用于核酸测序仪器中的流动池的清除装置和方法
用于核酸测序仪器中的流动池的清除装置和方法
【专利说明】用于核酸测序仪器中的流动池的清除装置和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请涉及并要求于2013年3月14日提交的名称为“用于核酸测序仪器中的流动池的清除装置和方法(APPARATUS AND METHODS FOR PURGING FLOW CELLS IN NUCLEICACID SEQUENCING INSTRUMENTS)”的美国申请第13/802，957号的权益，其全部内容通过引用合并到本文中并且用于所有目的。
技术领域
[0003]本发明涉及用于确定核苷酸序列中的核酸同一性的仪器，并且具体实例涉及使用流动池以通过合成或者其他处理来进行测序的仪器。
【背景技术】
[0004]在过去的25年中，生成并且储存在基因库(Genbank)中的DNA序列信息量呈指数增长。下一代测序技术中有许多都使用合成测序(SBS)的形式，其中，使用专门设计的核苷酸和DNA聚合酶，以受控方式读取结合在芯片上的单链DNA模板的序列。其它的下一代测序技术可使用天然核苷酸和/或聚合酶，或者经标记的寡核苷酸和连接酶来确定核酸序列。为了实现高通量，数以百万计的模板斑点(每个模板斑点都是单个分子或者多个分子)被排列在测序芯片上，并且独立地读出并记录它们的序列。进行高通量测序的期望来源于对处理更快且成本降低的需求。然而，商用的高通量系统在降低了大规模测序(例如，10?100千兆碱基)成本的同时，却使小规模测序(例如，100百万碱基至Ijl千兆碱基)昂贵且不方便。
[0005]近来，已经开发出以比传统设备小得多的规模进行测序的仪器。在美国专利公开第2010/0323350号(申请序列号12/719,469，于2010年3月8日提交)、第2010/0152050号(申请序列号12/704,842，于2010年2月12日提交)和第2009/0298131号(申请序列号12/370，125，于2009年2月12日提交)中，描述了可用于执行较小规模测序操作的示例性装置和方法。上述专利通过引用并入到本文中。这样的仪器使用“装配线”型的系统，该系统可以被布置成旋转式传送带(carousel)形式，以同时处理多个相对较小的流动池。在操作期间，使每个流动池物理移动，穿过一系列处理站。这些处理站中的一部分对流动池进行净化并且用新的试剂填充流动池，同时其它处理站用于对流动池进行成像，或者用作空闲站，流动池被保持在空闲站中但是并不进行实质性处理。还可以设置其它处理站。这些仪器提供了高通量SBS操作，且同时显著节省了试剂和其它处理成本。期望该新一代仪器能够让公众以降低的成本进行用于各种目的SBS操作，并且能够提供比之前的设备的周转更快速的周转。
[0006]测序仪器的现有技术状况仍然需要改进，尤其是那些使用可移动的流动池来进行小规模测序操作的测序仪器。
【发明内容】
[0007]在一个示例性实施方式中，提供了一种用于对核酸测序仪器进行操作的方法，该核酸测序仪器具有一个或多个可移动的流动池。该方法包括:设置包括流道的流动池，该流道具有进口端和出口端；以及用第一液体试剂从所述进口端到所述出口端对所述流道进行填充。该方法还包括:设置具有进口通路和出口通路的操作台挡块(stat1n block);以及将所述流动池安装到所述操作台挡块上，以使所述进口端与所述进口通路流体连通并且所述出口端与所述出口通路流体连通。该方法还包括:将气泡导入到所述进口端中；将第二液体试剂从所述进口通路输送到所述进口端中，以使所述气泡移动通过所述流道并且进入所述出口通路中，并且用所述第二液体试剂填充所述流道；以及将所述流动池从所述操作台挡块移除。
[0008]在另一个示例性实施方式中，提供了用于对核酸测序仪器进行操作的另一种方法，该核酸测序仪器具有一个或多个可移动的流动池。该实施方式包括:设置包括流道的流动池，该流道具有进口端和出口端;设置第一操作台挡块，该第一操作台挡块具有第一进口通路和第一出口通路；以及设置第二操作台挡块，该第二操作台挡块具有第二进口通路和第二出口通路。处理包括:将所述流动池安装到所述第一操作台挡块上，以使所述进口端与所述第一进口通路流体连通并且所述出口端与所述第一出口通路流体连通;将第一液体试剂从所述第一进口通路栗送到所述进口端中，以用所述第一液体试剂填充所述流道；以及将所述流动池从所述第一操作台挡块移除。该方法进一步包括:将所述流动池安装到所述第二操作台挡块上，以使所述进口端与所述第二进口通路流体连通并且所述出口端与所述第二出口通路流体连通;将气泡导入到所述进口端中；将第二液体试剂从所述第二进口通路栗送到所述进口端中，以使所述气泡从所述进口端移动到所述第二出口通路，并且用所述第二液体试剂填充所述流道;以及将所述流动池从所述第一操作台挡块移除。
[0009]本
【发明内容】
的叙述并非要限制本发明的权利要求或者任何相关或不相关的应用。鉴于本文的公开内容，对于本领域普通技术人员而言，要求保护的本发明的其他方面、实施方式和特征以及对要求保护的本发明的修改将是明显的。
【附图说明】
[0010]可以参照附图来更好地理解示例性实施方式，其中，相同的附图标记表示相同的部分。附图是示例性的并且并非要以任何方式来限制权利要求。
[0011 ]图1是测序仪器的示意性前视图。
[0012]图2是图1的测序仪器的另一示意性视图。
[0013]图3是安装示例性流动池的示例性操作台挡块的横截面侧视图。
[0014]图4是示例性操作台挡块和流动池的入口侧的详细视图。
[0015]图5是图4的流动池的俯视图。
[0016]图6是另一示例性操作台挡块的入口侧的详细视图。
[0017]图7是又一示例性操作台挡块的入口侧的详细视图。
【具体实施方式】
[0018]本文中描述的示例性实施方式涉及下述装置和方法，该装置和方法用于从小规模合成测序(SBS)仪器中使用的流动池清理试剂。虽然本文中描述的实施方式被认为在前述申请中具有特定的应用，但鉴于本公开的内容并且根据本发明的实践，本装置和方法的其他应用对于本领域的普通技术人员而言是明显的。例如，可以找到实施方式在其他类型的定期将流动池从处理操作台挡块解除的仪器中的使用，其中将流体导入到流动池。因此，以下的示例并非要限制本发明的范围。
[0019]图1是被配置成同时对多个流动池进行小规模SBS处理的仪器的示意性前视图。该仪器包括主处理室100、试剂室102和成像室104。如本领域中公知的那样，在自动化操作期间可用外部壳体遮盖各室以防止侵入。应当理解的是并非在所有的实施方式中都需要使用图1中示出的分离的腔室和特定的布局。
[0020]主处理室100包括旋转式传送带(carousel) 106，其中由旋转式传送带马达108使旋转式传送带106转动。旋转式传送带106被配置成沿着环形路径将流动池110传送到各个处理站，例如一个或多个操作台挡块112以及成像站114。可将旋转式传送带106和旋转式传送带马达108安装在升降台116上，升降台116由致动器118沿着竖直方向驱动。当旋转式传送带106被适当地定向以使流动池110在操作台挡块112之上时，致动器118使旋转式传送带106向下移动，以将流动池110放置在操作台挡块112上。升降台116可包括一个或多个夹具120(例如，加载弹簧的柱塞)，以使流动池110保持在操作台挡块 112上的适当位置。
[0021]成像站114可包括单独的可移动平台，该单独的可移动平台保持并且操纵流动池110，以通过照相机122进行成像。诸如透镜124、光源126 (例如LED组、激光等)、光源滤光片128以及分色镜130之类的各种光学设备可与成像站114结合使用，以过滤掉特定波长的光线。
[0022]每个操作台挡块112可被配置成执行一种或多种操作，例如加热、冷却、导入液体试剂、空转等。一个或多个操作台挡块112被配置成使液体试剂通过流动池110。为此，试剂室102持有一个或多个试剂容器132以及一个或多个废弃物容器134。每个试剂容器132都通过供给软管136的系统与一个或多个操作台挡块112连接。使用一个或多个栗138(例如，微量注射栗、蠕动栗等)，将试剂输送至操作台挡块112。在这种情况中，单个栗138通过抽吸软管140的系统与操作台挡块112连接。栗138通过废弃物软管142将使用过的试剂输送至废弃物容器134。
[0023]图2示出了旋转式传送带106如何覆在多个操作台挡块112上。操作台挡块112以围绕旋转式传送带的转动中心200的径向模式来布置，以便旋转式传送带106可沿着操作台挡块112逐步移动流动池，而不调整旋转式传送带106上的流动池的角度或径向位置。图2示出了具有自己的试剂容器132的各个操作台挡块112，和将所有使用过的试剂输送到单个废弃物容器134的单个栗138。其他实施方式可使用不同数量的试剂容器132、废弃物容器134和栗138。还可设想，实施方式可使用非圆形的输送系统(例如线性致动器)，以流动池110沿着操作台挡块112的直线移动等。
[0024]在同时待审的于2010年3月8日提交的美国申请12/719,469(下文“Gordon etal.”)(公开号US 2010/0323350)中描述了对诸如上述的仪器之类的仪器进行操作的细节，以及仪器结构的多种可能的变型，其通过引用合并到本文中。变型的实施例包括在试剂容器132中使用正压力来使试剂移动通过流动池，在试剂离开流动池110之后进行回收等。鉴于本公开的内容，其他变型和修改对于本领域普通技术人员而言是明显的。
[0025]仪器中使用的试剂可取决于具体应用而发生变化。试剂的实例包括Gordonetal.中描述的那些试剂以及其他试剂。例如，试剂可包括:核酸测序试剂、核苷酸“鸡尾酒”和聚合酶混合物、解封闭(裂解)试剂(能去除保护基团的酶或者化合物，以通过聚合酶进行核酸延伸)、标记去除(裂解)剂(能去除焚光标记的酶或者化合物)、洗涤试剂、洗涤缓冲液、封闭缓冲液、裂解剂清除剂、除氧剂、纯净水等。仪器的其他型式可以使用其他试剂，并且除非有相反指示，否则其他实施方式并非要限定于前述列表或者本文中具体指出的其他试剂。
[0026]图3示出了用于暂时性安装可移除的流动池110的操作台挡块112。操作台挡块112包括从进口软管302接收试剂的进口通路300，和将使用过的试剂送往出口软管306的出口通路304。操作台挡块112的顶面被配置成接纳流动池110，并且优选是机械加工的平面。若需要，操作台挡块112和流动池110可包括相应的结构(例如销和孔)，以帮助将流动池110定位在操作台挡块112上期望的位置处。如在Gordon et al.中所描述的那样，操作台挡块112的顶面可包括围绕进口通路300和出口通路304的一个或多个密封件，例如径向间隔开的内0-环308和外0-环310。操作台挡块112还可包括电阻加热或者热电加热/冷却的温度控制元件312，以将操作台挡块112维持在期望的温度下，其中温度控制元件312经由导线314或者类似物与电源联通。可将热电偶(未示出)整合到操作台挡块112或者温度控制元件312中，或者与操作台挡块112或者温度控制元件312相联，以提供对操作台挡块温度的反馈控制。
[0027]示例性流动池110包括底板316和顶盖318。顶盖318通过间隔膜320与底板316接合，其中间隔膜320提供在顶盖318与底板316之间的流道322。间隔膜320还可形成围绕流道322周边的液封。底板316包括进口端324和出口端326。当流动池110安装在操作台挡块112上时，进口端324和出口端326被定位成分别与进口通路300和出口通路304流体连通，并且可位于直接对齐的位置，例如所示出的那样。顶盖318优选对用来检测核苷酸测序染料等的辐射是透明的。例如，顶盖318可包括透明的玻璃板。这种结构的变型可以用在其他实施方式中。例如，间隔膜320可被替换成粘合剂层或者底板316顶面上的脊状物，或者流道322可是机械加工的、蚀刻的或者以其他方式形成的底板316和/或顶盖318中的凹槽。Gordon etal.中描述了其他变型和修改，并且鉴于本公开的内容，其他变型和修改对于本领域的普通技术人员而言也是明显的。
[0028]如Gordon et al.中所描述的那样，通过使流动池110与一系列操作台挡块112相继接合来对流动池110进行处理。在操作台挡块112中的一些或者全部操作台挡块处，试剂可被栗送到流动池中，以在该操作台挡块112处执行期望的特定操作。在操作完成之后，流动池110从操作台挡块112移除并且被移动到下一个操作台挡块。来自每个操作台挡块112的试剂保留在流动池110的流道322中，直到该试剂被下一个操作台挡块112处栗入的试剂冲洗掉。例如，在一个操作台挡块112处被栗送到流道322中的核酸测序试剂可保留在原处，直到在下一个操作台挡块112处被导入的洗涤缓冲液冲洗掉。Gordon et al.解释到，流动池110可被构建成具有阀、水平通路或者小尺寸，来防止流体在操作台挡块112之间从流动池110排出。Gordon et al.还描述了，每当从操作台挡块112移除流动池110时，优选防止试剂流回到试剂容器132，例如通过使用止回阀等来阻止这样的流动。在与Gordon et al.中示出的相似的设备的使用中，已经发现当流动池110在连续的操作台挡块112之间移动时，小尺寸的进口端324和出口端326足以防止试剂离开流动池110。
[0029]前述的操作，即在运输过程中维持操作台挡块112中的液位以及防止试剂从流动池110逸出，防止了空气在该系列的处理步骤期间被导入到流动池110中。实际上，认为该结果是期望的，从而防止流动池110中数百万的核酸中的任意核酸被湍流逐出或者冲洗掉，该湍流可能潜在地由流经流道322的气泡产生。这样的扰动会使由仪器收集的数据的精度和有效性降低，因为仪器依赖于对固定至流动池110的每个核酸序列的位置的精确映射。此夕卜，众所周知，使核酸暴露于空气会使核酸变干，并且通过防止进行进一步有用的化学反应而“杀死”这些核酸。
[0030]与现有概念相比，认为在一个或多个试剂流动之间，故意将气泡导入到流动池110中可具有下述特别有益的效果:克服了所研究的核酸群体将被气泡“杀死”、移位或者移除的任何风险。还认为，该群体的尺寸可以是最小的或者甚至几乎检测不到。
[0031]现在参照图4来描述用于将气泡导入到流动池110中的处理，其中图4是示例性操作台挡块112和流动池110的进口侧的详细视图。在该处理中，液体试剂400被提供在操作台挡块的进口通路300中。在常规操作中，液体试剂400将进口通路300填充至尽可能接近操作台挡块112的顶面402，并且可充满进口通路300以驻留在由0-环308、0_环310界定的区域中。然而，在图4的处理中，液体试剂400降低，使得液体试剂400的上边缘404 (例如弯液面或者气泡层)与上表面间隔距离h，从而在进口通路300中的液体试剂400之上留下了充满气体的气体空间406。气体空间406中的气体可包括环境空气、从液体试剂400排出的气体或者其他气相物质(例如，纯氧)。
[0032]一旦在进口通路300中形成气体空间406，则栗138或者其他手段(例如，重力流动、试剂容器132中的正压气体等)使液体试剂400通过进口端324移动到流动池110中。0-环308、0_环310或者其他密封件防止气体逸出。因此，如图5所示，进入的液体试剂400将气体作为气泡500在液体试剂400之前输送到流道322中。
[0033]预期气泡500流经流道322能提供许多益处。首先，预期气泡500充当进入的液体试剂400与排出的使用过的液体试剂502之间的物理屏障。这样使两种试剂之间的直接接触以及两种试剂的混合最少化，从而抑制了使用过的试剂502回流以及分散到新的试剂400中。此外，认为进入的液体试剂400的弯液面504可充当弧刷(wiper)，以消除由排出的液体试剂502残留下来的颗粒、分子和液滴。该现象可能由进入的液体试剂400中的分子的表面张力足以将残余的试剂颗粒和液滴驱至弯液面504之前而引起。图5示出了具有凸弯液面504的进入的液体试剂400，但如果弯液面504是凹的，也可发生相同的现象。应当理解的是，上述解释是为了解释预期的操作现象，但本发明并非要限定于任何特定的操作理论。
[0034]期望减少混合和回流，并且期望进入的弯液面具有可能的消除效果，从而通过更有效地从流道322清除使用过的试剂而进一步减少试剂浪费。在现有的方法中，清除处理会考虑在清除处理期间的混合，因此进入的试剂持续流动足够长时间来确保流道322不包括新试剂与旧试剂的混合物。通过使用气泡500隔离开试剂400与试剂502，可不需要使试剂持续流动，而只要将旧试剂正常从流道322完全清除即可。为了努力实现这一目标，一个实施方式可导入至少大约2微升体积的气泡500，期望能完全阻止进入的液体流体400与排出的试剂502的主体(S卩，除了任何残留的颗粒、液滴等之外的全部)之间的接触。其他实施方式可取决于流道322的尺寸和其他规格，而使用具有不同尺寸的气泡500。期望当气泡的直径(在流道322中沿着宽度方向测量)等于或者大于流道322在最宽点处的宽度时，会获得最好的结果，因为这样能提供两种液体之间的完全隔离。但是也可使用其它尺寸，并且预期单个气泡500可被替代为多个较小的气泡或者一系列较大的气泡。
[0035]预期可使用任何适合的方法来形成气泡500。下文描述了非限制性实例。
[0036]在图4的实施方式中，可使用传统的操作台挡块112，通过在流动池110安装在操作台挡块112中之前蒸发掉一部分液体试剂400来形成气体空间406。在正常使用中，可加热操作台挡块112中的一个或多个操作台挡块，通常加热到37摄氏度?70摄氏度(98华氏度?158华氏度)之间的温度。然而，在这种情况下，被加热的操作台挡块112通常处于持续使用中，并且仅在移除一个流动池110并且替换成另一个流动池的过程中是闲置的。因此，在正常使用中，在将新的流动池110安装在操作台挡块112上之前没有足够的时间蒸发掉任何可察觉到的量的液体试剂400(并且即使有时间进行蒸发，也认为需要再填充以防止气泡的产生是个冋题)。
[0037]为了小心地形成气体空间406，可在没有流动池110时对操作台挡块112加热足够长时间来引起蒸发，从而形成期望体积的气体空间406。该处理还可帮助除去液体试剂400中的气体，这对于在成像或者化学反应期间防止在流道322中稍后形成气泡可能是有用的。在进行除气的情况下，可在液体试剂400的上边缘404处产生微小气泡层，这可能有助于上述的消除功能。可以在没有任何加热(即，在环境温度下)的情况下引起期望的蒸发，但是更可取并且实践中可能需要的是，使用已有的温度控制元件312或者专用的加热元件(例如，围绕进口通路300的单独的加热器)来引起加热，该专用的加热元件将热量直接聚集在液体试剂400上。例如，认为可以在将流动池110放置在操作台挡块112上之前，使用已有的温度控制元件312(例如图3中所示出的)，通过在大约65摄氏度(大约150华氏度)的温度下对其操作大约15秒来引起足够的蒸发以获得气体空间406。其他实施方式可以脱离该实例。例如另一实施方式可以在大约140华氏度到大约150华氏度的温度下持续操作大约7.5秒到大约15秒的时间。
[0038]图6示出了用于在液体试剂400之上生成气体空间406的另一实施方式。在图6中，操作台挡块112包括与进口通路300流体连通的辅助通路600。辅助通路600与阀602和增压气体源(例如气栗604或者氮气瓶)连接。当流动池110与操作台挡块112连接时，打开阀602以让足够的空气(或者其他气体)进入，以生成期望尺寸的气泡。图6的替选的实施方式可在将每个流动池110放置在操作台挡块112上之前，替代地使用辅助通路600作为排放口，以从进口通路300排出一定量的液体试剂400。在该实施方式中，可打开阀602以将液体试剂400排出到贮存器606中或者排回到原始的试剂容器132中。
[0039]图7中示出了用于生成气体空间406的另一个示例性实施方式。在图7中，操作台挡块112包括与进口通路300处于流体连通的排量可变式腔室700。通过活塞702来调节排量可变式腔室700的容积。可以用诸如螺线管或者驱动马达之类的专用驱动器或者用其他手段来操作活塞702。在使用中，每次从操作台挡块112移除流动池110时，移动活塞702以扩大排量可变式腔室700的容积，从而将进口通路300中的液体试剂400的一部分栗回到排量可变式腔室700中，并且在进口通路300中留下气体空间406。在下一个流动池110安装到操作台挡块112上之后，移动活塞702以使排量可变式腔室700收缩。这可在栗138进行操作以使液体试剂400开始流动到流动池110中之前、期间或者之后来进行。活塞702使排量可变式腔室700保持在收缩状态，直到移除流动池110为止，然后再次开始循环。应当理解的是，排量可变式腔室700可包括注射器状布置、通过活塞或夹具进行压缩的柔性气囊等。
[0040]其他实施方式可使用其他方法和机制来生成气体空间406。例如，位于进口通路300上游的栗可被反向栗送，以将液体试剂400抽吸回来以生成气体空间406。或者，如果在阀的控制下，使试剂容器132位于进口通路300的下方，则可通过重力使液体试剂400向回流动。
[0041 ]在其他实施方式中，可将气泡500直接导入到流动池110中。例如，可在专用于将气体导入到流动池110中的单独操作台挡块112处，将气体直接注入到进口端324中。作为另一实例，流动池110可以包括与进口端324分离的、用于将气体注入到流道322中的专用端口。作为又一个实例，流动池110可被设计成，当流动池110从操作台挡块至操作台挡块移动时，试剂滴出到废弃物托盘或者贮存器中，或者在预定位置处可使流动池110倾斜以使用重力倒出使用过的试剂502中的一部分或者全部。在再一个实例中，当栗刚刚开始将新的试剂400抽入到流道322中时，可通过暂时破坏流动池进口端324处的密封件来导入空气。
[0042]鉴于本公开的内容，用于将气泡500设置在流道322中的其他的变型和修改对于本领域普通技术人员而言是明显的。应当理解的是，方法和装置的实施方式可适用在具有固定流动池的测序仪器中，而不是如Gordon e t al.中所描述的可移动的流动池。
[0043]本公开的内容描述了许多可以单独使用或者结合使用的新颖的、有用的并且非显而易见的特征和/或特征的组合。本文中描述的实施方式都是示例性的，并非要限制本发明的范围。应当理解的是，可以以各种等效方式对本文中描述的本发明进行修改和改编，并且所有这样的修改和改编都包括在本公开内容及所附权利要求的范围内。
【主权项】
1.一种用于对核酸测序仪器进行操作的方法，该核酸测序仪器具有一个或多个能移动的流动池，所述方法包括: 设置包括流道的流动池，该流道具有进口端和出口端； 用第一液体试剂从所述进口端到所述出口端对所述流道进行填充； 设置操作台挡块，该操作台挡块具有进口通路和出口通路； 将所述流动池安装到所述操作台挡块上，以使所述进口端与所述进口通路流体连通，并且所述出口端与所述出口通路流体连通； 将气泡导入到所述进口端中； 将第二液体试剂从所述进口通路输送到所述进口端中，以使所述气泡移动通过所述流道并且进入所述出口通路中，并且用所述第二液体试剂填充所述流道；以及 从所述操作台挡块移除所述流动池。2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述气泡导入到所述进口端中包括: 在将所述流动池安装到所述操作台挡块上之前，在所述进口通路的顶端处设置气体空间；以及 在将所述流动池安装至所述操作台挡块时，捕获所述气体空间中的气体，从而形成所述气泡。3.根据权利要求2所述的方法，其中，将所述气泡导入到所述进口端中进一步包括:将所述第二液体试剂输送至所述进口端，以使所述气泡在所述第二液体试剂前面移动到所述进口端中。4.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述进口通路的顶部处设置所述气体空间包括:在将所述流动池安装到所述操作台挡块上之前，使所述第二液体试剂的一部分蒸发。5.根据权利要求4所述的方法，其中，使所述第二液体试剂的一部分蒸发包括:在大约140华氏度到大约150华氏度的温度下，对所述操作台挡块持续加热大约7.5秒到大约15秒的时间。6.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述进口通路的顶部处设置所述气体空间包括:在将所述流动池安装到所述操作台挡块上之前，将增压气体输送到所述进口通路中。7.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述进口通路的顶部处设置所述气体空间包括:在将所述流动池安装到所述操作台挡块上之前，将所述第二液体试剂的一部分从所述进口通路的顶部排出。8.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述进口通路的顶部处设置所述气体空间包括:在将所述流动池安装到所述操作台挡块上之前，将所述第二液体试剂的一部分从所述进口通路的顶部栗出。9.根据权利要求8所述的方法，其中，将所述第二液体试剂的一部分从所述进口通路的顶部栗出包括:用排量可变式腔室移除所述第二液体试剂的一部分。10.根据权利要求1所述的方法，其中，将第二液体试剂从所述进口通路输送到所述进口端中，以使所述气泡移动通过所述流道并且进入所述出口通路中，并且用所述第二液体试剂填充所述流道包括:对位于所述出口通路下游的抽吸栗进行操作。11.一种用于对核酸测序仪器进行操作的方法，该核酸测序仪器具有一个或多个能移动的流动池，所述方法包括: 设置包括流道的流动池，该流道具有进口端和出口端； 设置第一操作台挡块，该第一操作台挡块具有第一进口通路和第一出口通路； 将所述流动池安装到所述第一操作台挡块上，以使所述进口端与所述第一进口通路流体连通，并且所述出口端与所述第一出口通路流体连通； 将第一液体试剂从所述第一进口通路栗送到所述进口端中，以用所述第一液体试剂填充所述流道； 从所述第一操作台挡块移除所述流动池； 设置第二操作台挡块，该第二操作台挡块具有第二进口通路和第二出口通路； 将所述流动池安装到所述第二操作台挡块上，以使所述进口端与所述第二进口通路流体连通，并且所述出口端与所述第二出口通路流体连通； 将气泡导入到所述进口端中； 将第二液体试剂从所述第二进口通路栗送到所述进口端中，以使所述气泡从所述进口端移动到所述第二出口通路并且用所述第二液体试剂填充所述流道;以及从所述第一操作台挡块移除所述流动池。12.根据权利要求11所述的方法，其中，将所述气泡导入到所述进口端中包括: 在将所述流动池安装到所述第二操作台挡块上之前，在所述第二进口通路的顶端设置气体空间；以及 在将所述流动池安装至所述第二操作台挡块时，捕获所述气体空间中的气体，从而形成所述气泡。13.根据权利要求12所述的方法，其中，将所述气泡导入到所述进口端中进一步包括:将所述第二液体试剂栗送到所述进口端，以使所述气泡在所述第二液体试剂前面移动到所述进口端中。14.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述进口通路的顶部处设置所述气体空间包括:在将所述流动池安装到所述第二操作台挡块上之前，使所述第二液体试剂的一部分蒸发。15.根据权利要求14所述的方法，其中，使所述第二液体试剂的一部分蒸发包括:在大约140华氏度到大约150华氏度的温度下，对所述第二操作台挡块持续加热大约7.5秒到大约15秒的时间。16.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述第二进口通路的顶部处设置所述气体空间包括:在将所述流动池安装到所述第二操作台挡块上之前，将增压气体输送到所述第二进口通路中。17.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述第二进口通路的顶部处设置所述气体空间包括:在将所述流动池安装到所述第二操作台挡块上之前，将所述第二液体试剂的一部分从所述第二进口通路的顶部排出。18.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述第二进口通路的顶部处设置所述气体空间包括:在将所述流动池安装到所述第二操作台挡块上之前，将所述第二液体试剂的一部分从所述第二进口通路的顶部栗出。19.根据权利要求18所述的方法，其中，将所述第二液体试剂的一部分从所述第二进口通路的顶部栗出包括:用排量可变的腔室移除所述第二液体试剂的一部分。20.根据权利要求11所述的方法，其中，将所述第二液体试剂从所述第二进口通路栗送到所述进口端中，以使所述气泡移动通过所述流道并且进入所述出口通路中，并且用所述第二液体试剂填充所述流道包括:对位于所述出口通路下游的抽吸栗进行操作。21.根据权利要求11所述的方法，其中，栗送所述第一液体试剂和栗送所述第二液体试剂的步骤包括:对单个抽吸栗进行操作，该单个抽吸栗与所述第一出口通路和所述第二出口通路流体连接。
【专利摘要】一种用于对核酸测序仪器进行操作的方法，该核酸测序仪器具有可移动的流动池。该方法包括：设置包括流道的流动池，该流道具有进口端和出口端；以及用第一液体试剂从所述进口端到所述出口端对所述流道进行填充。该方法还包括：设置具有进口通路和出口通路的操作台挡块；将所述流动池安装到所述操作台挡块上，以使所述进口端与所述进口通路流体连通并且所述出口端与所述出口通路流体连通；将气泡导入到所述进口端中；将第二液体试剂从所述进口通路输送到所述进口端中，以使气泡移动通过流道并且进入所述出口通路中，并且用所述第二液体试剂填充所述流道；以及将所述流动池从所述操作台挡块移除。
【IPC分类】C12M3/00, C12M1/36, C12M1/38, C12Q1/68
【公开号】CN105492626
【申请号】CN201480027942
【发明人】托马斯·海格洛特, 埃德蒙·W·戈拉斯基
【申请人】智能生物系统有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年3月11日
【公告号】EP2971176A1, US9146248, US20140259607, WO2014159409A1
【专利说明】用于核酸测序仪器中的流动池的清除装置和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请涉及并要求于2013年3月14日提交的名称为“用于核酸测序仪器中的流动池的清除装置和方法(APPARATUS AND METHODS FOR PURGING FLOW CELLS IN NUCLEICACID SEQUENCING INSTRUMENTS)”的美国申请第13/802，957号的权益，其全部内容通过引用合并到本文中并且用于所有目的。
技术领域
[0003]本发明涉及用于确定核苷酸序列中的核酸同一性的仪器，并且具体实例涉及使用流动池以通过合成或者其他处理来进行测序的仪器。
【背景技术】
[0004]在过去的25年中，生成并且储存在基因库(Genbank)中的DNA序列信息量呈指数增长。下一代测序技术中有许多都使用合成测序(SBS)的形式，其中，使用专门设计的核苷酸和DNA聚合酶，以受控方式读取结合在芯片上的单链DNA模板的序列。其它的下一代测序技术可使用天然核苷酸和/或聚合酶，或者经标记的寡核苷酸和连接酶来确定核酸序列。为了实现高通量，数以百万计的模板斑点(每个模板斑点都是单个分子或者多个分子)被排列在测序芯片上，并且独立地读出并记录它们的序列。进行高通量测序的期望来源于对处理更快且成本降低的需求。然而，商用的高通量系统在降低了大规模测序(例如，10?100千兆碱基)成本的同时，却使小规模测序(例如，100百万碱基至Ijl千兆碱基)昂贵且不方便。
[0005]近来，已经开发出以比传统设备小得多的规模进行测序的仪器。在美国专利公开第2010/0323350号(申请序列号12/719,469，于2010年3月8日提交)、第2010/0152050号(申请序列号12/704,842，于2010年2月12日提交)和第2009/0298131号(申请序列号12/370，125，于2009年2月12日提交)中，描述了可用于执行较小规模测序操作的示例性装置和方法。上述专利通过引用并入到本文中。这样的仪器使用“装配线”型的系统，该系统可以被布置成旋转式传送带(carousel)形式，以同时处理多个相对较小的流动池。在操作期间，使每个流动池物理移动，穿过一系列处理站。这些处理站中的一部分对流动池进行净化并且用新的试剂填充流动池，同时其它处理站用于对流动池进行成像，或者用作空闲站，流动池被保持在空闲站中但是并不进行实质性处理。还可以设置其它处理站。这些仪器提供了高通量SBS操作，且同时显著节省了试剂和其它处理成本。期望该新一代仪器能够让公众以降低的成本进行用于各种目的SBS操作，并且能够提供比之前的设备的周转更快速的周转。
[0006]测序仪器的现有技术状况仍然需要改进，尤其是那些使用可移动的流动池来进行小规模测序操作的测序仪器。
【发明内容】
[0007]在一个示例性实施方式中，提供了一种用于对核酸测序仪器进行操作的方法，该核酸测序仪器具有一个或多个可移动的流动池。该方法包括:设置包括流道的流动池，该流道具有进口端和出口端；以及用第一液体试剂从所述进口端到所述出口端对所述流道进行填充。该方法还包括:设置具有进口通路和出口通路的操作台挡块(stat1n block);以及将所述流动池安装到所述操作台挡块上，以使所述进口端与所述进口通路流体连通并且所述出口端与所述出口通路流体连通。该方法还包括:将气泡导入到所述进口端中；将第二液体试剂从所述进口通路输送到所述进口端中，以使所述气泡移动通过所述流道并且进入所述出口通路中，并且用所述第二液体试剂填充所述流道；以及将所述流动池从所述操作台挡块移除。
[0008]在另一个示例性实施方式中，提供了用于对核酸测序仪器进行操作的另一种方法，该核酸测序仪器具有一个或多个可移动的流动池。该实施方式包括:设置包括流道的流动池，该流道具有进口端和出口端;设置第一操作台挡块，该第一操作台挡块具有第一进口通路和第一出口通路；以及设置第二操作台挡块，该第二操作台挡块具有第二进口通路和第二出口通路。处理包括:将所述流动池安装到所述第一操作台挡块上，以使所述进口端与所述第一进口通路流体连通并且所述出口端与所述第一出口通路流体连通;将第一液体试剂从所述第一进口通路栗送到所述进口端中，以用所述第一液体试剂填充所述流道；以及将所述流动池从所述第一操作台挡块移除。该方法进一步包括:将所述流动池安装到所述第二操作台挡块上，以使所述进口端与所述第二进口通路流体连通并且所述出口端与所述第二出口通路流体连通;将气泡导入到所述进口端中；将第二液体试剂从所述第二进口通路栗送到所述进口端中，以使所述气泡从所述进口端移动到所述第二出口通路，并且用所述第二液体试剂填充所述流道;以及将所述流动池从所述第一操作台挡块移除。
[0009]本
【发明内容】
的叙述并非要限制本发明的权利要求或者任何相关或不相关的应用。鉴于本文的公开内容，对于本领域普通技术人员而言，要求保护的本发明的其他方面、实施方式和特征以及对要求保护的本发明的修改将是明显的。
【附图说明】
[0010]可以参照附图来更好地理解示例性实施方式，其中，相同的附图标记表示相同的部分。附图是示例性的并且并非要以任何方式来限制权利要求。
[0011 ]图1是测序仪器的示意性前视图。
[0012]图2是图1的测序仪器的另一示意性视图。
[0013]图3是安装示例性流动池的示例性操作台挡块的横截面侧视图。
[0014]图4是示例性操作台挡块和流动池的入口侧的详细视图。
[0015]图5是图4的流动池的俯视图。
[0016]图6是另一示例性操作台挡块的入口侧的详细视图。
[0017]图7是又一示例性操作台挡块的入口侧的详细视图。
【具体实施方式】
[0018]本文中描述的示例性实施方式涉及下述装置和方法，该装置和方法用于从小规模合成测序(SBS)仪器中使用的流动池清理试剂。虽然本文中描述的实施方式被认为在前述申请中具有特定的应用，但鉴于本公开的内容并且根据本发明的实践，本装置和方法的其他应用对于本领域的普通技术人员而言是明显的。例如，可以找到实施方式在其他类型的定期将流动池从处理操作台挡块解除的仪器中的使用，其中将流体导入到流动池。因此，以下的示例并非要限制本发明的范围。
[0019]图1是被配置成同时对多个流动池进行小规模SBS处理的仪器的示意性前视图。该仪器包括主处理室100、试剂室102和成像室104。如本领域中公知的那样，在自动化操作期间可用外部壳体遮盖各室以防止侵入。应当理解的是并非在所有的实施方式中都需要使用图1中示出的分离的腔室和特定的布局。
[0020]主处理室100包括旋转式传送带(carousel) 106，其中由旋转式传送带马达108使旋转式传送带106转动。旋转式传送带106被配置成沿着环形路径将流动池110传送到各个处理站，例如一个或多个操作台挡块112以及成像站114。可将旋转式传送带106和旋转式传送带马达108安装在升降台116上，升降台116由致动器118沿着竖直方向驱动。当旋转式传送带106被适当地定向以使流动池110在操作台挡块112之上时，致动器118使旋转式传送带106向下移动，以将流动池110放置在操作台挡块112上。升降台116可包括一个或多个夹具120(例如，加载弹簧的柱塞)，以使流动池110保持在操作台挡块 112上的适当位置。
[0021]成像站114可包括单独的可移动平台，该单独的可移动平台保持并且操纵流动池110，以通过照相机122进行成像。诸如透镜124、光源126 (例如LED组、激光等)、光源滤光片128以及分色镜130之类的各种光学设备可与成像站114结合使用，以过滤掉特定波长的光线。
[0022]每个操作台挡块112可被配置成执行一种或多种操作，例如加热、冷却、导入液体试剂、空转等。一个或多个操作台挡块112被配置成使液体试剂通过流动池110。为此，试剂室102持有一个或多个试剂容器132以及一个或多个废弃物容器134。每个试剂容器132都通过供给软管136的系统与一个或多个操作台挡块112连接。使用一个或多个栗138(例如，微量注射栗、蠕动栗等)，将试剂输送至操作台挡块112。在这种情况中，单个栗138通过抽吸软管140的系统与操作台挡块112连接。栗138通过废弃物软管142将使用过的试剂输送至废弃物容器134。
[0023]图2示出了旋转式传送带106如何覆在多个操作台挡块112上。操作台挡块112以围绕旋转式传送带的转动中心200的径向模式来布置，以便旋转式传送带106可沿着操作台挡块112逐步移动流动池，而不调整旋转式传送带106上的流动池的角度或径向位置。图2示出了具有自己的试剂容器132的各个操作台挡块112，和将所有使用过的试剂输送到单个废弃物容器134的单个栗138。其他实施方式可使用不同数量的试剂容器132、废弃物容器134和栗138。还可设想，实施方式可使用非圆形的输送系统(例如线性致动器)，以流动池110沿着操作台挡块112的直线移动等。
[0024]在同时待审的于2010年3月8日提交的美国申请12/719,469(下文“Gordon etal.”)(公开号US 2010/0323350)中描述了对诸如上述的仪器之类的仪器进行操作的细节，以及仪器结构的多种可能的变型，其通过引用合并到本文中。变型的实施例包括在试剂容器132中使用正压力来使试剂移动通过流动池，在试剂离开流动池110之后进行回收等。鉴于本公开的内容，其他变型和修改对于本领域普通技术人员而言是明显的。
[0025]仪器中使用的试剂可取决于具体应用而发生变化。试剂的实例包括Gordonetal.中描述的那些试剂以及其他试剂。例如，试剂可包括:核酸测序试剂、核苷酸“鸡尾酒”和聚合酶混合物、解封闭(裂解)试剂(能去除保护基团的酶或者化合物，以通过聚合酶进行核酸延伸)、标记去除(裂解)剂(能去除焚光标记的酶或者化合物)、洗涤试剂、洗涤缓冲液、封闭缓冲液、裂解剂清除剂、除氧剂、纯净水等。仪器的其他型式可以使用其他试剂，并且除非有相反指示，否则其他实施方式并非要限定于前述列表或者本文中具体指出的其他试剂。
[0026]图3示出了用于暂时性安装可移除的流动池110的操作台挡块112。操作台挡块112包括从进口软管302接收试剂的进口通路300，和将使用过的试剂送往出口软管306的出口通路304。操作台挡块112的顶面被配置成接纳流动池110，并且优选是机械加工的平面。若需要，操作台挡块112和流动池110可包括相应的结构(例如销和孔)，以帮助将流动池110定位在操作台挡块112上期望的位置处。如在Gordon et al.中所描述的那样，操作台挡块112的顶面可包括围绕进口通路300和出口通路304的一个或多个密封件，例如径向间隔开的内0-环308和外0-环310。操作台挡块112还可包括电阻加热或者热电加热/冷却的温度控制元件312，以将操作台挡块112维持在期望的温度下，其中温度控制元件312经由导线314或者类似物与电源联通。可将热电偶(未示出)整合到操作台挡块112或者温度控制元件312中，或者与操作台挡块112或者温度控制元件312相联，以提供对操作台挡块温度的反馈控制。
[0027]示例性流动池110包括底板316和顶盖318。顶盖318通过间隔膜320与底板316接合，其中间隔膜320提供在顶盖318与底板316之间的流道322。间隔膜320还可形成围绕流道322周边的液封。底板316包括进口端324和出口端326。当流动池110安装在操作台挡块112上时，进口端324和出口端326被定位成分别与进口通路300和出口通路304流体连通，并且可位于直接对齐的位置，例如所示出的那样。顶盖318优选对用来检测核苷酸测序染料等的辐射是透明的。例如，顶盖318可包括透明的玻璃板。这种结构的变型可以用在其他实施方式中。例如，间隔膜320可被替换成粘合剂层或者底板316顶面上的脊状物，或者流道322可是机械加工的、蚀刻的或者以其他方式形成的底板316和/或顶盖318中的凹槽。Gordon etal.中描述了其他变型和修改，并且鉴于本公开的内容，其他变型和修改对于本领域的普通技术人员而言也是明显的。
[0028]如Gordon et al.中所描述的那样，通过使流动池110与一系列操作台挡块112相继接合来对流动池110进行处理。在操作台挡块112中的一些或者全部操作台挡块处，试剂可被栗送到流动池中，以在该操作台挡块112处执行期望的特定操作。在操作完成之后，流动池110从操作台挡块112移除并且被移动到下一个操作台挡块。来自每个操作台挡块112的试剂保留在流动池110的流道322中，直到该试剂被下一个操作台挡块112处栗入的试剂冲洗掉。例如，在一个操作台挡块112处被栗送到流道322中的核酸测序试剂可保留在原处，直到在下一个操作台挡块112处被导入的洗涤缓冲液冲洗掉。Gordon et al.解释到，流动池110可被构建成具有阀、水平通路或者小尺寸，来防止流体在操作台挡块112之间从流动池110排出。Gordon et al.还描述了，每当从操作台挡块112移除流动池110时，优选防止试剂流回到试剂容器132，例如通过使用止回阀等来阻止这样的流动。在与Gordon et al.中示出的相似的设备的使用中，已经发现当流动池110在连续的操作台挡块112之间移动时，小尺寸的进口端324和出口端326足以防止试剂离开流动池110。
[0029]前述的操作，即在运输过程中维持操作台挡块112中的液位以及防止试剂从流动池110逸出，防止了空气在该系列的处理步骤期间被导入到流动池110中。实际上，认为该结果是期望的，从而防止流动池110中数百万的核酸中的任意核酸被湍流逐出或者冲洗掉，该湍流可能潜在地由流经流道322的气泡产生。这样的扰动会使由仪器收集的数据的精度和有效性降低，因为仪器依赖于对固定至流动池110的每个核酸序列的位置的精确映射。此夕卜，众所周知，使核酸暴露于空气会使核酸变干，并且通过防止进行进一步有用的化学反应而“杀死”这些核酸。
[0030]与现有概念相比，认为在一个或多个试剂流动之间，故意将气泡导入到流动池110中可具有下述特别有益的效果:克服了所研究的核酸群体将被气泡“杀死”、移位或者移除的任何风险。还认为，该群体的尺寸可以是最小的或者甚至几乎检测不到。
[0031]现在参照图4来描述用于将气泡导入到流动池110中的处理，其中图4是示例性操作台挡块112和流动池110的进口侧的详细视图。在该处理中，液体试剂400被提供在操作台挡块的进口通路300中。在常规操作中，液体试剂400将进口通路300填充至尽可能接近操作台挡块112的顶面402，并且可充满进口通路300以驻留在由0-环308、0_环310界定的区域中。然而，在图4的处理中，液体试剂400降低，使得液体试剂400的上边缘404 (例如弯液面或者气泡层)与上表面间隔距离h，从而在进口通路300中的液体试剂400之上留下了充满气体的气体空间406。气体空间406中的气体可包括环境空气、从液体试剂400排出的气体或者其他气相物质(例如，纯氧)。
[0032]一旦在进口通路300中形成气体空间406，则栗138或者其他手段(例如，重力流动、试剂容器132中的正压气体等)使液体试剂400通过进口端324移动到流动池110中。0-环308、0_环310或者其他密封件防止气体逸出。因此，如图5所示，进入的液体试剂400将气体作为气泡500在液体试剂400之前输送到流道322中。
[0033]预期气泡500流经流道322能提供许多益处。首先，预期气泡500充当进入的液体试剂400与排出的使用过的液体试剂502之间的物理屏障。这样使两种试剂之间的直接接触以及两种试剂的混合最少化，从而抑制了使用过的试剂502回流以及分散到新的试剂400中。此外，认为进入的液体试剂400的弯液面504可充当弧刷(wiper)，以消除由排出的液体试剂502残留下来的颗粒、分子和液滴。该现象可能由进入的液体试剂400中的分子的表面张力足以将残余的试剂颗粒和液滴驱至弯液面504之前而引起。图5示出了具有凸弯液面504的进入的液体试剂400，但如果弯液面504是凹的，也可发生相同的现象。应当理解的是，上述解释是为了解释预期的操作现象，但本发明并非要限定于任何特定的操作理论。
[0034]期望减少混合和回流，并且期望进入的弯液面具有可能的消除效果，从而通过更有效地从流道322清除使用过的试剂而进一步减少试剂浪费。在现有的方法中，清除处理会考虑在清除处理期间的混合，因此进入的试剂持续流动足够长时间来确保流道322不包括新试剂与旧试剂的混合物。通过使用气泡500隔离开试剂400与试剂502，可不需要使试剂持续流动，而只要将旧试剂正常从流道322完全清除即可。为了努力实现这一目标，一个实施方式可导入至少大约2微升体积的气泡500，期望能完全阻止进入的液体流体400与排出的试剂502的主体(S卩，除了任何残留的颗粒、液滴等之外的全部)之间的接触。其他实施方式可取决于流道322的尺寸和其他规格，而使用具有不同尺寸的气泡500。期望当气泡的直径(在流道322中沿着宽度方向测量)等于或者大于流道322在最宽点处的宽度时，会获得最好的结果，因为这样能提供两种液体之间的完全隔离。但是也可使用其它尺寸，并且预期单个气泡500可被替代为多个较小的气泡或者一系列较大的气泡。
[0035]预期可使用任何适合的方法来形成气泡500。下文描述了非限制性实例。
[0036]在图4的实施方式中，可使用传统的操作台挡块112，通过在流动池110安装在操作台挡块112中之前蒸发掉一部分液体试剂400来形成气体空间406。在正常使用中，可加热操作台挡块112中的一个或多个操作台挡块，通常加热到37摄氏度?70摄氏度(98华氏度?158华氏度)之间的温度。然而，在这种情况下，被加热的操作台挡块112通常处于持续使用中，并且仅在移除一个流动池110并且替换成另一个流动池的过程中是闲置的。因此，在正常使用中，在将新的流动池110安装在操作台挡块112上之前没有足够的时间蒸发掉任何可察觉到的量的液体试剂400(并且即使有时间进行蒸发，也认为需要再填充以防止气泡的产生是个冋题)。
[0037]为了小心地形成气体空间406，可在没有流动池110时对操作台挡块112加热足够长时间来引起蒸发，从而形成期望体积的气体空间406。该处理还可帮助除去液体试剂400中的气体，这对于在成像或者化学反应期间防止在流道322中稍后形成气泡可能是有用的。在进行除气的情况下，可在液体试剂400的上边缘404处产生微小气泡层，这可能有助于上述的消除功能。可以在没有任何加热(即，在环境温度下)的情况下引起期望的蒸发，但是更可取并且实践中可能需要的是，使用已有的温度控制元件312或者专用的加热元件(例如，围绕进口通路300的单独的加热器)来引起加热，该专用的加热元件将热量直接聚集在液体试剂400上。例如，认为可以在将流动池110放置在操作台挡块112上之前，使用已有的温度控制元件312(例如图3中所示出的)，通过在大约65摄氏度(大约150华氏度)的温度下对其操作大约15秒来引起足够的蒸发以获得气体空间406。其他实施方式可以脱离该实例。例如另一实施方式可以在大约140华氏度到大约150华氏度的温度下持续操作大约7.5秒到大约15秒的时间。
[0038]图6示出了用于在液体试剂400之上生成气体空间406的另一实施方式。在图6中，操作台挡块112包括与进口通路300流体连通的辅助通路600。辅助通路600与阀602和增压气体源(例如气栗604或者氮气瓶)连接。当流动池110与操作台挡块112连接时，打开阀602以让足够的空气(或者其他气体)进入，以生成期望尺寸的气泡。图6的替选的实施方式可在将每个流动池110放置在操作台挡块112上之前，替代地使用辅助通路600作为排放口，以从进口通路300排出一定量的液体试剂400。在该实施方式中，可打开阀602以将液体试剂400排出到贮存器606中或者排回到原始的试剂容器132中。
[0039]图7中示出了用于生成气体空间406的另一个示例性实施方式。在图7中，操作台挡块112包括与进口通路300处于流体连通的排量可变式腔室700。通过活塞702来调节排量可变式腔室700的容积。可以用诸如螺线管或者驱动马达之类的专用驱动器或者用其他手段来操作活塞702。在使用中，每次从操作台挡块112移除流动池110时，移动活塞702以扩大排量可变式腔室700的容积，从而将进口通路300中的液体试剂400的一部分栗回到排量可变式腔室700中，并且在进口通路300中留下气体空间406。在下一个流动池110安装到操作台挡块112上之后，移动活塞702以使排量可变式腔室700收缩。这可在栗138进行操作以使液体试剂400开始流动到流动池110中之前、期间或者之后来进行。活塞702使排量可变式腔室700保持在收缩状态，直到移除流动池110为止，然后再次开始循环。应当理解的是，排量可变式腔室700可包括注射器状布置、通过活塞或夹具进行压缩的柔性气囊等。
[0040]其他实施方式可使用其他方法和机制来生成气体空间406。例如，位于进口通路300上游的栗可被反向栗送，以将液体试剂400抽吸回来以生成气体空间406。或者，如果在阀的控制下，使试剂容器132位于进口通路300的下方，则可通过重力使液体试剂400向回流动。
[0041 ]在其他实施方式中，可将气泡500直接导入到流动池110中。例如，可在专用于将气体导入到流动池110中的单独操作台挡块112处，将气体直接注入到进口端324中。作为另一实例，流动池110可以包括与进口端324分离的、用于将气体注入到流道322中的专用端口。作为又一个实例，流动池110可被设计成，当流动池110从操作台挡块至操作台挡块移动时，试剂滴出到废弃物托盘或者贮存器中，或者在预定位置处可使流动池110倾斜以使用重力倒出使用过的试剂502中的一部分或者全部。在再一个实例中，当栗刚刚开始将新的试剂400抽入到流道322中时，可通过暂时破坏流动池进口端324处的密封件来导入空气。
[0042]鉴于本公开的内容，用于将气泡500设置在流道322中的其他的变型和修改对于本领域普通技术人员而言是明显的。应当理解的是，方法和装置的实施方式可适用在具有固定流动池的测序仪器中，而不是如Gordon e t al.中所描述的可移动的流动池。
[0043]本公开的内容描述了许多可以单独使用或者结合使用的新颖的、有用的并且非显而易见的特征和/或特征的组合。本文中描述的实施方式都是示例性的，并非要限制本发明的范围。应当理解的是，可以以各种等效方式对本文中描述的本发明进行修改和改编，并且所有这样的修改和改编都包括在本公开内容及所附权利要求的范围内。
【主权项】
1.一种用于对核酸测序仪器进行操作的方法，该核酸测序仪器具有一个或多个能移动的流动池，所述方法包括: 设置包括流道的流动池，该流道具有进口端和出口端； 用第一液体试剂从所述进口端到所述出口端对所述流道进行填充； 设置操作台挡块，该操作台挡块具有进口通路和出口通路； 将所述流动池安装到所述操作台挡块上，以使所述进口端与所述进口通路流体连通，并且所述出口端与所述出口通路流体连通； 将气泡导入到所述进口端中； 将第二液体试剂从所述进口通路输送到所述进口端中，以使所述气泡移动通过所述流道并且进入所述出口通路中，并且用所述第二液体试剂填充所述流道；以及 从所述操作台挡块移除所述流动池。2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述气泡导入到所述进口端中包括: 在将所述流动池安装到所述操作台挡块上之前，在所述进口通路的顶端处设置气体空间；以及 在将所述流动池安装至所述操作台挡块时，捕获所述气体空间中的气体，从而形成所述气泡。3.根据权利要求2所述的方法，其中，将所述气泡导入到所述进口端中进一步包括:将所述第二液体试剂输送至所述进口端，以使所述气泡在所述第二液体试剂前面移动到所述进口端中。4.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述进口通路的顶部处设置所述气体空间包括:在将所述流动池安装到所述操作台挡块上之前，使所述第二液体试剂的一部分蒸发。5.根据权利要求4所述的方法，其中，使所述第二液体试剂的一部分蒸发包括:在大约140华氏度到大约150华氏度的温度下，对所述操作台挡块持续加热大约7.5秒到大约15秒的时间。6.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述进口通路的顶部处设置所述气体空间包括:在将所述流动池安装到所述操作台挡块上之前，将增压气体输送到所述进口通路中。7.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述进口通路的顶部处设置所述气体空间包括:在将所述流动池安装到所述操作台挡块上之前，将所述第二液体试剂的一部分从所述进口通路的顶部排出。8.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述进口通路的顶部处设置所述气体空间包括:在将所述流动池安装到所述操作台挡块上之前，将所述第二液体试剂的一部分从所述进口通路的顶部栗出。9.根据权利要求8所述的方法，其中，将所述第二液体试剂的一部分从所述进口通路的顶部栗出包括:用排量可变式腔室移除所述第二液体试剂的一部分。10.根据权利要求1所述的方法，其中，将第二液体试剂从所述进口通路输送到所述进口端中，以使所述气泡移动通过所述流道并且进入所述出口通路中，并且用所述第二液体试剂填充所述流道包括:对位于所述出口通路下游的抽吸栗进行操作。11.一种用于对核酸测序仪器进行操作的方法，该核酸测序仪器具有一个或多个能移动的流动池，所述方法包括: 设置包括流道的流动池，该流道具有进口端和出口端； 设置第一操作台挡块，该第一操作台挡块具有第一进口通路和第一出口通路； 将所述流动池安装到所述第一操作台挡块上，以使所述进口端与所述第一进口通路流体连通，并且所述出口端与所述第一出口通路流体连通； 将第一液体试剂从所述第一进口通路栗送到所述进口端中，以用所述第一液体试剂填充所述流道； 从所述第一操作台挡块移除所述流动池； 设置第二操作台挡块，该第二操作台挡块具有第二进口通路和第二出口通路； 将所述流动池安装到所述第二操作台挡块上，以使所述进口端与所述第二进口通路流体连通，并且所述出口端与所述第二出口通路流体连通； 将气泡导入到所述进口端中； 将第二液体试剂从所述第二进口通路栗送到所述进口端中，以使所述气泡从所述进口端移动到所述第二出口通路并且用所述第二液体试剂填充所述流道;以及从所述第一操作台挡块移除所述流动池。12.根据权利要求11所述的方法，其中，将所述气泡导入到所述进口端中包括: 在将所述流动池安装到所述第二操作台挡块上之前，在所述第二进口通路的顶端设置气体空间；以及 在将所述流动池安装至所述第二操作台挡块时，捕获所述气体空间中的气体，从而形成所述气泡。13.根据权利要求12所述的方法，其中，将所述气泡导入到所述进口端中进一步包括:将所述第二液体试剂栗送到所述进口端，以使所述气泡在所述第二液体试剂前面移动到所述进口端中。14.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述进口通路的顶部处设置所述气体空间包括:在将所述流动池安装到所述第二操作台挡块上之前，使所述第二液体试剂的一部分蒸发。15.根据权利要求14所述的方法，其中，使所述第二液体试剂的一部分蒸发包括:在大约140华氏度到大约150华氏度的温度下，对所述第二操作台挡块持续加热大约7.5秒到大约15秒的时间。16.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述第二进口通路的顶部处设置所述气体空间包括:在将所述流动池安装到所述第二操作台挡块上之前，将增压气体输送到所述第二进口通路中。17.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述第二进口通路的顶部处设置所述气体空间包括:在将所述流动池安装到所述第二操作台挡块上之前，将所述第二液体试剂的一部分从所述第二进口通路的顶部排出。18.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述第二进口通路的顶部处设置所述气体空间包括:在将所述流动池安装到所述第二操作台挡块上之前，将所述第二液体试剂的一部分从所述第二进口通路的顶部栗出。19.根据权利要求18所述的方法，其中，将所述第二液体试剂的一部分从所述第二进口通路的顶部栗出包括:用排量可变的腔室移除所述第二液体试剂的一部分。20.根据权利要求11所述的方法，其中，将所述第二液体试剂从所述第二进口通路栗送到所述进口端中，以使所述气泡移动通过所述流道并且进入所述出口通路中，并且用所述第二液体试剂填充所述流道包括:对位于所述出口通路下游的抽吸栗进行操作。21.根据权利要求11所述的方法，其中，栗送所述第一液体试剂和栗送所述第二液体试剂的步骤包括:对单个抽吸栗进行操作，该单个抽吸栗与所述第一出口通路和所述第二出口通路流体连接。
【专利摘要】一种用于对核酸测序仪器进行操作的方法，该核酸测序仪器具有可移动的流动池。该方法包括：设置包括流道的流动池，该流道具有进口端和出口端；以及用第一液体试剂从所述进口端到所述出口端对所述流道进行填充。该方法还包括：设置具有进口通路和出口通路的操作台挡块；将所述流动池安装到所述操作台挡块上，以使所述进口端与所述进口通路流体连通并且所述出口端与所述出口通路流体连通；将气泡导入到所述进口端中；将第二液体试剂从所述进口通路输送到所述进口端中，以使气泡移动通过流道并且进入所述出口通路中，并且用所述第二液体试剂填充所述流道；以及将所述流动池从所述操作台挡块移除。
【IPC分类】C12M3/00, C12M1/36, C12M1/38, C12Q1/68
【公开号】CN105492626
【申请号】CN201480027942
【发明人】托马斯·海格洛特, 埃德蒙·W·戈拉斯基
【申请人】智能生物系统有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年3月11日
【公告号】EP2971176A1, US9146248, US20140259607, WO2014159409A1
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