專利名稱：在單個(gè)反應(yīng)管中進(jìn)行多個(gè)反應(yīng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般性地涉及在單個(gè)反應(yīng)管中進(jìn)行多于ー個(gè)反應(yīng)的方法。
背景技術(shù)：
過(guò)去幾十年中分子生物學(xué)家致力于表征、分離和操作細(xì)胞和有機(jī)體的分子組分。 這些組分包括脫氧核糖核酸(DNA)、遺傳信息儲(chǔ)存庫(kù)、核糖核酸(RNA)。RNA與DNA的親緣關(guān)系很近，其功能涉及從充當(dāng)DNA的臨時(shí)工作拷貝到實(shí)際的結(jié)構(gòu)和酶促功能，以及作為翻譯機(jī)器和蛋白質(zhì)的功能性及結(jié)構(gòu)性部分，其中蛋白質(zhì)為細(xì)胞主要的結(jié)構(gòu)及酶分子。分子生物學(xué)家進(jìn)行的用來(lái)表征、分離和操作這些組分的大部分實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的實(shí)驗(yàn)在試管中進(jìn)行，并且通常每個(gè)試管中僅僅進(jìn)行單個(gè)反應(yīng)。但是，由于實(shí)驗(yàn)誤差，需要重復(fù)這些反應(yīng)來(lái)確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度和可靠性。重復(fù)次數(shù)越多，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度和可靠性越高。 但是，試管間結(jié)果的差異可以很顯著。近些年，分子生物學(xué)家已經(jīng)對(duì)在單個(gè)試管中進(jìn)行多于ー個(gè)反應(yīng)的可能性進(jìn)行了探索。例如，在聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)領(lǐng)域，已開(kāi)發(fā)了使用分子信標(biāo)或探針的多重反應(yīng)，使得可在單個(gè)試管中同時(shí)進(jìn)行多于ー個(gè)目標(biāo)基因的擴(kuò)增。但是，重復(fù)這些多重實(shí)驗(yàn)仍然是必須的。此外，常規(guī)PCR技術(shù)的ー個(gè)問(wèn)題是它們通常在加熱塊上進(jìn)行，加熱塊內(nèi)可能沒(méi)有均勻的溫度控制。例如，加熱塊中心可能比加熱塊的邊緣加熱地更快并達(dá)到更高的溫度。因此，放置在加熱塊中不同位置的不同試管暴露于不同的條件，從而導(dǎo)致從不同試管獲得的結(jié)果的不期望的實(shí)驗(yàn)差異。這種差異也大大影響了陽(yáng)性和陰性對(duì)照的準(zhǔn)確度和可靠性。其他分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，比如DNA提取和純化技木，由很多步驟構(gòu)成。例如，進(jìn)行DNA 提取的最標(biāo)準(zhǔn)方案是進(jìn)行至少以下步驟細(xì)胞裂解、清洗和在水中洗脫提取的DNA。通常， 細(xì)胞裂解反應(yīng)在第一個(gè)試管中進(jìn)行。之后，將細(xì)胞裂解液傾倒入另ー個(gè)試管中用于結(jié)合、清洗和/或洗脫。另外的純化步驟可在又ー個(gè)試管中進(jìn)行。由于DNA的一部分可能留在前一個(gè)試管中或者可能在轉(zhuǎn)移過(guò)程中意外灑出，所以樣品從ー個(gè)試管轉(zhuǎn)移到另ー個(gè)試管可導(dǎo)致不期望的DNA損失。因此，需要提供ー種方法，該方法在單個(gè)集成的試管中進(jìn)行多于ー個(gè)反應(yīng)，比如 PCR反應(yīng)的重復(fù)或者DNA提取和純化的所有步驟或者其組合，該方法克服了或者至少改善了如上所述的ー個(gè)或多個(gè)缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)第一個(gè)方面，本發(fā)明提供在反應(yīng)管中提供至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域的方法，所述方法包括以下步驟在所述管中提供至少兩個(gè)由各自反應(yīng)相形成的反應(yīng)區(qū)域；在所述管中提供與所述反應(yīng)相不混溶并且布置在其之間從而分隔所述反應(yīng)區(qū)域的分隔相；
在所述管中提供至少ー個(gè)能夠與化學(xué)物質(zhì)相連接的顆粒，其中所述顆?？稍谒龇磻?yīng)區(qū)域間移動(dòng)從而引入所述化學(xué)物質(zhì)。有利地，根據(jù)本文公開(kāi)的方法在單個(gè)反應(yīng)管中進(jìn)行多個(gè)反應(yīng)減少了管間差異。其還減少或消除了對(duì)將樣品從ー個(gè)管轉(zhuǎn)移到另ー個(gè)管的需要。另外，其允許在單個(gè)集成的管中進(jìn)行反應(yīng)的所有步驟。有利地，所公開(kāi)的方法可用于實(shí)施多種不同類型的分子生物學(xué)技木。有利地，反應(yīng)相彼此之間被分隔相流體密封，顆粒的移動(dòng)不造成對(duì)相分隔的任何干擾。有利地，分隔相是液體分隔相，同時(shí)允許反應(yīng)相的隔離和所述顆粒在反應(yīng)相之間的移動(dòng)，而不需要相態(tài)的改變。更有利地，所述顆?；旧蟽H與所述化學(xué)物質(zhì)相連接，所述化合物質(zhì)穿過(guò)反應(yīng)相而其他溶液或物質(zhì)卻沒(méi)有。也就是說(shuō)，反應(yīng)相之間基本沒(méi)有交叉污染。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述反應(yīng)是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。在另ー個(gè)實(shí)施方案中，所述反應(yīng)是進(jìn)行DNA提取和/或純化的步驟。在又一個(gè)實(shí)施方案中，所述反應(yīng)是DNA提取和/或純化步驟與聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)的組合。有利地，可在同一反應(yīng)管中進(jìn)行陽(yáng)性和/或陰性對(duì)照反應(yīng)，以增強(qiáng)其中所發(fā)生反應(yīng)的集成性。在一個(gè)實(shí)施方案，本發(fā)明提供了進(jìn)行PCR的方法，所述方法包括以下步驟在管中提供由各自反應(yīng)相形成的多個(gè)區(qū)域，每個(gè)所述反應(yīng)區(qū)域包含至少ー種選擇用于擴(kuò)增目標(biāo)核酸的溶液；在所述管中提供多個(gè)與所述反應(yīng)相不混溶的分隔相，所述分隔相布置在成對(duì)反應(yīng)區(qū)域之間；在所述管中提供至少ー個(gè)能夠與用于PCR反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)相連接的顆粒，其中所述顆?？稍谒龇磻?yīng)區(qū)域之間移動(dòng)從而將所述化學(xué)物質(zhì)引入其中。根據(jù)第二個(gè)方面，本發(fā)明提供了包含下列的反應(yīng)管至少兩個(gè)允許反應(yīng)在其中發(fā)生的反應(yīng)相；與所述至少兩個(gè)反應(yīng)相不混溶并且布置在其之間的分隔相；能夠與化學(xué)物質(zhì)相連接的顆粒，其中所述顆?？稍谒龇磻?yīng)相之間移動(dòng)從而將所述化學(xué)物質(zhì)引入其中。根據(jù)第三方面，本發(fā)明提供了用于在反應(yīng)管中進(jìn)行至少兩個(gè)反應(yīng)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含至少ー個(gè)所述反應(yīng)管，其具有至少兩個(gè)允許反應(yīng)在其中發(fā)生的反應(yīng)相、與所述兩個(gè)反應(yīng)相不混溶并布置在其之間的分隔相、和至少ー個(gè)能夠與化學(xué)物質(zhì)相連接的顆粒，其中所述顆粒可在所述反應(yīng)相之間移動(dòng)從而將所述化學(xué)物質(zhì)引入其中；和至少ー個(gè)離心裝置，其用于使得所述顆粒能夠在離心力的作用下在所述反應(yīng)相之間移動(dòng)。根據(jù)第四個(gè)方面，本發(fā)明提供了用于在反應(yīng)管中進(jìn)行至少兩個(gè)反應(yīng)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含至少ー個(gè)所述反應(yīng)管，其具有至少兩個(gè)允許反應(yīng)在其中發(fā)生的反應(yīng)相、與所述兩個(gè)反應(yīng)相不混溶并布置在其之間的分隔相、和至少ー個(gè)能夠與化學(xué)物質(zhì)相連接的磁性顆粒，其中所述磁性顆?？稍谒龇磻?yīng)相之間移動(dòng)從而將所述化學(xué)物質(zhì)引入其中；和至少ー個(gè)在所述反應(yīng)管外部的磁性裝置，其中所述磁性裝置可沿與所述反應(yīng)管的縱軸基本平行的縱軸移動(dòng)。定義在本文中使用的以下文字和術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)具有所標(biāo)明的含義術(shù)語(yǔ)“連接(coupled) ”，在表示顆粒與化學(xué)物質(zhì)“連接”吋，包括顆粒與化學(xué)物質(zhì)之間直接和間接的物理和化學(xué)結(jié)合(bonding)?；瘜W(xué)結(jié)合涵蓋化學(xué)物質(zhì)分子的共價(jià)和非共價(jià)結(jié)合，其具體包括但不限于共價(jià)結(jié)合、靜電結(jié)合、氫鍵結(jié)合和范德華カ結(jié)合。化學(xué)結(jié)合可涵蓋直接化學(xué)結(jié)合，其中化學(xué)物質(zhì)分子與顆粒結(jié)合，和間接化學(xué)結(jié)合，即化學(xué)物質(zhì)分子和另 ー種化學(xué)物質(zhì)相結(jié)合，所述另ー種化學(xué)物質(zhì)繼而與所述顆粒相結(jié)合。物理結(jié)合表示任何吸引性的非化學(xué)相互作用，其能夠?qū)⒒瘜W(xué)物質(zhì)保持在所述顆粒表面。物理結(jié)合也可以是直接和間接的，在直接物理結(jié)合中化學(xué)物質(zhì)與所述顆粒物理性地直接相連，而在間接物理結(jié)合中化學(xué)物質(zhì)與另ー種化學(xué)物質(zhì)直接相連，所述另ー種化學(xué)物質(zhì)與所述顆粒物理性結(jié)合。術(shù)語(yǔ)“化學(xué)物質(zhì)”廣義地解釋為包括任何實(shí)體，例如原子、分子、分子碎片和離子。 該實(shí)體可以是生物樣品、非生物樣品或者核酸?！吧飿悠贰笨梢赃x自皮膚拭子(dermal swab)、腦脊液、血液、痰液、支氣管肺泡灌洗液、支氣管吸出物、肺組織和尿液?！胺巧飿悠贰笨梢允前铝械囊后w懸浮物粉末、 來(lái)自空氣樣本的顆粒和來(lái)自土壤樣品的顆粒以及表面拭子(surface swipe)。可以培養(yǎng)生物和非生物樣品以利于對(duì)微生物狀況(如炭疽桿菌(B. anthracis))進(jìn)行評(píng)價(jià)。術(shù)語(yǔ)“核酸”可包括，例如，但不限于脫氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)和人工核酸比如肽核酸(PNA)、嗎啉基(morpholino)和鎖核酸(LNA)、甘油核酸(glycol nucleic acid, GNA)和蘇糖核酸(TNA)。在本文中，術(shù)語(yǔ)“核酸”、“核酸序列”或者“核酸分子”應(yīng)該從廣義解釋，舉例來(lái)說(shuō)，可以是核糖核酸(RNA)或脫氧核糖核酸(DNA)或者其模擬物的寡聚物或者聚合物。該術(shù)語(yǔ)包括由天然核堿基、糖類和共價(jià)核苷間(骨架)連接構(gòu)成的分子以及具有非天然核堿基、糖類和共價(jià)核苷間(骨架)連接構(gòu)成的具有類似功能的分子或者其組合。因?yàn)樗璧男再|(zhì)，比如對(duì)核酸靶分子親和カ增強(qiáng)以及在核酸酶和其他酶存在時(shí)穩(wěn)定性増加，這樣的經(jīng)修飾或者取代的核酸可能比天然形式更優(yōu)選，并且在本文中用術(shù)語(yǔ)“核酸類似物”或者“核酸模擬物”來(lái)描述。核酸模擬物的優(yōu)選實(shí)例是包含肽核酸(PNA)、鎖核酸 (LNA)、木-鎖核酸Uylo-LNA)、硫代磷酸酷、2’-甲氧基、2’-甲氧基乙氧基、嗎啉基和氨基磷酸酯的分子或者功能上類似的核酸衍生物。術(shù)語(yǔ)“顆?！睆V義地解釋為包括任何磁性或者非磁性的任何形狀的顆粒，該顆粒能夠和化學(xué)物質(zhì)相連接。所述顆?？梢允腔旧蠟榍蛐蔚拇判灶w粒。術(shù)語(yǔ)“磁性裝置”廣義地解釋為包括任何能夠通過(guò)在物體上施加磁場(chǎng)從而在所述物體上施加吸引力或者排斥力的材料。適合用作磁性裝置之材料的典型例子是鎳、鐵、鈷、 釓及其合金。文字“基本上”不排除“完全地”，例如，“基本上不含” Y的組合物可以完全不含Y。 在必要吋，文字“基本上”可在本發(fā)明的定義中省去。除非另外特別指出，術(shù)語(yǔ)“包括”和“包含”及其語(yǔ)法上的變化形式，旨在表示“開(kāi)放性”或“包含性”的表示，使得它們包含所記載的要素，而且還允許包含其他未記載的要素。
本文所使用的術(shù)語(yǔ)“約”，在制劑成分濃度的背景中，通常表示所記載值的+/-5 %，更通常表示所記載值的+/-4%，更通常表示所記載值的+/-3%，更通常表示所記載值的+/-2 %，甚至更通常表示所記載值的+/_1%，甚至更通常表示所記載值的+/-0. 5%。在整個(gè)本申請(qǐng)公開(kāi)內(nèi)容中，某些實(shí)施方案可能以范圍的形式公開(kāi)。應(yīng)理解為，范圍形式的描述只是為了方便和簡(jiǎn)潔，而不應(yīng)當(dāng)被視為對(duì)所公開(kāi)范圍的硬性限制。因此，對(duì)范圍的描述應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為已經(jīng)具體公開(kāi)了所有可能的子范圍以及該范圍內(nèi)的各個(gè)數(shù)值。例如，對(duì)范圍的描述如1至6應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為已經(jīng)具體公開(kāi)了子范圍例如1至3、1至4、1至5、2至4、2至6、3至6等，以及這個(gè)范圍內(nèi)的各個(gè)數(shù)值，例如1、2、3、4、5和6。無(wú)論范圍有多寬，該原則均適用。任選實(shí)施方案的公開(kāi)下面公開(kāi)用于在反應(yīng)管中進(jìn)行多于一個(gè)反應(yīng)之方法的示例性非限制性實(shí)施方案。所述反應(yīng)管可含有多個(gè)顆粒。所述顆粒可在離心力或者重力作用下移動(dòng)穿過(guò)反應(yīng)相。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述顆粒是磁性顆粒，其可在磁力作用下移動(dòng)穿過(guò)反應(yīng)相。本公開(kāi)方法可另外包括以下步驟提供至少一個(gè)在反應(yīng)管外部的磁性裝置，其中該磁性裝置可沿與所述反應(yīng)管縱軸基本平行的縱軸移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述反應(yīng)相是水相(aqueous phase)。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述不混溶的相是油相。該油相可包含礦物油。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述反應(yīng)包括核酸提取反應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述反應(yīng)包括聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。所述水相可包含細(xì)胞裂解溶液、清洗緩沖液、洗脫緩沖液或者聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)溶液。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述磁性顆粒為球形，并具有約0. 5微米至約300微米、或者約0. 5微米至約100微米、或者約0. 5微米至約50微米、或者約0. 5微米至約25微米、或者約0. 5微米至約10微米、或者約0. 5微米至約5微米、或者約1微米范圍內(nèi)的直徑。所使用的磁珠可以是Magpr印 二氧化硅珠子(Merck，法國(guó))。在一個(gè)實(shí)施方案中，Magprep⑧二氧化硅珠的用量為約10微克至約200微克、約20微克至約175微克、約30微克至約150微克、約40微克至約125微克、約50微克至約100微克的范圍。在一個(gè)實(shí)施方案中，反應(yīng)管是毛細(xì)管。該毛細(xì)管可以是約35毫米長(zhǎng)，內(nèi)徑約0. 75毫米，外徑約1毫米。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述毛細(xì)管是玻璃毛細(xì)管。該玻璃毛細(xì)管可以由硼硅酸鹽玻璃或者任何其他具有優(yōu)良熱性能的材料制成并可承受溫度快速變化而不破裂。所述磁性裝置可以以變化的或恒定的或者二者組合的速度移動(dòng)。在決定磁性裝置移動(dòng)速度時(shí)考慮磁珠的用量，從而控制磁珠在反應(yīng)管中的移動(dòng)。所述磁性裝置的移動(dòng)速度越低，約束磁珠彼此接近并形成簇的磁力就越大。這提供足夠的動(dòng)量使得磁珠移動(dòng)穿過(guò)水油界面，即從水相穿至油相，反之亦然。磁珠的用量越大，使得所述磁珠形成具有足夠動(dòng)量移動(dòng)穿過(guò)油-水界面的簇所需的磁性裝置移動(dòng)速度就越小。所述磁性裝置可以以約0. 1毫米/秒至約10毫米/秒、約1毫米/秒至約9毫米/秒、約2毫米/秒至約8毫米/秒、約3毫米/秒至約7毫米/秒、約4毫米/秒至約6毫米/秒范圍內(nèi)的速度移動(dòng)。聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可包含熒光染料，該染料可協(xié)助檢測(cè)反應(yīng)完成之前，之中和/或之后核酸的存在狀況和/或所存在的量。聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)也可以是多重反應(yīng)。所用的熒光染料可以是STOR Green，或者分子探針或信標(biāo)。在一個(gè)實(shí)施方案中，所公開(kāi)的系統(tǒng)還包含光學(xué)檢測(cè)裝置，其用來(lái)檢測(cè)在每個(gè)所述不混溶相中核酸的存在狀況和/或量。


附圖舉例說(shuō)明了所公開(kāi)的實(shí)施方案，并用于解釋所公開(kāi)實(shí)施方案的原理。但是，應(yīng)理解附圖僅為舉例說(shuō)明的目的而設(shè)計(jì)，而不作為對(duì)本發(fā)明的限定。圖1是包含多于一個(gè)不混溶相的玻璃毛細(xì)管的示意圖。圖2是反應(yīng)系統(tǒng)的示意圖，其包含圖1所示的包含多于一個(gè)不混溶相的玻璃毛細(xì)管。圖3a和北是圖1所示的包含多于一個(gè)不混溶相的玻璃毛細(xì)管的截面示意圖，以說(shuō)明其中所含磁珠的移動(dòng)。
具體實(shí)施例方式圖1顯示玻璃毛細(xì)管10，其具有礦物油層形式的四個(gè)分隔相(11A、11B、11C、11D)和由其中所含對(duì)照溶液13、第一測(cè)試溶液14、第二測(cè)試溶液15和清洗溶液16組成的水層所形成的四個(gè)反應(yīng)區(qū)域。對(duì)照溶液13、第一測(cè)試溶液14和第二測(cè)試溶液15是含有進(jìn)行聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)所需試劑的溶液。在使用時(shí)，第一測(cè)試溶液14和第二測(cè)試溶液15提供了進(jìn)行獨(dú)立的一式兩份的相同反應(yīng)。玻璃毛細(xì)管10在其底部還含有一個(gè)環(huán)氧樹(shù)脂封口12，以密封玻璃毛細(xì)管10的底部，從而防止其中所含溶液和礦物油的泄露。玻璃毛細(xì)管10的功能將在下文參照?qǐng)D2、3A和;3B進(jìn)一步描述。圖2顯示具有圖1所示玻璃毛細(xì)管10以及如上所述內(nèi)容物的反應(yīng)系統(tǒng)20。反應(yīng)系統(tǒng)20還包含樣品保持器21、毛細(xì)管保持器22和磁體30。DNA所編碼的磁珠40首先容納在樣品保持器21中。磁體30提供磁力使磁珠40沿玻璃毛細(xì)管10移動(dòng)。當(dāng)操作時(shí)，隨著磁體30沿箭頭35所示方向向下移動(dòng)，磁珠40沿箭頭45所示方向向下移動(dòng)。這使得編碼在磁珠40上的DNA根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求移動(dòng)穿過(guò)礦物油層(11A、11B、11C、11D)并混合在多個(gè)水層中(13、14、15、16)，其中對(duì)照溶液13是陽(yáng)性對(duì)照，其可用于檢查其中所含PCR溶液的完整性。在一個(gè)實(shí)施方案中，對(duì)照溶液13用作陰性對(duì)照。因此，磁珠40不需要穿過(guò)礦物油層IlD移動(dòng)到對(duì)照溶液13。圖3A和;3B顯示玻璃毛細(xì)管10的截面，以便于顯示磁珠40沿玻璃毛細(xì)管10的移動(dòng)。相比而言，圖3A所示磁體30 (如箭頭32所示向下移動(dòng))相比圖;3B所示(如箭頭34所示向下移動(dòng))以更快的速度移動(dòng)。參看圖3A，磁體30以5毫米/秒的速度移動(dòng)。因?yàn)榇朋w30較快的移動(dòng)速度，第二測(cè)試溶液14中的磁珠40散開(kāi)，因此沒(méi)有足夠動(dòng)量來(lái)穿過(guò)礦物油層11D。例如，當(dāng)對(duì)照溶液13用作陰性對(duì)照時(shí)，此操作是期望的。另一方面，參看圖:3B，磁體以3毫米/秒的速度移動(dòng)。因?yàn)榇朋w30較慢的移動(dòng)速度，第二測(cè)試溶液14中的磁珠40緊密地簇集在一起，從而為磁珠40穿過(guò)礦物油層IlD提供了足夠的動(dòng)量。例如，當(dāng)對(duì)照溶液13用作陽(yáng)性對(duì)照時(shí)，此操作是期望的。應(yīng)用應(yīng)了解所公開(kāi)的方法允許在單個(gè)反應(yīng)管中進(jìn)行多于一個(gè)物理或化學(xué)反應(yīng)。所公開(kāi)的方法允許一式多份地進(jìn)行相同的實(shí)驗(yàn)，由此避免可能顯著影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確度和可靠性的試管間差異。有利地，還可在同一反應(yīng)管中包含陽(yáng)性和/或陰性對(duì)照實(shí)驗(yàn)，以進(jìn)一步增強(qiáng)其中所進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的集成性。應(yīng)了解所公開(kāi)方法可用于進(jìn)行許多不同類型的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，例如聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、DNA提取和/或DNA純化。有利地，所公開(kāi)方法還消除了將實(shí)驗(yàn)樣品或反應(yīng)從一個(gè)試管轉(zhuǎn)移到另一個(gè)試管的需要。有利地，為了進(jìn)行反應(yīng)，磁珠與目的化學(xué)物質(zhì)相連接。磁珠的移動(dòng)也幫助化學(xué)物質(zhì)混合在反應(yīng)相中。更有利地，應(yīng)了解磁珠移動(dòng)穿過(guò)反應(yīng)相和分隔相不造成對(duì)相分隔的任何干擾。應(yīng)明確在閱讀了前述公開(kāi)內(nèi)容后在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下對(duì)本發(fā)明的多種其他修改和改動(dòng)是對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的，并且所有這些修改和改動(dòng)應(yīng)涵蓋在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于在反應(yīng)管中提供至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域的方法，所述方法包括以下步驟 在所述管中提供至少兩個(gè)由各自反應(yīng)相形成的區(qū)域；在所述管中提供分隔相，所述分隔相與所述反應(yīng)相不混溶并布置在其之間，從而分隔所述反應(yīng)區(qū)域；以及在所述管中提供至少一個(gè)顆粒，該顆粒能夠與化學(xué)物質(zhì)相連接，其中所述顆?？稍谒龇磻?yīng)區(qū)域之間移動(dòng)從而引入所述化學(xué)物質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述顆?？稍陔x心力或重力作用下移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述顆粒是磁性顆粒。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其還包括以下步驟在所述反應(yīng)管的外部提供至少一個(gè)磁性裝置，其中所述磁性裝置可沿基本與所述反應(yīng)管縱軸平行的縱軸移動(dòng)。
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中所述反應(yīng)相是水相。
6.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中所述不混溶的相為與所述反應(yīng)相不混溶的油相。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中所述反應(yīng)是獨(dú)立的化學(xué)或物理反應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述反應(yīng)包括核酸提取反應(yīng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述反應(yīng)包括聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述水相包含下列至少之一(i)細(xì)胞裂解溶液; ( )清洗緩沖液；(iii)洗脫緩沖液和(iv)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)溶液。
11.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述油相包含礦物油。
12.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所述磁性顆?；緸榍蛐巍?br> 13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述球形磁性顆粒具有微米范圍的直徑。
14.根據(jù)權(quán)利要求3至13中任一項(xiàng)的方法，其中在所述管中提供多個(gè)磁性顆粒。
15.根據(jù)引用權(quán)利要求4的權(quán)利要求14的方法，其中所述磁性裝置設(shè)置成使所述多個(gè)磁性顆粒以一定速度在所述兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域之間移動(dòng)，使得所述多個(gè)磁性顆粒以基本上單一簇的形式從一個(gè)反應(yīng)相到達(dá)另一個(gè)反應(yīng)相。
16.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述磁性裝置包含由選自下列的金屬制成的磁體 鎳、鐵、鈷、釓及其合金。
17.反應(yīng)管，其包含至少兩個(gè)反應(yīng)相，以允許反應(yīng)在其中發(fā)生；與所述至少兩個(gè)反應(yīng)相不混溶并布置在其之間的分隔相；和能夠與化學(xué)物質(zhì)相連接的顆粒，其中所述顆?？稍谒龇磻?yīng)相之間移動(dòng)從而將所述化學(xué)物質(zhì)引入其中。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的管，其中所述顆粒是磁性顆粒。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的管，其中所述反應(yīng)管是玻璃毛細(xì)管。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的管，其中所述玻璃毛細(xì)管長(zhǎng)約20毫米至約50毫米。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的管，其中所述玻璃毛細(xì)管具有大約0.5毫米的內(nèi)徑。
22.用于在反應(yīng)管內(nèi)進(jìn)行至少兩個(gè)反應(yīng)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含至少一個(gè)所述反應(yīng)管，其具有至少兩個(gè)允許反應(yīng)在其中發(fā)生的反應(yīng)相、與所述兩個(gè)反應(yīng)相不混溶并布置在其之間的分隔相、和至少一個(gè)能夠與化學(xué)物質(zhì)相連接的顆粒，其中所述顆?？稍谒龇磻?yīng)相之間移動(dòng)從而將所述化學(xué)物質(zhì)引入其中；和至少ー個(gè)離心裝置，其用于使得所述顆粒能夠在離心力的作用下在所述反應(yīng)相之間移動(dòng)。
23.用于在反應(yīng)管內(nèi)進(jìn)行至少兩個(gè)反應(yīng)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含至少ー個(gè)所述反應(yīng)管，其具有至少兩個(gè)允許反應(yīng)在其中發(fā)生的反應(yīng)相、與所述兩個(gè)反應(yīng)相不混溶并布置在其之間的分隔相、和至少ー個(gè)能夠與化學(xué)物質(zhì)相連接的磁性顆粒，其中所述磁性顆?？稍谒龇磻?yīng)相之間移動(dòng)從而將所述化學(xué)物質(zhì)引入其中；和至少ー個(gè)在所述反應(yīng)管外部的磁性裝置，其中所述磁性裝置可沿與所述反應(yīng)管的縱軸基本平行的縱軸移動(dòng)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23或M中任ー項(xiàng)的系統(tǒng)，其還包含光學(xué)檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)所述反應(yīng)相中所述化學(xué)物質(zhì)的存在和/或量。
25.用于進(jìn)行聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)的方法，所述方法包含以下步驟在管中提供由各自反應(yīng)相所形成的多個(gè)區(qū)域，每個(gè)所述反應(yīng)區(qū)域包含至少ー種選擇用于擴(kuò)增目標(biāo)核酸的溶液；在所述管中提供多個(gè)與所述反應(yīng)相不混溶的分隔相，所述分隔相布置在成對(duì)反應(yīng)區(qū)域之間；和在所述管中提供至少ー個(gè)顆粒，其能夠與用于PCR反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)相連接，其中所述顆?？稍谒龇磻?yīng)區(qū)域之間移動(dòng)從而將化學(xué)物質(zhì)引入其中。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其中所述多個(gè)反應(yīng)區(qū)域的所述溶液選擇成擴(kuò)增不同的目標(biāo)核酸。
27.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其中所述顆粒可在離心カ或重力作用下移動(dòng)。
28.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其中所述顆粒為磁性顆粒，并且可在磁力作用下移動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了用于在反應(yīng)管中進(jìn)行至少兩個(gè)反應(yīng)的方法，所述方法包括以下步驟在所述反應(yīng)管中提供至少兩個(gè)反應(yīng)相使所述反應(yīng)在其中發(fā)生，提供與所述兩個(gè)反應(yīng)相不混溶并布置在其之間的分隔相，提供至少一個(gè)能夠與化學(xué)物質(zhì)相連接的顆粒，其中所述顆?？稍谒龇磻?yīng)相之間移動(dòng)從而將所述化學(xué)物質(zhì)引入其中。
文檔編號(hào)C12Q1/68GK102574090SQ201080031874
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月16日
發(fā)明者基昂科克·約翰遜·吳, 拉爾斯·湯姆森 申請(qǐng)人:生物芯片創(chuàng)新有限公司