필름의 온도를 15분 동안 150℃로 증가시키거나 무제한 선형 열 수축을 측정하기 위한 ASTM International's Active Standard ASTM D2732과 같은 다른 시험을 사용함에 의해 측정시, 세로 방향 및 가로 방향으로 2% 미만으로 수축될 수 있다. 다른 값들 및 시험 방법이 다른 구체예에서 사용될 수 있다. 필름(104)은 또한 사용 전에 열 처리되어(예를 들어, 어닐링), 플로우셀에 통합되기 전에 이의 물리적 특성을 균질화하는 것을 도울 수 있다.
필름(104)은 유체 입구(106)로부터 유체 출구(108)까지 연장되는 유체-차단 채널(200)을 형성하도록 플로우셀 플레이트 (102)의 주변에 연결된다. 필름(104)은 열 결합, 접착 결합, 초음파 용접 등에 의해 플로우셀 플레이트(102)에 영구적으로 연결될 수 있다. 대안적으로, 필름(104)은 적합한 클램프 구조를 사용하여 플로우셀 플레이트(102)의 주변에 필름(104)을 핀칭(pinch)시킴으로써 플로우셀 플레이트(102)에 일시적으로 연결될 수 있다.
하나 이상의 코팅 또는 처리가 필름(104)에 적용될 수 있다. 예를 들어, 필름(104)은 다양한 기법을 사용하여 여러 화학 층으로 코팅될 수 있다. 화학은 슬롯 다이 코팅(slot die coating), 커튼 코팅(curtain coating), 그라비어 코팅(gravure coating), 플렉소그래피 인쇄(flexography printing ) 및 윤전 그라비어 인쇄와 같은 다양한 롤-투-롤 필름 프로세스에 의해 적용될 수 있다. 코팅은 다양한 기능을 수행하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 신속한 자동초점을 제공하는 것을 돕기 위해, 가시적 마커(예를 들어, 격자 패턴 또는 정렬된 스폿)를 함유하는 광학 코팅이 필름(104)에 적용될 수 있다. 코팅 또는 처리는 또한 DNA 주형 콜로니를 성장시키기 위한 스캐폴드를 형성하도록 제공될 수 있으며, 그러한 스캐폴드는 필름(104) 상의 콜로니 밀도를 최대화하면서 DNA 주형 콜로니의 중첩을 최소화하도록 패턴화될 수 있다. 예를 들어, 육각형 스캐폴드 패턴은 필름(104) 내로 열성형되어 DNA 주형을 포집하기 위한 물리적 위치를 제공할 수 있거나, 필름(104)은 DNA 주형을 특정 위치에 고정하기 위해 화학적 결합 부위의 패턴 등으로 처리될 수 있다. 필름(104)은 또한 엠보싱 기법을 사용하여 웰을 형성하거나 격자-유사 층을 추가하는 것과 같은 구조 조작에 의해 처리되어, DNA 주형 콜로니의 위치설정 또는 고정화를 보조하거나 다른 이점을 제공할 수 있다. 본 개시내용에 비추어 다른 대안이 당업자에게 명백할 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 플로우셀(100)의 필름(104) 부분은 DNA 주형(202)이 고정화되는 기판 표면을 제공한다. DNA 주형(202)은 (도 2의 좌측에 도시된 바와 같은) 정렬된 패턴일 수 있거나, (도 2의 우측에 도시된 바와 같이) 무작위 분포될 수 있다. 물론, 임의의 무작위 분포는 플로우셀(100)이 주형 스캐폴드 코팅, 비드 웰 등에 의해 DNA 주형의 정렬된 분포를 제공하도록 구성되는 경우에도 발생할 수 있다.
플로우셀(100)은 기준 플레이트(110)와 관련하여 사용된다. 기준 플레이트(110)는 편평한 기준면(112)으로 형성되며, 장치 작동의 적어도 일부 단계 동안 필름(104)을 이에 대해 누른다. DNA 주형이 고정화되는 객체 평면의 전체 편평도(즉, 막(104)의 상부 표면)는 기준면(112)의 편평도 및 필름(104)의 두께 균일성에 의해 규정된다. 이는 단일 기준면(112)만이 제작될 필요가 있고, 플로우셀(100)이 영상화 객체 평면(P)에서 DNA 주형(202)의 배치를 보장하기 위해 비교적 일관된 두께의 필름 재료만을 가질 필요가 있으므로, 각 플로우셀이 요망되는 편평도를 얻기 위해 극도로 높은 공차로 제작된 종래의 플로우셀 설계에 비해 뚜렷한 이점을 제공한다.
기준면(112)은 매우 높은 편평도(즉, 표면 편평도에서의 매우 낮은 변동)를 갖도록 기계가공되거나 달리 형성된 금속 재료(예를 들어, 티타늄-실리콘 합금)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 기준면(112)은 그래핀 시트 또는 절단된 운모 표면과 같은 자연적으로 편평한 재료를 포함할 수 있다. 또 다른 구체예에서, 기준면(112)은 요망되는 편평도로 기계가공되거나 달리 제작된 유리, 플라스틱, 또는 세라믹 시트를 포함할 수 있다. 바람직한 구체예에서, 기준면(112)은 소정의 표면 폭에 대해 최대 "피크 대 계곡" 높이 변화로 계산되는(예를 들어, 50 밀리미터의 거리에서 0.025 밀리미터 이하의 높이 변동) 0.05%의 편평도로 기계가공되고 높은 열 전도도를 갖는 티타늄 실리콘과 같은 금속 재료를 포함한다. 다른 재료, 편평도 값 및 측정 기법(예를 들어, 평균 선으로부터 조도 프로파일의 이탈의 산술 평균)이 다른 구체예에서 사용될 수 있다.
필름(104)은 필름(104)과 기준면(112) 사이의 밀폐된 공간에 적용된 차등적 진공을 사용하여 기준면(112)에 대해 가압될 수 있다. 예를 들어, 기준 플레이트(110)는 기준 플레이트(110)를 통과하는 다수의 진공 통로(114)를 포함할 수 있고, 이는 진공 펌프(도시되지 않음)에 연결되어 필름(104)의 하부 평면에 음압을 발생시킨다. 진공 통로(114)는 단순한 원형 개구 또는 다른 적합한 모양을 포함할 수 있다. 통로(114)는 또한 기준면(112)을 따라 홈(122)을 포함할 수 있다. 상이한 구체예에서 개구 및/또는 홈의 임의의 적합한 조합이 사용될 수 있다. 이러한 음압은 필름(104)의 적어도 일부가 기준면(112)과 밀접하게 접촉하게 하는 차압을 생성한다. 전체 필름(104)이 기준면(112)에 대해 가압될 필요는 없지만, 기준면에 대해 가압되지 않는 부분은 필름(104)의 나머지 부분과 공통 객체 평면에 있지 않을 수 있고 염기쌍 판독 프로세스 동안 초점이 안 맞을 수 있다.
한 구체예에서, 차압은 필름(104)의 상부에 비해 필름(104)의 하부에 대한 압력 강하로서 제공되며, 제곱 인치당 0.5 내지 5 파운드( "psi"), 및 보다 바람직하게는 1 내지 2 psi일 수 있다. 또한 필름(104)의 하부 표면에 진공을 적용시키는 대신(또는 함께), 필름(104)의 상부 표면에 양압을 적용할 수 있는 것으로 예상된다. 예를 들어, 채널(200)을 통과하는 시약을 요망되는 양으로 가압시킴에 의해, 필름(104)의 적어도 일부를 가압하여 기준면(112)과 밀착되기에 충분한 차압을 생성함으로써 양압이 제공될 수 있다. 또한 추가로, 일부 구체예에서, 시약은 음압 하에서 채널(200)을 통해 끌어 당겨질 수 있으며, 이 경우 차압은 필름(104)을 기준면(112)에 대한 위치로 이동시키는 차압을 얻기에 충분한 양만큼 채널(200) 내에 생성된 음압을 초과함으로써 제공될 수 있다. 본 개시내용에 비추어 다른 대안이 당업자에게 명백할 것이다.
전술한 설명으로부터 차압은 채널(200)를 형성하기 위해 플로우셀 플레이트(102)로부터 멀어지게 필름(104)을 압박하는 것이 인지될 것이다. 차압은 요망되는 플로우셀 채널(200) 형상을 얻기 위해 필름(104)(또는 둘 모두)를 탄성적으로 또는 소성적으로 변형시킬 수 있다. 그러한 변형은 필름(104)을 가열함으로써 보조될 수 있다. 예를 들어, 플로우셀(100)은 가열 블록에 배치되어 시퀀싱 프로세스가 시작되기 전에 채널(200)의 일반적인 형상을 형성하도록 차압을 받을 수 있거나, 시퀀싱 프로세스의 단계로서 수행될 수 있다. 변형은 또한 플로우셀 플레이트(102)에 필름(104)을 부착하기 전에 채널(200)과 같은 형상으로 필름(104)을 예비-성형함으로써 보조될 수 있다. 이것은 채널(200)의 대략적인 형상으로 필름(104)을 진공-성형 또는 엠보싱하거나 다른 공지된 제작 방법을 사용하여 달성될 수 있다.
동일계내 시퀀싱을 허용하기 위해, 기준 플레이트(110)는 바람직하게는 가열 및/또는 냉각 시스템에 연결된다. 예를 들어, 기준 플레이트(110)는 열전 열 펌프 (204)(즉, 소위 "펠티어(Peltier)" 장치)에 부착되거나 그 일부로서 형성될 수 있다. 열 펌프(204)는 챔버(200)의 내용물을 가열(및 선택적으로 냉각)하기 위해 기준 플레이트(110)를 가열(및 선택적으로 냉각)하도록 작동될 수 있다. 바람직한 구체예에서, 열 펌프(204) 및 기준 플레이트(110)는 채널(200)의 온도를 4-99℃ 범위, 및 보다 바람직하게는 실온(명목상 22℃) 내지 80℃ 범위로 조절하도록 구성된다.
플로우셀(100)은 또한 플로우셀(100) 및 기준 플레이트(110) 사이에 끼워지는 갭 스페이서(116)와 함께 사용될 수 있다. 갭 스페이서(116)는 갭 스페이서(116)를 통해 수직으로 연장되는 개구(118)를 형성하는 편평한, 및 바람직하게는 연속적인 벽을 포함한다. 갭 스페이서(116)는 플로우셀(100) 및 기준 플레이트(110)와 각각 접촉하도록 정밀하게 제작된 상부면 및 하부면을 가질 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 갭 스페이서(116)는 플로우셀 채널(200)의 높이(H)를 규정하는데 사용될 수 있다. 일부 구체예에서, 채널 높이(H)는 10-200 μm, 보다 바람직하게는 50-150 μm, 및 가장 바람직하게는 80-120 μm일 수 있다.
갭 스페이서(116)는 도시된 바와 같이 별개의 부품으로서 제공될 수 있다. 이러한 구체예에서, 갭 스페이서(116)는 시퀀싱 동작 사이에서 채널(200)의 높이를 변경하기 위해 교체 가능할 수 있다. 또한, 시퀀싱 동작 중에 채널의 높이를 변경하는 것이 요망되는 경우, 갭 스페이서(116)는, 예를 들어, 수직으로-이동하는 랙에 장착됨으로써 기준 플레이트(110)에 이동 가능하게 연결될 수 있다. 그러한 이동은, 예를 들어, 도 3-4B의 구체예와 관련하여 보다 상세히 기술된 바와 같이 흐름 저항을 주기적으로 감소시키도록 채널 높이(H)를 변경하는 것이 바람직할 수 있다. 그러한 구체예에서, 기준 플레이트(110)는, 예를 들어, 갭 스페이서 개구(118) 내에 완전히 끼워져서, 기준 플레이트(110) 및 갭 스페이서(116) 사이의 상대 이동을 허용하도록 형상화될 수 있다. 대안적으로, 갭 스페이서(116)는 기준 플레이트(110) 또는 플로우셀(100)의 영구 부품으로서 형성될 수 있다. 예를 들어, 갭 스페이서(116)는 플로우셀의 하부면에 결합되거나 달리 부착될 수 있으며, 플로우셀 플레이트(102)에 대한 제 위치에 필름(104)을 클램핑하는데 사용된다. 또 다른 예로서, 갭 스페이서(116)는 기준 플레이트(110)의 일체형 부분으로서 기계가공될 수 있다. 갭 스페이서(116)는 바람직하게는 금속 또는 플라스틱과 같은 일반적으로 강성인 재료로 형성되고, 재료는 시퀀싱 및 염기쌍 판독 동작에 영향을 미칠 수 있는 열 팽창 및 수축을 최소화하도록 선택될 수 있다.
갭 스페이서 개구(118)의 형상은, 특히 차압이 적용될 때 필름(104)이 플로우셀 플레이트(102) 및 기준면 플레이트(110) 사이의 공간으로 단단히 형성될 만큼 유연한 구체예에서 채널(200)의 형상 및 크기를 규정하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 갭 스페이서 개구(118)는 유체 입구(106)와 유체 출구(108) 사이의 좁은 채널(200)로서 구성될 수 있거나, 비교적 넓은 채널(200)을 형성할 수 있다. 채널의 형상은 또한 요망에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 도시된 채널(200)은 개구(118)를 채우는 직사각형 형상을 갖는다. 또 다른 예로서, 채널(200)은 유체 입구(106) 및 유체 출구(108)에 인접한 상대적으로 큰 저장소 및 저장소들 사이에서 연장되는 비교적 좁은 통로를 갖는 "도그-본(dog-bone)" 또는 "덤벨(dumbbell)" 형상을 가질 수 있다. 차압이 적용될 때, 예를 들어, 필름(104)이 분리된 통로로 변형되게 하는 기준 플레이트(110)로부터 상향으로 연장되는 리지를 제공함으로써, 채널(200)은 다수의 분리된 채널로 나뉠 수 있는 것이 또한 고려된다. 채널(200)의 크기를 변경하는 것은 시약의 소비 속도 뿐만 아니라 플로우셀에서 수행되는 시퀀싱 동작의 수에 영향을 줄 수 있다.
갭 스페이서(116)는 또한 진공이 필름(104)을 기준면(112)에 대해 적절히 당길 수 있도록, 필름(104)의 하부면이 함유된 일반적으로 밀봉된 챔버를 형성하도록 다른 부분과 협력할 수 있다. 이를 위해, 갭 스페이서(116)는 플로우셀(100) 및 기준 플레이트(110)에 대해 기밀 밀봉을 형성하는 밀봉부(208)를 포함할 수 있다. 갭 스페이서(116)는 또한 진공이 필름(104)의 하부 표면에 적용될 수 있는 하나 이상의 공기 통로(공기 통로(114)와 유사함)를 포함할 수 있다. 본 개시내용에 비추어 다른 대안이 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 밀봉부는 밀봉된 진공 챔버를 형성하기 위해 갭 스페이서(116) 또는 기준 플레이트(110)의 대응 표면과 맞물리는 플로우셀 플레이트(102)의 바닥에 제공될 수 있다.
사용시, 갭 스페이서(116)는 기준 플레이트(110) 상에 정위되고, 플로우셀(100)은 갭 스페이서(116) 상에 배치되어 필름(104)은 기준면(112)과 마주본다. 플로우셀(100)을 제 위치에 유지하기 위해 클램프 또는 다른 기구가 제공될 수 있다. 이후 차압은, 예를 들어, 기준 플레이트(110)를 통한 진공 통로(114)를 통해 진공을 끌어 당김으로써, 필름(104)의 두 면에 적용된다. 차압은 기준면(112)과 접촉하도록 적어도 필름(114)의 작동 부분(즉, 시퀀싱 염기쌍 판독을 위해 사용될 부분)을 압박한다. 따라서, 필름(104)의 작동 부분은 기준면(112)의 편평도 및 필름(104)의 두께 균일성에 의해 규정되는 편평한 형상을 취한다.
시퀀싱 프로세스는 필름(104)이 기준면(112)에 대해 편평해진 후에 시작되는 것이 바람직하다. 시퀀싱 프로세스는 임의의 적합한 프로토콜에 따를 수 있으며, 필름(104)에 DNA 주형을 고정시키고, 채널(200)을 통해 시약을 통과시키고, 채널(200)의 내용물을 가열 및/또는 냉각시키는 것 등과 같은 처리 단계를 포함할 수 있다. 화학 반응의 특정 세부사항은 본 개시내용과 관련이 없으므로, 본원에서 설명하지 않는다. 그러나, 시퀀싱 프로세스의 예는 미국 특허 출원 공개 번호 2013/0301888호, 2013/0316914호 및 2014/0045175호, 뿐만 아니라 미국 특허 번호 9,017,973호에 개시되어 있고, 이들 모두는 본원에 참조로서 포함된다. 일부 구체예에서, 프로세스의 일부 단계는 필름(104)이 기준면(112)에 가압되기 전에 수행될 수 있음이 또한 인지될 것이다. 예를 들어, DNA 주형(202)은 필름(104)이 플로우셀 플레이트(102)에 연결되기 전에 필름(104)에 고정될 수 있다. 또 다른 예로서, 특정 화학 반응이 플로우셀 채널(200) 내에서 수행될 수 있고, 이후 차압이 적용되어 각각의 염기쌍 판독을 수행하기 전에 필름(104)을 편평하게 한다. 본 개시내용에 비추어 다른 대안이 당업자에게 명백할 것이다.
시퀀싱 프로세스 동안 주기적으로, 현미경(206) 또는 다른 광학 장치가 DNA 주형(202) 상의 연장된 염기쌍을 판독하는데 이용된다. 이러한 판독 단계 동안, 편평한 기준면(112) 및 비교적 균일한 두께의 필름(104)은 협동하여 현미경의 광학 축(A)에 수직으로 배향된 편평한 객체 평면(P)을 제공한다. 현미경(206)은 DNA 주형(202)이 현미경(206)의 초점 심도 내에 있도록 이의 초점면을 객체 평면(P)과 정렬하도록 조작될 수 있다. 편평한 객체 평면(P)을 제공하는 것은 현미경의 심도 내에 있을 DNA 주형의 개체군을 증가시키며, 이는 더 많은 수의 염기쌍 연장을 정확하게 판독할 수 있는 능력을 향상시킨다.
전술한 구체예는 종래의 정밀 제작된 플로우셀에 비해 특정 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 플로우셀(100)은 염기쌍 판독 프로세스를 용이하게 하는 균일하고 편평한 표면을 제공하기 위해 장치 상에 단일 정밀-제작된 기준면(112)과 함께 비교적 저렴한 필름을 사용할 수 있다. 이것은 일체형 정밀-제작된 편평한 평면을 갖는 플로우셀을 사용하는 시스템에 비해 비용을 절감하고 아마도 성능을 개선시킬 것으로 기대된다. 플로우셀(100)은 또한 간단한 제작 기법을 사용하여 비교적 신속하게 제조될 수 있고, 이는 플로우셀(100)의 생산율 및 이용 가능성을 증가시킬 수 있을 것으로 기대된다.
플로우셀(100)을 정밀하게 제작할 필요성을 감소시키는 이점이 바람직하지만, 그럼에도 불구하고, 일부 구체예에서, 플로우셀 (100)에는 플로우셀 플레이트(102)의 바닥에 정밀-제작된 편평한 표면이 제공될 수 있어, 이러한 표면이 영상화를 위해 공통 평면에서 고정화된 DNA 주형 콜로니를 유지하는 데에도 이용될 수 있음이 인지될 것이다. 본 개시내용에 비추어 다른 대안이 당업자에게 명백할 것이다.
플로우셀(300)의 두 번째 구체예가 도 3-4B에 도시되어 있다. 이러한 플로우셀(300)은 상부 필름(302) 및 하부 필름(304)을 포함한다. 도 3에서, 상부 필름(302)의 부분(306)은 하부 박막(304)을 나타내기 위해 예시 목적으로 절단되었다. 상부 필름(302) 및 하부 필름(304)은 주변 가장자리(308) 주위에서 서로 부착된다. 이러한 구체예에서, 상부 필름(302) 및 하부 필름(304)은 함께 결합되는 재료의 분리된 시트이지만, 다른 구체예에서 필름(302, 304)은 그 자체로 폴딩되는 단일 시트의 분리된 부분일 수 있으며, 폴딩은 주변 가장자리의 일부를 형성한다. 필름(302, 304)은 또한 주변 가장자리(308)의 측면 부분을 형성하는 연속적인 표면을 갖는 재료의 연속적인 튜브로서 제공될 수 있다.
플로우셀(300)은 또한 유체 입구(310) 및 유체 출구(312)를 포함한다. 유체 입구(310) 및 유체 출구(312)는 상부 필름(302)을 통과하는 통로로서(도시되지 않음), 하부 필름(304)을 통과하는 통로로서, 상부 필름(302) 및 하부 필름(304) 사이의 제 위치에서 점유된 비품(예를 들어, 튜브)로서, 또는 다른 적합한 구조 또는 구조의 조합을 사용하여 형성될 수 있다. 도시된 구체예에서, 유체 입구(310) 및 유체 출구(312)는 필름을 통해 각각의 개구에 결합되는 플랜지를 갖는 사출 성형된 튜브로서 제공되지만, 다른 구조가 사용될 수 있다. 예를 들어, 유체 입구(310) 및 유체 출구(312)는 시약을 주입 및 제거하기 위해 바늘이 통과하는 자기-회복 고무 블록을 포함할 수 있다.
주변 가장자리(308)는 상부 필름(302) 및 하부 필름(304)을 연결하여 유체 입구(310)로부터 유체 출구(312)까지 연장되는, 상부 필름 (302)과 하부 필름(304) 사이에 위치한 채널(400)을 형성한다. 이러한 예에서, 주변 가장자리(308)는 연장된 십자형을 갖지만, 다른 구체예에서 직사각형, 타원형, 또는 다른 형상이 사용될 수 있다. 예를 들어, 플로우셀(300)은 "도그-본"또는 "덤벨" 형상을 포함할 수 있다. 플로우셀(300)은 또한 다수의 평행 채널(400)을 제공하기 위해 플로우셀(300)의 흐름 방향을 따라 연장되는 결합된 스트립을 포함할 수 있다.
이러한 구체예에서, 상부 필름(302) 및 하부 필름(304) 중 적어도 하나(바람직하게는 상부 필름(302))은 염기쌍 판독 프로세스에 사용된 파장에서 광학적으로 투명하다. 상부 필름(302) 및 하부 필름(304)은 또한 동일한 재료일 수 있거나, 상이할 수 있다. 상부 필름(302) 및 하부 필름(304)은 상기 설명된 바와 같은 필름 재료(예를 들어, 사이클릭 올레핀 코폴리머 등) 및 화학 코팅 및 처리, 또는 다른 적합한 재료 및 코팅 및 처리를 포함할 수 있다. 외주(308)는 접착 결합, 초음파 용접, 열 용접, 또는 다른 적합한 프로세스 및 재료에 의해 형성된 영구 결합일 수 있다. 외주(308)는 또한 시퀀싱 및 판독 프로세스가 완료된 후, 적절하게 형상화된 맨드렐 사이에 필름(302, 304)을 함께 핀칭시키고, 이어서 맨드렐을 해제하고, 필름(302, 304)을 제거함으로써 형성된 임시 결합일 수 있다. 요망되는 경우, 플로우셀(300)은 플로우셀(300)을 제 위치에 유지하기 위해 장치의 관련 핀(도시되지 않음)에 끼워 지거나, 플로우셀(300)을 달리 조작하는데 사용될 수 있는 앵커 구멍(314)과 같은 부가적인 특징부를 포함할 수 있다.
상부 필름(302) 및 하부 필름(304) 중 하나 또는 둘 모두는 또한 첫 번째 구체예와 관련하여 전술한 바와 같은 화학 코팅 또는 다른 처리로 처리될 수 있다. 예를 들어, 하부 필름(304)은 DNA 주형 스캐폴드로 처리되는 영역(316)을 포함할 수 있어서, DNA 주형(402)은 플로우셀 채널(400)의 이러한 부분에만 결합한다. 대안적으로, DNA 주형(402)는 상부 필름(302) 및 하부 필름(304) 둘 모두의 내부 표면에 고정될 수 있으며, 이는 염기쌍 연장 및 판독에 이용 가능한 DNA 주형 콜로니의 수를 최대화한다. 이러한 구체예에서, 상부 필름(302) 및 하부 필름(304)은 동일한 재료 조성 및 표면 처리를 지녀서 DNA 주형(402)을 고정화하고 영상화하기 위한 동일한 표면을 제공할 수 있다.
플로우셀(300)은 상부 기준 플레이트(404) 및 하부 기준 플레이트(406)와 함께 사용된다. 상부 기준 플레이트(404) 및 하부 기준 플레이트(406) 중 적어도 하나는 염기쌍 판독 프로세스에 사용된 파장에서 광학적으로 투명하다. 상부 기준 플레이트(404)의 하부면은 비교적 높은 편평도를 갖도록 제작된 편평한 상부 기준면(408)을 포함한다. 유사하게, 하부 기준 플레이트(406)의 상부면은 비교적 높은 편평도를 갖도록 제작된 편평한 하부 기준면(410)을 포함한다. 바람직한 구체예에서, 상부 기준면(408) 및 하부 기준면은 각각 0.05%의 편평도를 갖는데, 이는 소정의 표면 폭에 대해 최대 "피크 대 계곡" 높이 변화로 계산된다(예를 들어, 50 밀리미터의 거리에서 0.025 밀리미터 이하의 높이 변동). 다른 바람직한 편평도 값 및 측정 기법(예를 들어, 평균 선으로부터 조도 프로파일의 이탈의 산술 평균)이 다른 구체예에서 사용될 수 있다. 그러나, 필름(302, 304) 중 하나에만 DNA 주형을 고정하는 것이 요망된다면, 기준 플레이트(404, 406) 중 하나에만 편평한 기준면을 제공하는 것이 필요할 것이다. 기준 플레이트(404, 406) 중 하나 또는 둘 모두는 상술한 바와 같은 열전 열 펌프 또는 유사한 장치에 연결되거나 이의 일부로서 형성될 수 있다.
상부 기준 플레이트(404) 및 하부 기준 플레이트(406)는 바람직하게는 시퀀싱 장치의 일부로서 제공되며, 이들은 장치와 일체형으로 형성되거나 교체 가능한 부품으로서 제공될 수 있다. 기준 플레이트(404, 406)는 첫 번째 예시적인 구체예와 관련하여 본원에 앞서 설명한 바와 같은 임의의 적합한 재료로 제조될 수 있으나, 적어도 하나는 염기쌍 판독 프로세스를 허용하기 위해 투명할(예를 들어, 보로실리케이트 유리) 것임이 이해될 것이다. 상부 기준 플레이트(404) 및 하부 기준 플레이트(406)가 낮은 자가형광 특성을 가져서 이들이 염기쌍 판독 프로세스 중에 과도한 양의 배경 광을 생성하지 않는 것이 또한 바람직하다.
사용시, 플로우셀(300)은 도 4A에 도시된 바와 같이, 상부 기준 플레이트(404)에 인접한 상부 필름(302) 및 하부 기준 플레이트(406)에 인접한 하부 필름(304)에 의해 정위된다. 이러한 위치에서, 플로우셀 채널(400) 내의 양압 및 플로우셀(300) 외부의 음압 중 하나 또는 둘 모두는 상부 기준면(408)과 접촉하는 상부 필름(302) 및 하부 기준면(410)과 접촉하는 하부 필름(304)을 유지하는데 사용된다. 음압은 상기 설명한 바와 같이 상부 기준 플레이트(404) 및 하부 기준 플레이트(406) 중 하나 또는 둘 모두를 통해 연장되는 진공 통로(도시되지 않음)에 의해 적용될 수 있다. 양압은 하나 이상의 펌프, 밸브 등을 사용하여 채널(400) 내의 시약을 적합한 양압으로 유지함에 의해 제공될 수 있다. 한 구체예에서, 상부 기준면(408) 및 하부 기준면(410) 각각에 대해 상부 필름(302) 및 하부 필름(304)을 유지하기 위해 0.5-5 psi, 및 보다 바람직하게는 1-2 psi의 차압이 사용된다.
플로우셀 채널(400)의 높이(H)는 상부 기준면(408)과 하부 기준면(410) 사이의 거리 및 상부 필름(302)과 하부 필름(304)의 두께에 의해 규정된다. 상부 기준 플레이트(404) 및 하부 기준 플레이트(406)는 시퀀싱 동작 중에 서로에 대해 제 위치에 고정될 수 있으며, 이 경우 채널 높이(H)는 일정하게 유지될 것이다. 대안적으로, 일부 구체예에서, 상부 기준 플레이트(404) 및 하부 기준 플레이트(406)는 도 4A 및 4B에 도시된 바와 같이 플로우셀 채널 높이(H)를 변경하기 위해 서로에 대해 이동할 수 있다. 이는 본 개시내용을 고려하여 당업자가 알 수 있는 바와 같이, 모터-구동 랙 등과 같은 종래의 로봇 메커니즘을 사용하여 달성될 수 있다.
이동 가능한 기준 플레이트(404, 406)를 제공하는 것은 특정 이점을 제공할 것으로 기대된다. 예를 들어, 기준 플레이트(404, 406)는 도 4A에 도시된 바와 같이 기준 플레이트(404, 406)가 함께 비교적 근접해 있는 제1 위치, 및 도 4B에 도시된 바와 같이 기준 플레이트(404, 406)가 상대적으로 멀리 있는 제2 위치 사이에서 이동할 수 있다. 제1 위치는 상대적으로 낮은 채널 높이(H)를 제공한다. 이는 제2 위치와 비교하여 비교적 높은 면적-대-부피 비(즉, 채널(400)의 부피에 대한 상부 필름(302)과 하부 필름(304)의 내부 표면의 합친 표면적의 비)를 제공한다. 높은 면적-대-부피 비는 DNA 주형(402)에 대한 요망되는 화학 프로세스를 수행하는데 필요한 시약의 부피를 감소시키며, 이는 특정 시약이 작동 비용의 상당 부분을 차지할 수 있기 때문에, 장치의 작동 비용을 감소시킬 수 있다. 제1 위치는 또한 각각의 기준면(408, 410)과 밀착된 필름(302, 304)의 면적을 증가시키는데, 이는 필름(302, 304)의 작동 부분의 크기를 증가시키고 결과적으로 현미경의 초점면의 심도 내에 있는 DNA 주형(402)의 개체군 수를 증가시킨다. 이것은 현미경(206) 또는 다른 광학장치에 의한 신속하고 정확한 염기쌍 판독을 용이하게 한다.
도 4B에 도시된 제2 위치는 제1 위치에 비해 상대적으로 낮은 면적-대-부피 비를 제공한다. 이는 채널(400) 내의 흐름 저항을 감소시키고, 유체 입구(310)로부터 유체 출구(312)로 상대적으로 작은 압력 강하로 채널을 통해 시약이 펌핑되게 한다. 감소된 흐름 저항은 보다 쉽고 더 정확한 시약 펌핑을 촉진할 수 있다. 감소된 흐름 저항은 또한 필름(302, 304)에 인접한 액체 속도의 크기를 감소시키고, 이는 시약 펌핑 프로세스 동안 필름(302, 304)으로부터 DNA 주형(402)을 박리시킬 수 있는 전단력의 크기를 감소시킬 것으로 기대된다.
도 3의 구체예는 본질적으로 첫 번째 구체예와 동일한 방식으로 이용된다. 그러나, 요망되는 경우, 시퀀싱 프로세스 동안 챔버(400)의 표면-대-부피 비를 변경하기 위해 추가적인 단계가 추가될 수 있다. 이러한 구체예는 또한 첫 번째 구체예와 유사한 이점을 제공한다. 예를 들어, 상부 필름(302) 및 하부 필름(304)은 시퀀싱 프로세스 동안 편평한 기준면(408, 410)과 접촉하도록 가압되지만, 요구되는 편평도 공차로 제조될 것이 달리 요구되지 않는다. 이는 플로우셀의 비용을 감소시키고, 시스템의 광학 성능을 개선시킬 수 있다. 또한, 두 번째 구체예는 플로우셀 플레이트(102)를 외부 기준면(408)으로 대체하며, 이는 플로우셀(300)에 편평한 상부면을 제공할 필요없이, DNA 주형이 상부 필름 상에 고정되어 정확하게 영상화될 수 있게 한다. 2개의 결합된 필름의 사용은 또한 2개의 필름을 함께 결합시키는 간단한 결합 기술을 사용하여 플로우셀(300)을 제작하는 능력을 개선시킬 수 있고, 또한 플로우셀(300)의 처분 가능성을 개선시킨다. 본 개시내용에 비추어 다른 대안 및 이점이 당업자에게 명백할 것이다.
세 번째 구체예는 도 5A 및 도 5B에 도시되어 있다. 여기서, 플로우셀(500)은 커버(504) 및 기준 플레이트(506) 사이의 제 위치에서 점유된 필름(502)에 의해 형성된다. 갭 스페이서(508)는 커버(504) 및 기준 플레이트(506) 사이에 위치한다. 더불어, 커버(504) 및 갭 스페이서(508)는 플로우셀(500)이 생성되는 공동을 규정하는 어셈블리를 형성한다. 커버(504)는 공동의 상부를 형성하고, 갭 스페이서(508)는 공동의 외주 형상을 형성한다. 커버(504) 및 갭 스페이서(508)는 공동의 형상에 의해 규정된 플로우셀 통로(510)를 형성하도록 필름(502)에 인접하게 배치된다. 갭 스페이서(508)의 높이는 플로우셀 통로(510)의 높이(H)를 규정한다.
필름(502), 커버(504), 기준 플레이트(506) 및 갭 스페이서(508)는 이전의 구체예에서 설명된 것과 유사하게 제조될 수 있거나, 상이한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 필름(502)은 다양한 화학 코팅 또는 처리를 갖는 사이클릭 올레핀 코폴리머 재료를 포함할 수 있다. 커버(504)는 광학 코팅 등을 포함할 수 있고 바람직하게는 낮은 자가형광 특성을 갖는 투명한 재료를 포함한다. 기준 플레이트(506)는 소정의 표면 폭에 대해 최대 "피크 대 계곡" 높이 변화로 계산된(예를 들어, 50 밀리미터의 거리에서 0.025 밀리미터 이하의 높이 변동), 바람직하게는 0.05%의 편평도를 갖는 정밀-제조된 편평한 기준면(512)을 포함한다. 다른 바람직한 편평도 값 및 다른 측정 기법(예를 들어, 평균 선으로부터 조도 프로파일의 이탈의 산술 평균)이 다른 구체예에서 사용될 수 있다. 갭 스페이서(508)는 임의의 적합한 재료(예를 들어, 금속, 세라믹 또는 플라스틱)를 포함할 수 있고, 커버(504)의 일체형 부품으로서, 커버(504)에 대한 부착물로서, 또는 완전히 별개의 부품으로서 제공될 수 있다. 갭 스페이서(508)는 커버 (504)와 갭 스페이서(508) 사이, 및 갭 스페이서(508)와 필름(502) 사이에 유체-차단 연결을 생성하기 위해 개스킷 등과 같은 하나 이상의 밀봉부(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 갭 스페이서(508)는 또한 이전 구체예와 관련하여 논의된 바와 같이, 직사각형, "도그 본" 형상, "덤벨" 형상, 다중 채널 등과 같은 임의의 요망되는 주변 형상을 가질 수 있다.
커버(504), 기준 플레이트(506) 및 갭 스페이서(508) 중 하나 이상은 장치의 일체형 또는 작동 부분으로서 제공될 수 있다. 예를 들어, 커버(504), 기준 플레이트(506) 및 갭 스페이서(508)는 다수의 연속적이고 고유한 시퀀싱 동작 동안 장치에 장착되어 장치 상에 유지될 수 있다.
플로우셀(500)은 또한 유체 입구(514) 및 유체 출구(516)를 포함한다. 유체 입구(514) 및 유체 출구(516)는 커버(504)를 통과하는 통로로서(도시되지 않음), 또는 기준 플레이트(506) 또는 갭 스페이서(508)와 같은 다른 부분을 통과하는 통로로서 형성될 수 있다.
필름(502)을 편평한 기준면(512)에 대해 가압하기 위해 차압이 사용된다. 차압은 채널(510)의 내용물을 가압하거나, 필름(502)의 바닥면에서의 압력을 감소시키거나, 또는 둘 모두에 의해 발생할 수 있다. 기준 플레이트(506)는 바람직하게는 본원에 앞서 설명된 바와 같은 하나 이상의 진공 통로(524)를 포함한다. 기준 플레이트(506)는 또한, 예를 들어, 상기 설명된 열전 열 펌프 또는 유사한 장치(또는 그 일부)에 연결될 수 있다.
이러한 구체예는 그 자체로 일회용 플로우셀에 대한 필요성을 제거한다. 대신, 플로우셀(500)은 일회용 필름(502) 및 재사용 가능한 커버(504) 및 갭 스페이서(508)의 조합으로서 형성된다. 필름(502)은 기준면(512)과 상호작용하여 현미경 또는 다른 영상화 시스템의 광학 경로에 수직인 편평한 객체 평면을 형성하여, 상기 설명한 구체예와 유사하게, 현미경의 심도 내에 존재하는 DNA 주형(518)의 많은 개체군을 보장한다. 다른 구체예에서와 같이, 필름(502)에 의해 형성된 평면의 편평도는 기준면(512)의 편평도 및 필름(502)의 두께 균일성에 의해 결정된다.
사용시, 필름(502)은 유체 입구(514)로부터 유체 출구(516)까지 연장되는 채널(510)을 형성하도록, 기준면(512) 위 및 커버(504)와 갭 스페이서(508) 아래에 위치한다. 시퀀싱은, 예를 들어, 필름(502)에 DNA 주형(518)을 고정시키고, 채널(510)을 통해 시약을 통과시키고, 채널(510)의 내용물을 가열 및/또는 냉각시키는 것 등에 의해 채널(510) 내에서 수행된다. 시퀀싱 동안, 염기쌍 연장은 현미경 또는 다른 적합한 광학장치에 의해 커버(504)를 통해 판독된다. 본원에 기술된 다른 구체예에서와 같이, 염기쌍 판독은 주기적으로, 또는 연속하여 수행될 수 있다. 적어도 염기쌍 판독 단계 동안, 차압이 필름(502)을 기준면(512)에 대해 유지하도록 적용된다.
새로운 시퀀싱 동작을 시작하는 것이 요망될 때, 커버(504) 및 갭 스페이서(508)는 기준 플레이트(506)로부터 멀리 이동한다. 이는 갭 스페이서(508)와 필름(502) 사이의 밀봉부를 파괴시켜 챔버(510) 내의 임의의 남아있는 유체를 신속하게 방출시킨다. 챔버(510)가 개방될 때 유체의 이동을 제어하기 위해 기준 플레이트(506) 내에 또는 인접하게 형성된 하나 이상의 유체 도관(도시되지 않음)이 제공될 수 있고, 기준 플레이트(506)는 틸팅(tilting) 플랫폼 상에 정위되거나 안내 유체 제거를 돕는 각도로 부착될 수 있다. 커버(504), 갭 스페이서(508), 및 다른 부분은 또한 작동 사이클 사이에서 캐리오버(carryover)를 감소시키는 것을 돕기 위해 나노미터-두께의 불소화 화합물 층(예를 들어, E.I. du Pont de Nemours and Company of Wilmington, DE로부터 이용 가능한 TEFLON™ AF 무정형 플루오로플라스틱)과 같은 재료로 코팅될 수 있다. 커버(504) 및 갭 스페이서(508)는 표백 화학 화합물로 세정되어 시퀀싱 실행 사이의 교차 오염을 제거할 수 있다. 예를 들어, 커버(504) 및 갭 스페이서(508)는 로봇을 사용하여 이동하여, 시퀀싱 실행 사이에 이들을 표백 화합물의 배쓰에서 적실 수 있다. 기존의 필름(502)은 제거되고 폐기되며, 새로운 필름(502)은 새로운 DNA 주형 콜로니의 성장 또는 배치를 시작하기 위해 기준 플레이트(506) 상에 배치된다.
도시된 예시적인 구체예는 필름(502)을 제거하고 교체하기 위해 스풀 시스템을 사용한다. 필름(502)은 공급 스풀(520) 및 테이크업(take-up) 스풀(522) 사이에서 연장된다. 공급 스풀(520)은 미사용된 필름(502)을 보유하고, 테이크업 스풀(522)은 사용된 필름(502)을 보유한다. 커버(504) 및 갭 스페이서(508)가 필름(502)으로부터 멀리 이동하면, 하나 이상의 모터(M1, M2)를 사용하여 스풀(520, 522) 중 하나 또는 둘 모두를 작동시켜 기준 플레이트(508)로부터 필름(502)의 사용된 부분을 제거하고, 기준 플레이트(508) 상에서 필름(502)의 새로운 부분을 전진시킬 수 있다. 예를 들어, 모터(M1)는 필름(502)의 사용된 부분을 롤업하기 위해(도 5B에서 도시된 바와 같이) 시계 방향으로 회전할 수 있고, 모터(M2)(제공되는 경우) 또는 적절한 드래그 브레이크는 필름(502)에 장력을 가하여 이것을 기준면(512) 상에 일반적으로 편평하게 끌어 당기는데 사용될 수 있다.
필름(502)은 다른 메커니즘을 사용하여 대체될 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 필름(502)은 개별 시트로서 제공될 수 있고, 이는 폴딩 또는 붕괴 없이 이동을 용이하게 하는 것을 돕기 위해 프레임 등을 사용하여 이들의 둘레 주위에서 보강될 수 있다. 또 다른 예로서, 시트(502)는 이의 둘레 주위에 고정된 큰 시트를 포함할 수 있고, 시트(502)의 상이한 부분은 각각의 시퀀싱 실행 중에 플로우셀 위치에 선택적으로 정위된다. 본 개시내용에 비추어 다른 대안이 당업자에게 명백할 것이다.
세 번째 구체예는 소모품 자원의 사용을 훨씬 더 감소시키며, 작동 비용을 추가로 감소시킬 것으로 기대된다.
전술한 구체예가 편평한 기준면에 대하여 필름을 편평하게 유지하기 위해 차압을 사용하는 것이 설명되었지만, 다른 구체예는 이를 달성하기 위해 차압을 사용할 수 없을 수 있다. 예를 들어, 도 5A 및 도 5B의 구체예는 진공 통로(524)를 생략하고 대신에 기준면(512) 위에 필름(502)을 팽팽하게 스트레칭함으로써 변형될 수 있다. 본 개시내용에 비추어 다른 대안이 당업자에게 명백할 것이다.
도 6은 구체예가 장치(600)에 어떻게 통합될 수 있는 지를 도시한다. 장치(600)는 전술한 구체예 또는 이의 변형 중 임의의 것으로 구성된 시퀀싱 스테이지(602)를 포함한다. 예를 들어, 스테이지(602)는 강성 플레이트에 부착된 필름을 갖는 독립적인 플로우셀(606)을 수용하는 고정된 기준면/갭 스페이서 어셈블리(604)를 포함할 수 있다. 또는, 스테이지(604)는 고정된 기준면(608), 이동 가능한 커버/갭 스페이서 어셈블리(610), 및 교체 가능한 필름 공급부(612)을 포함할 수 있다. 스테이지(604)는 또한 위에서 결합된 상부 및 하부 필름을 포함하는 독립적인 플로우셀(618)을 수용하는, 하부 기준면(614) 및 고정되거나 이동 가능한 상부 기준면(616)을 포함할 수 있다.
시퀀싱 스테이지(602)는 열전 열 펌프와 같은 가열 장치(620)와 관련된다(바람직하게는 그 위에 장착된다). 에어 펌프, 원심상 팬 등과 같은 진공원(622)이 제공되어, 필름의 바닥에 진공을 끌어 당겨 관련된 기준면에 대해 필름을 가압할 수 있다. 스테이지(602)는 제1 유체 펌프 시스템(626)을 통해 시약 공급부(624)에 연결되고, 제2 유체 펌프 시스템(630)을 통해 시약 폐기부(628)에 연결될 수 있다. 영상화 시스템(632)(예를 들어, 현미경, 광원, 거울, 카메라 등)은 스테이지(602) 위에 장착되고, 로봇 유닛(634) 상에 이동 가능하게 장착될 수 있다. 하나 이상의 로봇 유닛(636)은 또한 플로우셀, 이동 가능한 기준 플레이트, 이동 가능한 커버 등과 같은 다양한 부품을 이동시키기 위해 제공될 수 있다. 적절한 전원 공급장치, 전자 제어장치, 네트워크 인터페이스 등도 장치(600)에 제공될 수 있다. 본 개시내용에 비추어 다른 대안이 당업자에게 명백할 것이다.
본 개시내용은 단독으로 또는 함께 사용될 수 있는 다수의 새롭고, 유용하며 비독점적인 특징 및/또는 특징의 조합을 설명한다. 구체예는 고-처리량 핵산 시퀀싱 시스템과 관련된 물품의 비용을 감소시키는데 특히 도움이 될 것으로 예상되지만, 다른 이점이 제공될 수 있으며, 모든 구체예에서 감소된 비용이 반드시 요구되는 것은 아님이 이해될 것이다. 본원에 기술된 구체예는 일반적으로 합성 프로세스에 의한 시퀀싱의 맥락에서 설명되었지만, 화학적 표지의 시각적 관찰을 이용하는 다른 시퀀싱 프로세스에 사용하기 위해 구체예가 구성될 수 있음을 이해할 것이다. 본원에 기술된 구체예는 모두 예시적인 것이며, 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아니다. 본원에 기술된 발명은 다양한 등가의 방식으로 수정되고 적용될 수 있으며, 그러한 모든 변형 및 수정은 본 개시내용 및 첨부된 청구항의 범위에 포함되도록 의도됨이 이해될 것이다.

Claims (22)

  1. 시퀀싱 장치를 위한 플로우셀 시스템으로서, 플로우셀 시스템이,
    하나 이상의 액체 시약을 수용하도록 구성된 유체 입구;
    하나 이상의 액체 시약을 통과시키도록 구성된 유체 출구; 및
    유체 입구 및 유체 출구 사이에서 연장되고 유체적으로 연결된 채널을 포함하고; 이 때
    채널의 적어도 일부가 위에 고정화된 복수의 DNA 주형을 수용하도록 구성된 가요성 재료를 포함하는 필름을 포함하는, 플로우셀 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 필름이 폴리머 또는 사이클릭 올레핀 코폴리머를 포함하는 플로우셀 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 필름이 1 마이크로미터 내지 100 마이크로미터의 두께를 갖는 플로우셀 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 필름이 4 마이크로미터 내지 50 마이크로미터의 두께를 갖는 플로우셀 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 필름이 10 마이크로미터 내지 20 마이크로미터의 두께를 갖는 플로우셀 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 필름이, 복수의 DNA 주형을 포함하는 필름의 적어도 일부가 편평한 객체 평면에 놓여 있는 위치로 이동 가능한 플로우셀 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 편평한 기준면을 추가로 포함하고, 이 때 필름이 편평한 기준면 상에 필름의 일부를 정위시키기 위해 이동 가능하여 DNA 주형을 편평한 객체 평면에 배치시키는 플로우셀 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 편평한 기준면이 소정의 편평한 기준면 폭에 대해 최대 피크 대 계곡 높이 변화로 계산된 0.05%의 편평도를 갖는 플로우셀 시스템.
  9. 제7항에 있어서, 편평한 기준면과 작동 가능하게 연결된 하나 이상의 공기 통로, 및 하나 이상의 공기 통로에 유체적으로 연결되고 필름의 한 면에 음압을 발생시키도록 구성되어, 필름의 일부를 편평한 기준면 상에 정위시키는 하나 이상의 공기 펌프를 추가로 포함하는 플로우셀 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 강성 재료를 포함하는 플로우셀 플레이트를 추가로 포함하고, 플로우셀 플레이트의 적어도 일부가 투명 플레이트 영역을 포함하며;
    이 때 필름이 필름의 주변 영역에서 플로우셀 플레이트에 부착되고, 필름의 적어도 일부가 필름과 플로우셀 플레이트 사이에 채널을 형성하기 위해 투명 플레이트 영역과 마주보고, 복수의 DNA 주형을 포함하는 필름의 일부가 플로우셀 플레이트로부터 멀어지는 방향으로 이동 가능하여 필름의 일부를 편평한 객체 평면 상에 정위시키는 플로우셀 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 유체 입구 및 유체 출구 중 적어도 하나가 플로우셀 플레이트를 통과하는 각각의 통로를 포함하는 플로우셀 시스템.
  12. 제10항에 있어서, 플로우셀 플레이트가 관련된 시퀀싱 장치의 일부에 맞도록 구성되고 치수화되며, 필름이 필름을 가로질러 차압을 적용할 때 관련된 시퀀싱 장치 상의 기준면과 접촉하여 배치되도록 구성되는 플로우셀 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 필름이 제1 필름 부분 및 제2 필름 부분을 포함하고, 제1 필름 부분 및 제2 필름 부분이 각각의 각자 주변 가장자리에서 서로 연결되어 제1 필름과 제2 필름 사이에 채널을 형성하는 플로우셀 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 제1 필름 부분 및 제2 필름 부분이 주변 가장자리에서 함께 결합된 필름 재료의 분리된 시트, 폴딩된 필름 재료의 단일 시트, 또는 필름 재료의 단일 튜브를 포함하는 플로우셀 시스템.
  15. 제13항에 있어서, 플로우셀이 관련된 시퀀싱 장치의 일부에 맞도록 구성되고 치수화되며, 제1 필름 부분이 제1 필름 부분을 가로질러 차압을 적용할 때 관련된 시퀀싱 장치 상의 제1 기준면과 접촉하여 배치되도록 구성되고, 제2 필름 부분이 제2 필름을 가로질러 차압을 적용할 때 관련된 시퀀싱 장치 상의 제2 기준면과 접촉하여 배치되도록 구성되는 플로우셀 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 제1 기준면 및 제2 기준면 중 적어도 하나가 편평한 표면을 포함하는 플로우셀 시스템.
  17. 제1항에 있어서,
    필름의 제1 면과 마주보도록 구성되어 커버와 필름 사이에 채널을 형성하는 커버; 및
    필름의 제1 면의 반대쪽에 있는 필름의 제2 면을 마주보도록 구성된 기준 플레이트를 추가로 포함하는 플로우셀 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 커버 및 기준 플레이트 중 적어도 하나가 필름을 제거하기 위해 선택적으로 이동 가능한 플로우셀 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 필름이 필름 재료 공급부의 분리된 부분을 포함하는 플로우셀 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 필름 재료의 공급부가 필름 재료의 공급부의 분리된 부분을 커버와 기준 플레이트 사이로부터 이동시키기 위해 회전하도록 구성된 필름 재료의 스풀 롤을 포함하는 플로우셀 시스템.
  21. 제17항에 있어서, 커버가 커버 플레이트를 포함하고, 커버 플레이트의 적어도 일부가 투명 커버 영역을 포함하며, 갭 스페이서가 필름의 제1 면과 마주보는 공동을 형성하기 위해 커버 플레이트로부터 연장되고, 갭 스페이서가 커버 플레이트에 영구적으로 부착되거나 커버 플레이트로부터 선택적으로 제거 가능한 플로우셀 시스템.
  22. 제17항에 있어서, 유체 입구 및 유체 출구가 커버를 통과하는 각각의 통로를 포함하는 플로우셀 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109563539A (zh) 2016-06-15 2019-04-02 慕尼黑路德维希马克西米利安斯大学 使用dna纳米技术的单分子检测或定量
CN106195321B (zh) * 2016-08-30 2017-09-22 博奥颐和健康科学技术（北京）有限公司 一种液体存储和释放组件及液体存储和释放芯片
EP3421131A1 (en) * 2017-06-30 2019-01-02 Blink AG A sample cartridge for incubating and/or analyzing a dispersion of particles, cells or droplets
LU100369B1 (en) * 2017-08-16 2019-03-19 Stratec Biomedical Ag Method for sample analysis in an automatic analyser
US11007523B2 (en) * 2017-09-01 2021-05-18 Mgi Tech Co., Ltd. Injection molded microfluidic/fluidic cartridge integrated with silicon-based sensor
EP3743204A1 (en) * 2018-01-26 2020-12-02 QIAGEN GmbH Sequencing flowcells
CN112543678B (zh) * 2018-08-06 2022-11-04 康宁股份有限公司 图案化微流体装置及其制造方法
CA3128977A1 (en) * 2019-02-06 2020-08-13 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Liquid sensor assembly, apparatus, and methods
WO2022144626A1 (en) 2020-12-31 2022-07-07 3M Innovative Properties Company Nanopatterned films with patterned surface chemistry
CN115537307A (zh) * 2021-06-30 2022-12-30 深圳市真迈生物科技有限公司 芯片、应用及制备芯片的方法
JP2024045838A (ja) * 2022-09-22 2024-04-03 株式会社東芝 イメージセンサーのカバー部材、観察システム、および観察方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7390457B2 (en) * 2002-10-31 2008-06-24 Agilent Technologies, Inc. Integrated microfluidic array device
EP2404676A1 (en) * 2002-12-30 2012-01-11 The Regents of the University of California Microfluidic Control Structures
US8953159B2 (en) * 2008-10-03 2015-02-10 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Surface enhanced raman spectroscopy nanodome biosensors and methods of manufacturing the same
WO2013134742A2 (en) * 2012-03-08 2013-09-12 Cyvek, Inc Micro-tube particles for microfluidic assays and methods of manufacture
WO2013126902A1 (en) * 2012-02-24 2013-08-29 Cambrian Genomics, Inc. Method and apparatus for light based recovery of sequence verified dna
US9150907B2 (en) * 2012-04-27 2015-10-06 General Electric Company Microfluidic flow cell assemblies and method of use
ES2878525T3 (es) * 2013-03-13 2021-11-19 Illumina Inc Dispositivos fluídicos multicapa y procedimientos para su fabricación
EP2799535A1 (en) * 2013-04-29 2014-11-05 FOM Institute for Atomic and Molecular Physics Microstructured membrane for use in a flow cell

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