核酸的自动化尺寸选择的制作方法

本申请是申请号为201280028830.4，申请日为2012年6月15日，发明名称为“核酸的自动化尺寸选择”的申请的分案申请。

相关申请的引用

本申请要求2011年6月16日提交并且名称为用于核酸自动化尺寸选择的方法和设备(methodandapparatusforautomatedsizeselectionofnucleicacids)的美国申请号61/497586的巴黎公约优先权，该申请出于所有目的特此通过引用结合在此。出于美国的目的，本申请根据35u.s.c.§119要求2011年6月16日提交并且名称为用于核酸自动化尺寸选择的方法和设备的美国申请号61/497586的权益，该申请出于所有目的特此通过引用结合在此。

本发明涉及核酸的自动化尺寸选择。本发明的诸个方面提供了适用于根据尺寸选择核酸的方法和设备。

背景技术：

存在所希望的通过尺寸选择核酸(如dna或rna)的广泛应用。举例来说，尺寸选择被用于生产用于测序和其他应用的dna库。

存在用于dna尺寸选择的多种技术。这些技术中的一些是不希望地劳动密集的。用于dna尺寸选择的一种方法是在一种凝胶中对包含dna的一个样品进行电泳。由于具有不同尺寸的dna在该凝胶中具有不同迁移率，所以电泳将dna按尺寸分成不同条带。可以鉴别出包含所希望的尺寸范围中的dna的一个条带并且接着从该凝胶手动切割出来。接着可以从该凝胶提取出所希望的dna。

一些电泳系统包括在一种凝胶中形成的诸个孔。dna可以通过电泳而跑到这些孔中。英杰e-凝胶(invitrogene-gel)和龙沙(lonza)flashgel^tm提供这些孔。

y-通道尺寸选择机器是用于dna尺寸选择的另一种技术。实例是sagepippinprep^tm和caliperxt^tm机器。这些机器可以通过将具有所希望的尺寸范围的dna转向到一个侧通道中并且抵着一个分子量截止过滤器收集转向了的dna而从一个样品提取具有所希望尺寸范围的dna。

从贝克曼库尔特(beckmancoulter)和其他公司可获得的固相可逆固定化珠粒(solidphasereversibleimmobilizationbead，spri)可以用于截留具有某一尺寸的dna并且接着在洗涤和ph值变化后释放该dna。

还需要可以提供高通量的一种dna尺寸选择技术。还需要可以在减少劳动的情况下提供精确的dna尺寸选择的一种dna尺寸选择技术。

概述

本发明具有许多可以一起申请的方面。这些方面中的一些具有独立申请。一个方面提供了用于核酸自动化尺寸选择的设备。另一个方面提供了一种计算机系统，用于控制用于核酸自动化尺寸选择的设备。另一个方面提供了用于核酸自动化尺寸选择的方法。核酸可以包括dna和/或rna。另一个方面提供了除其他之外适用于核酸自动化尺寸选择的滤筒(cartridge)。

在一个示例实施例中，通过将dna样品单独装载到琼脂糖通道中而对核酸进行尺寸选择，这些琼脂糖通道的每一个具有在该通道的一个末端的一个装载孔和在下游的一个提取孔。在装载后对这些核酸进行电泳并且这些核酸在它们朝着该提取孔迁移时被按尺寸分开。使该通道在这一过程中定期成像并且一种软件算法使用这些图像来鉴别参考条带和预测所希望的核酸片段将到达该提取孔的时间。通道电流经由dc电压的脉宽调制也是单独可控制的，使得如果相邻样品在不同速度下跑胶，那么可以改变提取时间以使得两个样品无需在同一时刻被提取。

本发明的另一个方面提供了用于核酸(如dna、rna等)尺寸选择的方法。这些方法包括通过电泳使来自一个样品的核酸沿着一个通道移动；自动监测这些核酸的一个参考部分沿着该通道的进程；基于该监测，估计这些核酸的一个目标部分到达该通道中的一个提取孔的估计时间；以及在该估计到达时间从该提取孔提取包含该目标部分的流体。该参考部分可以与该目标部分相同或不同。举例来说，在一些实施例中，该参考部分可以包括样品中所富含的核酸(最初存在于该样品中或者作为一个尺寸标记添加到该样品中)并且该目标部分可以包括尺寸与该参考部分的尺寸不同的核酸。该目标部分沿着该通道的进程可以从该参考部分的进程推断出。举例来说，可能已知该目标部分领先或落后该参考部分某一百分比。在一些实施例中，这些核酸的目标部分包含接合到一个所关注的核酸分子的一个接头，并且这些核酸的参考部分包含并未接合到该所关注的核酸分子的接头。在一些实施例中，这些方法可以包括自动监测这些核酸的多个参考部分沿着该通道的进程。该多个参考部分可以包括具有已知尺寸的一个dna或rna梯状物。

在一些实施例中，该监测包括在诸个间隔开的时间获得该通道的图像并且鉴别这些图像中对应于该参考部分的区域。这些图像可以例如通过为观察该通道所安装的一台摄像机来获取。该摄像机可以同时使许多通道成像。可以使用同一组图像监测多个通道中参考部分(对于不同通道，它并不一定相同)的进程。在一些情况下，可以基于该目标部分的平均速度，基于该参考部分在两个或更多个图像中的位置之间的差异，估计该目标部分的估计到达时间。这些图像可以包括高动态范围图像。举例来说，这些图像可以使用一台高动态范围传感器来获得或可以由两个或更多个不同底片聚集而成。在一些实施例中，这些图像具有10-位或12-位或更大的位深。在一些实施例中，获得这些图像的每一个包括操作一个成像装置以获得该通道的多个不同底片并且组合该多个不同底片以产生该图像，其中该图像具有比该多个不同底片的任一个更大的动态范围。

一些实施例包括限定该目标部分的尺寸或尺寸范围。举例来说，该目标部分的尺寸或尺寸范围可能以绝对项或相对于一个或多个参考部分来限定。举例来说，该目标部分的尺寸或尺寸范围可以被限定为领先或落后该参考部分某一百分比。一些实施例包括预定(scheduling)该目标部分到达该提取孔的时间；比较该预定到达时间与该估计到达时间；并且基于该预定到达时间与该估计到达时间之间的任何差异调节一种电泳信号的一个或多个电泳参数。在这些实施例中，可以造成不同通道中的诸个目标部分在不同时间到达提取孔(便于使用在该预定时间服务每一个通道的一个单一的机构(如携带一个移液管的一个自动机(robot))提取目标部分)。同样，在这些实施例中，可以造成不同通道中的诸个目标部分同时到达提取孔(便于使用在该预定时间同时服务几个通道的一个多通道机构(如携带一个多通道移液管的一个自动机)提取目标部分)。

调节该一个或多个电泳参数可以包括调节该电泳信号的工作周期、调节该电泳信号的电位或调节界定该电泳信号的其他参数。

在一些实施例中，该方法通过图像分析确定一个或多个通道中的一个提取孔和/或一个装载孔的位置。这有助于不同通道中的提取孔处于不同位置的系统并且还有助于提取孔和/或装载孔位置变化的自动补偿。

本发明的另一个方面提供了用于核酸尺寸选择的设备。该设备包括：一个通道，在该通道中具有第一和第二末端以及一个提取孔；一个电泳电源，被连接以传递一种电泳信号到该通道以使来自一个样品的核酸沿着该通道移动；一个成像装置，被安装以使该通道成像；一个控制器，被连接以从该成像装置获得图像，该控制器被配置成：通过分析这些图像自动监测这些核酸的一个参考部分沿着该通道的进程；基于该监测，估计这些核酸的一个目标部分到达该通道的提取孔的估计时间；以及操作一个机构以在该估计到达时间从该提取孔提取包含该目标部分的流体。

该成像装置可以包括一台电子摄像机。该摄像机可以配备有一个滤光片，该滤光片减弱了超出与核酸相关的一种染料的发射频带外的光。

在一些实施例中，该机构包括一个自动机系统，包括可操作地将一个样品转移到该通道中的一个装载孔中并且从该提取孔提取该流体的一个移液管。在一些实施例中，该移液管包括能够同时将多个样品引入到多个通道中或同时从多个通道中的提取孔提取流体的一个多通道移液管。

在一些实施例中，该通道包括具有相对的第一和第二侧的一个长形槽和处于该槽中的一种电泳介质，并且该第一和该第二侧具有沿着该第一和该第二侧纵向延伸的台阶，该电泳介质填充该槽升到这些台阶。

该电泳介质可以包括例如一种凝胶，如一种琼脂糖凝胶、一种丙烯酰胺凝胶、一种变性丙烯酰胺凝胶等。

在一些实施例中，该控制器被配置成通过一个或多个图像的图像分析测定该提取孔在该通道中的位置，并且使移液管尖端移动到所确定的该提取孔位置。

在一些实施例中，该控制器被配置成比较该目标部分到达该提取孔的估计时间与该目标部分到达该提取孔的所希望的时间，并且控制该电泳电源以基于该所希望的到达时间与该估计到达时间之间的任何差异调节该电泳信号的一个或多个电泳参数。

在一些实施例中，该控制器被配置成通过基于一种误差信号对该一个或多个电泳参数的比例反馈控制来控制这些核酸沿着该通道的移动速率，该误差信号包括该目标部分到达该提取孔的估计时间与所希望的到达时间之间的差异。

在一些实施例中，该控制器包括被配置成产生该目标部分到达该提取孔的该所希望的时间的一个调度程序。

该设备可以包括一个比例反馈控制器，该比例反馈控制器被配置成响应一种误差信号而控制该电泳电源以改变该目标部分沿着该通道的平均速度，该误差信号表示该目标部分到达该提取孔的估计时间与该目标部分到达该提取孔的所希望的时间之间的差异。在一些实施例中，该控制器被配置成通过暂时中断施加该电泳信号到该通道来减小该估计到达时间与该所希望的到达时间之间的差异。

本发明的另一个方面提供了用于核酸尺寸选择的一种卡盒。该卡盒包括一个板，具有在该板中形成的一个通道，该通道包括具有相对的第一和第二侧的一个长形槽和处于该槽中的一种电泳介质，第一和第二侧具有台阶，该电泳介质填充该槽升到这些台阶。该板可以具有一个或多个孔、槽或其他特征，用于将该板锁定到相对于一个自动机的一个已知位置中。该通道可以在沿着该通道间隔开的位置包括一个装载孔和一个提取孔。该板可以任选地至少在它的位于该通道下方的部分是透明的。

本申请提供了以下项目：

项目1.一种用于核酸尺寸选择的方法，该方法包括：

通过电泳使来自一个样品的核酸沿着一个通道移动；

自动监测这些核酸的一个参考部分沿着该通道的进程；

基于该监测，估计这些核酸的一个目标部分到达该通道中的一个提取孔的估计时间；以及

在该估计到达时间从该提取孔提取包含该目标部分的流体。

项目2.根据项目1所述的方法，其中该参考部分与该目标部分相同。

项目3.根据项目1所述的方法，其中该参考部分不同于该目标部分，并且估计该目标部分的估计到达时间包括估计该参考部分到达该提取孔的估计时间与该目标部分到达该提取孔的估计时间之间的差异。

项目4.根据项目1到3中任一项所述的方法，其中该监测包括在多个间隔开的时间获得该通道的图像，并且鉴别这些图像中对应于该参考部分的区域。

项目5.根据项目4所述的方法，其中估计该目标部分的估计到达时间包括基于该参考部分在这些图像的两个或更多个中的位置之间的差异测定该目标部分的平均速度。

项目6.根据项目4或5所述的方法，包括在使这些核酸沿着该通道移动之前，使这些核酸与一种染料组合。

项目7.根据项目6所述的方法，其中该染料包括一种荧光团或一种发色团。

项目8.根据项目6或7所述的方法，其中获得这些图像的每一个包括操作一个成像装置来获得该通道的多个不同底片，并且组合该多个不同底片以产生该图像，其中该图像具有比该多个不同底片的任一个更大的动态范围。

项目9.根据项目6到8中任一项所述的方法，包括用可见光或uv光照亮该通道，同时获得这些图像。

项目10.根据项目9所述的方法，其中该可见光或该uv光包含对应于该染料吸收谱带的波长。

项目11.根据项目1到10中任一项所述的方法，包括预定该目标部分到达该提取孔的时间；比较该预定到达时间与该估计到达时间；以及基于该预定到达时间与该估计到达时间之间的任何差异调节一种电泳信号的一个或多个电泳参数。

项目12.根据项目11所述的方法，其中调节该一个或多个电泳参数包括调节该电泳信号的工作周期。

项目13.根据项目11或12所述的方法，其中调节该一个或多个电泳参数包括调节该电泳信号的电位。

项目14.根据项目11到13中任一项所述的方法，包括通过基于一种误差信号对该一个或多个电泳参数的比例反馈控制来控制这些核酸沿着该通道的移动速率，该误差信号包括该预定到达时间与该估计到达时间之间的差异。

项目15.根据项目11到14中任一项所述的方法，包括通过暂时中断施加一种电泳信号到该通道来减小该估计到达时间与该预定到达时间之间的差异。

项目16.根据项目1到15中任一项所述的方法，包括通过图像分析测定该提取孔在该通道中的位置。

项目17.根据项目16所述的方法，其中估计这些核酸的目标部分到达该提取孔的估计时间部分基于通过该图像分析所测定的该提取孔的位置。

项目18.根据项目1到17中任一项所述的方法，其中从该提取孔提取包含该目标部分的流体在由该目标部分中所包括的一系列核酸尺寸自动测定的时段内进行。

项目19.根据项目18所述的方法，包括估计该目标部分的前缘和后缘到达该提取孔的估计时间，并且基于该目标部分的前缘和后缘到达该提取孔的估计时间调节提取该目标部分的开始和停止时间。

项目20.根据项目19所述的方法，包括自动控制该通道的电泳，使得在该目标部分的前缘到达该提取孔后，电泳速率增加。

项目21.根据项目1到20中任一项所述的方法，其中该通道是多个通道中的一个，并且并联进行该方法以处理该多个通道中的多个样品。

项目22.根据项目21所述的方法，其中该多个通道中每一个的电泳参数被独立控制。

项目23.根据项目21或22所述的方法，另外包括操作一个包括移液管的自动机系统以将该多个样品转移到该多个通道中。

项目24.根据项目23所述的方法，其中从该提取孔提取包含该目标部分的该流体包括操作该自动机系统以将一个移液管尖端放置到该提取孔中，操作该移液管以从该提取孔抽取该流体，并且操作该自动机系统以将所移出的流体转移到目标孔。

项目25.根据项目24所述的方法，包括自动控制这些核酸在这些通道的第一个和第二个中的移动，使得该第一通道中该目标部分的估计到达时间与该第二通道中该目标部分的估计到达时间不同。

项目26.根据项目23所述的方法，其中该移液管包括一个多通道移液管，并且从该提取孔提取包含该目标部分的该流体通过以下方式对多个通道同时进行：操作该自动机系统以将该多通道移液管用于这些通道的移液管尖端放置到对应多个通道的提取孔中，操作该移液管以从这些提取孔抽取该流体，并且操作该自动机系统以将所移出的流体转移到对应多个目标孔中。

项目27.根据项目26所述的方法，包括自动控制这些核酸在该多个通道中的移动，使得该多个通道中每一个的目标部分的估计到达时间相同。

项目28.根据项目27所述的方法，其中该多个通道的这些目标部分包括多个不同目标部分。

项目29.根据项目1到28中任一项所述的方法，其中该核酸的目标部分包含接合到一个所关注的核酸分子的一个接头，并且这些核酸的参考部分包含并未接合到该所关注的核酸分子的接头。

项目30.根据项目1到29中任一项所述的方法，其中该监测包括自动监测这些核酸的多个参考部分沿着该通道的进程，其中该参考部分是这些核酸的多个参考部分中的一个。

项目31.根据项目30所述的方法，其中这些核酸的所述多个参考部分包括具有已知尺寸的一个dna或rna梯状物。

项目32.根据项目1到31中任一项所述的方法，包括限定这些核酸的目标部分的尺寸或尺寸范围。

项目33.根据项目1到32中任一项所述的方法，其中这些核酸包含至少一个第一目标部分和一个第二目标部分，并且该估计和该提取步骤包括：

估计该第一目标部分到达该通道的提取孔的估计时间；

在该第一目标部分的估计到达时间从该提取孔提取包含该第一目标部分的流体；

在该通道中继续电泳；

估计该第二目标部分到达该通道的提取孔的估计时间；并且

在该第二目标部分的估计到达时间从该提取孔提取包含该第二目标部分的流体。

项目34.根据项目33所述的方法，包括将包含该第一目标部分的该流体和包含该第二目标部分的该流体转移到分开的目标孔中。

项目35.根据项目33所述的方法，包括将包含该第一目标部分的该流体和包含该第二目标部分的该流体转移到同一目标孔。

项目36.根据项目33到35中任一项所述的方法，包括预定用于提取该第一目标部分的第一预定时间，并且预定用于提取该第二目标部分的第二预定时间。

项目37.根据项目36所述的方法，包括控制该通道的一个或多个电泳参数以在该第一预定时间将该第一目标部分带到该提取孔。

项目38.根据项目36所述的方法，包括控制该通道的一个或多个电泳参数，以在该第一目标部分已经被提取之后，在该第二预定时间将该第二目标部分带到该提取孔。

项目39.根据项目33到38中任一项所述的方法，其中这些核酸包含多个目标部分，并且该多个目标部分在多个不同时间从该通道的提取孔提取。

项目40.根据项目21到28中任一项所述的方法，其中该多个通道中每一个中的这些核酸包含多个目标部分，并且这些通道中每一个中的该多个目标部分在多个时间从该提取孔提取。

项目41.根据项目40所述的方法，包括控制这些通道的一个或多个电泳参数，以在共同的第一预定时间将该多个通道的该多个目标部分的第一目标部分带到这些提取孔。

项目42.根据项目41所述的方法，包括控制这些通道的一个或多个电泳参数，以在不同时间将该多个通道的该多个目标部分的第一目标部分带到这些提取孔。

项目43.根据项目41或42所述的方法，包括控制这些通道的一个或多个电泳参数，以在共同的第二预定时间将该多个通道的该多个目标部分的第二目标部分带到这些提取孔。

项目44.根据项目41或42所述的方法，包括控制这些通道的一个或多个电泳参数，以在不同时间将该多个通道的该多个目标部分的第二目标部分带到这些提取孔。

项目45.一种用于核酸尺寸选择的方法，包括：

将包含核酸的样品装载到多个通道中，每一个通道包括一个提取孔；

通过电泳使这些核酸朝着这些提取孔移动；

预定从这些提取孔提取这些核酸的目标部分的预定时间；

监测这些目标部分朝着这些对应提取孔的进程；并且

基于该监测独立地控制这些通道中的电泳，以使得这些目标部分在这些预定时间到达这些提取孔。

项目46.用于核酸尺寸选择的设备，该设备包括：

一个通道，在该通道中具有第一和第二末端以及一个提取孔；

一个电泳电源，被连接以传递一种电泳信号到该通道以使来自一个样品的核酸沿着该通道移动；

一个成像装置，被安装以使该通道成像；

一个控制器，被连接以从该成像装置获得图像，并且被配置成：

通过分析这些图像自动监测这些核酸的一个参考部分沿着该通道的进程；

基于该监测，估计这些核酸的一个目标部分到达该通道的提取孔的估计时间；并且

操作一个机构以在该估计到达时间从该提取孔提取包含该目标部分的流体。

项目47.根据项目46所述的设备，其中该成像装置包括一台摄像机。

项目48.根据项目47所述的设备，其中该成像装置包括被配置成用可见光或uv光照亮该通道的一个照明灯。

项目49.根据项目46到48中任一项所述的设备，其中该机构包括一个自动机系统，该自动机系统包括可操作地将一个样品转移到该通道的一个装载孔中和从该提取孔提取该流体的一个移液管。

项目50.根据项目46到49中任一项所述的设备，其中该通道包括具有相对的第一和第二侧的一个长形槽和处于该槽中的一种电泳介质，该第一和该第二侧具有沿着该第一和该第二侧纵向延伸的台阶，该电泳介质填充该槽升到这些台阶。

项目51.根据项目50所述的设备，其中该电泳介质包括一种凝胶。

项目52.根据项目51所述的设备，其中该凝胶包括一种琼脂糖凝胶。

项目53.根据项目51所述的设备，其中该凝胶包括一种丙烯酰胺凝胶。

项目54.根据项目50所述的设备，包括分别位于该槽的第一和第二末端的第一和第二缓冲液池。

项目55.根据项目54所述的设备，包括分别处于该第一和该第二缓冲液池中的第一和第二电极，其中该第一和该第二电极被连接到该电泳电源。

项目56.根据项目55所述的设备，包括一个铰接框，其中该第一和该第二电极被安装在该铰接框上，并且该铰接框在该第一和该第二电极处于该第一和该第二缓冲液池中的一个第一位置与该第一和该第二电极被从该第一和该第二缓冲液池中移出的一个第二位置之间可移动。

项目57.根据项目50到56中任一项所述的设备，其中该槽具有在3mm到11mm范围内的宽度。

项目58.根据项目50到57中任一项所述的设备，其中该槽具有在6mm到12mm范围内的深度。

项目59.根据项目50到58中任一项所述的设备，在该介质中包括一个装载孔，其中一层该介质位于该装载孔与该槽的第一和第二侧的每一个之间。

项目60.根据项目46到59中任一项所述的设备，其中该机构包括携带一个移液管的一个自动机，并且该控制器被配置成使该移液管上的一个移液管尖端移动到该提取孔上的一个位置，将该移液管尖端下降到该提取孔中，并且将该流体抽取到该移液管尖端中。

项目61.根据项目60所述的设备，其中该控制器被配置成通过一个或多个图像的图像分析确定该提取孔在该通道中的位置，并且使该移液管尖端移动到所确定的该提取孔位置。

项目62.根据项目46到61中任一项所述的设备，其中该控制器被配置成比较该目标部分到达该提取孔的估计时间与该目标部分到达该提取孔的所希望的时间，并且基于该所希望的到达时间与该估计到达时间之间的任何差异控制该电泳电源以调节该电泳信号的一个或多个电泳参数。

项目63.根据项目62所述的设备，其中该一个或多个电泳参数包括该电泳信号的工作周期。

项目64.根据项目62或63所述的设备，其中该一个或多个电泳参数包括该电泳信号的电位。

项目65.根据项目46到61中任一项所述的设备，其中该控制器被配置成通过基于一种误差信号对该一个或多个电泳参数的比例反馈控制来控制这些核酸沿着该通道的移动速率，该误差信号包括该目标部分到达该提取孔的估计时间与所希望的到达时间之间的差异。

项目66.根据项目65所述的设备，其中该控制器包括被配置成产生该目标部分到达该提取孔的该所希望的时间的一个调度程序。

项目67.根据项目46到61中任一项所述的设备，包括一个比例反馈控制器，该比例反馈控制器被配置成响应一种误差信号控制该电泳电源以改变该目标部分沿着该通道的平均速度，该误差信号表示该目标部分到达该提取孔的估计时间与该目标部分到达该提取孔的所希望的时间之间的差异。

项目68.根据项目62到67中任一项所述的设备，其中该控制器被配置成通过暂时中断施加该电泳信号到该通道来减小该估计到达时间与该所希望的到达时间之间的差异。

项目69.根据项目46到68中任一项所述的设备，包括多个通道，其中该通道是该多个通道中的一个。

项目70.根据项目65所述的设备，包括多个通道，其中该通道是该多个通道中的一个，并且该控制器被配置成控制该多个通道中的每一个的电泳信号，使得这些目标部分到达该多个通道中的每一个的估计时间相同。

项目71.根据项目70所述的设备，其中该机构包括被配置成支撑多个移液管尖端的一个多通道移液管，并且这些移液管尖端被间隔开以便同时插入到该多个通道的提取孔中。

项目72.根据项目70或71所述的设备，其中该多个通道中的这些目标部分包括多个不同目标部分。

项目73.根据项目65所述的设备，包括多个通道，其中该通道是该多个通道中的一个，并且该控制器被配置成控制该多个通道中的每一个的电泳信号，使得这些目标部分到达该多个通道中的每一个的估计时间不同。

项目74.用于核酸尺寸选择的设备，包括：

多个通道，各自包含一种电泳介质与在其中形成的一个提取孔；

一个多通道电泳电源，可连接以在每一个通道的末端之间施加一个电泳电位，该电源被配置成独立地控制该多个通道中每一个的电泳电位；

一台摄像机，被定位以使该多个通道成像；

一个控制器，被连接以接收来自该摄像机的图像并且控制该电源，该控制器被配置成处理这些图像，基于这些图像监测核酸的目标部分沿着这些通道的进程，并且基于所监测的这些对应目标部分的进程控制该电源以改变这些通道中的电泳电位。

项目75.根据项目74所述的设备，其中该控制器包括用于从这些提取孔提取这些目标部分的一个预定，并且该控制器被配置成根据该预定控制这些电泳电位以使这些目标部分不时到达这些提取孔。

项目76.根据项目75所述的设备，包括一个自动机移液管装置，其中该控制器被配置成根据该预定控制该自动机移液管装置以不时从这些提取孔提取这些目标部分。

项目77.一种用于核酸电泳的卡盒，该卡盒包括一个板，具有在该板中形成的一个通道，该通道包括具有相对的第一和第二侧的一个长形槽和处于该槽中的一种电泳介质，第一和第二侧具有台阶，该电泳介质填充该槽升到这些台阶。

项目78.根据项目77所述的卡盒，包括处于沿着该通道间隔开的位置的一个装载孔和一个提取孔。

项目79.根据项目78所述的卡盒，其中该板至少在它的位于该通道下方的部分是透明的。

项目80.根据项目77到79中任一项所述的卡盒，包括分别位于该槽的第一和第二末端的第一和第二缓冲液池。

项目81.根据项目77到80中任一项所述的卡盒，包括被安排在该板上的多个平行通道。

项目82.根据项目81所述的卡盒，包括一个具有多个伸入这些装载孔中的销的第一梳。

项目83.根据项目82所述的卡盒，包括与该多个通道的装载孔对齐的一个第一组特征，其中该第一梳与该第一组特征啮合。

项目84.根据项目83所述的卡盒，其中该第一梳的销比这些槽更窄。

项目85.根据项目82到84中任一项所述的卡盒，包括一个具有多个伸入这些提取孔中的销的第二梳。

项目86.根据项目85所述的卡盒，其中该第二梳的销比该第一梳的销更宽。

项目87.根据项目85或86所述的卡盒，包括与该多个通道的提取孔对齐的一个第二组特征，其中该第二梳与该第二组特征啮合。

项目88.根据项目77到87中任一项所述的卡盒，其中这些通道的第一和第二壁包括一个或多个凸出或凹陷，用于使该介质保持在靠近该第一和该第二缓冲液池中的每一个的位置。

项目89.根据项目77到88中任一项所述的卡盒，其中该槽具有在3mm到11mm范围内的宽度。

项目90.根据项目77到89中任一项所述的卡盒，其中该槽具有在6mm到12mm范围内的深度。

项目91.根据项目77到90中任一项所述的卡盒，包括粘附在该通道上的一个无菌剥离覆盖物。

本发明的其他方面和本发明的示例实施例的特征在附图中加以展示和/或如下所述。

附图简要说明

附图描绘了本发明的非限制性示例实施例。

图1展示了用于根据一个示例实施例对核酸进行尺寸选择的一种方法。

图1a展示了一种替代示例方法。

图2的左图示意性展示了一个通道的一个图像。

图2的右图是展示密度随沿着通道的位置而变的一个图。

图3展示了用于鉴别对应于具有预定尺寸的dna的一个峰的一种方法。

图4展示了根据一个示例实施例的设备。

图5示出了一个示例自动机。

图5a示出了一个示例层面。

图5b示出了一个示例摄像机组合件。

图6是一个示例图形显示器的屏幕快照。

图7是一个示例通道板的平面视图。

图7a是一个单独的通道的截面。

图7b示出了适用于形成装载或提取孔的一个示例梳。

图7c是根据另一个实施例的一个示例通道板的平面视图。

图7d是具有接合的形成源孔和提取孔的梳的一个通道板的透视图。

说明

在以下说明通篇，陈述了具体细节以便向本领域的普通技术人员提供更透彻的理解。然而，可以不详细示出或描述众所周知的要素以避免不必要地模糊本披露。因此，说明和图应以说明性而不是限制性意义来看待。

本发明的一个方面提供了用于多个核酸样品的尺寸选择的一种自动化方法。该方法使用成像结合预测算法来定时提取并且提供具有所希望的尺寸范围的尺寸选择过的核酸。该方法可以有利地结合自动化设备来实施，该自动化设备包括一个或多个电泳通道、获取该一个或多个电泳通道的图像的一台摄像机以及包括一个移液管的一个自动机，该移液管用于将样品引入到相应通道中并且从这些通道提取尺寸选择过的核酸。这些通道可以填充有例如一种琼脂糖凝胶或一种丙烯酰胺凝胶。这些通道可以各自具有在该通道中的一个装载孔和沿着该通道与该装载孔间隔开的一个提取孔。

以下说明解释了用于对dna进行尺寸选择的示例实施例的构建和操作。举例来说，dna可以包括得自rna的cdna。待进行尺寸选择的dna可以具有在10bp到10kbp范围内的尺寸。然而，本发明可以被应用于其他核酸(如rna)的尺寸选择。在一些实施例中，这些核酸包括剪切过的核酸。

图1展示了根据本发明的示例实施例的一种方法10。在方框11中，将包含dna的样品引入到包含一种介质的通道中的一个装载孔中，可以通过电泳使该dna移动穿过该介质。包含dna的样品还可以包含与该dna一起被引入到该装载孔中的一种染料(例如sybrgreen^tm染料或溴化乙锭)。染料的功能是促进该介质中该dna的检测或成像。在一些实施例中，该样品中的dna分子可以包含一个接头，它可以适用于下游应用，如dna测序。该介质可以例如包括一种琼脂糖或丙烯酰胺凝胶。在方框12中，开始电泳。电泳可以通过在处于该通道的相对的末端的电极之间施加一个电位差来进行。该电位差可以包括例如一个dc电位、脉冲dc电位或不平衡ac电位。所施加的电位驱使该dna从该装载孔沿着该通道朝向一个提取孔迁移。具有不同尺寸的dna在该通道中具有不同迁移率，并且因此该dna变得尺寸分离。

任选方框13提供了一个延迟以允许该dna沿着该通道迁移足够远，从而可以检测到不同尺寸dna的浓度。方框14包括确定具有所希望的尺寸范围的目标dna沿着该通道的位置。在一些实施例中，方框14包括用一台摄像机获得一系列通道图像，检测该一个或多个图像中对应于具有一个或多个已知尺寸的dna的一个或多个界标，并且基于该一个或多个界标的一个或多个位置确定该目标dna的位置。方框14的输出是该目标dna沿着该通道的一系列位置。

一个或多个尺寸测定参考物(例如界标)可以在跑胶时间之时或之前被指明；无论它是一个dna梯状物还是预期电泳图中存在的一个固有特征。如果所用尺寸参考物是一个dna梯状物，那么该dna梯状物可以在将该样品装载到这些装载孔之前被添加到该样品中。在一些实施例中，该尺寸参考物固有地存在于该样品中。举例来说，为了对得自mirna的一个cdna样品进行尺寸选择，该样品可以包含cdna+接头片段(例如具有109bp的尺寸)以及接头-接头片段(例如具有80bp的尺寸)。这些接头-接头片段可以用作一个尺寸参考物。

该目标dna的尺寸范围可能以多种方式(例如以绝对项或相对于一个或多个给定参考物)来限定，允许切除尺寸依赖或独立于该输入样品的电泳图轮廓(profile)的部分。举例来说，如果该输入样品是一个预期峰中心在约250bp的剪切过的基因组dna，那么可以相对于该峰中心来限定该目标部分的迁移率范围(例如峰中心迁移率的110％-90％)，或可以独立于该峰中心的实际迁移率以绝对尺寸范围(例如150bp-200bp)形式限定该目标。

方框15确定该目标dna沿着该通道的平均速度。方框15可以例如像该目标dna两个位置之间的差值除以确定这些位置的图像之间所经过的时间一样简单。方框15可以考虑大于两个位置。举例来说，方框15可以计算多个速度的平均值或找出它们的中值。

方框16估计该目标dna到达该提取孔的时间。这一确定可以基于一个已知、预定的提取孔位置。在一些实施例中，在方框17中，通过在方框15所获得的图像中定位该提取孔的图像(或出于定位该提取孔的目的所获得的别的分开图像)来确定该提取孔的位置。这一图像识别可以是基于模型的(即提前已知一个通道的图像预期在一个图像中看起来像什么、每一个通道预期在该图像的哪里被发现、以及一个提取孔的图像预期在该图像中看起来像什么。定位该提取孔可以例如包括在该图像中查找与一个提取孔的模型图像相关性最大的位置。在其他更简单的实施例中，在该图像中定位该提取孔包括在该图像中定位对应于该提取孔的一个或多个边缘。

举例来说，该估计到达时间可以通过将估计行进时间加到当前时间来获得。该估计行进时间可以例如通过该提取孔位置与该目标dna当前位置之间的距离除以如方框15中所估计的该目标dna的当前速度来确定。

方框18在该估计到达时间从该提取孔提取该目标dna。方框18可以例如包括控制携带一个移液管的一个自动机以在该估计到达时间或之前将该移液管放置到该提取孔中，并且在该估计到达时间从该提取孔抽取该流体到该移液管中。该自动机可以接着将所收集的流体分配到可以容纳或传递该流体用于进一步处理的一个储集器中。

方法10具有一系列变化。在一些实施例中，关于该目标dna的速度和/或位置的信息被用于控制目标dna的速度。从跑胶时间电泳图获得的位置信息和时间信息被用于一个反馈回路，以除了该目标dna部分到达提取孔的时间外，还控制它的电泳速度。

反馈控制可以被用于例如调节该目标dna到达该提取孔的估计时间。可以例如通过调节一个电泳电场的工作周期和/或电压和/或通过暂停施加电泳电场一次或多次来调节该估计到达时间。通过调节工作周期调节该目标dna速度的实施例可以是有利的，因为工作周期与速度之间的关系趋向于线性或几乎线性。这使得控制简化。可以同时控制任意数目样品的电泳速度和提取预定。在一个实施例中，提取预定平行跑胶处理96个样品。

图1a展示了一种替代示例方法10a，它除了包括预定该目标dna的预定到达时间的一个方框19和比较方框16的该估计到达时间与该目标dna的预定到达时间的一个方框20外，与方法10类似。方框21接收来自方框20的一种控制信号，并且基于该控制信号调节电泳参数。回路22可以在足以控制该目标dna进程的速率下定期重复，使得该目标dna在预定时间到达该提取孔。

在方框21中，适当时可以调节这些电泳参数，以延缓该目标dna的进程、加速该目标dna的进程或保持该目标dna的进程的当前速率。在一些实施例中，调节仅仅取决于该控制信号的标志(即该估计到达时间是在该预定到达时间之前还是之后)。在其他实施例中，该调节至少部分基于该估计到达时间与该预定到达时间之间差值的大小(或相当地一个估计速度与将使得该目标dna在该预定时间到达该提取孔的一个速度之间差值的大小。

在典型情况下，该目标dna不具有一个特定尺寸但具有一个尺寸范围。因此，该目标dna将在具有通过该dna部分的尺寸范围以及通过这些电泳参数所确定的长度的时间窗口期间到达该提取孔。在一些实施例中，一个目标部分最初可以被限定并且还被连续调节直到该部分被提取。

在同时正在操作多个电泳通道的情况下，控制目标dna到达一个提取孔的时间可以被用于产生良好效果。举例来说，可以控制多个通道每一个中的dna电泳以使每一个通道中的目标dna在一个预定时间到达一个提取孔，使得不同通道中预定时间不同。不同通道中的目标dna可以相同或不同。这可以有助于使用一个自动机来从每一个通道提取目标dna，而不要求该自动机的同一移液管同时从两个提取孔提取流体。可以分配这些预定时间以确保该自动机具有足够时间进行每一次预定提取。

控制电泳速度可以被用于补偿通道之间电泳速度的变化(例如由电泳介质的不均匀性或不同通道所用电泳介质的其他差异所导致。该控制还可以被用于补偿通道之间提取孔位置的差异。该控制还可以被用于补偿不同通道中目标dna的差异。

一些实施例采用一个多通道自动机。举例来说，这样一个自动机可以具有多个移液管，这些移液管被安排成使得它们的尖端可以同时被插入到多个提取孔中。举例来说，该自动机可以携带8个、16个或一些其他数目的移液管。在一些此类实施例中，通道被并排地安排，并且该自动机可以被配置成将流体同时引入n个相邻装载孔或将流体同时从n个相邻提取孔移出。

在使用一个多通道自动机的一些实施例中，控制多个通道中的电泳以使该多个通道中的目标dna在同一预定时间到达提取孔。该多个通道中的目标dna可能不同。该自动机可以接着被控制，以在该预定时间将移液管尖端放置到该多个通道的提取孔中并且同时从这些提取孔提取流体。这些实施例允许不同的预定到达时间被分配给多组通道。每一组中个别通道的电泳可以被单独控制以使该组每一个通道中的目标dna在该组的预定时间到达相应提取孔。不同组通道的预定时间可以被间隔开，使得该自动机有时间进行预定提取。这些实施例可以提供高通量电泳。

上述原理还可以被应用在希望从同一样品提取两个或更多个部分的情形下。对于这些应用，可以进行电泳以将一个第一目标部分带到一个提取孔并且提取该第一目标部分。随后，可以进行进一步电泳以将一个第二部分带到该提取孔。可以接着提取该第二部分。如果希望的话，可以保持该第一和该第二目标部分彼此分离。举例来说，该第一和该第二目标部分的每一个可以从该提取孔被转移到一个分开的目标孔。如果希望的话，还有可能从同一样品转移多个部分到同一目标孔。

在一些应用中，三个或更多个部分可以被提取自同一样品。当待从同一样品提取两个或更多个目标部分时，那么可以分开地预定每一个目标部分的提取。在一个第一目标部分已经在一个第一预定时间从一个通道被提取后，可以控制该通道的电泳参数以在一个第二预定时间将该第二目标部分带到该提取孔。

在一些实施例中，控制多个通道中的电泳以在一个第一时间将对应的多个第一目标部分带到该多个通道中的提取孔。一个多通道移液管或其他多通道提取机构可以接着被用于将该第一目标部分转移到对应的目标孔。可以接着控制该多个通道中的电泳以将第二目标部分同时带到这些通道中的提取孔。这些第一目标部分与这些第二目标部分之间的间距没必要在不同通道之间是相同的。可以控制电泳以在一些通道中使该第二目标部分朝着该提取孔移动比其他通道更快。在一些实施例中，控制电泳以在该多个通道中将这些第二目标部分同时带到提取孔，使得可以使用该多通道移液管同时提取这些第二目标部分。

图2的左图示意性展示了一个通道24的图像。通道24包括一种合适电泳介质的一个条带25与在每一末端的一个缓冲液池25a、25b。一个装载孔26a位于接近缓冲液池25a的介质25中。一个提取孔位于与装载孔26a隔开朝着缓冲液池25b的位置处的介质25中。

在图2的左图中还展示已经通过电泳从装载孔26a沿着介质25携带的各种dna条带。因为具有不同尺寸的dna在电泳下以不同速率移动，所以不同位置处的条带表示具有不同尺寸的dna。在该图像中，不同条带可以具有不同密度。这些条带可以全部表示一个样品中存在的dna。在一些实施例中，具有一个已知尺寸或一组已知尺寸的dna(例如一个dna梯状物)可以被添加到该样品中，用于提供可以用于确定目标dna的位置的一个尺寸标度的目的。

在一些实施例中，尺寸测定参考物(如dna梯状物)作为输入样品在同一通道24中跑胶。与尺寸测定参考物和样品在单独通道中跑胶的实施例相比，这确保了尺寸测定的精度。

图2的右图是展示密度随沿着通道24的位置而变的一个图。曲线27中的峰对应于图2的左图中所示出的条带的位置。上述方法可以鉴别曲线27中对应于该目标dna的一个峰，或从对应于与该目标dna具有一种或多种已知尺寸关系的dna的一个或多个其他峰的位置推断出该目标dna的当前位置。

一些实施例提供一个调度程序。该调度程序可以例如在软件中被执行。该调度程序可以预定：样品转移到通道24的源孔26a中、通道24中的电泳开始并且从提取孔26b提取目标部分。在一些实施例中，该调度程序在样品正在通道24中跑胶时操作，并且可以响应该目标部分的进程(或与该目标部分具有一种已知关系的一个条带)监测再预定这些目标部分的提取。该预定可以最初预定在与一个通道中开始电泳的时间隔开一个时段的时隙提取一个目标部分，该时段比一个目标部分有可能从该源孔26a前进到该对应提取孔26b的最短时段长。在一些实施例中，这一最初预定所用的时段可以基于测量到的从该源孔26a到该提取孔26b的距离而确定。该时段可以基于该目标部分的比在电泳参数的可用范围内可达到的最大速度小的假定平均速度而产生。该假定平均速度可以是该目标部分的尺寸和正在进行电泳的该介质的特征的函数。

在一些实施例中，由该调度程序预定用于提取一个目标部分的时段的长度是可变的，并且取决于该目标部分中所包括的核酸的尺寸(包括更大尺寸范围的一个目标部分将比展开尺寸小的一个目标部分花费更长时间去提取)。在一些实施例中，基于一个目标部分的前缘和后缘到达该提取孔的估计时间调节提取该目标部分的开始和停止时间。

在一些实施例中，该调度程序监测从不同通道24提取目标部分的时间之间的冲突。在一些此类实施例中，在冲突(即分配用于从不同通道24提取目标部分的时段重叠的情况下，该调度程序可以修正从一个通道24提取该目标部分的预定时间以消除该冲突。该预定提取时间的变化可以自动导致重新预定的通道24中的电泳参数被改变，以便控制该目标部分在该通道24中的进程，使得该目标部分在该重新预定的时间到达该提取孔。

在一些实施例中，控制一个通道24的电泳参数，使得在该目标部分的前缘到达对应提取孔26b并且提取开始后，电泳速率增加，从而减少为提取整个目标部分必须继续提取所经过的时间。

图3展示了用于鉴别通道24中对应于预定尺寸dna的峰的一种方法30。方框32使用已知电泳参数向一个通道施加电泳一段时间。方框33获得在方框33结束时的通道图像。方框34基于该目标dna的已知特征鉴别沿着该通道的位置范围。举例来说，可以提供使沿着该通道的位置与dna尺寸相关的一个预定校正曲线35。在一些实施例中，提供多个不同校正曲线35。不同校正曲线可以应用于在通道24中可以使用的不同介质。

方框34估计预期发现目标dna的位置或位置范围。该估计位置可以是已经进行电泳的时间长度、通道24中的介质、电泳参数以及该目标dna的特征(尤其尺寸)的函数。一名操作者可以记录该目标dna的尺寸或尺寸范围。方框34可以使用一个适当校正曲线35来鉴别曲线27中对应于该目标dna的一个峰的预期位置。方框36设定一个范围37(参看图2的右图)并且在曲线27中搜寻范围37内的一个峰。如果成功检测到一个峰(如例如由方框39所产生的是(yes)所确定，那么该峰被鉴别为该目标dna的最初位置。一旦已经在一个图像中鉴别出对应于目标dna的一个峰，该峰可以在它沿着该通道传播时通过后续图像而被追踪。电泳图轮廓的显著特征可以在跑胶时间被鉴别出并且在更快移动的尺寸参考物移动出视野时被用于帮助保持尺寸完整性。

方法30可以被用于鉴别一个dna梯状物和/或一个样品中对应于dna的一个或多个峰。在一些实施例中，不同于该目标dna的一个或多个峰被如上所述鉴别并且追踪。该目标dna的当前位置可以相对于这些峰被鉴别出。举例来说，一名用户可以限定预期目标dna领先或落后一个或多个这些峰的量。

图4展示了根据一个示例实施例的设备40。设备40包括一个自动机42，该自动机包括一个移液管44，该移液管可以被自动机42安置在一个场地43中所希望的位置上。举例来说，自动机42可以包括支撑一个单通道移液管泵的一个xyz平台，它还支撑一个缓冲液装载线和尖端喷射机构。一个源板45包括多个源孔45a。一个目标板46包括多个目标孔46a。多个通道47被提供在场地43内。

自动机42包括可以控制移液管44的位置的一个控制器42a。控制器42a可以例如通过以下方式控制自动机42装载一个通道：抬起在一个站点48a处的一个移液管尖端48，将该移液管尖端安置在一个选出的源孔45a上方，使该移液管尖端下降到该源孔45a中并且抽取流体到该移液管尖端45a中，升高该移液管尖端并且将其再安置在一个选出的通道47的一个装载孔上方，使该移液管尖端下降到该装载孔中，操作该移液管以将该流体分配到该源孔中，升高该移液管尖端并且将移液管尖端移动到使用过的移液管尖端的一个储存区并且断开使用过的移液管尖端。

控制器42a可以例如通过以下方式控制自动机42从一个通道取回目标dna：抬起在站点48a处的一个移液管尖端48，将该移液管尖端安置在该选出的通道的提取孔上方，刚好在该目标dna估计到达之前，使该移液管尖端下降到该通道的提取孔中，抽取流体到该移液管尖端45a中，经过一段对应于该目标dna预期到达的时间，升高该移液管尖端并且将其再安置在一个目标孔46a上方，使该移液管尖端下降到该目标孔中，操作该移液管以将该流体分配到该目标孔中，升高该移液管尖端并且将移液管尖端移动到使用过的移液管尖端的一个储存区并且断开使用过的移液管尖端。

如在此描述的设备可以被配置成处理任何合理数目的样品。在一些实施例中，如在此描述的设备提供同时用于96个样品的自动化尺寸选择。在其他示例实施例中，设备同时处理96个样品的倍数。其他示例实施例被配置成处理其他数目的样品。

适用作自动机42的自动机是可商购的。适用作自动机42的自动机还可以按本领域的普通技术人员已知的方式由可商购的组件制成。

设备40包括一个成像装置50，它可以例如包括被安排以获得通道47的图像的一台摄像机。成像装置50可以包括一个高动态范围成像装置。举例来说，摄像机50或被连接以从摄像机50接收图像的一个控制器可以被配置成获得和组合在不同曝光时间拍摄的图像以扩大可检测到的动态范围。这允许暗条带可以在不使最亮条带饱和的情况下可见。

一个光源52照亮了通道47以促进沿着这些通道传播的核酸成像。当该dna与一种染料结合时，该光源可以发射对应于该染料吸收谱带的光(例如对应于激发该染料的荧光团的波长的一个谱带。光源52可以包括阻断在这一范围以外的波长的一个滤光片。举例来说，sybrgreen^tm染料吸收488nm的光。该光源可以发射蓝光。举例来说，该光源可以包括蓝色led的一个阵列。可替代地或另外地，该光源可以发射uv光。摄像机50可以包括优先允许该染料的荧光进入的一个滤光片。举例来说，sybrgreen^tm染料发射520nm的光。该摄像机可以具有使520nm的光通过但减弱其他波长的光的一个带通或陷波滤光片。

举例来说，该摄像机可以被固定到自动机42的一个部件上，使得该摄像机与通道47在固定距离下。在一个原型实施例中，摄像机50和led照明灯52被固定到自动机42的一个y轴臂上。

一个多通道电泳电源54被配置成在通道47的两端提供电泳电位。电源54可以包括一个单一单元或多个独立单元。一个控制器55被连接以从摄像机50接收图像以便控制电源54和协调自动机42的动作。一个用户界面56允许用户提供控制输入和信息以指导设备40的操作。

在一个示例系统操作中，源板和目标板45、46连同包含移液管尖端的两个尖端盒一起被装载。包括通道47的板被设定在层面上并且电极阵列被放置成使得它们的电极与该通道板末端的通道47电接触。在一些实施例中，这些电极被安装到一个结构上，该结构允许它们被引入到每一个通道的每一末端的缓冲液孔中。举例来说，该设备可以包括携带对应于每一个通道的第一和第二电极的一个铰接框。该第一和该第二电极可以被安装在该铰接框上，并且该铰接框可以在该第一和该第二电极伸入一个通道的第一和第二缓冲液池中的第一位置与该第一和该第二电极从该第一和该第二缓冲液池被移出的第二位置之间可移动。

控制软件与样品位置(整个96孔板或更少或更多)、样品类型以及一个或多个通道板的位置一起被配置。

当开始跑胶时，这些通道板中的缓冲液孔被填充。样品被依次装载(例如由该自动机装载到通道47的装载孔中)并且开始电泳。在一个实施例中，随行摄像机50被用于定位每一个通道47中的提取孔，避免要求手动配置这些提取孔的位置。这促进在它们的通道47内的不同位置提供提取孔的可能性。

一些实施例包括用于测量和/或设定该移液管尖端的y位置的一个机构。知道该移液管尖端的确切位置有助于在小孔中精确装载和取回核酸样品。该机构是有用的，因为不同移液管尖端的末端在被安装到该移液管时可以处在相对于该自动机稍微不同的位置。在一个示例实施例中，该机构包括一个开关(它可以是例如一个微动开关、接近开关等)，当一个移液管尖端在相对于该开关的一个预定位置时，该开关改变状态。该开关可以在该自动机场地中的一个方便位置。

在一些实施例中，该开关被安置在一定量新鲜移液管尖端附近，使得可以通过移动该自动机靠着该开关带动移液管尖端来设定每一个新的移液管尖端的y位置。在这些实施例中，该移液管尖端可以靠近该开关放置并且接着以y方向朝着该开关移动直到该开关改变状态。这一机构可以被用于在一个尖端被装载后单独测量每一个移液管尖端的末端的位置。测量到的位置可以被用于补偿不同移液管尖端中略微的不对准。所展示的系统40包括一个开关49，该开关被安排成当一个移液管尖端以y方向(与通道47平行的一个方向)压住该开关时切换。

图5示出了一个示例自动机。图5示出了容纳控制器和电源的一个下层面和容纳通道板和电极的一个上层面。在它上方的是具有泵的移液管头、缓冲液传递系统以及用于通道成像的摄像机和灯。

图5a示出了一个示例层面。图5a示出了使层面保持在原位的层面定位板。尖端盒、源板、目标板以及通道板全部被安装到该层面上。至少源板、目标板以及通道板可从该层面移除。提供了弹簧销用于靠着定位销固持住这些板，使得这些板被安装在该层面上时，源孔、目标孔以及通道应在已知位置。

图5b示出了一个示例摄像机系统，包括一台摄像机50和led阵列52。在一些实施例中，led阵列52包括蓝光发射光源，如由蓝色滤光片覆盖住led的蓝色led。

在一个示例实施例中，控制器55包括一个处理器，该处理器被配置成执行软件中所提供的指令。软件基于该用户输入的资料创建一个跑胶方案(哪一个样品在哪一个通道中按哪一个顺序跑胶，并且应终止什么目标孔中的相应提取)。这以图形方式传达给该用户。

图6是一个示例图形显示器的屏幕快照。图6示出了显示器跑胶中。样品已经在左下侧开始被依次装载，并且首先的两个半板已经结束跑胶。其余向右的样品正在跑胶，并且基于最新的图像以图形示出了每一个通道的状态。顶端的图是由该用户选出的一个通道的一个电泳图，示出了一个尺寸参考峰59a和目标区59b。

可以与如上所述的自动机一起使用而且可以具有其他应用的本发明的另一个方面提供用于核酸分离的通道板。在一些实施例中，一个或多个通道被提供在板上。举例来说，该板可以被可移除地放置在如上所述的一个自动机的场地内。与平板(例如平板凝胶)相反，在通道中提供dna分离介质具有减少一种样品与另一种样品交叉污染的可能性的优势。

图7是一个示例通道板80的一个平面视图。板80包括用于接收定位销的定位特征81(如孔(参看图7a)或凹口(参看图7c))或允许板80被可重复地安置在一个自动机或其他设备的场地中的其他定位特征。多个通道24沿着板80延伸。每一个通道24包括具有一种合适电泳介质一个条带25。在条带25的每一个末端提供一个缓冲液池25a、25b。一个装载孔26a位于接近缓冲液池25a的条带25中。一个提取孔26b位于与装载孔26a隔开朝着缓冲液池25b的位置处的条带25中。在一些应用中，不同通道的提取孔26b彼此对齐，但这并不是强制性的。在一些应用中，可以方便的在不同通道24中沿着条带25的不同位置提供提取孔26b。

图7a是一个单独的通道24的截面。通道24任选地在条带25的任一侧具有一个小的台阶边。在所展示的实施例中，示出了台阶83。台阶83提供了拐角84。拐角84彼此平行沿着条带25纵向跑胶。在所展示的实施例中，拐角84平行于板80的平坦顶部和底部表面84a和84b。介质86(例如一种琼脂糖凝胶、丙烯酰胺凝胶等)填充条带25直到拐角84的水平面。台阶83有助于在条带85中制造沿着条带25的长度平坦的材料86的顶部表面。在材料86被引入条带25中时，拐角84的存在有助于减小材料86的表面张力在材料86的表面上形成弯液面的趋势。可以在靠近条带25末端的条带25的壁中形成任选特征，如小凹坑或凹痕89(参看图7c)，以便将材料86机械锁定就位。

可以改变通道24的大小。在一个示例实施例中，条带25具有在约6到12mm、优选8到10mm范围内的深度。在一个示例实施例中，条带25具有3mm到11mm、优选4mm到7mm的宽度。然而，在此所述的原理可以被应用于其他大小的通道。

板80可以由一种合适塑料或其他电绝缘材料制成。在一些实施例中，板80是注塑模制的，然而，板80还可以通过机器加工或任何其他合适方式制造。

一个板80可以通过临时阻挡或填充缓冲液池25a和25b并且倾倒合适量的一种可定型材料86到条带25中来制备。优选地，每一个缓冲液池的整个体积被填满，同时浇铸材料86，使得材料86不能流入缓冲液池中。举例来说，一种琼脂糖凝胶可以被倾入条带25中，而该凝胶呈液体形式并且接着使它在条带25中定型。引入每一个条带中的材料86的量可能刚好足够该材料的一个表面处于拐角84的水平面。

装载孔和提取孔可以被形成在材料86中，而该材料被铸成条带25。在其他实施例中，装载孔和/或提取孔可以在材料86已经定型后形成。在一些实施例中，装载孔和/或提取孔通过将装载梳和/或提取梳放置在沿着条带25的适当位置来形成。图7b示出了一个示例梳87。每一个梳87包括一排销87a。一个梳87可以与条带25横向被放置在板80上，使得销87a被安排伸入由该梳87交叉的通道24的条带25中。

板80可以包括定位特征88以便所希望的对齐放置梳87形成装载孔和/或提取孔。多组定位特征88可以被提供用于帮助在沿着条带25的不同位置形成提取孔。如上文所指出，可以希望在定制为进行分离的位置提供提取孔。装载孔26a与提取孔26b之间分离通道的最佳长度取决于dna或其他目标核酸的长度和所希望的分离程度。

用于形成提取孔的一个梳87可以具有比用于形成装载孔的销87a略微更宽的销87a。提供未延伸到条带25全宽的装载孔26a有助于避免在一个装载孔两侧的样品损失。提取孔26b可以延伸到条带25的全宽或将近条带25的全宽。

一系列实施例提供其中装载孔比提取孔更宽的通道。在一个具体示例实施例中，装载孔具有1.2×3.5×9mm的大小，并且提取孔具有1.2×5.5×9mm的大小(即比该装载孔宽2mm)。具有1.2×3.5×9mm大小的一个装载孔允许装载具有至多37.8μl体积的一个样品。具有1.2×5.5×9mm大小的一个提取孔允许抽取至多59.4μl的体积。

梳87可以被设计成使得形成孔的销87a可以略微‘漂浮’(例如约0.25mm)在它的安装架中。这便于在材料86已经定型后移除梳87。

包括一个或多个通道24的一个板80可以在无菌封装中所提供的一个预先制备的卡盒形式被提供。该封装可以例如包括可以被剥离以暴露通道24的一个无菌覆盖物。在一些实施例中，该卡盒可以与插入到装载孔和/或提取孔中的梳一起被供应。一名用户可以在使用前移除这些梳。

图7c是根据另一个实施例的一个示例通道板的一个平面视图。

图7d是为将电泳介质浇铸到通道24中所准备的有梳87-1和87-2插入的一个通道板的透视图。在一些实施例中，梳87-1可以具有比梳87-2更窄的销。

虽然一台摄像机提供了用于多个通道成像并且同时追踪每一个通道中的一个或多个参考部分进程的一个便利的工具，但是可以使用其他工具代替一台摄像机。举例来说，一个1-d行扫描仪可以被提供以测量作为沿着一个通道的位置的函数的一种核酸浓度。另外，并不强制该摄像机从上方观察通道。在一些实施例中，携带这些通道的托盘是透明的，至少在它们位于通道下层的部分是透明的，并且该摄像机从下方透过板观察这些通道。

术语的解释

除非上下文另外明确要求，否则在本说明书和权利要求通篇：

·“包含(comprise)”、“包含着(comprising)”等被解释成包括的意义，与排他或详尽的意义相反；即，“包括(但不限于)”的意义。

·“连接(connected)”、“耦接(coupled)”或其任何变化形式意指两个或更多个元件之间直接或间接的任何连接或耦接；这些元件之间的耦接或连接可以是物理的、逻辑的或其组合。

·“在此(herein)”、“上文(above)”、“下文(below)”和类似输入的词当用于描述本说明书时，应指代作为一个整体的本说明书，而非本说明书的任何具体部分。

·关于两个或更多个项目的列举，“或”涵盖以下所有词语解释：列举项目中的任一个、所有列举项目以及列举项目中的任何组合。

·单数形式“一个/一种(a/an)”以及“该(the)”还包括任何适当复数形式的含义。

本说明书和任何随附权利要求中所用的指示方向的词语(当存在时)，如“纵向(vertical)”、“横向(transverse)”、“水平(horizontal)”、“向上(upward)”、“向下(downward)”、“向前(forward)”、“向后(backward)”、“向内(inward)”、“向外(outward)”、“纵向(vertical)”、“横向(transverse)”、“左(left)”、“右(right)”、“前(front)”、“后(back)”、“顶部(top)”、“底部(bottom)”、“下方(below)”、“上方(above)”、“在下面(under)”等取决于所描述和展示的设备的特定方向。在此所述的主题可以假定多个替代方向。因此，这些方向性术语并不是严格定义的且不应被狭隘地解释。

本发明的实施例可以使用特别设计的硬件、可配置硬件、通过供应能够在数据处理器上执行的软件(它可以任选地包括‘固件’)所配置成的可编程数据处理器、被特别编程、配置或构建成进行如在此详细阐述的方法中的一个或多个步骤的专用计算机或数据处理器和/或这些中两个或更多个组合来实施。特别设计的硬件的实例是：逻辑电路、专用集成电路(“asic”)、大规模集成电路(“lsi”)、超大规模集成电路(“vlsi”)等。可配置硬件的实例是：一个或多个可编程逻辑装置，如可编程阵列逻辑(“pal”)、可编程逻辑阵列(“pla”)以及现场可编程门阵列(“fpga”))。可编程数据处理器的实例是：微处理器、数字信号处理器(“dsp”)、嵌入式处理器、图形处理器、数学协处理器、通用计算机、服务器计算机、云计算机、主计算机、计算机工作站等。举例来说，装置控制电路中的一个或多个数据处理器可以通过执行这些处理器可访问的程序存储器中的软件指令来实施如在此所述的方法。

处理可以是集中式处理或分布式处理。当处理是分布式处理时，包括软件和/或数据的信息可以被集中保存或分布。该信息可以经由通信网(如局域网(lan)、广域网(wan)或互联网)、有线或无线数据链路、电磁信号或其他数据通信信道而在不同功能单元之间交换。

举例来说，虽然处理或方框是以给定顺序存在，但是替代性实例可以进行具有不同顺序步骤的例行程序或采用具有不同顺序方框的系统，且一些处理或方框可能被删去、移动、添加、细分、组合和/或修改以提供替代方案或次组合。这些处理或方框的每一个可以各种不同的方式实施。同样，虽然处理或方框有时显示为串联进行，但是这些处理或方框实际上可能是并联进行或可能在不同时间进行。此外，虽然元件有时显示为依次进行，但它们实际上可以是同时或以不同顺序进行。

软件和其他模块可以保存在服务器、工作站、个人计算机、嵌入式处理器、过程控制器、平板计算机以及适用于在此所述的目的的其他装置。

本发明还可以程序产品形式被提供。程序产品可以包括携带一组计算机可读指令的非过渡媒体，这些指令在由数据处理器执行时使该数据处理器执行本发明的方法。举例来说，计算机可读指令可以使计算机程序控制如在此所述的自动机核酸尺寸测定系统和/或预定如在此所述的核酸尺寸测定系统中的操作。本发明的程序产品可以是广泛多种形式中的任一个。程序产品可以包括例如非过渡媒体，如包括软盘、硬盘驱动器的磁性数据存储媒体，包括cdrom、dvd的光数据存储媒体，包括rom、闪存ram、eprom、硬连接或预编程的芯片(例如eeprom半导体芯片)的电子数据存储载体、纳米技术存储器等。程序产品上的计算机可读信号可被任选地压缩或加密。

在一些实施例中，本发明可以在软件中实施。为了更清楚，“软件”包括在处理器上执行的任何指令，且可以包括(但不限于)固件、常驻软件、微代码等。处理硬件和软件均可以是集中式或分布式(或其组合)、整体或部分，如本领域的普通技术人员所已知。举例来说，软件和其他模块可以经由局部存储器、经由网络、经由浏览器或分布式计算情境中的其他应用、或经由适用于上述目的的其他工具而可访问。

除非另外指明，否则当在上文提及一个部件(例如一个软件模块、处理器、组合件、装置、电路等)时，提及该部件(包括提及一个“工具”)应解释为包括执行所述部件功能(即功能等效)的任何部件作为该部件的等效物，包括结构上并不与所披露的在本发明所展示的示例性实施例中履行功能的结构等效的组件。

系统、方法以及设备的特定实例已经出于说明目的描述在此。这些仅是实例。在此所提供的技术可以被应用于除上述示例系统以外的系统。许多变动、修改、添加、省略以及变更有可能属于本发明的惯例内。本发明包括关于所述实施例的将对有技能的读者清楚的变化，包括通过以下方式获得的变化：用等效特征、元件和/或动作置换特征、元件和/或动作；混合和匹配来自不同实施例的特征、元件和/或动作；使来自如在此所述的实施例的特征、元件和/或动作与其他技术的特征、元件和/或动作组合；和/或省略来自所述实施例的组合特征、元件和/或动作。

因此，打算将以下所附权利要求和今后引入的权利要求解释成包括所有这些可以合理推断出的修改、变更、添加、省略以及子组合。权利要求的范围不应受实例中所陈述的优选实施例限制，但应给出与说明书整体一致的最广泛解释。

虽然上文已经讨论了许多示例性方面和实施例，但是本领域的普通技术人员应认识到它们的某些修改、变更、添加以及子组合。因此，打算将以下所附权利要求和今后引入的权利要求解释成包括所有这些修改、变更、添加以及子组合。