АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ОТБОР НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ ПО РАЗМЕРУ

1. Способ для отбора нуклеиновых кислот по размеру, включающий:
перемещение нуклеиновых кислот из образца по каналу электрофорезом;
автоматическое отслеживание продвижения эталонной фракции нуклеиновых кислот по каналу;
на основании отслеживания, оценку расчетного времени прибытия целевой фракции нуклеиновых кислот в лунку для извлечения в канале; и
извлечение текучей среды, содержащей целевую фракцию, из лунки для извлечения в расчетное время прибытия.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что эталонная фракция является такой же, что и целевая фракция.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что эталонная фракция отличается от целевой фракции, и оценка расчетного времени прибытия целевой фракции включает оценку разности между расчетным временем прибытия эталонной фракции в лунку для извлечения и расчетным временем прибытия целевой фракции в лунку для извлечения.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что отслеживание включает, в разделенные моменты времени, получение изображение канала и идентификацию на изображениях областей, соответствующих эталонной фракции.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что оценка расчетного времени прибытия целевой фракции включает определение средней скорости целевой фракции на основании разностей между положениями эталонной фракции на двух или более изображениях.
6. Способ по п.4 или п.5, отличающийся тем, что включает, перед перемещением нуклеиновых кислот по каналу, комбинирование нуклеиновых кислот с красителем.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что краситель содержит флуорофор или хромофор.
8. Способ по п.6, отличающийся тем, что получение каждого изображения включает использование устройства получения изображений для получения нескольких различных экспозиций канала, и сочетание нескольких различных экспозиций для создания изображения, причем это изображение обладает большим динамическим диапазоном, чем любая из нескольких различных экспозиций.
9. Способ по п.6, отличающийся тем, что при получении изображений включает освещение канала видимым светом или ультрафиолетовым светом.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что видимый свет или ультрафиолетовый свет имеет длину волны, которая соответствует полосе поглощения красителя.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает планирование времени прибытия целевой фракции в лунку для извлечения; сравнение запланированного времени прибытия с расчетным временем прибытия и регулирование одного или более параметров электрофореза электрофоретического сигнала на основании любой разности между запланированным временем прибытия и расчетным временем прибытия.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что регулирование одного или более параметров электрофореза включает регулирование рабочего цикла электрофоретического сигнала.
13. Способ по п.11 или п.12, отличающийся тем, что регулирование одного или более параметров электрофореза включает регулирование потенциала электрофоретического сигнала.
14. Способ по п.11, отличающийся тем, что содержит управление скоростью передвижения нуклеиновых кислот по каналу путем пропорционального регулирования с обратной связью одного или более параметров электрофореза на основании сигнала ошибки, содержащего разность между запланированным временем прибытия и расчетным временем прибытия.
15. Способ по п.11, отличающийся тем, что включает уменьшение разности между расчетным временем прибытия и запланированным временем прибытия путем временного прекращения приложения электрофоретического сигнала к каналу.
16. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает определение положения лунки для извлечения в канале путем анализа изображения.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что оценка расчетного времени прибытия целевой фракции нуклеиновых кислот в лунку для извлечения основывается частично на положении лунки для извлечения, как определяется анализом изображения.
18. Способ по п.1, отличающийся тем, что извлечение текучей среды, содержащей целевую фракцию, из лунки для извлечения выполняют в течение периода, автоматически определяемого по диапазону размеров нуклеиновой кислоты, содержащейся в целевой фракции.
19. Способ по п.18, отличающийся тем, что содержит оценку расчетного времени прибытия в лунку для извлечения ведущего и замыкающего краев целевой фракции и регулирование начального и конечного времени для извлечения целевой фракции на основании расчетного времени прибытия в лунку для извлечения ведущего и замыкающего краев целевой фракции.
20. Способ по п.19, отличающийся тем, что включает автоматическое управление электрофорезом для канала, так что после того, как ведущий край целевой фракции прибывает в лунку для извлечения, скорость электрофореза увеличивается.
21. Способ по п.1, отличающийся тем, что канал является одним из нескольких каналов, и способ выполняют параллельно, чтобы обрабатывать несколько образцов в нескольких каналах.
22. Способ по п.21, отличающийся тем, что параметры электрофореза каждого из нескольких каналов контролируют независимо.
23. Способ по п.21, отличающийся тем, что также включает управление роботизированной системой, содержащей пипетку, чтобы переносить несколько образцов в несколько каналов.
24. Способ по п.23, отличающийся тем, что извлечение текучей среды, содержащей целевую фракцию, из лунки для извлечения содержит управление роботизированной системой для расположения наконечника пипетки в лунке для извлечения, управление пипеткой для изъятия текучей среды из лунки для извлечения, и управление роботизированной системой для переноса изъятой текучей среды в лунку назначения.
25. Способ по п.24, отличающийся тем, что включает автоматическое управление перемещением нуклеиновых кислот в первом и втором каналах, так что расчетное время прибытия целевой фракции для первого канала отличается от расчетного времени прибытия целевой фракции для второго канала.
26. Способ по п.23, отличающийся тем, что пипетка содержит многоканальную пипетку, а извлечение текучей среды, содержащей целевую фракцию, из лунки для извлечения, выполняется одновременно для нескольких каналов путем управления роботизированной системой для расположения наконечника пипетки для каналов многоканальной пипетки в лунках для извлечения соответствующих нескольких каналов, управления пипеткой для изъятия текучей среды из лунки для извлечения и управления роботизированной системой, чтобы переносить изъятую текучую среду в лунку назначения.
27. Способ по п.26, отличающийся тем, что включает автоматическое управление перемещением нуклеиновых кислот в нескольких каналах, так что расчетное время прибытия целевых фракций для каждого из нескольких каналов является одинаковым.
28. Способ по п.27, отличающийся тем, что целевые фракции для нескольких каналов содержат несколько различных целевых фракций.
29. Способ по п.1, отличающийся тем, что целевая фракция нуклеиновых кислот содержит адаптер, присоединенный к молекуле нуклеиновой кислоты, представляющей интерес, а эталонная фракция нуклеиновых кислот содержит адаптер, который не присоединен к молекуле нуклеиновой кислоты, представляющей интерес.
30. Способ по п.1, отличающийся тем, что отслеживание включает автоматическое отслеживание продвижения нескольких эталонных фракций нуклеиновых кислот по каналу, причем опорная фракция является одной из нескольких опорных фракций нуклеиновых кислот.
31. Способ по п.30, отличающийся тем, что указанные несколько опорных фракций нуклеиновых кислот содержит ДНК или РНК спираль известных размеров.
32. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает задание размера или диапазона размеров целевой фракции нуклеиновых кислот.
33. Способ по п.1, отличающийся тем, что нуклеиновые кислоты содержат по меньшей мере первую целевую фракцию и вторую целевую фракцию, а этапы оценки и извлечения включают:
оценку расчетного времени прибытия первой целевой фракции в лунку для извлечения в канале;
извлечение текучей среды, содержащей первую целевую фракцию, из лунки для извлечения в расчетное время прибытия первой целевой фракции;
продолжение электрофореза в канале;
оценку расчетного времени прибытия второй целевой фракции в лунку для извлечения в канале; и
извлечение текучей среды, содержащей вторую целевую фракцию, из лунки для извлечения в расчетное время прибытия второй целевой фракции.
34. Способ по п.33, отличающийся тем, что включает перемещение текучей среды, содержащей первую целевую фракцию, и текучей среды, содержащей вторую целевую фракцию, в отдельные лунки назначения.
35. Способ по п.33, отличающийся тем, что включает перемещение текучей среды, содержащей первую целевую фракцию, и текучей среды, содержащей вторую целевую фракцию, в одну и ту же лунку назначения.
36. Способ по любому из пп.33-35, отличающийся тем, что включает планирование первого запланированного времени для извлечения первой целевой фракции и планирование второго запланированного времени для извлечения второй целевой фракции.
37. Способ по п.36, отличающийся тем, что включает управление одним или несколькими параметрами электрофореза для канала для приведения первой целевой фракции в лунку для извлечения в первое запланированное время.
38. Способ по п.36, отличающийся тем, что включает управление одним или более параметрами электрофореза для канала для приведения второй целевой фракции в лунку для извлечения во второе запланированное время после того, как была извлечена первая целевая фракция.
39. Способ по п.33, отличающийся тем, что нуклеиновые кислоты содержат несколько целевых фракций, и при этом несколько целевых фракций извлекается из лунки для извлечения канала в несколько различных моментов времени.
40. Способ по любому из пп.21-28, отличающийся тем, что нуклеиновые кислоты в каждом из нескольких каналов содержат несколько целевых фракций, и несколько целевых фракций в каждом из каналов извлекаются из лунки для извлечения в несколько моментов времени.
41. Способ по п.40, отличающийся тем, что содержит управление одним или более параметрами электрофореза для каналов для приведения первых целевых фракций нескольких целевых фракций нескольких каналов в лунки для извлечения в общее первое запланированное время.
42. Способ по п.41, отличающийся тем, что включает управление одним или более параметрами электрофореза для каналов для приведения первых целевых фракций нескольких целевых фракций нескольких каналов в лунки для извлечения в различное время.
43. Способ по п.41 или 42, отличающийся тем, что включает управление одним или несколькими параметрами электрофореза для каналов для приведения вторых целевых фракций нескольких целевых фракций нескольких каналов в лунки для извлечения в общее второе запланированное время.
44. Способ по п.41 или 42, отличающийся тем, что включает управление одним или несколькими параметрами электрофореза для каналов для приведения вторых целевых фракций нескольких целевых фракций нескольких каналов в лунки для извлечения в различное время.
45. Способ для отбора нуклеиновых кислот по размеру, включающий:
загрузку образцов, содержащих нуклеиновые кислоты, в несколько каналов, при этом каждый канал содержит лунку для извлечения;
перемещение нуклеиновых кислот в направлении лунок для извлечения посредством электрофореза;
планирование запланированных моментов времени для извлечения целевых фракций нуклеиновых кислот из лунок для извлечения;
отслеживание продвижения целевых фракций к соответствующим лункам для извлечения; и
независимое управление электрофорезом в каналах на основании отслеживания, чтобы заставлять целевые фракции достигать лунок для извлечения в запланированные моменты времени.
46. Устройство для отбора нуклеиновых кислот по размеру, содержащее:
канал, содержащий первый и второй концы и лунку для извлечения в канале;
источник питания электрофореза, подключенный для подачи электрофоретического сигнала в канал, для перемещения нуклеиновых кислот из образца по каналу;
устройство формирования изображений, установленное для формирования изображения канала;
контроллер, подключенный для получения изображения от устройства формирования изображений, и сконфигурированный:
для автоматического отслеживания продвижения эталонной фракции нуклеиновых кислот по каналу путем анализа изображений;
на основании отслеживания, для оценивания расчетного времени прибытия целевой фракции нуклеиновых кислот в лунку для извлечения в канале; и
для использования механизма для извлечения текучей среды, содержащей целевую фракцию, из лунки для извлечения в расчетное время прибытия.
47. Устройство по п.46, отличающееся тем, что устройство формирования изображений содержит фотоаппарат.
48. Устройство по п.47, отличающееся тем, что устройство формирования изображений содержит светильник, сконфигурированный для освещения канала видимым светом или ультрафиолетовым светом.
49. Устройство по любому из пп.46-48, отличающееся тем, что механизм содержит роботизированную систему, содержащую пипетку, используемую для перемещения образца в загрузочную лунку в канале и извлечения текучей среды из лунки для извлечения.
50. Устройство по п.46, отличающееся тем, что канал содержит продолговатый желоб, содержащий противоположные первую и вторую стороны, и электрофоретическую среду в желобе, при этом и первая, и вторая стороны имеют подъемы, проходящие в продольном направлении вдоль первой и второй сторон, при этом электрофоретическая среда заполняет желоб до подъемов.
51. Устройство по п.50, отличающееся тем, что электрофоретическая среда содержит гель.
52. Устройство по п.51, отличающееся тем, что гель содержит агарозный гель.
53. Устройство по п.51, отличающееся тем, что гель содержит акриламидный гель.
54. Устройство по п.50, отличающееся тем, что содержит первый и второй буферный резервуары, соответственно расположенные на первом и втором концах желоба.
55. Устройство по п.54, отличающееся тем, что содержит первый и второй электроды, соответственно, в первом и втором буферных резервуарах, причем первый и второй электроды подключены к источнику питания электрофореза.
56. Устройство по п.55, отличающееся тем, что содержит шарнирную раму, причем первый и второй электроды установлены на шарнирной раме, и шарнирная рама может перемещаться между первым положением, в котором первый и второй электроды находятся в первом и втором буферных резервуарах, и вторым положением, в котором первый и второй электроды выведены из первого и второго буферных резервуаров.
57. Устройство по любому из пп.50-56, отличающееся тем, что желоб имеет ширину в диапазоне от 3 до 11 мм.
58. Устройство по п.50, отличающееся тем, что желоб имеет глубину в диапазоне от 6 до 12 мм.
59. Устройство по п.50, отличающееся тем, что содержит загрузочную лунку в среде, причем слой среды лежит между загрузочной лункой и каждой из первой и второй сторон желоба.
60. Устройство по п.46, отличающееся тем, что механизм содержит робота, имеющего пипетку, и контроллер сконфигурирован для перемещения наконечника пипетки на пипетке в положение над лункой для извлечения, опускания наконечника пипетки в лунку для извлечения и затягивания текучей среды в наконечник пипетки.
61. Устройство по п.60, отличающееся тем, что контроллер сконфигурирован для определения положения лунки для извлечения в канале путем анализа изображения одного или более изображений и передвижения наконечника пипетки в определенное положение лунки для извлечения.
62. Устройство по п.46, отличающееся тем, что контроллер сконфигурирован для сравнения расчетного времени прибытия целевой фракции в лунку для извлечения с желаемым временем прибытия целевой фракции в лунке для извлечения и управления источником питания электрофореза для регулирования одного или нескольких параметров электрофореза электрофоретического сигнала на основании любой разности между желаемым временем прибытия и расчетным временем прибытия.
63. Устройство по п.62, отличающееся тем, что один или несколько параметров электрофореза содержат рабочий цикл электрофоретического сигнала.
64. Устройство по п.62 или 63, отличающееся тем, что один или более параметров электрофореза содержат потенциал электрофоретического сигнала.
65. Устройство по п.46, отличающееся тем, что контроллер приспособлен управлять скоростью передвижения нуклеиновых кислот по каналу путем пропорционального регулирования с обратной связью одного или более электрофоретических параметров на основании сигнала ошибки, содержащего разность между расчетным временем прибытия и желаемым временем прибытия целевой фракции в лунку для извлечения.
66. Устройство по п.65, отличающееся тем, что контроллер содержит планировщик, сконфигурированный для расчета желаемого времени прибытия целевой фракции в лунку для извлечения.
67. Устройство по п.46, отличающееся тем, что содержит пропорциональный контроллер с обратной связью, сконфигурированный для управления источником питания электрофореза для изменения средней скорости целевой фракции по каналу в ответ на сигнал ошибки, представляющий собой разность между расчетным временем прибытия целевой фракции в лунку для извлечения и желаемым временем прибытия целевой фракции в лунку для извлечения.
68. Устройство по п.62, отличающееся тем, что контроллер сконфигурирован для уменьшения разности между расчетным временем прибытия и желаемым временем прибытия, посредством временного прекращения прикладывания электрофоретического сигнала к каналу.
69. Устройство по п.46, отличающееся тем, что содержит несколько каналов, причем канал является одним из нескольких каналов.
70. Устройство по п.65, отличающееся тем, что содержит несколько каналов, причем канал является одним из нескольких каналов, и контроллер сконфигурирован для управления электрофоретическим сигналом для каждого из нескольких каналов, так что расчетное время прибытия целевых фракций для каждого из нескольких каналов является одинаковым.
71. Устройство по п.70, отличающееся тем, что механизм содержит многоканальную пипетку, сконфигурированную для поддержания нескольких наконечников пипетки, и наконечники пипетки разнесены для одновременной вставки в лунки для извлечения нескольких каналов.
72. Устройство по п.70 или 71, отличающееся тем, что целевые фракции для нескольких каналов содержат несколько различных целевых фракций.
73. Устройство по п.65, отличающееся тем, что содержит несколько каналов, причем канал является одним из нескольких каналов, и контроллер сконфигурирован для управления электрофоретическим сигналом для каждого из нескольких каналов, так что расчетное время прибытия целевых фракций для каждого из нескольких каналов различается.
74. Устройство для отбора нуклеиновых кислот по размеру, содержащее:
несколько каналов, каждый содержит электрофоретическую среду с лункой для извлечения, образованной в ней;
источник питания для многоканального электрофореза, подключаемый для приложения электрофоретического потенциала между концами каждого канала, источник питания сконфигурирован для независимого управления электрофоретическим потенциалом в каждом из нескольких каналов;
фотоаппарат, размещенный для формирования изображения нескольких каналов;
контроллер, подключенный для получения изображения от фотоаппарата и управления источником питания, контроллер сконфигурирован для обработки изображения, отслеживания продвижения целевых фракций нуклеиновой кислоты по каналам на основании изображений, и управления источником питания для изменения электрофоретических потенциалов в каналах на основании отслеживаемого продвижения соответствующих целевых фракций.
75. Устройство по п.74, отличающееся тем, что контроллер содержит расписание для извлечения целевых фракций из лунок для извлечения, и контроллер сконфигурирован для управления электрофоретическими потенциалами, чтобы заставлять целевые фракции прибывать в лунки для извлечения в моменты времени, соответствующее расписанию.
76. Устройство п.75, отличающееся тем, что содержит роботизированное устройство с пипеткой, причем контроллер сконфигурирован для управления роботизированным устройством с пипеткой для извлечения целевых фракций из лунок для извлечения в моменты времени, соответствующие расписанию.
77. Кассета для использования в электрофорезе нуклеиновых кислот, содержащая пластину, содержащую канал, образованный в пластине, при этом канал содержит продолговатый желоб, содержащий противоположные первую и вторую стороны, и электрофоретическую среду в желобе, при этом первая и вторая стороны содержат подъемы, при этом электрофоретическая среда заполняет желоб до подъемов.
78. Кассета по п.77, отличающаяся тем, что содержит загрузочную лунку и лунку для извлечения в находящихся на расстоянии местах вдоль по каналу.
79. Кассета по п.78, отличающаяся тем, что пластина является прозрачной, по меньшей мере, в своей части под каналом.
80. Кассета по любому из пп.77-79, отличающаяся тем, что содержит первый и второй буферный резервуары, соответственно расположенные на первом и втором концах желоба.
81. Кассета по п.77, отличающаяся тем, что содержит несколько параллельных каналов, расположенных на пластине.
82. Кассета по п.81, отличающаяся тем, что содержит первый гребень, имеющий зубцы, выступающие в загрузочные лунки.
83. Кассета по п.82, отличающаяся тем, что содержит первый набор элементов, совмещенных с загрузочными лунками нескольких каналов, причем первый гребень сцепляется с первым набором признаков.
84. Кассета по п.83, отличающаяся тем, что зубцы первого гребня уже, чем желобы.
85. Кассета по любому из пп.82-84, отличающаяся тем, что содержит второй гребень, имеющий зубцы, выступающие в лунки для извлечения.
86. Кассета по п.85, отличающаяся тем, что зубцы второго гребня шире, чем зубцы первого гребня.
87. Кассета по п.85, отличающаяся тем, что содержит второй набор элементов, совмещенный с лунками для извлечения нескольких каналов, причем второй гребень сцепляется со вторым набором признаков.
88. Кассета по п.77, отличающаяся тем, что первая и вторая стенки каналов содержат один или более выступов или выемок для удержания среды в местах возле каждого из первого и второго буферных резервуаров.
89. Кассета по п.77, отличающаяся тем, что желоб имеет ширину в диапазоне от 3 до 11 мм.
90. Кассета по п.77, отличающаяся тем, что желоб имеет глубину в диапазоне от 6 до 12 мм.
91. Кассета по п.77, отличающаяся тем, что содержит стерильное отрывное покрытие, приклеенное над каналом.