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用于改进的DNA测序的装置

来源:未知 编辑:admin 时间:2019-06-12

  【专利摘要】本发明是用于DNA样本的快速测序的手段。更具体地说,它由一个新设计的直接印迹电泳装置组成。DNA序列沉积在附着在旋转鼓上的膜上。通过使用称为带状通道板的机加工的多通道板来促进初始数据压实。每个通道都是一个独立的迷你凝胶系统,非常像凝胶填充毛细管。然而,整个系统采用平板凝胶的形式,具有一致性和易重复性的优点。该系统可以用于不同的实施例中。鼓系统的独特之处在于,在沉积之后,鼓将沉积的DNA旋转到可以发生处理和检测的大的非缓冲开放空间。滚筒也可以全部拆卸到专门的工作站进行下游处理,复用和检测。

  本发明一般涉及DNA样品快速测序的装置和方法。更具体地说,是减少样本分析的时间,增加数据压缩(每次运行获得的数据量),以及在涉及诸如多路复用的杂交技术的过程中稳定和促进下游处理和检测的手段。尽管描述了用于DNA测序的本发明适用于涉及DNA电泳分离和杂交(包括DNA指纹图谱和限制酶作图)的任何程序。

  在过去的十年中,已经在实验室中阐明了来自人类各种生物体的病毒遗传密码的4千万个碱基。人类基因组计划的目标之一是对构成人类基因组的约30亿个碱基进行测序。显然,如果要在合理的时间内实现这一目标,DNA测序技术需要取得重大进展。

  标准电泳方法是通过连续聚丙烯酰胺平板凝胶分离。在凝胶平板的制备中,将液体聚丙烯酰胺凝胶作为单个连续片材倾倒在由边界处的隔离物分开的两块玻璃板之间。当凝胶聚合玻璃板时,凝胶 - 玻璃板夹层形成。将样品装载槽浇注在凝胶中,使凝胶状塑料装置固定就位,然后在装载样品前凝胶聚合并除去。这种格式在一次运行中可以达到的数据压实程度是有限的,因为如果样品井相互之间的距离小于0.2毫米,并且小于4.0毫米,横向稳定性(样品漂移)会很困难在宽度。由于这种限制,板坯技术的改进集中在运行时间的减少和分辨率的提高,而不是数据压缩的增加。在这个方向上最重要的进步是超薄平板凝胶的发展,使用极薄的垫片,提高分辨率和减少运行时间。

  一种似乎不受数据压缩考虑因素限制的技术是凝胶填充毛细血管的最新发展。每个毛细管都是一个独立的电泳单元,可以接受单个样品,理论上只受毛细管尺寸的限制。毛细管的大表面积与体积比允许电阻产生的热量的高效消散。凝胶温度与电阻产生的能量的去耦越大,可以施加的有效场强越大。迁移率随场强直接变化的线性范围扩大了凝胶填充毛细管,允许在较高的场地分离,运行时间大大缩短。

  然而,单一毛细管中的优点必须以某种方式转化成大量的耦合毛细管,每个毛细管具有相同的特性,可以在相同的条件下一起进行电泳,使得该技术可用于DNA测序并实现显着的数据压缩。这种集合的创建是一个复杂的技术挑战,限制了凝胶填充毛细管在实际测序应用中的实用性。

  目前的DNA测序化学通过使四组相同的分子在相同的末端经历相同的化学参考的相同的分子而进行一系列的反应,从而建立沿着DNA分子的核苷酸(碱基)的序列。在一个管中是一个A(腺嘌呤)特异性,在一个T(胸腺嘧啶)具体,在一个G(鸟嘌呤)具体和在一个C(胞嘧啶)具体反应。在每个管中形成一组分子片段,每个核苷酸位置作为终止子与一部分群体。然后将这些反应混合物同时通过凝胶进行电泳,其中所述群体分成具有相同尺寸片段的不同条带,所述条带与其尺寸(分子量)相反地迁移,其中较小的片段带以比较大片段更快的速率移动。解析频段的集合被称为序列梯子。在标准程序中,当凝胶形成时,在凝胶中形成的四个样品孔中的每一个都装载有核苷酸特异性反应混合物之一。在同时进行电泳时,谱带的大小将由凝胶样品孔的尺寸决定,并将以DNA序列的顺序迁移。

  构成梯子的这些片段带可以在用放射性标记或荧光标记分离之前进行标记。另一种技术是用特定的荧光分子标记四种类型的核苷酸终止中的每一种。由于每个标记的发射光谱不同,所有四个反应的混合物可以从凝胶中的同一个孔进行电泳,有效地将数据压缩增加四倍。在其他技术中,可以通过将沉积膜上的电洗脱片段与特异性标记的DNA片段探针杂交来阐明解析的条带。

  标记的DNA探针可以与序列梯子杂交,洗掉,然后再次探测梯子。这种递归探针杂交程序是教会多路复用技术的基础,其中数据压缩可以增加到40倍。在多路复用中,在执行DNA测序反应之前,将多达40个不同序列的不同DNA样品混合在一起。然后将这些样本一起处理,就好像它们一样。在程序结束时,与特定序列相关的单个梯子通过与对该序列特异性的标记的DNA探针杂交而显示。然后将探针洗掉,并应用新的探针以显示不同的序列。重复该过程直到显示全部40个起始序列。

  将DNA片段转移到尼龙或其他合适的支持材料如硝酸纤维素是所有DNA杂交技术的基本组成部分,包括除了多重测序,化学发光检测,DNA指纹印刷以及各种不一定的DNA测序的其他技术程序。DNA片段通过各种洗脱技术转移到沉积膜上,或者通过将条带完全从凝胶上电泳到移动的沉积膜上,称为直接印迹。

  常规的直接印迹装置利用附着于下缓冲室中的传送带上的沉积膜,其在电泳期间保持完全浸没。除了通过从传送带上物理移除尼龙或其它膜之外,这样的装置不允许检测或下游处理。沉积膜的几乎完全浸没使得在电泳装置中检测和处理适当的困难(如果不是不可能的话)必须通过液体缓冲液进行。

  本发明的一个部件是独特的鼓式电泳单元,其允许序列梯子直接吸附到固定在旋转鼓上的尼龙或其他合适的沉积膜上。支撑凝胶的板的端部和膜覆盖的鼓之间的沉积界面没有浸没在缓冲液中,而是被移除到远离下缓冲室的一段距离。与浸入式接口和传送带直接印迹系统相比,本发明给系统带来显着的优点。

  在本发明中,鼓仅部分地浸入底部缓冲室中并且可以容易地被移除而不干扰沉积膜。然后,鼓可以完整地移动到合适的下游检测和处理单元,由于附着在鼓上的沉积膜的使能几何形状,该下游检测和处理单元可以是坚固和可靠的。

  在本发明中沉积的DNA梯子在下缓冲室外部的开放的非缓冲空间中花费相当多的时间。由于在该空间中没有缓冲剂,所以诸如UV定影灯或辐射或荧光检测装置的处理装置可以被构建到电泳装置中,其允许检测并且部分或全部下游处理发生在单个装置中而不移动鼓。或者,鼓可以很容易地移除与附加膜,并很容易地移动到特别设计的下游检测和处理单元。

  生产力目前受限于一次可以处理的材料的数量 - 也就是在一次运行中。常规DNA测序装置上的单块板 - 凝胶加样孔的宽度的下限约为4mm,相邻孔之间的所需间隔约为0.2mm。如果降低这些尺寸以增加数据压缩,则在电泳期间发生显着的梯度漂移和数据串扰,这严重限制了数据的准确性。由于这些限制,只有大约48个通道可以在单个尼龙膜上运行,其中约200mm的有效沉积表面固定在本发明的鼓上。

  本发明的另一方面是一种被称为带状通道板的部件,其在数据密度方面提供了增加的生产力,打包成单次运行,同时增加了测序速度和数据分辨率。带状通道板由具有一系列相邻微通道的板组成,可以替代传统的平板凝胶。当使用凝胶浇铸时,每个微通道代表一个独立于其邻居的电泳通道,消除了漂移和干扰的常见问题,当负载密度增加时,限制标准连续凝胶块的数据压实。

  人类基因组由24个染色体上分布的30亿个碱基组成。这里描述的本发明在最佳条件下可以处理约24,000个(48个反应组(每个反应组占4个泳道),每个序列长度X个500个碱基)。适应多路复用将输出增加了大约40次,每次运行达到96,000个数据点。该估计基于Church报告的不同复用(40)载体的数量。在合理的时间框架内高效完成人类基因组计划所需的吞吐量估计接近每次运行所需的基础数百万左右。

  其他承诺具有更高分辨率和速度的技术,例如超薄凝胶和使用长楔形垫片的玻璃板在数据压缩中受到几何形状的限制。凝胶填充的毛细管目前提供了分辨率的提高和运行时间的显着减少,但是由于制造大阵列的技术复杂性以及难以制造的毛细管的有限寿命以及不容易重建的有限寿命,所以也是有限的。这两种技术都通过电泳凝胶末端附近的适当窗口进行荧光检测。实时检测需要在测序化学过程中对梯子进行标记,并且实际上是与使用特定标记的杂交探针进行电泳后发生标记的多重技术不兼容的。

  在目前的发展阶段,复用技术是繁琐的,并且需要处理单独的尼龙或硝酸纤维素膜,在其上附着有多路复用的梯子。在标准的平板凝胶测序之后,在涉及标记的序列特异性DNA探针的复合发展程序之前,需要将空间分辨的梯子从凝胶上印迹到沉积膜上。直接印迹使梯子完全从电泳凝胶上运动到沉积膜的移动基底上,并且具有额外分辨率的优点,因为所有片段必须运行凝胶的总长度,在洗脱到膜上之前提供更多的分离。然而,与处理和重复洗涤相关的下游处理问题以及多路复用所必需的探测不能通过单独的直接印迹来减轻,而是通过使用本发明的鼓装置而大大减少。

  具体实施方式图1示出本发明,其为带通道旋转鼓电泳装置1.该装置由两个主要部件,凝胶支撑单元3和鼓组件5组成。凝胶支撑单元3在图1中示出。1在水平位置。水平是指凝胶支撑单元3相对于也位于水平面内的滚筒13的旋转轴线的放置。这种构造在下缓冲室17和版鼓接口23之间设置最小距离,从而使干燥和其他界面相关的异常最小化。凝胶支撑单元3的竖直位置也是可能的,并且在上面更详细地讨论。

  鼓组件5由转鼓13,步进电机驱动组件15,下缓冲腔17,下电极19组成。鼓组件5通常安装在基板6上。鼓13刚性支撑沉积膜片21通过步进马达驱动组件15旋转,同时部分地浸没在下缓冲室17中。

  在印版滚筒界面23处的下部电极19和上部电极11之间建立电连续性,其中印版滚筒表面25上的印版组件7和沉积膜21在物理上彼此靠近,导电缓冲层的薄层。该区域被称为版鼓接口23.沉积膜21和板组件7之间的界面因此被移除而不浸入下缓冲室17中。

  再次参考图1。如图2所示,滚筒13在滚筒轴28上旋转,滚筒轴28在每端由轴承支撑。已经证明密封轴承在所构造的实施例中是最实用的。通过快速释放连接(未示出)将轴承壳体27紧固到鼓支撑单元29,以便容易地移除鼓13。安装到鼓13的鼓轴28上的接合齿轮31容易地与驱动齿轮33啮合连接到步进电机驱动组件15上。这样的布置是迄今为止实现的所有预想实施例的最成功的手段,并且将是滚筒13旋转是期望的大多数所有下游处理和显影装置的一部分,如上所述。利用同步皮带和皮带轮作为鼓旋转装置的实施例也是可能的。

  用于图1所示的优选水平实施例的鼓组件5以及图2所示的垂直实施例。除了特别涉及容纳凝胶支撑单元3的那些部分之外,图3所示的装置是非常类似的。铰接或形状配合盖35是本文所述装置的可选部分。为了安全起见,盖35在电源36和电泳装置1之间提供电连接。盖35也可以是下游检测和处理专用设备可以容纳在非缓冲空间26中的地方。

  图4是板组件7和支撑台37的扩展部件分解的图示。系统通过均匀分散和埋入支撑台37的上平台41中的螺纹尼龙螺柱39保持在一起。压板43被固定由尼龙六角头螺母45固定在支撑台37的螺纹尼龙螺柱39上。盖板47,色带通道板49和温度控制板51夹在压力板43和支撑台37之间。压力板43与包含上电极11的上缓冲室9连续。上缓冲室9典型地沿其底部8安装到压板43的顶部,底部8通常是上表面53的一部分的压板43。

  压板43的上表面53具有多个水平狭缝55,这些狭缝在测序运行期间允许进入盖板47的上表面57用于温度监测。盖板47的下表面58与带通道板49的上表面配合。上缓冲室9中的入口槽59通过盖板47中的相同通道槽61进入通道板49进入槽59也可以位于上缓冲室9的底部8中。这种布置允许上缓冲室9和板组件7可连通地连接。图3所示的压板63的底面, 5a具有与氯丁橡胶O形环密封垫65共同形成的凹入通道,其将上缓冲室9密封在盖板47中的进入槽61周围。

  图6a和图6b详细示出具有第一腔室75和第二腔室77的温度控制板51,通过该第一腔室和第二腔室可以循环不同温度的液体。第一腔室75控制带通道板49的大部分长度上的温度。当第二腔室77保持靠近板 - 鼓界面23的区域处于与沉积膜表面79相同的温度时,以避免由于较大的界面异常温度差异。室75和77的挡板和壁具有凹入的氯丁橡胶垫圈81,一旦板组件7是与带状通道板49的底表面(未示出)形成液密密封放在一起。

  色带通道板49和盖板47在图1和图2中详细示出。7a和8a。图1中的色带通道板49包括多个通道板50。为了清楚起见,图7a没有绘出比例,显示比现在的192个单独的带状通道83少得多。带状通道83可以蚀刻,加工或铸造成玻璃,陶瓷或与聚丙烯酰胺或其它合适的凝胶84相容的其它材料带状通道板49的优选材料是陶瓷MycorTM。由康宁玻璃器皿制造,可加工以封闭公差,与聚丙烯酰胺凝胶极其相容。图2所示的色带通道板85的上表面,图7a中的盖板47的下侧(未示出) 8a需要面对或抛光到一个真正的平坦。当配合在一起时,它们不应允许液体在图1所示的通道壁87之间流动。7a,其在凝胶已经在板组件7中聚合之后分离单独的带通道83.如果需要的话,可以使用薄的处理过的聚酯垫圈(未示出)在图1和2中所示的带通道板49和盖板47之间。7a和8a。盖板47的优选材料是PyrexTM玻璃。图。在图7b和图7b中, 8b分别是色带通道板49和盖板47的侧视图,分别示出了构成图1所示的版鼓接口23的板部分的斜缘89和91。如图1所示的盖板47。8a和图2所示的色带通道板49。当抛光时,7a应作为一个单位一起工作,使底部边缘平坦,以确保完整的线a详细地示出了凝胶移位梳93的定向及其与板组件7的关系。凝胶移位梳93在每个端部上具有凸片95,该凸片95滑入上缓冲室9内的凹部(未详细示出)图。再次参照图4。9a各个梳齿97紧贴地装配到每个通道83中,从通道的较小上部阻塞凝胶,因此保留用于加样的空间。图。图9b示出了插入色带通道83中的梳齿97的特写横截面视图。在图9a和图9b中,为了清楚起见,图9b被夸大了。

  一旦凝胶已经在带通道83中聚合,凝胶置换梳93就被除去,留下样品接收孔86,如图3所示。9C。样品加载装置的具体类型对于本发明的实践来说并不重要,然而,这通常是通过单独的或成组的精细计量的玻璃管注射器来实现的。

  图3示出了本发明的垂直实施例的整体视图。凝胶支撑单元3的凝胶支撑单元3,带状通道板49和盖板47的垂直放置与图1所示的优选水平实施例中的类似部件的构造不同。再次参照图2。3由于样品必须从顶部垂直加载,因此没有通过缓冲室或盖板47的进入槽。这基本上限制了带通道板49的通道的尺寸,通道板49的深度强烈地由加载装置和凝胶移位梳93的尺寸确定,所述梳状通道梳93必须物理地配合在带通道83内,从垂直方面而不是水平方向进入优选实施例的方面。

  有时特别是在垂直实施方式的长时间运行期间,沉积膜表面79具有干燥的趋势并且需要来自以受控速率将缓冲剂递送至沉积膜表面79的柳条装置99的支撑缓冲。取决于何种类型的检测方法如上所述的应用装置可以用于在沉积膜表面79上进行的处理和显影过程。板组件7的垂直排列在板 - 鼓界面23和下部表面之间产生了不希望的大的距离缓冲室17.局部干燥沉积膜表面79,必须使用图1所示的缓冲支撑衬垫101。如图10所示的滚筒13和柳条装置99。3以确保在运行期间润湿和适当的电连续性。

  对于大约一至两小时的平均持续时间运行,在图1所示的优选水平实施例中,柳条装置99和/或缓冲器支撑衬垫101通常是不必要的。再次参照图2。在图3中,细长的U形部分从带状通道板49的上部移除,从而从上缓冲室9到板组件7的顶部方面提供缓冲通路和电连续性。板组件7的背部配合垂直支撑结构103和具有凹入的氯丁橡胶垫片(未示出)的上缓冲室9。在版鼓接口23处,板组件7和沉积膜表面79之间的距离由位于上缓冲室9的每一侧上的竖直齿条和小齿轮组件105控制。

  现在参考图1。如图10所示,滚筒13的形状是独特的,并且允许容易处理附着的沉积膜21.例如,上面讨论的最终沉积信息的沉积膜21在湿和直接处理罐会导致信息失真时是脆弱的存储在其上。鼓表面25已被滚花以促进通常疏水的丙烯酸类表面的润湿性能。还示出了构成沉积膜21下方的层的可选的缓冲器支撑衬垫101。

  鼓13内置有滑动配合到图1所示的鼓支撑单元29上的轴承壳体27。12.通常也使用轴承和轴承座,但未示出。安装到鼓轴28上的接合齿轮31突出到鼓13的外部,从而允许与步进电机驱动组件15的驱动齿轮33容易接合。该结构允许鼓13容易地从鼓支撑单元插入和移除29。

  如图2所示,板组件7和支撑台37被组装成一个单元。液体凝胶84通过盖板47上的进入槽61从上缓冲室9底部的进入槽59倒入板组件7中。板组件7的突出界面边缘109由两个斜面89和91中的一个,并且包裹在一个松散配合的石蜡袋中,捕获多余的液体凝胶。一旦凝胶已经聚合,多余的突出凝胶将被锐利的剃刀刀片切割成与界面边缘109齐平。必须使盖板47和色带通道板49在界面边缘109处完全对齐。这可以通过在盖板47和色带通道板49之间的直边(未示出)板组件7的尼龙六角头螺母45被完全拧紧。U形间隔杆67也将帮助将色带通道板49完美地对准盖板47。

  在图1中示意性地示出的鼓13。10用缓冲剂支撑衬垫101(可选)包裹,随后用缓冲液浸渍的沉积膜21包裹。缓冲器支撑衬垫101通常是层析滤纸或吸墨纸。图5中所示的鼓组件5单元在此过程中使用没有板组件7和支撑台37的图11。将缓冲液放置在下部缓冲室17中,并且将吸收剂缓冲支撑垫层101和沉积膜21通过防水定序带粘贴到鼓13上。将两个基板单独地滚动到鼓表面25上(图中未示出)用手柄固定在鼓轴线的每一端的共用厨房擀面棍。一旦缓冲器支撑垫层101和沉积膜21被定位就位并且没有皱纹,然后用防水定序带将其固定到鼓13上。利用步进马达驱动组件15以10-15分钟的低速旋转将制备的滚筒13与下缓冲溶液18进一步平衡。

  参考图1。如图1所示,电泳所需的电路从电源36通过第一电压引线,通过在各个带中铸造的微凝胶带通道83通过沉积膜21和缓冲支撑衬垫101,围绕鼓表面25,通过下部缓冲室17中的第二缓冲溶液18,通过下部电极19并且最终通过沉积膜21和缓冲支撑垫101第二电压引线中示意性所示。

  板组件7的界面边缘109和沉积膜表面79之间的板鼓界面23是本发明成功实践的重要方面。当在板组件7的界面边缘109进入沉积膜表面79附近的接触点处存在小缓冲垫时,将获得最佳结果。沉积膜表面79与界面板组件7的边缘109支撑薄的水平柱状液体,从而在板鼓界面23中存在液体缓冲弯月面(未示出)。板组件7的界面边缘109和沉积膜表面之间的公差79应该在0.2毫米或更小的数量级。这里,在鼓 - 滚筒界面23处的间隙太小可能会在滚筒13的旋转过程中通过捕捉界面边缘109而造成沉积膜21的撕裂。间隙过大将导致导电性的丧失和形成干扰正常操作的气泡。

  只要存在液体缓冲弯液面,界面边缘109就不需要与沉积膜表面79进行物理接触。该液体缓冲弯月面允许系统适应鼓表面25和沉积膜表面79中的小瑕疵,并为瞬态气泡提供逸出路径。然而,随着版鼓界面23间隙的间隙增大,界面不稳定性也增加。界面不稳定性包括对温度梯度的敏感性,蒸发干燥和对设备振动的敏感性。类似的问题可能由界面边缘109与沉积膜表面79的不正确对准引起。

  从图中可以看出,如图2所示,旋转定位螺钉73的旋转引起界面边缘109(未示出)相对于沉积膜表面79的线性运动。使用该机制,使板边缘接触沉积膜表面79并退回,直到发光首先通过印版滚筒接口23可见小的手电筒。在该位置中,滚筒13应该在期望的电泳程度下缓慢旋转并检查沉积膜表面79的钩挂。滚筒13通常可以是如果遇到不会损失液体缓冲液弯月面的情况,则稍微多退一点以缓解沉积膜表面79的阻塞。

  缓冲支撑衬垫101的使用是可选的并且取决于滚花滚筒表面25的亲水性程度,沉积膜21的吸收能力和保持能力,以及板鼓界面23距液体缓冲液位置下缓冲室17.从下缓冲室17中的溶液表面到板鼓界面23的距离越短,沉积膜表面79的局部干燥越少。合适的缓冲器支撑衬垫101包括色谱纸,吸墨纸纸张,或海绵床单。合适的沉积膜21包括带电荷和不带电荷的尼龙,硝化纤维素,聚氟乙烯以及适用于沉积核酸的类似膜。

  鼓13的大表面积和在鼓 - 鼓界面23上的序列沉积之前的开放行进距离有时导致沉积膜表面79的局部干燥。在使用慢鼓转速的长运行期间,尤其如此图5所示的垂直配置。所示的柳条装置99通过海绵填充的多孔辊将沉积膜表面79的缓冲液或其他溶液的受控连续流动输送到沉积膜表面79。在使用垂直配置时,在电泳过程中仅需要一个柳条装置99来帮助保持滚筒13和沉积膜21的湿度。这个一般设计的几个柳条设备可以conFIG。一起控制试剂和洗涤溶液的流动,以用于自动化的下游多路复用和化学检测处理程序。

  在图3所示的优选水平配置中,滚筒干燥问题大大缓解。其中从第二缓冲溶液18的表面到版鼓接口23的距离被最小化,并且在大多数情况下不需要柳条装置。应该注意的是,鼓13沿着朝向版鼓接口23的方向旋转并远离下缓冲室17。

  0.2mm的深度小于0.4mm的宽度,以便将一些类似质量的带状物保留到解析的碎片上,并由此命名为“带状通道”。这些通道尺寸仅受制造限制和小样本尺寸的加载考虑的限制,而不受限于薄板凝胶的由于车道漂移和串扰引起的数据退化等内在因素的影响。如图所示。如图9a所示,板组件7的界面边缘109已经通过机械研磨和抛光而被倾斜。通过将两个板一起作为一个单元将最小的底部磨成真正的平坦度。

  参考图1。在图4中,一个通道与另一个通道的物理和电气隔离有时可以通过放置在通道板49和盖板47之间的薄的透明聚酯垫片(未示出)来辅助。当使用玻璃盖板47时,垫圈是有用的不平坦的底面以及带状通道板49,其中沿通道壁87的上表面存在轻微的不规则性。

  然而,应该注意的是,实验已经表明带状通道板49的功能不依赖于使用垫圈。事实上,当没有使用垫片时,板组件7的成功的DNA测序和组装是非常简单的。透明的0.1毫米厚的聚酯她这是一个合适的垫圈,以便在色带通道板49和玻璃盖板47之间获得密封。这里不需要高度可变形的垫片,因为在轻微的压力下,多余的垫圈材料将与色带通道83中的凝胶竞争。应使用6N KOH处理聚酯垫片,然后用三甲氧基甲硅烷基丙基 - 甲基丙烯酸酯进行硅烷化处理。

  现在参照图1。在图6a中,温度控制液体可循环通过的温度控制板51利用凹入的氯丁橡胶垫片81密封到带状通道板49的背面。板组件7的温度可通过使温度受控流体两个腔室75和77经由入口端口115和出口端口117.图9a;即最接近版鼓接口23的部分,可以与凝胶支持单元的主体分开地恒温。这允许板组件7的大部分在40℃到60℃的高温下运行。同时将凝胶支撑单元的前部保持在接近沉积膜表面79的温度下,典型地为约18-20.degree。降低板组件7和沉积膜21的表面79之间的温度梯度将起到使板 - 鼓沉积界面间隙处的沉积期间的对流混合最小化的作用。显而易见的是,使用可取代循环流体的电子设备还有温度控制的替代方案。

  图5中所示的凝胶移位梳93图9a是用于阻挡带状物通道83的上部接收凝胶并因此提供样品装载空间或井的装置。这里重要的是要认识到,当图1所示的板组件7插入凝胶移位梳93时,如图4所示,凝胶移位梳93通过上部缓冲室9的底部插入穿过进入槽59的凝胶移位梳93.凝胶移位梳93通过盖板47中的进入槽61插入,梳齿97突出到每个带通道83的底部,如图2所示。9B。这与使用相似梳子形成平板凝胶中的样品接收井86显着不同。凝胶移位梳93紧密配合在带状物通道83内,并且进入槽61切穿盖板47.在插入之前,用硅化剂喷雾剂处理凝胶移位梳93,以确保容易取出而不会拉出粘附的凝胶碎片。凝胶置换梳93在液体凝胶聚合之前刚性地卡入下缓冲室17中。位于凝胶移位梳93两端的凸片95滑入上缓冲室9的每一端的凹槽中,进一步稳定。

  在本发明的上部,存在适合于处理和检测装置的非缓冲空间26。检测设备可以包括;试剂架,UV固定和干燥灯以及光电和辐射计数装置等检测装置。这些装置可以连接到电气互锁罩35上或者连接到装置的非缓冲空间26内的支撑构件上。

  本发明的可能实施例可以包括在与电泳相同的整个装置中发生的下游事件。或者,这些事件中的一些或全部可以发生在没有专门设计用于下游事件的电泳部件的类似装置中,如图1中概念性描述的那样。这样的装置可以在设计细节和功能上有所不同,但是全部设计成容易地容纳和操纵从电泳装置1转移的鼓13和附接的沉积膜21。

  试剂交换盘119具有用于更换试剂的入口121和出口123。各种缓冲试剂可以在各种洗涤和漂洗步骤中循环。这里,试剂柳条装置125具有几个位置,其中不同的杂交探针和其他高浓度低容量试剂可以被施加到沉积膜表面79.各种干燥和定影灯127和检测装置129可以放置在非缓冲空间26位于电泳装置1的上部。试剂输送和处理事件可以通过本领域技术人员已知的各种标准泵,储液器,定时器和其他液体控制和处理装置131来促进。处理和检测过程中的事件是实时计算机控制的系统,旨在便于自动化下游处理和梯形图检测。下游处理包括复用和其他化学物质,包括涉及化学发光的化学物质。检测可以是放射性,荧光或化学发光法开发的梯子或梯子探针。下游处理意味着在电泳装置1处或者在被设计为容纳便携式滚筒13的单独装置处的序列梯的化学或其他操纵。

  本发明的组成部分,作为一个整体或单独的,可以有效地用于除DNA测序之外的其它应用。例如,使用带通道平板转鼓电泳装置1和下游处理和检测,可以用提高的通量和分辨率以及降低的电泳时间来完成用特异性探针的DNA指纹分析。

  尽管已经图示和描述了本发明的优选实施例,但是对于本领域技术人员来说显而易见的是,可以在不背离本发明的更广泛方面的情况下做出许多改变和修改。因此,所附权利要求旨在覆盖落入本发明的真实精神和范围内的这些改变和修改。

  (3)在所述上缓冲室和所述下缓冲室内的缓冲溶液,其中在所述上缓冲室中通过所述样品装载空间通过所述上缓冲室中的所述缓冲溶液在所述上电极和所述下电极之间形成电路并通过在所述版鼓间隙中与所述缓冲溶液中限定的来自所述下缓冲液室的板鼓界面,通过缓冲溶液涂覆所述沉积膜,穿过下缓冲室内的缓冲溶液到达所述下电极,以及回到上述电源;

  (g)在所述上电极和所述下电极之间施加电势,并使所述上电极和所述下电极之间的电流通过所述上缓冲液室中的所述缓冲溶液,通过所述DNA样品,通过所述聚合凝胶,并通过缓冲液将所述沉积膜通过所述下缓冲室内的所述缓冲溶液溶液涂覆到所述下电极,然后返回到所述电源;和

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