背景技術(shù):
1、作為實(shí)時(shí)pcr的進(jìn)一步發(fā)展,精確而靈敏的核酸檢測(cè)方法,特別是數(shù)字pcr,近年來(lái)徹底改變了分子診斷,因?yàn)樗鼈冊(cè)跈z測(cè)稀有基因靶標(biāo)方面優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)pcr(garcia-murillas等,2015;milbury等,2014)。在數(shù)字pcr(dpcr)中,反應(yīng)混合物及其所含的核酸(例如ctdna或dna)被分成數(shù)千個(gè)反應(yīng)空間,從而將靶標(biāo)序列彼此分離,并促進(jìn)其擴(kuò)增和檢測(cè),尤其是對(duì)于稀有靶標(biāo)序列。這里常用的方法是將反應(yīng)混合物與要檢測(cè)的核酸微流體滴入油中或分成固定的微腔,從而形成的每個(gè)單元形成封閉的反應(yīng)空間,用于擴(kuò)增和檢測(cè),例如在pcr期間。如果液滴中存在核酸靶標(biāo)序列,則通過(guò)pcr(或其他擴(kuò)增方法)進(jìn)行擴(kuò)增。通常通過(guò)序列特異性熒光核酸探針檢測(cè)單個(gè)擴(kuò)增產(chǎn)物,從而產(chǎn)生相應(yīng)的熒光信號(hào)。除了絕對(duì)定量外,dpcr還具有減少抑制劑影響的優(yōu)勢(shì)。由于數(shù)字pcr中的定量是作為終點(diǎn)分析進(jìn)行的,因此可以通過(guò)熒光信號(hào)強(qiáng)度將數(shù)據(jù)空間中的“信號(hào)簇”(也稱為群體)分配給特定的dna或cdna靶序列,從而實(shí)現(xiàn)另一種類型的數(shù)據(jù)分類(quan等,2018;whale等,2016)。
2、dpcr的一個(gè)相關(guān)方面是多路復(fù)用,因?yàn)椴煌暮怂岚行蛄型ǔR苑浅5偷臐舛瘸霈F(xiàn)在樣品中,因此在樣品中檢測(cè)盡可能多的靶序列非常重要。dpcr中最常見(jiàn)的多路復(fù)用方法基于這樣一個(gè)事實(shí):dna報(bào)告分子在與檢測(cè)通道的檢測(cè)范圍相對(duì)應(yīng)的光譜范圍內(nèi)為每個(gè)dna靶序列產(chǎn)生熒光信號(hào)。因此,可以在設(shè)備端的每個(gè)檢測(cè)通道上檢測(cè)到dna靶序列。然而,設(shè)備的復(fù)用程度最初受限于可用的檢測(cè)通道數(shù)量。目前市場(chǎng)上可用的dpcr設(shè)備具有2-6個(gè)不同的熒光檢測(cè)通道,這意味著在設(shè)備端最多可以分析6個(gè)靶序列。這里的主要問(wèn)題是波長(zhǎng)可能與大量檢測(cè)通道重疊,從而導(dǎo)致由于產(chǎn)生的串?dāng)_而降低特異性和靈敏度。
3、一種增加多路復(fù)用程度的方法是使用組合方法,例如通過(guò)將taqman探針和dropoff探針組合為特定報(bào)告分子的靶序列。在這種情況下,這些探針產(chǎn)生的信號(hào)的組合也會(huì)導(dǎo)致更高的多路復(fù)用程度(madic等,2018;stilla?technologies;corné等,2021)。由于在某些情況下僅間接檢測(cè)到單個(gè)突變,因此這些方法的開(kāi)發(fā)也非常復(fù)雜,評(píng)估要求非常高,并且認(rèn)證或轉(zhuǎn)移到新的目標(biāo)面板也相應(yīng)地很復(fù)雜。
4、此外,還有其他方法用于提高數(shù)字pcr的多路復(fù)用程度,其旨在在數(shù)據(jù)空間中生成額外的群體。bio-rad的一項(xiàng)美國(guó)專利(us9921154b2)描述了一種多路復(fù)用數(shù)字pcr分析,其靶序列多于可用的光學(xué)通道,同時(shí)考慮到其他樣品特異性方面。然而,該專利并未公開(kāi)任何新的檢測(cè)特征或生成此類靶序列群體的方法。根據(jù)目前的知識(shí)水平,這些方法只能用于本質(zhì)上存在具有不同dna靶序列的液滴的明顯多重占用的情況,或者信號(hào)由靶序列特異性報(bào)告分子(例如taqman探針或非序列特異性插層染料)產(chǎn)生的情況,然而,這些方法本身并不代表對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的創(chuàng)新。其中描述了不同的靶序列特異性探針可以使用例如不同的熒光團(tuán)作為此目的的標(biāo)記,或者可以攜帶多種熒光團(tuán)標(biāo)記以在同一檢測(cè)通道中生成多個(gè)群體。由于本文所述探針的信號(hào)在基態(tài)下被低效率的fret淬滅抑制,初始信號(hào)抑制相對(duì)較低,這就是為什么只能在有限的范圍內(nèi)對(duì)信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行有效建模,從而在數(shù)據(jù)空間中分離群體。由于這些標(biāo)記探針也是靶序列特異性的,因此對(duì)其熒光特性進(jìn)行大量?jī)?yōu)化的效率非常低,因?yàn)槊看味急仨毢铣尚碌臉?biāo)記探針,并且在轉(zhuǎn)移到其他序列時(shí)必須重新啟動(dòng)該過(guò)程。同樣,用熒光團(tuán)對(duì)這種靶序列特異性探針進(jìn)行多次修飾非常復(fù)雜,還需要用額外的淬滅劑進(jìn)行修飾以充分抑制基態(tài)信號(hào),從而避免數(shù)據(jù)空間中出現(xiàn)非特異性信號(hào)群體。這種多次修飾的合成非常復(fù)雜,通常需要大量?jī)?yōu)化,這就是為什么它們很少用于靶序列特異性報(bào)告分子,因?yàn)檫@個(gè)過(guò)程非常低效。
5、因此,這種強(qiáng)度多路復(fù)用中最常見(jiàn)的變體是改變不同類型的靶序列特異性報(bào)告分子(例如taqman探針)的濃度,同時(shí)保持每個(gè)檢測(cè)通道的熒光標(biāo)記均勻且簡(jiǎn)單(圖1右)(pecoraro等,2016;whale等,2016)。這可以在圖形的數(shù)據(jù)空間中創(chuàng)建額外的群體。由于使用靶序列特異性熒光報(bào)告分子,信號(hào)生成直接取決于靶序列或pcr系統(tǒng)。因此,這種直接檢測(cè)帶來(lái)了高優(yōu)化工作量的問(wèn)題,因?yàn)閺?qiáng)方差(位于不同群體之間的數(shù)據(jù)點(diǎn))會(huì)導(dǎo)致信號(hào)群體模糊,從而降低精度(強(qiáng)度多路復(fù)用)。各個(gè)pcr組分,尤其是具有相同熒光標(biāo)記的熒光報(bào)告分子必須彼此很好地匹配,例如以正交濃度比,但這在實(shí)踐中并不總是可能的。該方法還可以通過(guò)與其他表現(xiàn)出額外熒光標(biāo)記的染料相結(jié)合來(lái)補(bǔ)充,這些染料在不同的熒光檢測(cè)通道之間具有最大發(fā)射率,因此可以在多個(gè)熒光通道中平等地檢測(cè)到。這會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)空間中其他簇之間的對(duì)應(yīng)群體,由于額外的檢測(cè)通道,隨著數(shù)據(jù)空間維度的增加,變得越來(lái)越抽象。這使得相應(yīng)的多重檢測(cè)的開(kāi)發(fā),尤其是它們的批準(zhǔn)變得非常復(fù)雜。強(qiáng)度多路復(fù)用的另一種變化使用更復(fù)雜的濃度變化來(lái)抵消數(shù)據(jù)空間中的群體,從而使它們不易受到方差的影響(hughesman等,2016)。
6、相反,一種不使用靶序列特異性報(bào)告分子的核酸檢測(cè)方法是媒介探針pcr,該方法基于靶序列特異性媒介探針的核酸檢測(cè)與靶序列非特異性通用報(bào)告分子的信號(hào)生成的分離,該方法由弗萊堡大學(xué)于2012年獲得專利(wo2013079307a1,faltin等,2012)。該方法設(shè)計(jì)用于使用可標(biāo)準(zhǔn)化報(bào)告分子進(jìn)行比色多路復(fù)用。每個(gè)檢測(cè)通道都會(huì)記錄信號(hào),無(wú)論其信號(hào)強(qiáng)度如何,在均相反應(yīng)中只能將其分配給一個(gè)激活的通用報(bào)告分子。已經(jīng)觀察到,不同的熒光團(tuán)在實(shí)時(shí)pcr條件下會(huì)產(chǎn)生不同的信號(hào)強(qiáng)度和信號(hào)曲線,并且可以通過(guò)最大化靶序列非特異性熒光通用報(bào)告分子的信號(hào)生成來(lái)優(yōu)化相應(yīng)的多重實(shí)時(shí)pcr的性能特征(lehnert等,2018;kipf等,2022)。然而,在實(shí)時(shí)pcr中對(duì)信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行建模并沒(méi)有實(shí)際的附加價(jià)值,因?yàn)槭褂眠@種方法無(wú)法區(qū)分同一檢測(cè)通道中的信號(hào)曲線。在比色數(shù)字多重媒介探針pcr中,還顯示與陰性對(duì)照相比,最大化熒光信號(hào)生成可以更好地分離數(shù)據(jù)空間中的群體(schlenker等,2021b)。
7、在同一時(shí)期,seegene?inc.開(kāi)發(fā)了一項(xiàng)技術(shù),該技術(shù)也是基于實(shí)時(shí)pcr中通過(guò)兩種檢測(cè)分子分離dna序列檢測(cè)和信號(hào)生成。在這里,未標(biāo)記的pto探針與dna靶序列結(jié)合,被切割并釋放出片段,然后與熒光標(biāo)記的靶序列非特異性檢測(cè)分子(cto分子)形成延伸的雙鏈。該過(guò)程用于影響這些檢測(cè)分子的不同長(zhǎng)度的信號(hào)生成。這使得例如可以通過(guò)在定義的預(yù)定溫度下讀取信號(hào)來(lái)區(qū)分同一檢測(cè)通道中的多個(gè)靶序列。另一項(xiàng)專利也在同一檢測(cè)通道中以一種方法在實(shí)時(shí)pcr中使用不同溫度下的讀數(shù),因此可以解釋為上述seegene技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展(pct/cn2018/084794)。在這里,延伸的報(bào)告分子也在檢測(cè)后熔化。與之前的專利不同,報(bào)告分子可用于區(qū)分不同的靶序列。由于目前在市售設(shè)備中無(wú)法將讀取過(guò)程中的溫度控制作為dpcr的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn),因此無(wú)法將其直接轉(zhuǎn)移到dpcr。
8、hahn-schickard已經(jīng)致力于通過(guò)光漂白生成虛擬熒光通道來(lái)提高pcr的多路復(fù)用程度(wo2016087637a1)(schuler等,2016)。為了將這種方法與數(shù)字媒介探針pcr中分離信號(hào)生成和檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合,在數(shù)字媒介探針pcr中增加了一個(gè)步驟,使用具有不同熒光團(tuán)標(biāo)記的各種通用報(bào)告類型,其中這些熒光團(tuán)被led燈發(fā)出的光漂白(漂白)并在同一熒光檢測(cè)通道中讀取。根據(jù)所選的熒光團(tuán),可以觀察到由于漂白而導(dǎo)致的信號(hào)強(qiáng)度降低,從而可以分離圖的數(shù)據(jù)空間中的群體并生成額外的所謂虛擬通道(schlenker等,2021a)。然而,由于漂白技術(shù)需要額外的設(shè)備和工藝步驟,而目前市售設(shè)備無(wú)法提供這些設(shè)備和工藝步驟,因此由于技術(shù)和監(jiān)管障礙,無(wú)法在現(xiàn)有的dpcr平臺(tái)中實(shí)施。然而,在這種方法中,被選為通用報(bào)告分子標(biāo)記的熒光團(tuán)在漂白步驟之前還沒(méi)有產(chǎn)生不同的熒光信號(hào)強(qiáng)度,如果每個(gè)反應(yīng)包含多于一個(gè)靶序列,這使得圖的數(shù)據(jù)空間中的群體能夠均勻分離。所使用的通用報(bào)告分子沒(méi)有必要的熒光團(tuán)和淬滅劑配置,無(wú)法進(jìn)行單色識(shí)別。由于報(bào)告分子標(biāo)記的熒光信號(hào)強(qiáng)度的散射性高,無(wú)法在數(shù)據(jù)空間中明確區(qū)分具有更高“方差”的單個(gè)熒光信號(hào)群體和第二個(gè)信號(hào)群體。特別是,該技術(shù)不能明顯地評(píng)估多重反應(yīng)是一個(gè)還是兩個(gè)群體,因此不提供通過(guò)靶序列非特異性報(bào)告分子在同一檢測(cè)通道中直接進(jìn)行多路復(fù)用的可能性(schlenker等,2021a)。
9、發(fā)明目的
10、現(xiàn)有技術(shù)中仍缺少一種調(diào)節(jié)靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子(由例如不同的熒光團(tuán)和/或淬滅劑產(chǎn)生)的信號(hào)強(qiáng)度的方法,使得在一次反應(yīng)中在相同的檢測(cè)通道中或在多維數(shù)據(jù)空間的相應(yīng)區(qū)域中產(chǎn)生多個(gè)可區(qū)分的信號(hào)簇,從而利用間接信號(hào)產(chǎn)生在測(cè)定精度和穩(wěn)健性方面的優(yōu)勢(shì),以規(guī)避先前描述的數(shù)字pcr中比色多路復(fù)用或靶序列特定強(qiáng)度多路復(fù)用的問(wèn)題。到目前為止,僅描述了在通過(guò)靶序列進(jìn)行的數(shù)字?jǐn)U增中單色多路復(fù)用非特異性報(bào)告分子,從而通過(guò)引入額外的工藝步驟(例如漂白)實(shí)現(xiàn)更高的多路復(fù)用程度。這使過(guò)程或評(píng)估變得復(fù)雜,降低了精度,導(dǎo)致額外的優(yōu)化工作,并使例如批準(zhǔn)程序變得復(fù)雜。因此,本發(fā)明的目的是增加檢測(cè)反應(yīng)中可檢測(cè)的核酸靶序列的數(shù)量,使其超過(guò)設(shè)備端的檢測(cè)通道數(shù)量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明通過(guò)從屬權(quán)利要求和獨(dú)立權(quán)利要求的方法解決了這一目的。
2、因此,在一個(gè)方面,本發(fā)明涉及一種用于在同一檢測(cè)通道中通過(guò)至少兩種靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子特異性檢測(cè)至少兩個(gè)核酸靶序列的方法,包括以下步驟:
3、a.提供至少第一核酸靶序列和第二核酸靶序列,
4、b.提供至少第一媒介探針和第二媒介探針,每個(gè)媒介探針均包括寡核苷酸,
5、其中第一媒介探針的寡核苷酸包括媒介序列和探針序列,其中媒介序列對(duì)第一類型的靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子具有親和性,并且探針序列對(duì)第一核酸靶序列表現(xiàn)出親和性,
6、其中第二媒介探針的寡核苷酸包括媒介序列和探針序列,其中媒介序列對(duì)第二類型的靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子具有親和性,并且探針序列對(duì)第二核酸靶序列表現(xiàn)出親和性,
7、其中至少第一媒介探針和第二媒介探針沒(méi)有標(biāo)記,或優(yōu)選地沒(méi)有信號(hào)生成標(biāo)記,
8、c.提供至少第一類型和第二類型的至少兩種靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子,每種分子包含在同一檢測(cè)通道中具有可測(cè)量信號(hào)的至少一種標(biāo)記,以及對(duì)至少一個(gè)媒介序列具有特異性親和性的核酸序列,
9、其中至少兩種靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子中的每種類型由各自的至少一種標(biāo)記表征,使得其具有的信號(hào)強(qiáng)度優(yōu)選對(duì)于各自類型的靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子而言是唯一的,并且與所有其他靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子類型的標(biāo)記的信號(hào)強(qiáng)度可區(qū)分,并且能夠直接分配給各自的核酸靶序列,
10、d.進(jìn)行核酸檢測(cè)反應(yīng),其中,當(dāng)至少第一媒介探針的探針序列與至少第一核酸靶序列結(jié)合時(shí),釋放至少第一媒介探針的至少一個(gè)媒介序列,
11、其中至少一個(gè)釋放的媒介序列與第一類型的至少一種靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子結(jié)合,其中,通過(guò)至少一種標(biāo)記產(chǎn)生信號(hào),所述信號(hào)通過(guò)其對(duì)于第一核酸靶序列的信號(hào)強(qiáng)度和/或發(fā)射光譜表征,所述第一核酸靶序列分配給各自的靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子,至少一種第一媒介探針的至少一個(gè)探針序列已經(jīng)與所述各自的靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子結(jié)合,
12、并且可選地,其中至少一種第二媒介探針的至少一個(gè)媒介序列在其探針序列與至少一個(gè)第二核酸靶序列結(jié)合時(shí)被釋放,其中至少一個(gè)釋放的媒介序列與至少一種第二類型的靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子結(jié)合,其中至少一種標(biāo)記產(chǎn)生信號(hào),所述信號(hào)的的信號(hào)強(qiáng)度和/或發(fā)射光譜對(duì)于分配給各自的靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子的第二核酸靶序列是特征性的,至少一種第二媒介探針的至少一個(gè)探針序列已經(jīng)與所述各自的靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子結(jié)合,
13、e.檢測(cè)步驟d.下產(chǎn)生的信號(hào),包括在檢測(cè)通道中檢測(cè)信號(hào)和/或在數(shù)據(jù)空間中分析信號(hào)、信號(hào)強(qiáng)度和/或信號(hào)的發(fā)射光譜和/或由此產(chǎn)生的信號(hào)簇,優(yōu)選地,其中不同的靶序列非特異性報(bào)告分子的信號(hào)也可以通過(guò)它們?cè)谕粰z測(cè)通道或數(shù)據(jù)空間的相應(yīng)區(qū)域中的信號(hào)強(qiáng)度來(lái)區(qū)分。
14、在實(shí)施方式中,第一媒介探針因此包含寡核苷酸,第一媒介探針本身包含媒介序列,以及探針序列。因此,在實(shí)施方式中,第二媒介探針進(jìn)一步包含寡核苷酸,第二媒介探針本身包含媒介序列,以及探針序列。優(yōu)選地,第一媒介探針的媒介序列不同于第二媒介探針的媒介序列。優(yōu)選地,第一媒介探針的探針序列不同于第二媒介探針的探針序列。
15、換句話說(shuō),在根據(jù)本發(fā)明方法的實(shí)施方式中,第一媒介探針的媒介序列不同于第二媒介探針的媒介序列,并且第一媒介探針的探針序列不同于第二媒介探針的探針序列。因此,優(yōu)選地,第二媒介探針的探針序列對(duì)“第二”核酸靶序列也具有親和性,該“第二”核酸靶序列不同于“第一”核酸靶序列(例如在其核酸序列中),而第一媒介探針的探針序列又對(duì)該“第一”核酸靶序列具有親和性。同樣適用于可選地存在和可選地使用的進(jìn)一步的(第三、第四等)媒介探針。
16、在實(shí)施方式中,步驟c.包括提供至少兩種至少第一類型和第二類型的靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子,每種報(bào)告分子包括在同一檢測(cè)通道中具有各自的可測(cè)量信號(hào)和/或在同一檢測(cè)通道中具有各自的信號(hào)強(qiáng)度最大值的至少一種標(biāo)記,以及各自對(duì)至少一種媒介序列具有特定親和性的核酸序列。
17、根據(jù)本發(fā)明,“第一”核酸靶序列和“第二”核酸靶序列優(yōu)選在其核酸序列和/或其表觀遺傳修飾方面不同。同樣適用于可選地存在和可選地可檢測(cè)的進(jìn)一步的(第三、第四等)核酸靶序列。
18、在根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實(shí)施方式中,將標(biāo)記寡核苷酸形式的靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子分配給核酸靶序列。這些報(bào)告分子通過(guò)釋放另一個(gè)寡核苷酸作為核酸檢測(cè)反應(yīng)的部分而被激活,從而產(chǎn)生信號(hào)。不同類型的報(bào)告分子各自用不同的標(biāo)記(例如熒光團(tuán)和/或淬滅劑和/或不同數(shù)量的熒光團(tuán)和淬滅劑)修飾,并具有不同的dna序列,這間接地使得能夠分配給靶序列。在相同的檢測(cè)通道中,不同的靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子類型由于其不同的標(biāo)記而產(chǎn)生不同信號(hào)強(qiáng)度的信號(hào)。因此,基于不同的信號(hào)強(qiáng)度,還可以在相同的檢測(cè)通道或相應(yīng)的跨度數(shù)據(jù)空間(由多維表示中的軸或純數(shù)學(xué)比較/分析和/或算法分析中的不同檢測(cè)通道跨越)中區(qū)分各自具有不同標(biāo)記的不同報(bào)告分子類型的信號(hào),并且可以分配靶序列。根據(jù)本發(fā)明,可以優(yōu)選地在同一檢測(cè)通道或數(shù)據(jù)空間的相應(yīng)區(qū)域中檢測(cè)至少兩種不同的報(bào)告分子復(fù)合物的信號(hào)。這些報(bào)告分子獨(dú)立于靶序列的事實(shí)使得能夠首次開(kāi)發(fā)在同一檢測(cè)通道內(nèi)具有特別好區(qū)分的信號(hào)強(qiáng)度的報(bào)告分子。由于這些報(bào)告分子是靶序列獨(dú)立的,因此它們還可以具有適當(dāng)?shù)臉?biāo)記配置,從而實(shí)現(xiàn)有效的信號(hào)建模。例如,它們的信號(hào)可以在初始狀態(tài)下通過(guò)接觸淬滅而被抑制,從而它們?cè)诩せ顮顟B(tài)下顯示出更大的信號(hào)生成差異或具有帶有熒光團(tuán)和/或淬滅劑的多種標(biāo)記。這允許使用者將反應(yīng)中可檢測(cè)的靶序列數(shù)量增加到超過(guò)檢測(cè)通道數(shù)量,而無(wú)需購(gòu)買(mǎi)額外的設(shè)備、擴(kuò)展設(shè)備或?qū)嵤┻M(jìn)一步的復(fù)雜工藝步驟,這代表了巨大的附加值并確保了高成本效率??梢员A衄F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室流程,并且可以繼續(xù)使用已經(jīng)認(rèn)證的設(shè)備,而無(wú)需重新實(shí)施,如果需要,也無(wú)需重新認(rèn)證。此外,這使得這些靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子能夠得到有效優(yōu)化,因?yàn)樗鼈冸S后可用于進(jìn)一步的靶序列,而不必在靶序列依賴性方面從頭開(kāi)始開(kāi)發(fā)和優(yōu)化。因此,本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同靶序列的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)的簡(jiǎn)化和有效的過(guò)程優(yōu)化,并減少了所需的工作和成本。
19、根據(jù)本發(fā)明的方法,通過(guò)靶序列非特異性報(bào)告分子能夠?qū)崿F(xiàn)精確、有效(直接)的單色多路復(fù)用。因此,它能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)報(bào)告分子進(jìn)行有效的靶序列獨(dú)立性優(yōu)化,從而改善了同一檢測(cè)通道或數(shù)據(jù)空間的相應(yīng)區(qū)域中信號(hào)群體的分離。這使得能夠精確檢測(cè)超出設(shè)備檢測(cè)通道數(shù)量的額外核酸靶序列。這是可能的,因?yàn)榕c靶序列特異性報(bào)告分子相比,使用靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子顯著簡(jiǎn)化和改進(jìn)了在合適的配置和/或熒光信號(hào)生成建模中對(duì)同一檢測(cè)通道使用熒光團(tuán)和淬滅劑的對(duì)稱多重標(biāo)記和/或使用不同的熒光團(tuán)標(biāo)記進(jìn)行標(biāo)記,例如通過(guò)接觸淬滅。
20、這是使用靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子(例如通用報(bào)告分子)完成的,這些報(bào)告分子是標(biāo)記的寡核苷酸,每個(gè)寡核苷酸都可以(間接)分配給要檢測(cè)的核酸靶序列,并通過(guò)結(jié)合釋放的進(jìn)一步寡核苷酸作為核酸檢測(cè)反應(yīng)(例如pcr或數(shù)字pcr)的一部分而被激活。為了區(qū)分表示/指示同一檢測(cè)通道中或數(shù)據(jù)空間的相應(yīng)區(qū)域中存在不同核酸靶序列的信號(hào)(檢測(cè)到的信號(hào)的圖形表示),要檢測(cè)的至少兩個(gè)靶序列分別分配給兩種不同類型的靶序列非特異性報(bào)告分子,靶序列非特異性報(bào)告分子在同一檢測(cè)通道中產(chǎn)生具有不同信號(hào)強(qiáng)度的信號(hào)。
21、根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)在于,可以在(pcr)裝置的同一檢測(cè)通道(例如,用于檢測(cè)紅色熒光信號(hào)的通道)中同時(shí)檢測(cè)多個(gè)靶核酸序列。通過(guò)使用不同的靶序列非特異性報(bào)告分子,可以實(shí)現(xiàn)在單個(gè)檢測(cè)通道中同時(shí)檢測(cè),每種非特異性報(bào)告分子包含產(chǎn)生具有相似熒光發(fā)射光譜的不同信號(hào)的標(biāo)記,并且可以在裝置(例如,數(shù)字pcr裝置)的同一熒光檢測(cè)通道中同時(shí)檢測(cè),并且仍然可以彼此區(qū)分。利用此特征,本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)單色多路復(fù)用,即在單個(gè)(“單色”)熒光檢測(cè)通道(具有特定波長(zhǎng)范圍)內(nèi)檢測(cè)多個(gè)目標(biāo)。
22、在現(xiàn)有技術(shù)的一些數(shù)字pcr方法中,使用兩個(gè)標(biāo)記探針在乳化液滴中檢測(cè)第一或第二靶序列,每個(gè)標(biāo)記探針在一個(gè)液滴中分離,每個(gè)標(biāo)記探針產(chǎn)生可以與非特異性擴(kuò)增區(qū)分開(kāi)的均質(zhì)信號(hào)。在根據(jù)本發(fā)明的方法中,不使用標(biāo)記探針,其優(yōu)點(diǎn)在于,標(biāo)記報(bào)告分子可以比現(xiàn)有技術(shù)的已知方法可能的更大程度地優(yōu)化,因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的報(bào)告分子隨后可用于進(jìn)一步的測(cè)定。此外,根據(jù)本發(fā)明的報(bào)告分子優(yōu)選可以僅采用一種發(fā)生接觸淬滅的配置。這種優(yōu)選特性優(yōu)選能夠或支持以本發(fā)明的形式進(jìn)行的(直接)單色復(fù)用。
23、根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于,可以通過(guò)選擇所使用的獨(dú)立于待檢測(cè)靶序列的各自的報(bào)告分子來(lái)精確調(diào)整所需的檢測(cè)特性。具有所需特性(例如熒光強(qiáng)度和/或顏色)的報(bào)告分子之間的連接部分是媒介探針,其包含探針序列和媒介序列,該連接部分易于生產(chǎn)和設(shè)計(jì)。為了個(gè)體化待檢測(cè)的靶核酸,僅需提供媒介探針的兩種不同序列組分。然后,這些組分可以與匹配媒介序列的靶序列非特異性報(bào)告分子相結(jié)合。這種獨(dú)立性允許設(shè)置所需的特定接觸淬滅,從而能夠在同一檢測(cè)通道中檢測(cè)多個(gè)可區(qū)分的報(bào)告分子信號(hào)。此外,信號(hào)的優(yōu)化可以獨(dú)立于眾多靶序列進(jìn)行一次。此外,根據(jù)本發(fā)明的方法節(jié)省資源,因?yàn)閳?bào)告分子組可以重復(fù)用于任意數(shù)量的核酸靶序列,從而使可組合報(bào)告分子信號(hào)的初始一次性開(kāi)發(fā)非常省力且成本低廉。
24、此外,根據(jù)本發(fā)明的方法能夠直接檢測(cè)核酸靶序列,因?yàn)檫@可以直接分配給數(shù)據(jù)群體(評(píng)估/分析中的信號(hào)群體),并且不需要組合。
25、通過(guò)對(duì)報(bào)告分子進(jìn)行不同標(biāo)記來(lái)產(chǎn)生不同信號(hào)強(qiáng)度的一種可能性是,例如,由于標(biāo)記的物理分子特性,這些特性在靶序列非特異性報(bào)告分子激活后通過(guò)接觸淬滅而被放大:
26、因此,在實(shí)施方式中,靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子的至少一種標(biāo)記是至少一種熒光團(tuán)和/或至少一種淬滅劑。
27、這些靶序列非特異性報(bào)告分子在有效生成精確可區(qū)分信號(hào)群體方面的另一個(gè)基本特性是,選擇標(biāo)記配置,使得能夠以這樣的方式生成信號(hào),即它們的信號(hào)強(qiáng)度足夠穩(wěn)健、穩(wěn)定,因此足夠精確,以在讀出過(guò)程中保持可區(qū)分,而無(wú)需進(jìn)一步的處理步驟(例如漂白)。結(jié)果表明,例如,通過(guò)使用與通用報(bào)告分子的基本結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的配置或以標(biāo)準(zhǔn)化方式進(jìn)行相應(yīng)的修改,這是可能的。靶序列非特異性報(bào)告分子可以以合適的方式建模,從而可以在檢測(cè)通道中精確調(diào)整不同的信號(hào)強(qiáng)度(lehnert等,2018)。
28、因此,在實(shí)施方式中,不同的靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子類型在其至少一種標(biāo)記的信號(hào)強(qiáng)度和/或發(fā)射光譜方面不同。
29、在實(shí)施方式中,靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子的至少一種標(biāo)記包括具有相同或不同發(fā)射光譜和/或相同或不同信號(hào)強(qiáng)度的至少兩種熒光團(tuán)和/或兩種淬滅劑。
30、在一些實(shí)施方式中,第一類型的報(bào)告分子與至少第二類型的報(bào)告分子的區(qū)別在于標(biāo)記的數(shù)量或熒光團(tuán)和/或淬滅劑的數(shù)量。因此,不同類型的靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子可以通過(guò)其激活時(shí)釋放的熒光的信號(hào)強(qiáng)度和/或強(qiáng)度來(lái)區(qū)分。為此,不同類型的靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子可以包含不同數(shù)量和/或不同的熒光團(tuán)(具有不同的發(fā)射光譜/顏色和/或強(qiáng)度)和/或淬滅劑或它們的任何組合。
31、在標(biāo)記包含至少一種熒光團(tuán)的優(yōu)選實(shí)施方式中,該至少一種熒光團(tuán)的熒光信號(hào)優(yōu)選通過(guò)接觸淬滅來(lái)抑制,直到報(bào)告分子被激活。因此,優(yōu)選未激活的報(bào)告分子不釋放信號(hào)。激活優(yōu)選通過(guò)媒介序列與相應(yīng)的靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子的結(jié)合和/或在核酸檢測(cè)反應(yīng)中,已經(jīng)通過(guò)聚合酶與靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子結(jié)合的媒介序列的后續(xù)延伸而發(fā)生。
32、因此,在實(shí)施方式中,靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子的至少一種標(biāo)記包括至少一種熒光團(tuán)和至少一種淬滅劑,其中,只要沒(méi)有媒介序列與相應(yīng)的靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子結(jié)合,或者只要結(jié)合的媒介序列在核酸檢測(cè)反應(yīng)期間沒(méi)有延伸,則優(yōu)選在至少一種熒光團(tuán)和至少一種淬滅劑之間發(fā)生接觸淬滅。
33、這使得例如能夠在合適的設(shè)備中檢測(cè)額外的dna靶序列作為數(shù)字dna擴(kuò)增和基于熒光的檢測(cè)的一部分,而無(wú)需進(jìn)一步的技術(shù)輔助或改變具有熒光標(biāo)記的報(bào)告分子的濃度。這允許例如產(chǎn)生與數(shù)字媒介探針pcr(mp-pcr)與光漂白相結(jié)合的結(jié)果類似的結(jié)果,而無(wú)需漂白過(guò)程(例如通過(guò)led或熱漂白),這顯著減少了實(shí)驗(yàn)工作量,簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)并使其能夠在現(xiàn)有設(shè)備中實(shí)施。因此,與數(shù)字媒介探針pcr(mp-pcr)或其他現(xiàn)有技術(shù)方法相比,根據(jù)本發(fā)明的方法代表了極高的附加值,因?yàn)樗c現(xiàn)有平臺(tái)直接兼容,并且可以顯著簡(jiǎn)化特定檢測(cè)方法的可能診斷批準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明的方法在檢測(cè)開(kāi)發(fā)中提供了額外的新自由度,其中相應(yīng)的靶序列特異性探針的合成過(guò)程不一定很復(fù)雜。此外,由于可以在每個(gè)反應(yīng)中包括額外的核酸序列,因此可以顯著提高根據(jù)本發(fā)明的檢測(cè)的靈敏度。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,一組合適的靶序列非特異性報(bào)告分子總是在數(shù)據(jù)空間的相似區(qū)域中產(chǎn)生群體,從而可以獨(dú)立于檢測(cè)反應(yīng)中的靶序列得出關(guān)于激活報(bào)告分子的結(jié)論,因此同一組可以與不同的核酸靶序列面板一起使用,而無(wú)需耗時(shí)的優(yōu)化。
34、在根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施方式中,在步驟e.下對(duì)信號(hào)、信號(hào)強(qiáng)度和/或信號(hào)的發(fā)射光譜的分析包括在由評(píng)估的檢測(cè)通道所跨越的數(shù)據(jù)空間中根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度和/或檢測(cè)通道和/或發(fā)射光譜顯示和/或分析檢測(cè)到的信號(hào)。
35、在本發(fā)明的上下文中,數(shù)據(jù)空間優(yōu)選由不同檢測(cè)通道的繪圖(plot)、圖表(diagram)或圖形(graph)或由不同檢測(cè)通道的純數(shù)學(xué)和/或算法和/或基于計(jì)算機(jī)的評(píng)估、比較或并置來(lái)生成,其中所使用的靶序列非特異性報(bào)告分子的各自的熒光信號(hào)在此1-n維數(shù)據(jù)空間中生成數(shù)據(jù)點(diǎn)(取決于評(píng)估所需的檢測(cè)通道數(shù)量),其可以分組為簇(組、集合)。
36、在本發(fā)明的上下文中,數(shù)據(jù)空間優(yōu)選是在繪圖、圖表或圖形中由x軸和y軸(二維繪圖)跨越的空間,并且可選地在三維圖形的情況下額外由z軸跨越的空間,或者在相應(yīng)更高維空間的情況下由另一個(gè)軸跨越的空間,并且其中表示要顯示的數(shù)據(jù)(檢測(cè)到的信號(hào)的數(shù)據(jù))。在用于該過(guò)程的檢測(cè)通道顯示在圖形的軸上的實(shí)施方式中,例如在x軸上在紅色檢測(cè)通道中檢測(cè)到的信號(hào)和在y軸上在綠色檢測(cè)通道中檢測(cè)到的信號(hào),數(shù)據(jù)空間也可以稱為“由檢測(cè)通道跨越”。優(yōu)選地,可以將數(shù)據(jù)空間中顯示的檢測(cè)到的信號(hào)清楚地分配給靶序列,該檢測(cè)到的信號(hào)可以優(yōu)選地以不同的信號(hào)群體的形式顯示。如果在同一檢測(cè)通道中檢測(cè)到對(duì)不同靶序列特異性的多個(gè)信號(hào),則這優(yōu)選也是可能的。
37、在實(shí)施方式中,在pcr反應(yīng)中同時(shí)使用的報(bào)告分子彼此不同,其不同之處在于熒光團(tuán)的類型(例如顏色、發(fā)射光譜和/或強(qiáng)度)和/或淬滅劑的類型和/或不同報(bào)告分子上的標(biāo)記數(shù)量不同。在根據(jù)本發(fā)明的單色多路復(fù)用的實(shí)施方式中,同一檢測(cè)通道中的至少兩種靶核酸通過(guò)具有不同或可區(qū)分信號(hào)的報(bào)告分子間接檢測(cè)到。在要檢測(cè)超過(guò)兩種靶核酸的實(shí)施方式中,如果需要,可以將要產(chǎn)生的用于檢測(cè)靶核酸的信號(hào)分配到多個(gè)檢測(cè)通道之間(并且可以相應(yīng)地選擇不同類型的報(bào)告分子的標(biāo)記),其中優(yōu)選地,同一檢測(cè)通道中的至少兩種靶核酸通過(guò)具有不同或可區(qū)分信號(hào)的報(bào)告分子間接檢測(cè)到。
38、在實(shí)施方式中,可以檢測(cè)至少第一核酸靶序列和第二核酸靶序列,或者甚至至少第一、第二和第三,或者甚至第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五、第十六、第十七、第十八、第十九、第二十、第二十一或甚至更多靶序列或檢測(cè)它們的存在。
39、根據(jù)待檢測(cè)的核酸靶序列的數(shù)量,提供至少第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五、第十六、第十七、第十八、第十九、第二十、第二十一或甚至更多媒介探針,每個(gè)媒介探針包含寡核苷酸,每個(gè)寡核苷酸包含媒介序列和探針序列。
40、因此,根據(jù)待檢測(cè)的核酸靶序列的數(shù)量,提供第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五、第十六、第十七、第十八、第十九、第二十、第二十一或甚至更多類型的靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子,并將其用于本文所述的根據(jù)本發(fā)明的方法或試劑盒中。
41、本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解如何組合根據(jù)本發(fā)明的靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子及其標(biāo)記的類型,以實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的所需靶序列的檢測(cè)。
42、在實(shí)施方式中,至少一種靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子的標(biāo)記包括至少兩個(gè)互補(bǔ)的相對(duì)核堿基,每個(gè)核堿基具有至少一種標(biāo)記,或至少兩個(gè)相對(duì)的堿基與互補(bǔ)的堿基對(duì)偏移一個(gè)堿基位置,每個(gè)互補(bǔ)的堿基對(duì)具有至少一種標(biāo)記。
43、本發(fā)明能夠同時(shí)檢測(cè)多個(gè)靶核酸(多路復(fù)用),其中同時(shí)檢測(cè)到的靶核酸的數(shù)量可以大于檢測(cè)裝置中可用的檢測(cè)通道的數(shù)量。這是因?yàn)?,在每種情況下使用的報(bào)告分子都包含標(biāo)記,盡管在同一檢測(cè)通道中同時(shí)檢測(cè)到多種不同的報(bào)告分子的信號(hào),但這些標(biāo)記產(chǎn)生的信號(hào)可以彼此區(qū)分,并且可以在分析中表示為二維或三維數(shù)據(jù)空間中不同的(非重疊的)信號(hào)群。在實(shí)施方式中,這使得盡管在相同的檢測(cè)通道中檢測(cè),但能夠區(qū)分指示不同靶核酸存在的信號(hào),并且在特定實(shí)施方式中,還可以與背景噪聲區(qū)分開(kāi)來(lái)。
44、在根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施方式中,在步驟d.-e.中,通過(guò)n種不同的靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子類型間接檢測(cè)到n種不同的核酸靶序列,其中在步驟d.中產(chǎn)生的信號(hào)的檢測(cè)發(fā)生在k個(gè)檢測(cè)通道中,
45、其中n>k且n≥2,并且
46、其中至少兩種不同的靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子類型在步驟e.中在同一檢測(cè)通道中檢測(cè)到和/或在步驟e.下的表示中在數(shù)據(jù)空間的相同區(qū)域中表示。
47、通過(guò)使用根據(jù)本發(fā)明的方法,在實(shí)施方式中可以在更高維數(shù)據(jù)空間(>3維,具有超過(guò)三個(gè)檢測(cè)通道)中執(zhí)行數(shù)據(jù)分類。在實(shí)施方式中,根據(jù)本發(fā)明的方法允許數(shù)字pcr中可區(qū)分的靶序列的數(shù)量是可用的檢測(cè)通道的至少兩倍,前提是這本身不受設(shè)備端的技術(shù)限制的阻礙,例如不同檢測(cè)通道之間可能存在的串?dāng)_(熒光信號(hào)的相互干擾;由于錯(cuò)誤地檢測(cè)到來(lái)自相鄰檢測(cè)通道的熒光而導(dǎo)致熒光信號(hào)與另一種熒光團(tuán)的信號(hào)錯(cuò)誤關(guān)聯(lián))。
48、在實(shí)施方式中,抑制、刪除或淬滅報(bào)告分子的標(biāo)記的信號(hào),直到媒介序列與報(bào)告分子結(jié)合,并且優(yōu)選地通過(guò)聚合酶作為核酸擴(kuò)增反應(yīng)的一部分延伸。在實(shí)施方式中,通過(guò)聚合酶實(shí)現(xiàn)空間分離,例如至少一種熒光團(tuán)與至少一種淬滅劑的空間分離,從而產(chǎn)生信號(hào)并可以檢測(cè)到。
49、在根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施方式中,靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子的標(biāo)記的信號(hào)通過(guò)靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子的切割和/或分離和/或通過(guò)至少一種熒光團(tuán)和至少一種淬滅劑的空間分離產(chǎn)生。
50、在實(shí)施方式中,至少一種靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子是寡核苷酸或寡核苷酸復(fù)合物。
51、在根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施方式中,步驟d.中的核酸檢測(cè)反應(yīng)包括dna和/或cdna的擴(kuò)增程序。
52、在根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施方式中,步驟d.下的核酸檢測(cè)反應(yīng)是pcr、rt-pcr、rpa或lamp,其中,在dna擴(kuò)增過(guò)程中,與靶核酸結(jié)合的媒介探針的媒介序列通過(guò)生物分子的酶活性釋放,然后生物分子與靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子結(jié)合,從而產(chǎn)生信號(hào)。
53、在實(shí)施方式中,步驟e.下的檢測(cè)作為數(shù)字?jǐn)U增和/或信號(hào)生成的一部分進(jìn)行。
54、在根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施方式中,靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子是通用報(bào)告分子和/或模塊化報(bào)告分子復(fù)合物,并且至少一個(gè)(分別)釋放的媒介序列是媒介探針pcr或媒介置換lamp的組件。
55、在實(shí)施方式中,核酸靶序列源自另一生物分子轉(zhuǎn)化為dna序列信息。
56、在一些實(shí)施方式中,可以通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)將rna序列轉(zhuǎn)錄為cdna來(lái)確定樣品中rna序列(生物分子的實(shí)施方式)的存在和/或量。在實(shí)施方式中,該cdna可以作為根據(jù)本發(fā)明的方法的一部分進(jìn)行擴(kuò)增,并通過(guò)靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子間接檢測(cè)到。
57、在根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施方式中,至少一種標(biāo)記包括選自電化學(xué)活性標(biāo)記和/或磁性標(biāo)記的標(biāo)記。
58、在根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施方式中,在不同溫度下讀出信號(hào)。
59、在一些優(yōu)選實(shí)施方式中,媒介探針包括寡核苷酸和序列特異性探針部分,該序列特異性探針部分與靶序列結(jié)合并在3'端受到保護(hù)。3'端的這種保護(hù)可以是阻斷基團(tuán)(保護(hù)基團(tuán)),例如化學(xué)阻斷或保護(hù)基團(tuán),在一些實(shí)施方式中,其包括三個(gè)碳原子的鏈。媒介探針在3'端的保護(hù)優(yōu)選防止在擴(kuò)增反應(yīng)期間聚合酶對(duì)序列鏈的(非特異性)延伸。根據(jù)本發(fā)明,在實(shí)施方式中,媒介探針可以包括任何適合于防止在擴(kuò)增反應(yīng)期間聚合酶對(duì)媒介探針序列鏈的(非特異性)延伸的保護(hù)或阻斷基團(tuán)。在一些實(shí)施方式中,媒介探針通過(guò)除3'端的阻斷基團(tuán)(保護(hù)基團(tuán))之外的手段來(lái)保護(hù)以免受(非特異性)聚合酶延伸。
60、在其他實(shí)施方式中,媒介探針在3'端不包含阻斷基團(tuán)(保護(hù)基團(tuán)),并且不受到免受(非特異性)聚合酶延伸的保護(hù)。
61、在實(shí)施方式中,在3'端受保護(hù)的媒介探針可以包含“c3間隔物”。這種c3間隔物可以是化學(xué)阻斷基團(tuán),在一些實(shí)施方式中,該化學(xué)阻斷基團(tuán)包含三個(gè)碳原子的鏈。因此,該“c3間隔物”優(yōu)選防止媒介探針序列鏈的(非特異性)聚合酶延伸。本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉典型的、并且取決于實(shí)施方式的合適的阻斷基團(tuán)(保護(hù)基團(tuán))。此外,基于本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容,本領(lǐng)域技術(shù)人員知道如何選擇合適的阻斷基團(tuán)(保護(hù)基團(tuán))作為本文所述本發(fā)明的常規(guī)調(diào)整。
62、優(yōu)選地,根據(jù)本發(fā)明的方法因此能夠在k個(gè)檢測(cè)通道中直接終點(diǎn)檢測(cè)n個(gè)靶標(biāo),其中n>k且n≥2。與現(xiàn)有技術(shù)相比,根據(jù)本發(fā)明的信號(hào)不是由熒光探針產(chǎn)生的,而是由靶標(biāo)序列獨(dú)立性報(bào)告分子產(chǎn)生的,其也可以被描述為群體特異性報(bào)告分子,其優(yōu)選在強(qiáng)度范圍內(nèi)具有唯一差異。這確保了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程的更大靈活性,并允許使用利用接觸淬滅進(jìn)行初始信號(hào)抑制的報(bào)告分子。此外,它允許控制信號(hào)生成,從而產(chǎn)生更易于區(qū)分和更穩(wěn)健的熒光信號(hào),特別適合終點(diǎn)檢測(cè)。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式基于通用報(bào)告分子結(jié)構(gòu),并與媒介探針結(jié)合用于靶序列檢測(cè)。根據(jù)本發(fā)明的方法的基本原理之一優(yōu)選是通過(guò)激活n種報(bào)告分子類型的n種靶標(biāo)特異性媒介探針類型檢測(cè)n種靶核酸序列,其中每種報(bào)告分子類型都標(biāo)記有具有確定的光學(xué)特性的獨(dú)特?zé)晒鈭F(tuán)(圖1)。在雙重反應(yīng)(duplex?reaction)的實(shí)例中,將選擇兩種熒光團(tuán),它們?cè)谙嗤牟ㄩL(zhǎng)范圍內(nèi)發(fā)射熒光,但在檢測(cè)范圍內(nèi)的強(qiáng)度不同。在dpcr擴(kuò)增期間,結(jié)合的無(wú)標(biāo)記媒介探針被聚合酶切割并釋放媒介序列。該媒介物激活報(bào)告分子類型,然后產(chǎn)生熒光信號(hào)。所有具有特定報(bào)告分子類型的信號(hào)的液滴或隔室的總和在數(shù)據(jù)空間的某個(gè)區(qū)域中形成一個(gè)群體,對(duì)應(yīng)于獨(dú)特的熒光標(biāo)記。那些用較高量子收率熒光團(tuán)標(biāo)記的報(bào)告分子類型將產(chǎn)生具有較高熒光強(qiáng)度的陽(yáng)性群體(圖1底部:高強(qiáng)度顯示為較大的圓圈),而那些在檢測(cè)區(qū)域中具有較低量子收率的分子將產(chǎn)生具有較低熒光強(qiáng)度的陽(yáng)性群體(圖1頂部:低強(qiáng)度顯示為較小的圓圈)。根據(jù)它們?cè)跀?shù)據(jù)空間中的位置,可以將形成的群體分配給樣品中要檢測(cè)的特定靶標(biāo)dna序列。當(dāng)一個(gè)隔室中存在兩個(gè)靶標(biāo)時(shí),假設(shè)熒光強(qiáng)度具有累加效應(yīng),這將導(dǎo)致形成具有更高信號(hào)強(qiáng)度的第三個(gè)群體。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中,可以觀察到類似的信號(hào)傳導(dǎo)效應(yīng),例如,通過(guò)在雙重報(bào)告分子-dpcr反應(yīng)中在報(bào)告分子上使用兩種不同類型的淬滅劑或兩種類似的熒光團(tuán)標(biāo)記。在兩個(gè)檢測(cè)通道中進(jìn)行的四重報(bào)告分子dpcr檢測(cè)的實(shí)例中,一個(gè)隔室中存在多個(gè)靶標(biāo)導(dǎo)致正交群體的形成。這意味著通過(guò)使用四種不同的報(bào)告分子類型,理論上可以檢測(cè)到和區(qū)分多達(dá)十六種不同的群體(例如圖5)。不受理論的束縛,可以假設(shè)在數(shù)字測(cè)定中靶核酸的分布遵循泊松統(tǒng)計(jì)。因此,雙重和多重陽(yáng)性群體的產(chǎn)生可能取決于靶核酸的濃度,以及檢測(cè)共享相同引物對(duì)的基因座所引起的可能的競(jìng)爭(zhēng)效應(yīng)。與現(xiàn)有技術(shù)的高階多路復(fù)用方法相比,本方法的優(yōu)點(diǎn)在于靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子的濃度可以在不同的測(cè)定中保持不變。這為測(cè)定設(shè)計(jì)提供了更大的自由度,并且可以高效地優(yōu)化熒光信號(hào)群體。在snp檢測(cè)中,將媒介探針與靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子相結(jié)合的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮作用。在延伸過(guò)程中,優(yōu)選結(jié)合的媒介探針被聚合酶高度特異性地切割,其中媒介部分從探針部分切割。切割位點(diǎn)優(yōu)選位于媒介探針的探針部分的第一核苷酸和第二個(gè)核苷酸之間。只有正確進(jìn)行切割,釋放的媒介物才能完全結(jié)合到特異性靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子類型上的媒介物結(jié)合位點(diǎn),從而啟動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生。如果沒(méi)有發(fā)生正確的切割,則現(xiàn)有的3'突出部分將優(yōu)選阻礙靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子處的延伸過(guò)程,并且不會(huì)產(chǎn)生信號(hào)。因此,在snp檢測(cè)的情況下,第一核苷酸可以優(yōu)選位于媒介探針的靶特異性探針部分的5'端,而不是snp位置,以激活特異性靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子類型。
63、在另一方面,本發(fā)明涉及一種試劑盒,其包括:
64、-含有至少一種標(biāo)記的至少一種第一類型的靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子,
65、-可選地,含有至少一種標(biāo)記的至少一種第二類型的靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子,所述標(biāo)記優(yōu)選在與至少一種第一類型的靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子相同的檢測(cè)通道或數(shù)據(jù)空間的相應(yīng)區(qū)域中發(fā)射信號(hào);
66、-可選地,至少一種第一媒介探針,其媒介序列對(duì)至少一種第一類型的靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子具有親和性,并且其寡核苷酸序列對(duì)第一核酸靶序列表現(xiàn)出親和性;
67、-可選地,至少一種第二媒介探針,其媒介序列對(duì)至少一種第二類型的靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子具有親和性,并且其寡核苷酸序列對(duì)第二核酸靶序列表現(xiàn)出親和性;
68、-可選地,至少一種緩沖液;
69、-可選地,聚合酶;
70、-可選地,逆轉(zhuǎn)錄酶;
71、-可選地,至少一種pcr引物。
72、在一實(shí)施方式中,根據(jù)本發(fā)明的試劑盒適合于或配置用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法。
73、在實(shí)施方式中,根據(jù)本發(fā)明的試劑盒可以包括超過(guò)兩種不同類型的靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子,并且可選地還包括多于第一和第二媒介探針,所述媒介探針的媒介序列對(duì)第一或第二或進(jìn)一步類型的各自的靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子具有親和性,并且其寡核苷酸序列相應(yīng)地分別對(duì)第一或第二或進(jìn)一步的核酸靶序列具有親和性,從而可以特異性地檢測(cè)超過(guò)兩種不同的核酸靶序列。
74、針對(duì)本發(fā)明的一個(gè)方面描述的實(shí)施方式也可以是本發(fā)明的任何其他方面的實(shí)施方式。因此,針對(duì)本發(fā)明的方法描述的實(shí)施方式也可以是本發(fā)明的試劑盒的實(shí)施方式。此外,本文描述的任何實(shí)施方式還可以包括本發(fā)明的任何其他實(shí)施方式的特征。本發(fā)明的各個(gè)方面統(tǒng)一于、受益于、基于和/或與本方法的意外有益效果的共同和令人驚訝的發(fā)現(xiàn)有關(guān),即通過(guò)靶序列獨(dú)立性報(bào)告分子優(yōu)化同時(shí)使pcr檢測(cè)多個(gè)靶序列。