CN111465704A - 用于通过使用磁场和设备进行高通量粒子处理的方法和*** - Google Patents

Abstract

该***和/或方法的实施方式可以包括和/或应用磁性设备，该磁性设备用于促进磁场以从样品中分离核酸材料，该磁性设备包括支承组件，和磁性销集合，该磁性销集合附接至支承组件，且在附接至支承组件上时，磁性销集合在至少三个自由度上可移动，其中磁性销集合对样品容器的样品室的形状提供适应性。

Description

用于通过使用磁场和设备进行高通量粒子处理的方法和***

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年3月2日提交的美国临时申请序列号62/637,959、2018年3月19日提交的美国临时申请序列号62/645,091和2018年5月14日提交的美国临时申请序列号62/671,410的权益，其全部内容各自通过引用合并在此。

技术领域

本公开通常涉及用于样品处理的设备，例如用于试验和诊断实验室。

背景技术

如今，科学技术的发展已越来越多地应用于市场产品和方案。尽管如此，将科学突破转移到具体产品(concrete product)开发中仍然存在一些障碍。阻碍这些技术全面发展的障碍之一是其生产过程的相当大的高成本和大量时间，转化为大规模市场的较低可行的选择。

作为解决这些问题的策略的一部分，实验室已经应用了自动化的基础设施，以部分的模式或完全的模式减少了与劳动力有关的费用和时间。增加成本的额外的因素是材料和能量资源。因此，为了加快从该产业到市场产品的参与数量和种类，重要的是保持对高效(efficient)和有效的(effective)生产过程的关注，这能够减少规模化科学产品所需的时间和资源。但是，生产所需的某些程序的复杂性和高品质标准使得过程的很大百分比无法满足这些要求。

例如，自动试剂处理平台可以进行实验室工作，包括生物样品处理、核酸和蛋白质操作，溶剂混合，小分子的高通量采样等。实施这些自动化平台允许实体(entity)规模化放大(scale up)所处理的样品量，使过程高度可再现，同时减少样品污染的可能性，并最小化人为误差引入的可变性，以及其他益处。

磁体的使用可应用于对磁场吸引的粒子(以下称为“磁性粒子”)进行机械-物理操作，该粒子可与样品溶液中感兴趣的(interest)化学和生物材料直接相互作用。磁性粒子可以用离子带电的聚合物封装，或者可以用特定的化合物功能化，以通过离子作用、疏水作用或亲和作用等结合目标分子。这些磁性粒子可以通过使用磁体来捕获，并且在通过使用手动或自动移液从感兴趣的容器(container of interest)中去除其他物质后，并在一个或多个洗涤步骤后，仅磁性粒子及其目标结合分子保留在原始容器中。

在自动化环境中，磁体可以用作位于包含溶液的接收器下方的基部以介入(intervene)。该磁性基部意味着用于将粒子从溶液的其余部分中分离出来的连续洗涤步骤，因此获得了这些清洁的剩余结果。这意味着用于洗涤的物资和时间的高消耗。

代替从底部磁性地处理粒子，粒子可以从表面处理，可选地，通过工具和溶液之间的一次性中间体(intermediate)介导，这可在手动操作的情况下执行。

工具和介导元件的配合需要紧密的高精度配合，因此限制了型号(model)和品牌兼容性以与工具一起使用。

考虑到这些介导元件为一次性的，由于它们的目的为避免污染，所以用于其制造的过程和原材料不具有高精度或质量，同一批制造的相同元件之间存在厚度甚至形状的较大变化。这种物理上的不一致可能会损害过程的性能，因为该过程是基于元件配合的质量；此外还限制了介导元件的品牌和型号，这可能有淘汰(obsolescence)和成本的风险。

可以用离子带电(ionically charged)的磁性珠(magnetic bead)执行核酸的操作。该过程可以包括在离子溶液的存在下将磁性珠与感兴趣的样品混合。接下来，将混合物培养规定的时间，以使核酸结合磁性珠，然后将包含样品的板(plate)或管移动至包含磁体的表面(例如，对于单个管或单个磁性板)。磁场吸引珠(bead)，并因此将核酸吸引到管的侧面，它们保持附接在管的侧面。随后，将样品洗涤可变的次数，在此期间，由于磁场，珠保持附接在存在磁体的容器的侧面。最后，将珠干燥以去除残留的液体，从磁性板去除，添加水或任何其他合适的溶液以从珠中释放核酸，然后将干净的核酸转移至干净的储存器(例如管、板等)。这种方法的某些部分可能是耗时且昂贵的，因而限制了可以处理的样品的数量，这可能是规模化放大生产过程的主要障碍。磁性粒子操作期间，最耗时和昂贵的步骤之一是一次性移液管吸头(disposable pipette tip)的使用，根据各流程(pipeline)包含的步骤数量，该一次性移液管吸头须由自动化机器人或者如果手动进行则由操作者多次更换，以避免试剂和样品之间的交叉污染。此外，为了处理不同体积的液体，必须使用不同大小的移液管吸头，这需要在每个单个步骤中更换移液头工具，因而更进一步减慢了该过程。当手动处理样品时，还会遇到大量使用移液管吸头和需要使用不同尺寸的移液管吸头的问题。另外，在自动化工作站设置中，可能发生固定化而靶向磁性粒子，且可动化有时可以限于当再悬浮返回到液体悬浮液并由液体处理器管理时，这可能会降低平台的多功能性(versatility)。

附图说明

图1包括***实施方式的组件的可视化表示的具体实施例；

图2包括在方法实施方式中功能工作流程的可视化表示的具体实施例；

图3包括从PCR反应中比较DNA清洁和纯化的具体实例，其中，以使用常规磁体的磁性珠清洁和纯化PCR反应的DNA产物，并与***实施方式的磁性设备比较；且其中，通过微流电泳分析所获得的DNA，且其中对于所比较的组件，感兴趣的带(band of interest)(例如约300bp)的纯化产率是相似的，以及对于所比较的组件，清洁较小尺寸的产物(例如100-150bp)的能力是相似的；

图4包括***实施方式的磁性设备的前视图可视化表示的具体实施例；

图5包括***实施方式的磁性设备的俯视图可视化表示的具体实施例；

图6包括***实施方式的磁性设备的侧视图可视化表示的具体实施例；

图7包括所获得的文库的片段大小的具体实施例；

图8A-8B包括宏基因组测序读段(read)结果的具体实施例；

图9A-9B包括宏基因组测序读段结果的具体实施例。

具体实施方式

实施方式(例如，包括实施方式的变体、实施方式的实施例、实施方式的具体实施例、其他合适的变体等)的以下描述不旨在受限于这些实施方式，而是旨在使本领域技术人员能够制造和使用。

如图4-6所示，***100(例如，用于高通量粒子处理；用于分离核酸材料；等)的实施方式可以包括：磁性设备110，用于促进磁场以从样品中分离核酸材料；磁性设备110包括：支承组件125，和/或磁性销集合115，该磁性销集合115附接到支承组件125，并且在附接到支承组件125时、该磁性销集合115至少在三个自由度上可移动，其中，磁性销集合115中的各销在附接到支承组件125时彼此独立移动，其中，磁性销集合配置为***容纳至少一个样品的至少一个样品室中，和/或其中，磁性销集合115的独立可移动性和磁性销集合115在至少三个自由度上的可移动性提供了对附接有来自样品的核酸材料的磁性珠位置的适应性(adaptability)。

支承组件可包括以下一个或多个：盖130(例如，自由可移动的盖；通过手动操作者手动可移动的；通过自动化机器人样品处理平台自动可移动的，等)，以及板135、其附接至自由可移动的盖，并包括孔眼集合，其中，磁性销集合的各磁性销可安装至孔眼集合的各孔眼。

磁性设备110可以产生用于期望的材料(例如，目标元素等)分离(例如，通过磁性装置吸引材料等)的磁场和/或可以运输期望的材料(例如，其中，磁性设备110可以用作运输工具等)。磁性设备优选地包括一个或多个磁性销115和/或合适的已磁化组件和/或通过附加作用(例如，直接或间接作用，诸如与电磁体的相互作用等)而具有被磁化可能性的组件。这样的磁性组件可以临时或永久地提供偶极结构。在具体实施例中，来自设备的各偶极产生的力可以足够强以吸引和分离物质的(例如样品的，等)目标元素，和/或可以施加能够将目标元素固定到磁性销115(和/或磁性设备110的合适的磁性组件；等)、和/或磁性销115(和/或磁性设备110的合适的磁性组件；等)和目标元素之间(例如，磁性销115和容纳目标元素的接收容器之间)的接触界面120的大小的力，例如其中，磁力和/或接触界面120可以促进目标元素的运输而没有材料分离的任何风险。在接触界面和物质容器之间存在体积兼容性，以促进物体之间的物理相互作用，这优先最大化它们之间的接触表面，如图2所示。

方法200的实施方式可以包括(例如，如图2所示)：将磁性设备的磁性销集合***至少一个样品混合物中，该样品混合物包括附接有核酸材料的磁性珠，其中，磁性销集合在附接至磁性设备的支承组件时在至少三个自由度上可移动，其中，磁性销集合的各销在附接到支承组件时彼此独立可移动，和/或其中，磁性销集合的独立可移动性和磁性销集合在至少三个自由度上的可移动性提供了对附接有核酸材料的磁性珠位置的适应性。

***100和/或方法200的实施方式可以起到提供完全的自动化设备和/或过程的作用，以减少进行磁性粒子的自动处理的成本和时间。在具体的实施例中，感兴趣的磁性粒子通过使用磁场直接从工作溶液中抽出，使得磁性粒子处理的过程独立于使用移液管吸头和更换移液头工具。在具体实施例中，***100的实施方式可以包括一个或多个磁性设备110，该磁性设备110允许通过期望的工作布置来移动附接的磁性粒子，因而导致粒子及其附接的分子的更快和更动态的操纵(例如，固定化的珠可以在短时间快速地顺序地浸没在不同的液体溶液中，等)，降低了完成整个过程所需的成本和时间(例如，由于不需要使用移液管吸头，等)。

在具体的实施例中，***100和/或方法200针对通过应用磁原理处理元素来分离物质的特定元素(例如，成分等)建立操作方法，例如在关于核酸提取和/或其他合适方法运行的逆动力学中。

***100和/或方法200的实施方式可以额外地或可替代地与任何合适的组件、诸如样品处理自动化设备(例如，占有或包括压缩夹具和/或类似组件的样品处理自动化设备，等)集成。在具体实施例中，磁性设备110可以与一个或多个自动化机器人样品处理平台集成(例如，可以集成，等)。额外地或可替代地，***100和/或方法200实施例的部分可以由直接操作者管理使用和/或由直接操作者管理手动执行。

***100和/或方法200的实施方式可以起到适应于与其他元件配合的作用。磁性设备110的组件(例如，磁性销115，等)可以在至少三个独立(例如，彼此独立，等)自由度(例如，至少X、Y和Z轴，等)上可移动，这可以允许组件(例如，磁性销115，等)适应于其可以附接至的不同表面(例如，表面的端部、内表面，等)。在具体的实施例中，各磁性销彼此独立，并且具有在包括直线位置(X&Y轴)和深度(Z轴)的3个轴上的移动自由，这允许磁性销适应于表面不平整性。

在具体的实施例中，磁性销115的移动自由度可以确保使用设备110的过程的质量，因为各磁性销115(和/或合适的磁性组件)适应于介入的元素(例如，目标核酸材料、其他目标，等)的位置和其他物理特性，允许在没有实时监测要求和再现能力的情况下执行。***100和/或方法200的实施方式可以在没有人操作者的情况下在自动化环境中使用，例如，诸如体积、材料和形状的物理特性可以适应于与机器人的使用兼容。在具体实施例中，磁性销115以其他方式彼此独立、并且是可去除的，允许磁性销115在故障的情况下进行修理和更换而不会妨碍工具。在具体实施例中，当使用磁性设备110时，磁性销115的可移动性允许磁体在数量和配置上从1至96(和/或任何合适的数量)的进行适应，从而能够针对环境的要求定制。在具体的实施例中，磁性销集合115中的各销可从支承组件125去除并重新附接至该支承组件125，以使磁性销集合115的配置适应于包括不同数量样品孔(samplewell)的不同的样品室集合。

在具体的实施例中，***100和/或方法200的实施方式可以赋予关于可复制性、一致性、自动化、可定制的、与多种供应品(a range kind of supplies)使用兼容的、和/或与多种种类机器人(a range kind of robots)的使用兼容的改进。

***100和/或方法200的实施方式可以与任何合适形式的一次性样品板(例如，孔板等)和/或任何合适的样品容器兼容、包括任何合适形式的一次性样品板(例如，孔板等)和/或任何合适的样品容器的组件、与任何合适形式的一次性样品板(例如，孔板等)和/或任何合适的样品容器一起应用、和/或可以以其他方式与任何合适形式的一次性样品板(例如，孔板等)和/或任何合适的样品容器相关联。一次性样品板和/或样品容器优选地由聚苯乙烯和/或可以用作磁性组件(例如，磁性销115)与样品之间的界面的任何其他合适的材料构成。

***100和/或方法200的实施方式可以用于分离任何合适类型的核酸材料(例如DNA、RNA、mRNA、cDNA、基因组DNA、微生物核酸材料，等)。

***100和/或方法200的实施方式可以与用于样品处理的自动化过程和/或手动过程兼容、包括用于样品处理的自动化过程和/或手动过程的组件、与用于样品处理的自动化过程和/或手动过程一起应用、和/或可以以其他方式与用于样品处理的自动化过程和/或手动过程相关联。***100和/或方法200的实施方式可以应用于任何合适的液体、半固体、固体、生物材料、有机材料、无机材料和/或任何合适的材料。

在变体中，***100和/或方法200可以应用于和/或可以包括生物分子分离(例如，核酸纯化)，核酸清洁，核酸标准化，蛋白质下拉(protein pull-down)，蛋白质纯化，和/或碳水化合物、脂质、抗体和/或小分子分离(例如，纯化等)，以及药物(drug)、药品(pharmaceutical)和/或感兴趣的任何其他化合物和/或大分子的过程。在变体中，***100和/或方法200可以应用于和/或可以包括纯化、标准化、分离和/或提取的过程，例如其中目标微粒子和/或纳米粒子可能易受磁场作用的影响，诸如通过操纵微粒子和纳米粒子样品，诸如通过处理磁性粒子。

在变体中，在通过使用磁力从物质中选择特定元素的过程中，操作逻辑可以基于固定期望的元素并移除其物理环境以将其分离。在具体的实施例中，在DNA纯化(和/或任何合适的核酸和/或分子的分离)的情况下，可以使用磁性珠，DNA被吸引并暂时附接在该磁性珠上。在具体的实施例中，随后并且在使用磁力架(magnetic stand)施用磁场之后(和/或在任何合适的时间)，珠以及因此DNA锚定至它们所处的容器的基部。在将DNA和珠固定到接收器(例如样品容器)的情况下，重复地分配和抽吸(aspirate)(例如洗涤等)液体，目的在于消除属于原始物质的、但不是感兴趣的或可能会抑制/影响下游过程的其他化合物，从而分离固定的材料。

在变体中，***100和/或方法200可以应用和/或可以包括通过期望的材料本身介入，分离所选择的元素。因此，我们不是去除物质的剩余组分(例如，与作为一系列(asuccession of)操作剩余结果的感兴趣化合物的分离相反，该一系列操作涉及外部资源和时间的使用，等)，而是从其中直接去除所需的物质。

额外地或可替代地，为了使纯化过程更快、更有效且高效、以及最小化其他资源的使用，***100和/或***200的变体可以允许直接移位(displacement)获得的所期望的材料，这是因为直接用期望的材料进行处理(例如，这也可以有助于减少其他后续过程、例如洗涤所需的材料数量；如图1所示，等)。

在具体实施例中，通过磁力将目标材料固定至结构(例如，磁性销115)，其中该结构可以是适合于被磁化的任何装置，根据情况，使用或不使用一个或多个中间体接触界面120，例如磁性珠和/或物理界面、诸如结构和物质之间的板，和/或任何适合的方式以实现该目的(例如，如图1所示)。在具体的实施例中，固定目标材料后，将其从初始样品溶液中分离并去除，以将其与原始容器中存在的任何其他组分分离，然后可以直接被带至过程的下一阶段。在具体的实施例中，目标分子被捕获并保留在原始容器中，且可以包括或可以不包括磁性元件的使用，并且其中目标是通过保留特定目标材料来分离特定目标材料，并在一系列连续洗涤步骤之后，可以将材料分离并洗脱到溶液中，而没有进一步的污染物和/或任何其他组分。

在具体的实施例中，磁性设备100可以用于从生物样品(例如，包括微生物、诸如微生物核酸材料的生物样品，等)中DNA提取(和/或用于任何合适的核酸提取、诸如RNA提取等)的过程的非自动化实验中。在具体的实施例中，使用96-孔板(例如96孔聚苯乙烯板等)，但是额外地或可替代地使用具有任何合适孔数(例如除了96以外，6、12、24、48和/或384-孔板，等)的任何合适的板。在具体的实施例中，将96-孔聚苯乙烯板中的感兴趣的样品、与离子溶液中的离子带电的磁性珠混合，并短暂培养。在具体的实施例中，新的96-孔板配合到磁性设备110中，作为接触界面120(和/或任何合适的样品容器、诸如孔板，和/或其他合适的组件可以用作接触界面；等)，且放置在含有与磁性珠混合的样品的板上(例如，其中将接触界面120的孔，放置在保持样品的板的孔的开口中，等)。在具体的实施例中，在将附接至界面板表面的磁性珠短暂培养后，将磁性珠和附接的DNA从样品中去除(例如，通过升降磁性设备110，等)。在具体的实施例中，在从样品中去除附接有DNA的磁性珠之后(和/或在任何合适的时间)，将附接有DNA的磁性珠浸没在保持有洗涤液(例如，80％的乙醇)的新板(例如，新的96-孔板，等)合适的次数(例如，多次、一次，等)，以进一步清洁核酸分子(例如，附接的DNA，等)。在具体的实施例中，在清洁后(和/或在任何合适的时间)，将附接有DNA的磁性珠浸没在水和/或能够从磁性珠上分开附接的DNA(和/或合适的核酸材料)的任何溶剂中，从而释放附接的DNA(和/或合适的核酸材料)。释放的核酸材料(例如，使用磁性设备110从样品中分离的释放的核酸材料，等)可用于任何应用(例如下游应用，等)，包括以下任何一种或多种：聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)、反转录酶-聚合酶链反应(RT-PCR)、文库制备、限制酶分析、连接反应(ligation)和/或合适的应用。

在具体的实施例中，如表1所示，当使用***100和/或方法200的实施方式的任何合适的部分时，可以评估DNA收率(recovery yield)，其中这种DNA收率可以通过荧光染料测定来量化。在具体的实施例中，如表1所示，真如荧光染料测定法所测量的，从人类样品的离子带电的磁性珠培养物中回收的DNA量(ng/uL)，其中所有样品在等体积的分子级水中从珠中洗脱，因此，浓度代表每种方法的产率(yield)，并允许直接比较；其中，不含DNA的样品裂解缓冲液用作DNA提取程序的阴性对照；平均值和标准偏差值在各列的端部显示。

表1

在具体的实施例中，可以诸如使用本文描述的、用于从PCR反应获得的产物中纯化和清洁DNA的一种或多种方法来提取DNA(和/或合适的核酸材料；诸如微生物核酸材料；基因组DNA；等)。使用磁性珠进行PCR产物清洁的目的可以包括在保留目标DNA分子(例如，长度大于200bp；高于和/或与任何合适的尺寸阈值有关；等)的情况下，去除较小尺寸的DNA片段(例如，长度低于200bp；低于和/或与任何合适的尺寸阈值有关；等)和PCR反应的其他组分。***100(例如，磁性设备110等)和/或方法200的实施方式的任何合适的部分可以应用于PCR清理(例如，使用磁性珠等)，且如图3所示，可以与常规的磁性板相比较。在具体的实施例中，如图3所示，基于PCR产物中DNA的荧光强度和清洁的样品，常规磁体和磁性设备110可以纯化相似产率的感兴趣的(例如，大约300bp的带)DNA(和/或合适的核酸材料)；其中，从较小尺寸的DNA产物(例如，100-150bp尺寸的)中清洁样品的能力可能相似。

在变体中，该方法可以包括以下中的一个或多个的任意组合：添加珠、并混合(手动地或自动地)包含待提取的目标的溶液；培养足够的时间以允许目标结合至珠；使得磁性设备结合至界面，并将其沉入板中；培养0.5至10分钟之间；取出带有附接在界面外部的珠的磁性设备；然后将磁性设备沉入洗涤溶液中；培养0.5至10分钟(可选)；前两个步骤可以重复1至5次；结合至界面的磁性设备和珠悬浮0.5至15分钟，以使溶剂蒸发；将结合至界面的磁性设备和珠沉入含有溶液的板中，以从珠上洗脱并释放目标；然后去除磁性设备并保留界面；培养0.5至5分钟，以通过水合目标来减轻(ease)目标的释放；使用连接至界面的振动或摇动设备以减轻目标从珠上的释放(可选)；和/或磁性设备结合回到界面以从溶液中去除剩余的珠。

在具体的实施例中，方法200可以包括在至少一个样品混合物中培养磁性销集合0.5至10分钟；从至少一个样品混合物中去除磁性销集合之后，将磁性销集合***到洗涤溶液和洗脱溶液的至少一种中；在将磁性销集合***洗涤溶液和洗脱溶液的至少一种中之后，使用振动设备从磁性销集合中释放磁性珠；和/或其中磁性销集合容纳在接触界面集合中，该接触界面集合提供磁性销集合和样品混合物之间的第一媒介物(intermediary)，磁性销集合、与洗涤溶液和洗脱液的至少一种中之间的第二媒介物。

在具体的实施例中，磁性销集合的独立可移动性和磁性销集合在至少三个自由度上的可移动性促进了附接有核酸材料的磁性珠的直接吸引，而无需在磁性销集合、和附接有核酸材料的被直接吸引的磁性珠之间介入(***)表面(intervening surfaces)。在具体实施例中，至少三个自由度包括在x轴上的第一自由度，在y轴上的第二自由度以及在z轴上的第三自由度。

在具体的实施例中，方法200可以包括：在将磁性销集合***到至少一个样品混合物之前，集成磁性设备和自动化机器人样品处理平台。在具体的实施例中，集成磁性设备包括经由磁性设备的压缩握持组件(compression grip component)来集成磁性设备，其中压缩握持组件包括钳具(tong)、夹具(clamp)和扣具(fastener)中的至少一个。

在变体中，***100和/或方法200可以应用于宏基因组文库构建(例如，用于宏基因组测序的微生物宏基因组测序文库的制备，等)。在具体的实施例中，在PCR之后(例如，使用P5/P7测序衔接子(sequencing adapter)等)且在DNA标准化之前(和/或在任何合适的时间)，磁性设备110可以与磁性珠(例如，用于附接目标核酸材料，等)一起使用，且结果可以可视化(例如，使用生物分析仪以评估具有预期片段、诸如接近500bp长度的样品的获得)，如图7所示。在具体的实施例中，如图7所示，可以获得具有不同浓度和相似大小的文库，这可以通过不同条带强度和接近

500bp的大小来观察。在具体的实施例中，可以通过PCR(和/或其他合适的方法)将索引序列和衔接子序列添加到加标签的(tagmented)样品片段(和/或合适的组分)中。

在变体中，***100和/或方法200可以应用于宏基因组测序(例如，使用用本文描述的方法构建的宏基因组文库，等)。在具体的实施例中，使用肠道和生殖器样品(例如，包括微生物核酸材料的肠道相关联样品、包括微生物核酸材料的生殖器样品；然而，关于本文描述的任何合适的方法，可以额外地或可替代地使用与任何合适的身体部位(body site)相关联的任何合适的样品；诸如其中，身体部位可包括以下任何一个或多个：肠道部位、诸如***部位的生殖器部位、口腔部位、鼻部部位、皮肤部位等中的任何一个或多个)，构建了两个不同的宏基因组文库。在具体的实施例中，各宏基因组文库可以装载有用合适的流程构建的16S文库，诸如用于评估宏基因组读段量和深度(例如，关于功能和/或毒力基因(virulence gene)；等)。在具体的实施例中，如图8A-8B所示：两次测序运行的总原始读段的平均值为15M，通过过滤的读段的平均值为13M；对于测序运行(sequencing run,seqrun)17.11.16，获得了每个种(species)、属(genus)和域(domain)的分配读段(assigned read)的平均值为1.2M；对于测序运行17.1204，获得了对于相同的分类类别(taxonomicclassification)的分配读段的平均值为4M；与测序运行17.11.16相比，测序运行17.1204获得了更多的分类分配读段，这表明用每孔1:20的珠:PEG比率的基于珠的标准化协议(例如，使用磁性设备110)的使用，可以在基于水的DNA洗脱步骤后，引起额外的DNA产率回收(yield recovery)，这可能与上一次测序运行中更多的分配读段有关。

在具体的实施例中，如图9A-9B所示，将测序运行域的分配读段数据在分配到古生菌、细菌、真核生物和病毒的读段数据中进行亚类化(subclassify)；两次测序运行包括病毒和真核生物序列的检测；对于测序运行17.11.16，获得了

1.2M的细菌分配读段，而通过生物信息学分析，将

300.000的读段分配给真核生物域(例如，如图9A所示)；对于测序运行17.12.04，真核生物和细菌分别获得

3M和

800.000读段(例如，如图9B所示)；其中，结果的差异可以通过珠标准化协议的差异来解释，其中对于珠和PEG比率，使用1:40和1:20的珠:PEG缓冲比率来构建两个文库；其中，对于测序运行17.12.04和17.11.16，分别获得了的3M和

260.000的智人(homo sapien)和黑猩猩的序列读段，这表明如果使用不同的珠:PEG比率，智人和黑猩猩的序列的比例可能相似，因此在珠标准化过程中，不同的珠比率可以具有更多的输入DNA，以构建并巩固文库。

在具体的实施例中，***100和/或方法200可以包括和/或执行自动化的宏基因组文库构建流程(例如，基于

500bp附近获得的宏基因组文库大小；等)，其中，这样的方法可以在真实样品(例如真核生物、古生菌、细菌和/或病毒，等)中识别不同的分类顺序，和/或其中，这样的方法可以从肠道和/或生殖器样品中检测病毒和/或真核微生物序列。

方法100和/或***200的实施方式可以包括各种***组件和各种方法过程的各种组合和排列，包括任何变体(例如，实施方式、变体、实施例、具体实施例、附图，等)，其中，通过和/或使用本文描述的***200和/或其他实体的一个或多个实例、元素、组件和/或其他方面，可以异步地(例如顺序地)、同时地(例如并行地)或以任何其他合适的顺序来执行本文描述的方法100和/或过程的实施方式的部分。

本文描述的任何变体(例如，实施方式、变体、实施例、具体实施例、附图等)和/或本文描述的变体的任何部分可以额外地或可替代地组合、聚合、排除、使用、串行执行、并行执行和/或以其他方式应用。

方法100和/或***200的实施方式的部分可以至少部分地体现为和/或实现为机器，该机器配置为接收存储计算机可读指令的计算机可读介质。该指令可以由可与***200的实施方式集成的计算机可执行组件来执行。计算机可读介质可以存储在任何合适的计算机可读介质上，例如RAM、ROM、闪速存储器、EEPROM、光学设备(CD或DVD)、硬盘驱动器、软盘驱动器、或任何合适的设备。计算机可执行组件可以是通用处理器或专用处理器，但是任何合适的专用硬件、或硬件/固件组合设备可以替代地或额外地执行指令。

如本领域技术人员将从在先的详细描述以及从附图和权利要求中认识到，可以在不背离权利要求中限定的范围的情况下，可以对方法100、***200和/或变体的实施方式进行修改和改变。本文描述的变体不意味着是限制性的。附图中包括的某些特征可能在尺寸上被放大，并且为了清楚起见，其他特征可能被省略，并且不应是限制性的。附图不必须是按比例的。本文中的章节标题用于组织结构的便利，且不意味着是限制性的。任何变体的描述不必限于本说明书的任何章节。

Claims (20)

1.一种用于分离核酸材料的***，所述***包括：

磁性设备，其用于促进磁场以从至少一个样品中分离所述核酸材料，所述磁性设备包括：

支承组件；和

磁性销集合，其附接至所述支承组件，且在附接至所述支承组件时、所述磁性销集合在至少三个自由度上可移动，其中，所述磁性销集合的各销为彼此独立可移动的，其中，所述磁性销集合配置为***容纳所述至少一个样品的至少一个样品室中，其中，所述磁性销集合的独立可移动性和所述磁性销集合在至少三个自由度上的可移动性提供了对磁性珠位置的适应性，所述磁性珠附接有来自所述样品的所述核酸材料。

2.根据权利要求1所述的***，其中，所述磁性设备可与自动化机器人样品处理平台集成。

3.根据权利要求2所述的***，其中，所述磁性设备包括压缩握持组件，其用于与所述自动化机器人样品处理平台集成，其中，所述压缩握持组件包括钳具、夹具和扣具的至少一个。

4.根据权利要求1所述的***，其中，所述磁性设备附接至振动工具，以促进所述磁性珠从所述磁性销的释放。

5.根据权利要求1所述的***，其中，所述支承组件为可移动的，以将所述磁性销集合移出所述样品室，并移入至洗涤溶液和洗脱溶液的至少一种。

6.根据权利要求1所述的***，其中，所述磁性销集合容纳在接触界面集合中，所述接触界面集合在所述磁性销集合***至所述样品室中时，在所述磁性销集合和所述样品之间提供媒介物，其中，各接触界面容纳所述磁性销集合的至少一个磁性销。

7.根据权利要求1所述的***，其中，所述磁性销集合配置为***至所述样品室中，以直接吸引附接有来自所述样品的所述核酸材料的磁性珠，而无需在所述磁性销集合、和附接有所述核酸材料的被直接吸引的所述磁性珠之间介入表面。

8.根据权利要求1所述的***，其中，所述磁性销集合包括96个磁性销，所述磁性销具有分面和在至少3个轴上的位置适应性，以适应96孔板的各孔位置和表面形状。

9.根据权利要求1所述的***，其中，所述磁性销集合的各销可从所述支承组件去除、并重新附接至所述支承组件，以使所述磁性销集合的配置适应于不同的样品室集合，所述不同的样品室集合包括1至96个孔的不同数量的样品孔。

10.根据权利要求1所述的***，其中，所述支承组件包括：

自由可移动的盖；和

板，其附接至所述自由可移动的盖且包括孔眼集合，其中所述磁性销集合的各磁性销安装至所述孔眼集合的各孔眼。

11.根据权利要求1所述的***，其中，所述至少三个自由度包括在x轴上的第一自由度，在y轴上的第二自由度以及在z轴上的第三自由度。

12.一种用于分离核酸材料的方法，所述方法包括：将磁性设备的磁性销集合***到至少一个样品混合物中，所述样品混合物包括附接有核酸材料的磁性珠，其中，所述磁性销集合在附接至所述磁性设备的支承组件时在至少三个自由度上为可移动的，其中，所述磁性销集合的各销在附接至所述支承组件时为彼此独立可移动的，且其中，所述磁性销集合的独立可移动性和所述磁性销集合在至少三个自由度上的可移动性提供了对附接有所述核酸材料的所述磁性珠位置的适应性。

13.根据权利要求12所述的方法，其还包括：在所述至少一个样品混合物中培养所述磁性销集合0.5至10分钟。

14.根据权利要求13所述的方法，其还包括：从所述至少一个样品混合物中去除所述磁性销集合之后，将所述磁性销集合***至洗涤溶液和洗脱溶液的至少一种。

15.根据权利要求14所述的方法，其还包括：在将所述磁性销集合***到所述洗涤溶液和所述洗脱溶液的至少一种之后，使用振动设备从所述磁性销集合中释放所述磁性珠。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述磁性销集合容纳在接触界面集合中，所述接触界面集合在所述磁性销集合和所述样品混合物之间提供第一媒介物，在所述磁性销集合、与所述洗涤溶液和所述洗脱液的至少一种之间提供第二媒介物。

17.根据权利要求12所述的方法，其中，所述磁性销集合的独立可移动性和所述磁性销集合在所述至少三个自由度上的可移动性促进了附接有所述核酸材料的磁性珠的直接吸引，而无需在所述磁性销集合、和附接有所述核酸材料的被直接吸引的磁性珠之间介入表面。

18.根据权利要求12所述的方法，其中，所述至少三个自由度包括在x轴上的第一自由度，在y轴上的第二自由度以及在z轴上的第三自由度。

19.根据权利要求12所述的方法，其还包括：在将所述磁性销集合***到所述至少一个样品混合物之前，集成所述磁性设备和自动化机器人样品处理平台。

20.根据权利要求12所述的方法，其中，集成所述磁性设备包括通过所述磁性设备的压缩握持组件来集成所述磁性设备，其中所述压缩握持组件包括钳具、夹具和扣具的至少一个。

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