用于差异提取的方法和系统

申请号 CN200880023150.7 申请日 2008-05-09 公开(公告)号 CN101796179A 公开(公告)日 2010-08-04
申请人 应用生物系统有限责任公司; 发明人 Y·刘;
摘要 本 发明 提供从至少两种不同细胞类型差异提取DNA的方法。本发明还提供用于实现差异提取方法的系统。本发明还提供利用多室容器从至少两种不同的细胞类型差异提取DNA的 试剂 盒 。
权利要求

1.一种用于差异提取精细胞的系统,包括复数个室,其中至少一个室包括选择性精子裂解缓冲液。
2.权利要求1的系统,包括第一室和第二室,所述第一室包括细胞捕获基质,所述第二室包括选择性精子裂解缓冲液。
3.权利要求2的系统,还包括第三室,所述第三室包括复数的DNA结合颗粒。
4.权利要求3的系统,还包括第四室,所述第四室包括洗脱缓冲液。
5.权利要求1的系统,包括:包括细胞捕获基质的第一室;包括细胞洗涤缓冲液的第二室;包括选择性精子裂解缓冲液的第三室;包括复数的DNA结合颗粒的第四室;包括DNA洗涤缓冲液的第五室;和包括洗脱缓冲液的第六室。
6.权利要求5的系统,其中第一,第二,第三,第四,第五和第六室是可拆卸式盒的部分。
7.权利要求5的系统,还包括第七室,所述第七室包括DNA结合缓冲液。
8.权利要求7的系统,其中所述第七室还包括复数的第二种DNA结合颗粒。
9.权利要求7的系统,还包括第八室,所述第八室包括复数的第二种DNA结合颗粒。
10.一种在包括精细胞和非精细胞的生物样品中差异提取精细胞的方法,包括:
(a)将生物样品放入系统的第一室,其中所述第一室包括细胞捕获基质;
(b)利用细胞捕获基质捕获精细胞和非精细胞;
(c)在选择性精子裂解缓冲液中温育细胞捕获基质以及捕获的精细胞和非精细胞以形成精细胞裂解物;
(d)将来自精细胞裂解物的精细胞DNA与复数的DNA结合颗粒结合;和
(e)从所述DNA结合颗粒洗脱精细胞DNA。
11.权利要求10的方法,其中利用细胞捕获基质捕获精细胞和非精细胞包括向细胞捕获基质施加磁
12.权利要求10的方法,其中在选择性精子裂解缓冲液中温育细胞捕获基质以及捕获的精细胞和非精细胞发生在所述系统的第一室。
13.权利要求12的方法,其中精细胞DNA与复数的DNA结合颗粒的结合发生在所述系统的第二室。
14.权利要求13的方法,其中从DNA结合颗粒洗脱精细胞DNA发生在所述系统的第二室。
15.权利要求13的方法,其中精细胞裂解物从第一室转移到第二室。
16.权利要求10的方法,其中在选择性精子裂解缓冲液中温育细胞捕获基质以及捕获的精细胞和非精细胞发生在所述系统的第二室。
17.权利要求16的方法,其中精细胞DNA与复数的DNA结合颗粒的结合发生在所述系统的第二室。
18.权利要求17的方法,其中从DNA结合颗粒洗脱精细胞DNA发生在所述系统的第三室。
19.权利要求16的方法,其中利用磁力将细胞捕获基质以及捕获的精细胞和非精细胞从第一室转移到第二室。
20.权利要求10的方法,其中在选择性精子裂解缓冲液中温育细胞捕获基质后,非精细胞仍被细胞捕获基质捕获。
21.权利要求20的方法,其中非精细胞被裂解,并且非精细胞DNA与细胞捕获基质结合。
22.权利要求20的方法,其中非精细胞被裂解,并且非精细胞DNA与复数的第二种DNA结合颗粒结合。
23.一种用于差异提取精细胞的试剂盒,所述试剂盒包括:多室容器,其中至少一个室包括选择性精子裂解缓冲液。
24.权利要求23的用于差异提取精细胞的试剂盒,其中所述多室容器的至少一个室包括细胞捕获基质。
25.权利要求23的用于差异提取精细胞的试剂盒,其中所述多室容器的至少一个室包括复数的DNA结合颗粒。
26.权利要求23的用于差异提取精细胞的试剂盒,其中所述多室容器的至少一个室包括洗脱缓冲液。
27.权利要求23的用于差异提取精细胞的试剂盒,其中所述多室容器包括:包括细胞捕获基质的第一室;包括细胞洗涤缓冲液的第二室;包括选择性精子裂解缓冲液的第三室;包括复数的DNA结合颗粒的第四室;包括DNA洗涤缓冲液的第五室;和包括洗脱缓冲液的第六室。

说明书全文

技术领域

发明提供从至少两种不同细胞类型差异提取(differentialextraction)DNA的方法。本发明还提供用于实现差异提取方法的系统。

引言

对性侵害证据的法医DNA分析经常涉及分析精细胞的DNA和其他细胞诸如上皮细胞的DNA。获自受害者的样品经常包含精子和其他细胞诸如上皮细胞的混合物。因为其他细胞诸如上皮细胞在数量上超过精细胞许多倍,当提取精子DNA时可能存在来自一种或更多种其他来源的DNA的污染。因此,常常希望在分析前分离精细胞和上皮细胞,或将精子DNA尽可能与上皮DNA分离。在一些情况下,具体DNA的分离(separation,isolation)以产生精确概况(profile)对于行凶者的鉴定是重要的。

差异提取是一种广义的术语,用于描述可用于分离细胞的数种提取法。在一些例子中,精细胞的独特性质允许上皮细胞从精细胞中的差异提取。一种差异提取步骤描述于1985(Gill et al.(1985)Nature 318:557-9)。在一些例子中,从被害者的DNA概况中分离精细胞组分降低了结果的不确定性,允许更容易的解释强奸案中犯罪者的DNA概况。

概述

在一些实施方案中,提供用于差异提取精细胞的系统。在一些实施方案中,所述系统包括复数个室,其中至少一个室包括选择性精子裂解缓冲液,在一些实施方案中,所述系统包括第一室和第二室,所述第一室包括细胞捕获基质,所述第二室包括选择性精子裂解缓冲液。在一些实施方案中,所述系统还包括第三室,所述第三室包括复数的DNA结合颗粒。在一些实施方案中,所述系统还包括第四室,所述第四室包括洗脱缓冲液。

在一些实施方案中,一种用于差异提取精细胞的系统包括:包括细胞捕获基质的第一室;包括细胞洗涤缓冲液的第二室;包括选择性精子裂解缓冲液的第三室;包括复数的DNA结合颗粒的第四室;包括DNA洗涤缓冲液的第五室;和包括洗脱缓冲液的第六室。在一些实施方案中,所述系统还包括第七室,所述第七室包括DNA结合缓冲液。在一些实施方案中,所述第七室还包括复数的第二种DNA结合颗粒。在一些实施方案中,所述系统还包括第八室,所述第八室包括复数的第二种DNA结合颗粒。

在一些实施方案中,所述系统包括复数个室,其中所述复数个室是可拆卸式盒(removable cartridge)的部分。

在一些实施方案中,提供一种在包括精细胞和非精细胞的生物样品中差异提取精细胞的方法。在一些实施方案中,所述方法包括(a)将生物样品放入系统的第一室,其中所述第一室包括细胞捕获基质;(b)利用细胞捕获基质捕获精细胞和非精细胞;(c)在选择性精子裂解缓冲液中温育细胞捕获基质以及捕获的精细胞和非精细胞以形成精细胞裂解物;(d)将来自精细胞裂解物的精细胞DNA与复数的DNA结合颗粒结合;和(e)从所述DNA结合颗粒洗脱精细胞DNA。

在一些实施方案中,利用细胞捕获基质捕获精细胞和非精细胞包括向细胞捕获基质施加磁。在一些实施方案中,在选择性精子裂解缓冲液中温育细胞捕获基质以及捕获的精细胞和非精细胞发生在系统的第一室。在一些实施方案中,精细胞DNA与复数的DNA结合颗粒的结合发生在系统的第二室。在一些实施方案中,将精细胞DNA从DNA结合颗粒洗脱发生在系统的第二室。在一些实施方案中,将精细胞裂解物从第一室转移到第二室。

在一些实施方案中,在选择性精子裂解缓冲液中温育细胞捕获基质以及捕获的精细胞和非精细胞发生在系统的第二室。在一些实施方案中,精细胞DNA与复数的DNA结合颗粒的结合发生在系统的第二室。在一些实施方案中,将精细胞DNA从DNA结合颗粒洗脱发生在系统的第三室。在一些实施方案中,利用磁力将细胞捕获基质以及捕获的精细胞和非精细胞从第一室转移到第二室。

在一些实施方案中,在选择性精子裂解缓冲液中温育细胞捕获基质后,非精细胞仍被捕获在细胞捕获基质上。在一些实施方案中,非精细胞被裂解,并且非精细胞DNA与细胞捕获基质结合。在一些实施方案中,非精细胞被裂解,非精细胞DNA与复数的第二种DNA结合颗粒结合。

附图

技术人员将理解如下所述的附图只是为了说明目的。任何情况下附图都不是用于限制所要求发明的范围。

图1显示根据一些实施方案用于差异提取精细胞DNA和非精细胞DNA的示例性系统。图1的系统包括流体在室间的转移。图1的系统不裂解非精细胞,而是在细胞捕获基质上的细胞捕获后收集样品中存在的残留DNA。

图2显示根据一些实施方案用于差异提取精细胞DNA和非精细胞DNA的示例性系统。图2的系统包括流体在室间的转移。图2的系统使用细胞捕获基质作为非精细胞DNA的DNA结合颗粒。

图3显示根据一些实施方案用于差异提取精细胞DNA和非精细胞DNA的示例性系统。图3的系统包括流体在室间的转移。图3的系统包括两个分离的DNA结合颗粒室。

图4显示根据一些实施方案用于差异提取精细胞DNA和非精细胞DNA的示例性系统。图4的系统包括颗粒和一些情况下液体在室之间的转移。在图4所示系统中,细胞捕获基质被用作非精细胞DNA的DNA结合基质。

图5显示根据一些实施方案用于差异提取精细胞DNA和非精细胞DNA的示例性系统。图5的系统包括颗粒在室间的转移。在图5所示系统中,细胞捕获基质被用作非精细胞DNA的DNA结合基质。

图6显示根据一些实施方案用于差异提取精细胞DNA和非精细胞DNA的示例性系统。图6的系统分别保存DNA结合颗粒和DNA结合缓冲液。

各种实施方案的描述

本文使用的小节标题只是为了层次清晰,而不是为了限制描述的主题内容。本文引用的所有文献或文献的部分,包括但不限于专利、专利申请、论文、书籍和专题论文,在此为了任意目的明确地完整通过引用并入。如果一个或更多个并入的文献或文献的部分将术语定义为与本申请的该术语定义抵触,以本申请为准。

单数的使用包括复数含义,除非另外专声明。单词“一”表示“至少一”,除非另外专门声明。“或”的使用表示“和/或”,除非另有声明。在多项从属权利要求的情况下,“或”的使用只表示二者选一的。短语“至少一”的含义等于短语“一或更多”的含义。此外,术语“包括(including)”以及其他形式诸如“包括(includes)”和“被包括(included)”的使用不是限制性的。而且,术语诸如“元件”或“组件”包括包含一个单元的元件或组件和包含超过一个单元的元件或组件,除非另外专门声明。

在本说明书中,检测“一种”部分诸如一种靶向分析物的讨论包括一种或更多种该部分,除非另外专门声明。本文描述的所有范围包括终点以及终点之间的所有值。

定义

术语“生物样品”是指包含至少一种生物材料的任意样品。示例性的生物材料包括,但不限于,血液,唾液,皮肤粪便,尿液,精细胞,上皮细胞(包括但不限于,阴道上皮细胞),肌肉组织,和骨。

术语“盒”是指一种系统,其包括复数个室,不包含足以独立的作为分离的流体处理和/或磁性颗粒处理装置的流体和/或磁性颗粒处理结构。在一些实施方案中,盒可以被设计为一次性使用,之后它就被丢弃。在一些实施方案中,盒中的一个或更多个室包含试剂。在一些实施方案中,盒中的所有室包含在一个单元中。在一些实施方案中,盒的室被分为两个或更多个单元,所述单元共同形成所述盒。在各种实施方案中,单个盒被设计成能处理1,2,4,6,8,12,16,24,48,96个样品或多于96个样品。在各种实施方案中,盒被设计成能处理1到48个样品,或1到24个样品,或2到24个样品,或1到16个样品,或2到16个样品。在一些实施方案中,当盒被设计成能处理至少两个样品时,它被设计成能同时处理样品中的至少两个。在一些实施方案中,盒被设计成能同时处理所有样品。

术语“细胞混合物”是指至少两种或更多种不同细胞类型的异质收集物。

术语“细胞捕获基质”是指捕获细胞(包括但不限于,精细胞和上皮细胞)的基质。一些示例性细胞捕获基质描述于,例如,美国临时申请号60/890,460。在一些实施方案中,细胞捕获基质捕获细胞,但在细胞洗涤缓冲液存在的件下不结合DNA,但能够在DNA结合缓冲液中结合DNA。

术语“细胞洗涤缓冲液”是指一种缓冲液,在所述缓冲液中细胞被细胞捕获基质捕获但不被裂解。在一些实施方案中,在细胞洗涤缓冲液存在的条件下DNA不结合细胞捕获基质。示例性的细胞洗涤缓冲液包括,但不限于,磷酸盐缓冲盐溶液(PBS);Tris-EDTA(TE),pH 7.5;Tris-醋酸盐-EDTA(TAE),pH 8.5);和Tris-酸-EDTA(TBE),pH 8。在各种实施方案中,本领域技术人员可以根据挑选的细胞捕获基质和细胞类型选择合适的细胞洗涤缓冲液。

术语“室”是指限定被配置以容纳流体的分离的空间的任意容器结构。例如,室可以是限定被配置以容纳流体的内部空间的独立容器或贮器。可选的,室可以是被配置以容纳流体的容器或贮器内复数个分隔空间中的一个。此外,由室限定的流体容纳空间可以基本上是封闭的或,可选的,与大气连通(至少部分的)。

术语“差异提取”是指用于从细胞的异质群体提取细胞类型亚群的提取法。在一些实施方案中,差异提取包括在精细胞和非精细胞(包括但不限于,上皮细胞)的混合物中选择性裂解精细胞。

术语“DNA结合颗粒”是指在合适缓冲条件下能够结合DNA的磁性颗粒。示例性的磁性颗粒包括,但不限于,磁性,顺磁性超顺磁性颗粒。在一些实施方案中,在DNA结合缓冲液存在的条件下DNA结合颗粒结合DNA。

术语“DNA结合缓冲液”是指一种缓冲液,在所述缓冲液中DNA结合颗粒和/或细胞捕获基质能够结合DNA。

术语“选择性精子裂解缓冲液”是指能够优先裂解混合物(其包括精细胞和至少一种类型的非精细胞)中精细胞的缓冲液。一些示例性的选择性精子裂解缓冲液描述于,例如,美国临时申请号60/899,106和60/890,470。“优先裂解精细胞”表示主要是精细胞被裂解。在一些实施方案中,可忽略量的非精细胞被裂解。在各种实施方案中,至少80%,85%,90%,95%或99%的精细胞被裂解。在各种实施方案中,至少80%,85%,90%或95%的非精细胞不被裂解。

术语“稀释缓冲液”是指一种缓冲液,其可用于稀释选择性精子裂解缓冲液以便将其变为DNA结合缓冲液。在各种实施方案中,稀释缓冲液可以包括,离液盐,一价盐,和/或醇。

术语“洗脱缓冲液”是指从DNA结合颗粒和/或细胞捕获基质释放DNA的缓冲液。一些示例性的洗脱缓冲液包括,但不限于,低盐缓冲液(包括但不限于,TE和去离子)。在各种实施方案中,本领域技术人员可以根据使用的DNA结合颗粒和/或细胞捕获基质选择合适的洗脱缓冲液。在一些实施方案中,在洗脱缓冲液存在的条件下加热以促进DNA洗脱。

术语“法医样品”是指获得用于解决法律背景下出现的身份问题的生物样品,包括但不限于谋杀,强奸,伤害,袭击,殴打,盗窃,入室行窃,其他刑事案件,身份,亲代或亲子测试,和混合样品。

术语“通用裂解缓冲液”是指一种缓冲液,其裂解非精细胞,还可能裂解精细胞或也可能不裂解精细胞。一些示例性的通用裂解缓冲液是本领域已知的,在各种实施方案中,本领域技术人员可以基于预期用途选择通用裂解缓冲液。一种非限制性的示例性通用裂解缓冲液包括2%SDS,20mM EDTA,200mM NaCl,20mM Tris(pH8)和500μg/mL蛋白酶K。

术语“裂解物”是指含有裂解细胞碎片和DNA的液相。

术语“医学样品”是指获得的用于解决医学问题(包括但不限于研究、诊断以及组织和器官移植)的样品。

术语“盐”或“盐试剂”或“盐溶液”是指带正和/或带负电荷的离子试剂。在一些实施方案中,盐试剂破坏精子染色质。在各种实施方案中,盐试剂可以是单价、二价或多价离子。示例性的盐试剂包括,但不限于LiCl,NaCl,KCl,Li2SO4,Na2SO4,K2SO4,MgCl2,CaCl2,MgSO4,CaSO4,NaNO3,KNO3,Mg(NO3)2,和Ca(NO3)2。

术语“二硫键还原剂”是指还原二硫键(例如,蛋白中)的试剂。在一些实施方案中,二硫键还原剂破坏精细胞的鱼精蛋白二硫键。二硫键还原剂可以是水不溶性或水溶性的。示例性的不溶于水的试剂包括,但不限于,二硫苏糖醇(DTT)和三(2-羧基乙基)膦盐酸盐(TCEP)。示例性的水溶性试剂包括,但不限于,谷胱甘肽(GSH)和巯基乙醇(ME)。一些示例性的选择性精子裂解缓冲液

在一些实施方案中,选择性的精子裂解缓冲液包括至少一种二硫键还原剂和至少一种盐试剂。

在一些实施方案中,二硫键还原剂选自ME,DTT,GSH和TCEP。

在一些实施方案中,至少一种盐试剂选自LiCl,NaCl,KCl,Li2SO4,Na2SO4,K2SO4,MgCl2,CaCl2,MgSO4,CaSO4,NaNO3,KNO3,Mg(NO3)2和Ca(NO3)2。在一些实施方案中,至少一种盐试剂选自NaCl,KCl和MgCl2。

在一些实施方案中,选择性精子裂解缓冲液包括浓度至少为0.1M,0.25M,0.5M,1M,1.5M或2M的至少一种盐试剂。在一些实施方案中,选择性精子裂解缓冲液包括浓度为0.1M到2M的至少一种盐试剂。

在一些实施方案中,选择性精子裂解缓冲液包括浓度至少为0.01M,0.05M,0.1M,0.2M,0.3M,0.4M,0.5M,0.7M或0.8M的至少一种二硫键还原剂。

在一些实施方案中,选择性精子裂解缓冲液包括至少一种选自ME,DTT,GSH和TCEP的二硫键还原剂,和至少一种选自NaCl,KCl,MgCl2和CaCl2的盐试剂。在一些实施方案中,所述盐和还原剂浓度是使选择性精子裂解缓冲液优先裂解精细胞的浓度。

在一些实施方案中,选择性精子裂解缓冲液包括NaCl。在一些实施方案中,NaCl浓度为至少0.8M。在一些实施方案中,选择性精子裂解缓冲液包括KCl。在一些实施方案中,KCl浓度为至少0.8M。在一些实施方案中,选择性精子裂解缓冲液包括MgCl2。在一些实施方案中,MgCl2浓度为至少0.25M。在一些实施方案中,选择性精子裂解缓冲液包括浓度为至少50mM的DTT。

在各种实施方案中,本领域技术人员可以优化最终盐浓度水平以优先裂解精细胞。

在一些实施方案中,用稀释缓冲液稀释选择性精子裂解缓冲液使其变为DNA结合缓冲液。在一些实施方案中,用DNA结合缓冲液稀释选择性精子裂解缓冲液,所获缓冲液是DNA结合缓冲液。在各种实施方案中,本领域技术人员可以选择合适的稀释缓冲液和/或合适的稀释量,以便产生DNA结合缓冲液或在与选择性精子裂解缓冲液混合后维持DNA结合缓冲液的DNA结合特性。一些示例性的细胞捕获基质和DNA结合颗粒

细胞捕获基质是捕获细胞(包括但不限于,精细胞和上皮细胞)的基质。在一些实施方案中,细胞捕获基质在合适的条件下结合DNA,所述条件可以与用于捕获细胞的条件相同,或与其不同。在各种实施方案中,细胞捕获基质由磁性颗粒组成。示例性的磁性颗粒包括,但不限于,铁磁性,顺磁性和超顺磁性颗粒。

示例性的细胞捕获基质和/或DNA结合颗粒包括,但不限于,具有超磁核心的多孔珠。示例性的具有超磁核心的多孔硅珠包括,但不限于,MP-50(6.5μm)和MP-85(>8μm)(W.R.Grace,Columbia,MD);DNA IQTM硅颗粒(Promega,Madison,Wl);硅颗粒(Novagen,San Diego,CA);改性硅磁珠(5μm或1μm)(Bioclone Inc.,San Diego,CA);和超磁硅颗粒(1μm或0.75μm,G.Kisker GbR,Steinfurt,Germany)。一些示例性的非硅质细胞捕获基质包括,但不限于,固定有链霉亲和素的化铁(Sigma,St.Louis,MO),铁(III)氧化物粉末(5μm)(Sigma),磁性颗粒(1μm,AppliedBiosystems,Foster City,CA);和(Invitrogen,Carlsbad,CA),其可以包括不同类型的表面官能团(例如,MyOne羧酸珠子,WCX,TALON和MyOne tosylactivated)。一些示例性的细胞捕获方法

在各种实施方案中,细胞捕获基质包括磁性颗粒。在一些实施方案中,细胞捕获基质在没有磁场的条件下捕获细胞。在一些实施方案中,细胞捕获基质在磁场存在的条件下捕获细胞。在各种实施方案中,细胞捕获的时间和机制取决于使用的细胞捕获基质和缓冲条件。

细胞捕获基质可以通过各种机制中任一种捕获细胞。在一些实施方案中,细胞捕获基质通过非共价相互作用捕获细胞。一些示例性的非共价相互作用包括,但不限于,氢键键合,阳离子-π相互作用,π-π相互作用,离子配对,疏水性相互作用,偶极-偶极相互作用,偶极-诱导偶极相互作用,电荷-偶极相互作用,和范德华相互作用。在一些实施方案中,细胞捕获基质通过离子相互作用捕获细胞。在一些实施方案中,细胞捕获基质通过抗体/抗原相互作用捕获细胞。

在一些实施方案中,非共价相互作用的持续时间和强度使得当基质从一个位置转移到另一位置时细胞仍被细胞捕获基质捕获。在这样一些实施方案中,细胞捕获基质包括磁性颗粒,所述转移通过施加磁场造成。在各种实施方案中,细胞与细胞捕获基质间非共价缔合的类型、持续时间和强度由以下因素决定:基质的大小,形状,表面性质,表面形态,和/或密度;捕获细胞的大小,形状,表面性质,表面形态,和/或密度;和/或缓冲液的组分,pH,和/或温度

在一些实施方案中,细胞捕获基质物理上捕获细胞,例如当施加磁场时。在一些实施方案中,这类物理捕获可以归因于磁场中细胞捕获基质颗粒的聚集。在一些实施方案中,细胞捕获基质包括不规则形状的颗粒以促进细胞的这类物理捕获。在各种实施方案中,细胞捕获基质颗粒可以比待捕获的细胞更小或更大,或比待捕获的一些细胞更大,而比待捕获的其他细胞更小。在一些实施方案中,细胞捕获基质可以通过以下方式捕获细胞:将细胞推向磁场来源,从上清将其隔绝(sequester)。在这样一些实施方案中,细胞捕获基质由下述密度的颗粒组成,所述密度使得颗粒间的间隔小于样品中最小细胞的大小。

在一些实施方案中,在细胞和细胞捕获基质间存在超过一种类型的非共价相互作用。在这样一些实施方案中,一种类型的非共价相互作用对细胞捕获可能更有帮助,而占优势的相互作用对于样品的不同细胞类型来说可能是不同的。

精细胞具有约5μm的直径;上皮细胞具有约50μμ的直径。在各种实施方案中,用于捕获精细胞和上皮细胞的细胞捕获基质包括直径为0.5μm到100μm的颗粒。在一些实施方案中,颗粒具有1μm到10μm的直径。在一些实施方案中,细胞捕获基质中至少85%,至少90%,至少95%或至少99%的颗粒具有0.5μm到100μm的直径,或1μm到10μm的直径。在各种实施方案中,本领域技术人员可以根据具体应用选择用于捕获细胞的合适颗粒大小,形状,密度和表面性质。

在一些实施方案中,细胞捕获基质包括一种或更多种抗体。在这样一些实施方案中,一种或更多种抗体与样品中至少一种细胞类型上存在的细胞表面抗原结合。在一些实施方案中,细胞捕获基质包括一种或更多种抗体,所述抗体共同结合样品中两种或更多种细胞类型上的至少一种细胞表面抗原。在一些实施方案中,作为非限制性的实例,细胞捕获基质可以包括第一组颗粒和第二组颗粒,所述第一组颗粒包被有结合上皮细胞上细胞表面抗原的抗体,所述第二组颗粒包被有结合精细胞上细胞表面抗原的抗体。

一些示例性的结合精细胞和/或上皮细胞的抗体包括,但不限于,单克隆抗体BerEP4(其结合人上皮抗原EpCAM(上皮细胞粘附分子));精子鱼精蛋白的抗体;针对位于人类精子凝集抗原-I(SAGA-I)上水化合物表位的抗体(参见,例如,美国专利号5,605,803);SPAN-X(存在于核泡和精子核冗余膜的精子蛋白)的抗体(参见,例如,PCT/US99/24973);C58或SMARC32的抗体(参见,例如,美国公开的申请2002/0182751)。在一些实施方案中,抗体与多种细胞类型中存在的细胞表面抗原(例如,蛋白或碳水化合物)结合。

在一些实施方案中,当在室下面施加磁场时,细胞捕获基质将细胞推动、拖动或运送到室的底部。在一些实施方案中,当从室侧面施加磁场时,细胞捕获基质将细胞推动、拖动或运送到室的侧面。在一些实施方案中,细胞捕获基质将细胞推动、拖动或运送到插入室的磁棒。在这样一些实施方案中,磁棒被例如可除去的保护剂覆盖以避免磁棒的污染。在一些实施方案中,磁棒可用于将细胞捕获基质从一个室转移到另一室。

在一些实施方案中,使用MyOne羧酸珠子(Dynal Biotech)作为细胞捕获基质以捕获细胞。在一些实施方案中,颗粒为1μm,对于包括约55个细胞/μL(例如,200μL包含约1000个精细胞和约10,000个上皮细胞)的样品使用约106颗粒/μl的密度。在一些实施方案中,可以使用多于106颗粒/μl。在一些实施方案中,使用少于106颗粒/μl。

在各种实施方案中,样品中至少50%,至少60%,至少70%,至少80%,至少90%或至少95%的完整细胞被细胞捕获基质捕获。在各种实施方案中,在一种细胞类型被裂解后,样品中至少50%,至少60%,至少70%,至少80%,至少90%或至少95%的剩余完整细胞被细胞捕获基质捕获,或仍被细胞捕获基质捕获。一些示例性的DNA结合缓冲液

在一些实施方案中,当DNA结合颗粒是硅珠时,DNA结合缓冲液包括离液盐。一些示例性的离液盐包括,但不限于,异硫氰酸胍(GuSCN)和氯化胍。在一些实施方案中,例如,当DNA结合颗粒是非硅珠时,DNA结合缓冲液包括离液盐和醇。在这样一些实施方案中,DNA结合缓冲液还包括一价盐。一些示例性的一价盐包括,但不限于,醋酸钠,氯化钠,醋酸氯化钾,醋酸铵和氯化铵。一些示例性的醇包括,但不限于,异丙醇和乙醇。在一些实施方案中,DNA结合缓冲液中的醇浓度为30%或更高。在一些实施方案中,包括离液盐和醇的DNA结合缓冲液被称作“DNA沉淀缓冲液”。一些示例性的DNA结合缓冲液描述于,例如,美国专利号5,234,809;5,523,231;和5,705,628。本领域技术人员可以根据使用的DNA结合颗粒和/或细胞捕获基质选择合适的DNA结合缓冲液。

适于基于硅的DNA结合颗粒的示例性DNA结合缓冲液包括,但不限于,BloodPrepTM DNA纯化溶液(Applied Biosystems)和DNAIQTM裂解溶液(Promega)。在各种实施方案中,对于非硅DNA结合颗粒来说,本领域技术人员可以向BloodPrepTM DNA纯化溶液(AppliedBiosystems)或DNA IQTM裂解溶液(Promega)添加合适量的醇。作为非限制性的实例,在各种实施方案中,向上述溶液中的一种添加异丙醇到30%的终浓度以产生DNA沉淀缓冲液。作为另一非限制性的实例,在各种实施方案中,向上述溶液中的一种添加乙醇到40-50%的终浓度以产生DNA沉淀缓冲液。

在一些实施方案中,将DNA结合颗粒保存于本文所述系统的DNA结合缓冲液中。在一些实施方案中,将DNA结合颗粒与本文所述系统的DNA结合缓冲液分别保存。在一些实施方案中,当DNA结合缓冲液是DNA沉淀缓冲液时,DNA结合颗粒被单独保存。

在一些实施方案中,在DNA结合缓冲液中裂解非精细胞。在一些实施方案中,通过加热在DNA结合缓冲液中裂解非精细胞。在一些实施方案中,当DNA结合缓冲液是DNA沉淀缓冲液时,首先在不含醇的DNA结合缓冲液中裂解非精细胞。在一些实施方案中,然后向裂解物中添加醇以产生DNA沉淀缓冲液。一些示例性的DNA洗涤缓冲液

在一些实施方案中,将DNA洗涤缓冲液配制为基本上没有基因组DNA溶于DNA洗涤缓冲液。在一些实施方案中,将DNA洗涤缓冲液配制为基本上没有大的DNA(例如,大于约1kb)溶于DNA洗涤缓冲液。一些示例性的DNA洗涤缓冲液是本领域已知的,通常包括至少一种醇。可用于DNA洗涤缓冲液的一些示例性的醇包括,但不限于,乙醇和异丙醇。

在一些实施方案中,当使用DNA洗涤缓冲液时,它包括90%乙醇。在一些实施方案中,当洗涤DNA两次时,两次洗涤使用相同的DNA洗涤缓冲液。在一些实施方案中,当洗涤DNA两次时,使用两种不同的DNA洗涤缓冲液。在一些实施方案中,当使用两种不同的DNA洗涤缓冲液时,第二次DNA洗涤缓冲液包括比第一次DNA洗涤缓冲液更高的醇浓度。在一些实施方案中,DNA洗涤缓冲液包括GuSCN和/或GuCl。在一些实施方案中,DNA洗涤缓冲液包括GuSCN和异丙醇。在一些实施方案中,DNA洗涤缓冲液包括70%乙醇。在一些实施方案中,DNA洗涤缓冲液包括90%乙醇。

在各种实施方案中,本领域技术人员可以根据挑选的应用配制一种或更多种DNA洗涤缓冲液。一些示例性的DNA分析方法

在DNA已经被分离后,可以使用各种方法进行DNA分析,诸如限制性片段长度多态性(RFLP)分析,和各种基于聚合酶链式反应(PCR)的方法,包括但不限于,短串联重复序列(STR)分析。

聚合酶链式反应(PCR)是指可用于扩增核酸(包括但不限于,少量DNA)的反应。PCR是一种技术,其中变性、与一种或更多种引物退火并利用一种或更多种DNA聚合酶的延伸的循环被用于产生靶DNA的额外拷贝。在一些实施方案中,PCR扩增DNA序列超过106倍。一些示例性的PCR方法描述于,例如,美国专利号4,683,195;4,965,188;和4,683,202;和欧洲专利号EP 201184和EP200362。

在一些实施方案中,利用对每个基因座(其包含,例如,感兴趣的STR)特异的引物PCR扩增DNA样品。STR基因座由串联重复序列组成,每个串联重复序列长度为,例如2到7bp。在各种实施方案中,包含4bp(四核苷酸)和/或5bp重复序列的基因座用于人类鉴定。4和5bp重复序列发现于整个人类基因组,在一些例子中是高多态性的。在各种实施方案中,四核苷酸重复STR基因座处等位基因的数量范围为约4到20。

在一些实施方案中,当分离的DNA用于检测多态性STRs时,可以将从各个DNA样品扩增的等位基因与一种或更多种大小标准品(例如,商品化的DNA标志物和/或基因座特异性等位基因序列梯(ladders))进行比较,以确定每个基因座处存在的等位基因。在一些实施方案中,等位基因序列梯包括两种或更多种不同长度的DNA,它们代表两种或更多种来自特定基因座的已知等位基因。在各种实施方案中,DNA可以通过任意技术显影,包括但不限于,染色,放射性标记,荧光标记,各种染料和染色。在一些实施方案中,在显影前,利用变性或天然凝胶电泳或任意其他大小分离方法来分离DNA。

在一些实施方案中,将扩增的等位基因进行DNA序列分析。

一些示例性的DNA扩增和分析方法是本领域已知的,描述于,例如,Budowle et等(DNA Typing Protocols:Molecular Biologyand Forensic Analysis,Eaton Publishing:MA,USA(2000))。一些示例性的磁性颗粒处理装置

在一些实施方案中,差异提取系统包括磁性颗粒处理装置和包括复数个室的可拆卸式盒,其中至少一个室包括至少一种用于差异提取系统的试剂。

在一些实施方案中,磁性颗粒处理装置类似于BioRobotEZ1 Workstation(Qiagen)。参见,例如,EZ1DNA Handbook,第二版(February 2004)(Qiagen)。BioRobot EZ1工作站包括能够在与地面平行的平面移动的平台,能够相对于所述平台上下移动的移液管,以及能够向着所述移液管和远离所述移液管移动的磁体。BioRobot EZ1工作站能够将磁性颗粒和液体在室间移动。在一些例子中,BioRobot EZ1工作站如下起作用。将包含复数个室(包括复数种液体试剂)的可拆卸式盒置于BioRobot EZ1工作站的平台。可拆卸式盒还包括至少一个包含磁性颗粒的室。平台将包含磁性颗粒的室移动到移液管下的位置。移液管降到室中,吸取包含磁性颗粒的液体溶液。磁体向着移液管移动以便将磁性颗粒保持在移液管内部,而移液管排出不含磁性颗粒的液体溶液。然后平台将包含试剂的第二室移动到包含磁性颗粒(由磁体保持)的移液管下的位置。移液管从第二室吸取试剂,磁体从移液管处移开,移液管将试剂和磁性颗粒排入第二室。

在一些实施方案中,磁性颗粒处理装置类似于Maxwell 16Instrument(Promega)。参见,例如,Maxwell 16Instrument OperatingManual(September 2005)(Promega)。Maxwell 16Instrument包括能够在与地面平行的平面移动的平台,能够相对于所述平台上下移动的活塞,位于活塞内部并能够相对于活塞底部上下移动的磁体。Maxwell 16装置能够在室间移动磁性颗粒,但不能移动液体,在一些例子中,Maxwell 16装置如下起作用。将包含复数个室(包括复数种液体试剂)的可拆卸式盒置于Maxwell 16 Instrument的平台。可拆卸式盒还包括至少一个包含磁性颗粒的室。平台将包含磁性颗粒的室移动到活塞下的位置。活塞移液管降入室,磁体降低到活塞内以将磁性颗粒吸引到活塞底部。活塞和磁体然后上升,平台将包含试剂的第二室移动到包含磁性颗粒(由磁体保持)的活塞下的位置。活塞降入第二室,磁体上升离开活塞底部,并将磁性颗粒释放入第二室。

在一些实施方案中,磁性颗粒处理装置包括能够在与地面平行的平面移动的平台,能够相对于所述平台上下移动的移液管,和位于使其能够接触置于所述平台上的盒的位置的磁体。在各种实施方案中,磁体可以位于盒的下面或盒的一个或多个侧面上。在一些实施方案中,磁体能够向着盒移动和远离盒移动以便对盒的至少一个室施加和解除磁力,在一些实施方案中,磁体是静止的,可以被电打开或关闭以便对盒的至少一个室施加和解除磁力。这类示例性的磁性颗粒处理装置如下起作用。将包含复数个室(包括复数种液体试剂)的可拆卸式盒置于所述装置的平台。可拆卸式盒还包括至少一个包含磁性颗粒的室。平台将包含试剂的室移动到移液管下的位置。移液管吸取试剂,平台将包含磁性颗粒的室移动到移液管下的位置。移液管然后将试剂排入室。磁体将磁性颗粒吸引到室内的位置,远离移液管,然后移液管吸取不含磁性颗粒的液体。采用这种方式,移液管可用于将试剂运输到磁性颗粒和从磁性颗粒移去试剂,而磁体用于保持磁性颗粒远离移液管。

在各种实施方案中,本领域技术人员可以设计和/或规划一种装置以实现本文描述的方法。在一些实施方案中,这样一类装置可以类似于如上所述的一种或更多种装置。一些示例性的用于差异提取的系统和方法

在各种实施方案中,用于差异提取的系统包括一个包括复数个室的盒,其中至少一个室包括选择性精子裂解缓冲液。本文描述一些示例性的用于差异提取的系统和方法。在一些实施方案中,所述方法包括在室间转移流体。在一些实施方案中,所述方法包括在室间转移DNA结合颗粒。在一些实施方案中,所述方法包括在室间转移流体和DNA结合颗粒。

下列差异提取系统的实例是非限制性的。例如,附图显示和本文描述的室排列是用比喻性的而非限制性的。在各种实施方案中,本领域技术人员可以基于本文的教导,预期用途和选择的装置设计一种系统。在各种实施方案中,这样一类系统包括比本文描述的下列示例性系统中任意一种更多或更少的室。在各种实施方案中,这样一类系统将试剂分离到下列示例性系统中的一种或更多种中组合的所示的分离的室。利用室间流体转移的一些实例性系统和方法

图1显示根据一些实施方案,用于差异提取精细胞和非精细胞(例如,上皮细胞)的第一种非限制性示例系统。例如,当样品包括相对于精细胞过量的非精细胞(例如,非精细胞至少是精细胞的10倍)时,使用图1所示的系统。图1的系统不裂解非精细胞,而是在细胞捕获基质上的细胞捕获后收集样品中存在的残留DNA。这类残留DNA的存在可能归因于将样品置于所述系统前的细胞破碎。在各种实施方案中,这类细胞破碎可能发生在,收集前,收集期间,保存期间,运输期间,和/或将样品从一个容器转移到另一个容器期间。因为样品中相对于精细胞过量的非精细胞,所述残留DNA包括相对于精细胞DNA过量的非精细胞DNA。

在图1描述的实施方案中,将包括精细胞和非精细胞混合物的样品置于室1。室1包括细胞捕获基质,其捕获精细胞和非精细胞。然后将室1的上清转移到收集器(未显示)。如果初始样品包含相对于精细胞过量的非精细胞(例如,非精细胞是精细胞的超过10倍),例如,上皮细胞,来自样品结合的上清可能包含足够的用于分析的非精细胞DNA。

然后将位于室2的细胞洗涤缓冲液转移到室1。然后将室1的细胞洗涤上清转移到废料贮器,其标示为室0。废料贮器可以是与图1所示系统邻接的部分,或不是与图1所示系统邻接的部分。在一些实施方案中,当图1的室1到6都包含在一个盒中时,废料室0不是该盒的一部分。在一些实施方案中,盒包括图1的室0到6。

在从室1除去细胞洗涤上清后,将选择性精子裂解缓冲液从室3转移到室1。选择性精子裂解缓冲液裂解与室1中细胞捕获基质结合的精细胞。在裂解精细胞后,将裂解上清从室1转移到室4,所述室4包含DNA结合颗粒和稀释缓冲液(当与选择性精子裂解缓冲液混合时,其形成DNA结合缓冲液)。在DNA结合后,将室4的上清转移到废料室0。然后将DNA洗涤缓冲液从室5转移到室4。然后将DNA洗涤缓冲液上清从室4转移到废料室0。

在一些实施方案中,室7包含第二种DNA洗涤缓冲液(未显示于图1)。在这样一些实施方案中,然后将第二种DNA洗涤缓冲液转移到室4。然后将第二种DNA洗涤缓冲液上清从室4转移到废料室0。

最终,将洗脱缓冲液从室6转移到室4。洗脱缓冲液将精细胞DNA从DNA结合颗粒释放到洗脱上清中。在一些实施方案中,加热洗脱缓冲液以促进结合DNA的洗脱。在一些实施方案中,然后将洗脱上清从室4转移到第二个收集器(未显示于图1)。然后将精细胞DNA进行DNA分析。

图2显示根据一些实施方案,用于差异提取精细胞和非精细胞(例如,上皮细胞)的第二种非限制性示例系统。在图2显示的系统中,细胞捕获基质还作为非精细胞DNA的DNA结合基质。

在图2描述的实施方案中,将包括精细胞和非精细胞混合物的样品置于室1。室1包括细胞捕获基质,其捕获精细胞和非精细胞。然后将室1的上清转移到废料贮器,其标示为室0。废料贮器可以是与图2所示系统邻接的部分,或不是与图2所示系统邻接的部分。在一些实施方案中,当图2的室1到7都包含在一个盒中时,废料室0不是该盒的一部分。在一些实施方案中,盒包括图2的室0到7。

然后将位于室2的细胞洗涤缓冲液转移到室1。然后将室1的细胞洗涤上清转移到废料贮器,其标示为室0。在从室1除去细胞洗涤上清后,将选择性精子裂解缓冲液从室3转移到室1。选择性精子裂解缓冲液裂解室1中细胞捕获基质捕获的精细胞。在裂解精细胞后,将裂解上清从室1转移到室5,所述室5包含DNA结合颗粒和稀释缓冲液(当与选择性精子裂解缓冲液混合时,其形成DNA结合缓冲液)。然后将DNA结合缓冲液从室4转移到室1,其现在包含被细胞捕获基质捕获的非精细胞。在加热到约70℃(加热元件未显示于图2)的条件下将DNA结合缓冲液与细胞捕获基质温育五分钟,以裂解非精细胞(例如,上皮细胞)。在一些实施方案中,所述加热元件是,流体处理或磁性颗粒处理装置的一部分。在DNA结合缓冲液中非精细胞DNA与细胞捕获基质结合。

当DNA在室1和5中结合后,将室1和5的上清转移到废料室0。然后将DNA洗涤缓冲液从室6转移到室1和5的每一个中。然后将DNA洗涤缓冲液上清从室1和5转移到废料室0。

在一些实施方案中,室8包含第二种DNA洗涤缓冲液(未显示于图2)。在这样一些实施方案中,然后将第二种DNA洗涤缓冲液转移到室1和5。然后将第二种DNA洗涤缓冲液上清从室1和5转移到废料室0。

最后,将洗脱缓冲液从室7转移到室1和5的每一个中。洗脱缓冲液将精细胞DNA从DNA结合颗粒释放到室5的洗脱上清中,并将非精细胞DNA从DNA结合颗粒释放到室1的洗脱上清中。在一些实施方案中,加热洗脱缓冲液以促进结合DNA的洗脱。在一些实施方案中,然后将洗脱上清从室5转移到收集器中(未显示于图3)。然后将精细胞DNA进行DNA分析。在一些实施方案中,然后将洗脱上清从室1转移到第二个收集器中(未显示于图3)。然后将非精细胞DNA进行DNA分析。

图3显示根据一些实施方案,用于差异提取精细胞和非精细胞(例如,上皮细胞)的第三种非限制性示例系统。图3显示的系统包括两个包含DNA结合颗粒的分离室,其中一个用于结合精细胞DNA,另一个用于结合非精细胞DNA。

在图3描述的实施方案中,将包括精细胞和非精细胞混合物的样品置于室1。室1包括细胞捕获基质,其捕获精细胞和非精细胞。然后将室1的上清转移到废料贮器,其标示为室0。废料贮器可以是与图3所示系统邻接的部分,或不是与图3所示系统邻接的部分。在一些实施方案中,当图3的室1到7都包含在一个盒中时,废料室0不是该盒的一部分。在一些实施方案中,盒包括图3的室0到7。

然后将位于室2的细胞洗涤缓冲液转移到室1。然后将室1的细胞洗涤上清转移到废料贮器,其标示为室0。在从室1除去细胞洗涤上清后,将选择性精子裂解缓冲液从室3转移到室1。选择性精子裂解缓冲液裂解室1中细胞捕获基质捕获的精细胞。在裂解精细胞后,将裂解上清从室1转移到室5,所述室5包含DNA结合颗粒和稀释缓冲液(当与选择性精子裂解缓冲液混合时,其形成DNA结合缓冲液)。然后将DNA结合缓冲液从室4转移到室1,其现在包含被细胞捕获基质捕获的非精细胞。在一些实施方案中,当从室4转移DNA结合缓冲液时,通过流体处理装置上的磁体将DNA结合颗粒固定于室4中,以避免DNA结合颗粒随着DNA结合缓冲液被除去。在加热到约70℃(加热元件未显示于图3)的条件下将DNA结合缓冲液与细胞捕获基质温育五分钟,以裂解非精细胞(例如,上皮细胞)。在一些实施方案中,所述加热元件是,流体处理或颗粒处理装置的一部分。然后将DNA结合缓冲液/裂解上清从室1转移回室4,所述室4包含DNA结合颗粒。

当DNA在室4和5中结合后,将室4和5的上清转移到废料室0。然后将DNA洗涤缓冲液从室6转移到室4和5的每一个中。然后将DNA洗涤缓冲液上清从室4和5转移到废料室0。

在一些实施方案中,室8包含第二种DNA洗涤缓冲液(未显示于图3)。在这样一些实施方案中,然后将第二种DNA洗涤缓冲液转移到室4和5。然后将第二种DNA洗涤缓冲液上清从室4和5转移到废料室0。

最后,将洗脱缓冲液从室7转移到室4和5的每一个中。洗脱缓冲液将精细胞DNA从DNA结合颗粒释放到室5的洗脱上清中,并将非精细胞DNA从DNA结合颗粒释放到室4的洗脱上清中。在一些实施方案中,加热洗脱缓冲液以促进结合DNA的洗脱。在一些实施方案中,然后将洗脱上清从室5转移到收集器中(未显示于图3)。然后可以将精细胞DNA进行DNA分析。在一些实施方案中,然后将洗脱上清从室4转移到第二个收集器(未显示于图3)。然后将非精细胞DNA进行DNA分析。

在一些实施方案中,稀释缓冲液和/或DNA结合缓冲液与DNA结合颗粒在系统中分开保存,直至进行DNA结合反应。在一些实施方案中,当稀释缓冲液或DNA结合缓冲液包括醇时,分开保存这些成分可能是所希望的。本领域技术人员可以修改图1到3中任一系统以分开保存DNA结合颗粒与稀释和/或DNA结合缓冲液,直至进行DNA结合反应。

在一些实施方案中,向细胞捕获基质施加磁力以促进细胞捕获。在一些实施方案中,通过差异提取系统的装置部分施加磁力。利用室间DNA结合颗粒转移的一些示例性系统和方法

图4显示根据一些实施方案,用于差异提取精细胞和非精细胞(例如,上皮细胞)的第四种非限制性示例系统。图4显示的系统被设计为一种磁性颗粒处理装置,其也能在室间转移液体。参见,例如,BioRobot EZ1 Workstation(Qiagen)。图4显示的系统在室3到6中处理精细胞DNA,在室7到9中处理非精细胞DNA。在图4所示的示例性系统中,细胞捕获基质还作为非精细胞DNA的DNA结合基质。该系统的细胞捕获基质是磁性的。

在图4描述的实施方案中,将包括精细胞和非精细胞混合物的样品置于室1。室1包括细胞捕获基质,其捕获精细胞和非精细胞。将细胞捕获基质转移到室2,其包含细胞洗涤缓冲液。然后将细胞捕获基质转移到室3,其包含选择性精子裂解缓冲液。选择性精子裂解缓冲液裂解细胞捕获基质捕获的精细胞。在裂解精细胞后,将细胞捕获基质(其仍捕获有非精细胞)转移到室7的DNA结合缓冲液中。在加热到约70℃(加热元件未显示于图4)的条件下将室7中的DNA结合缓冲液与细胞捕获基质温育五分钟,以裂解非精细胞(例如,上皮细胞)。在一些实施方案中,所述加热元件是,流体处理或颗粒处理装置的一部分。在DNA结合缓冲液中非精细胞DNA与细胞捕获基质结合。然后将含有结合的非精细胞DNA的细胞捕获基质转移到室8,其包含DNA洗涤缓冲液。最后,将含有结合的非精细胞DNA的细胞捕获基质转移到室9,其包含洗脱缓冲液。在一些实施方案中,加热洗脱缓冲液以促进结合DNA的洗脱。在一些实施方案中,然后将洗脱上清从室9转移到收集器中(未显示于图4)。然后将非精细胞DNA进行DNA分析。

将室3的选择性精子裂解缓冲液上清转移到室4,所述室4包含DNA结合颗粒和稀释缓冲液(当与选择性精子裂解缓冲液混合时,其形成DNA结合缓冲液)。然后将含有结合的精细胞DNA的DNA结合颗粒转移到室5,其包含DNA洗涤缓冲液。最后,将含有结合的精细胞DNA的DNA结合颗粒转移到室6,其包含洗脱缓冲液。在一些实施方案中,加热洗脱缓冲液以促进结合DNA的洗脱。在一些实施方案中,然后将洗脱上清从室6转移到第二个收集器中(未显示于图4)。然后将精细胞DNA进行DNA分析。

在一些实施方案中,室10和室11包含第二种DNA洗涤缓冲液(未显示于图4)。在这样一些实施方案中,在转移到洗脱室前,将含有结合的非精细胞DNA的细胞捕获基质转移到室10,其包含第二种DNA洗涤缓冲液。在这样一些实施方案中,在转移到洗脱室前,将含有结合的精细胞DNA的DNA结合基质转移到室11,其包含第二种DNA洗涤缓冲液。

图5显示根据一些实施方案,用于差异提取精细胞和非精细胞(例如,上皮细胞)的第五种非限制性示例系统。图5显示的系统被设计为一种磁性颗粒处理装置,其无法也在室间转移液体。参见,例如,Maxwell 16Instrument(Promega)。图5显示的系统在室3到5中处理精细胞DNA,在室6到8中处理非精细胞DNA。在图5所示的示例性系统中,细胞捕获基质还作为非精细胞DNA的DNA结合基质。该系统的细胞捕获基质是磁性的。

在图5描述的实施方案中,将包括精细胞和非精细胞混合物的样品置于室1。室1包括细胞捕获基质,其捕获精细胞和非精细胞。将细胞捕获基质转移到室2,其包含细胞洗涤缓冲液。然后将细胞捕获基质转移到室3。图5的室3包括两个相互分隔的部分。所述部分之间的隔板可被磁性颗粒处理装置(例如,通过物理力)打破。室3的顶部包括选择性精子裂解缓冲液。室3的底部(与顶部分隔)包含DNA结合颗粒和稀释缓冲液。最初将细胞捕获基质转移到顶部。选择性精子裂解缓冲液裂解细胞捕获基质捕获的精细胞。在裂解精细胞后,将细胞捕获基质(仍捕获有非精细胞)转移到室6的DNA结合缓冲液中。在加热到约70℃(加热元件未显示于图5)的条件下将DNA结合缓冲液与细胞捕获基质温育五分钟,以裂解非精细胞(例如,上皮细胞)。在一些实施方案中,所述加热元件是,流体处理或颗粒处理装置的一部分。在DNA结合缓冲液中非精细胞DNA与细胞捕获基质结合。然后将含有结合的非精细胞DNA的细胞捕获基质转移到室7,其包含DNA洗涤缓冲液。最后,将含有结合的非精细胞DNA的细胞捕获基质转移到室8,其包含洗脱缓冲液。在一些实施方案中,加热洗脱缓冲液以促进结合DNA的洗脱。在一些实施方案中,然后将洗脱上清从室8转移到收集器中(未显示于图5)。然后将非精细胞DNA进行DNA分析。

在去除细胞捕获基质后,所述装置打断室3顶部和室3底部之间的可打破间隔,以混合选择性精子裂解缓冲液上清与DNA结合颗粒和稀释缓冲液,所述稀释缓冲液当与选择性精子裂解缓冲液混合时形成DNA结合缓冲液。然后将含有结合的精细胞DNA的DNA结合颗粒转移到室4,其包含DNA洗涤缓冲液。最后,将含有结合的精细胞DNA的细胞结合颗粒转移到室5,其包含洗脱缓冲液。在一些实施方案中,加热洗脱缓冲液以促进结合DNA的洗脱。在一些实施方案中,然后将洗脱上清从室5转移到第二个收集器中(未显示于图5)。然后将精细胞DNA进行DNA分析。

在一些实施方案中,室9和室10包含第二种DNA洗涤缓冲液(未显示于图5)。在这样一些实施方案中,在转移到洗脱室前,将含有结合的非精细胞DNA的细胞捕获基质转移到室9,其包含第二种DNA洗涤缓冲液。在这样一些实施方案中,在转移到洗脱室前,将含有结合的精细胞DNA的DNA结合基质转移到室10,其包含第二种DNA洗涤缓冲液。

图6显示根据一些实施方案类似于图5系统的系统,除了用于结合精细胞DNA的DNA结合颗粒被保存在与稀释缓冲液分开的室(室4)中。在图6描述的实施方案中,室3具有通过可打破封口分隔的两个分离部分,类似于图5系统的室3。但是,在图6描述的实施方案中,下室只包含稀释缓冲液,所以当所述装置打开封口时,选择性精子裂解缓冲液和稀释缓冲液形成DNA结合缓冲液。该装置然后将DNA结合颗粒从室4转移到室3以结合精细胞DNA。

在一些实施方案中,稀释缓冲液或DNA结合缓冲液与DNA结合颗粒在系统中分开保存,直至进行DNA结合反应。在一些实施方案中,当稀释缓冲液或DNA结合缓冲液包括醇时,分开保存这些成分可能是所希望的。在各种实施方案中,本领域技术人员可以修改图3到6中任一系统以分开保存DNA结合颗粒与稀释和/或DNA结合缓冲液,直至进行DNA结合反应。

在一些实施方案中,系统包括一个或更多个空的室。在一些实施方案中,一个或更多个空的室可以用做干燥DNA结合颗粒的场所,例如,在洗涤之后洗脱之前。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2007年5月9日提交的美国临时申请号60/916,999的权益,并与2007年1月16日提交的美国临时申请号60/880,787,2007年2月2日提交的美国临时申请号60/899,106,2008年1月16日提交的美国专利申请号12/015,414和2008年2月15日提交的美国专利申请号12/032,270有关。上述申请公开的内容在此完整通过引用并入。

本申请引用的所有文献和类似材料,包括但不限于,专利、专利申请、论文、书籍、专题论文和因特网网页,不管这类文献和类似材料的形式,均为了任意目的在此明确的完整通过引用并入,在一个或更多个并入的文献和类似材料与本申请不同或抵触(包括但不限于定义的术语、术语用法、描述的技术等等)的情况下,以本申请为准。

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