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原文传递使用MERFISH、扩展显微术和相关技术进行多重成像

专利名称：	使用MERFISH、扩展显微术和相关技术进行多重成像
摘要：	本发明一般性涉及显微术和涉及用于成像或测定例如细胞内的核酸或其他所需靶标的系统和方法。在某些方面，样品包含在可膨胀材料内，可膨胀材料以某种方式膨胀和成像。材料的膨胀改善了后续图像的有效分辨率。例如，这可以与其他超分辨率技术(例如STORM)和/或与诸如MERFISH的技术组合以用于测定样品内的核酸例如mRNA，例如通过将核酸探针结合到样品上。其他方面一般性涉及用于此类方法的组合物或装置、用于此类方法的试剂盒等。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	美国;US
申请人：	哈佛学院院长及董事
发明人：	庄小威;J·R·莫菲特;王桂萍
专利状态：	有效
申请日期：	2017-11-08T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201780082227.7
公开号：	CN110168346A
代理机构：	中国国际贸易促进委员会专利商标事务所
代理人：	张小勇
分类号：	G01N1/36(2006.01);G;G01;G01N;G01N1
申请人地址：	美国马萨诸塞
主权项：	1.一种方法，其包括：将细胞包埋到可膨胀材料中；将来自细胞的核酸固定至可膨胀材料；使可膨胀材料膨胀；将可膨胀材料暴露于多个核酸探针；和测定核酸探针与固定的核酸的结合。 2.根据权利要求1所述的方法，其中将来自细胞的核酸固定至可膨胀材料包括将核酸在单个点上固定至可膨胀材料。 3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，包括将核酸固定至可膨胀材料。 4.根据权利要求3所述的方法，包括在核酸的5’末端处将核酸固定至可膨胀材料。 5.根据权利要求3或4中任一项所述的方法，包括在核酸的3’末端处将核酸固定至可膨胀材料。 6.根据权利要求3-5中任一项所述的方法，包括在核酸的中心部分处将核酸固定至可膨胀材料。 7.根据权利要求2-6中任一项所述的方法，包括将核酸固定至多于一个位置。 8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中将来自细胞的核酸固定至可膨胀材料包括将核酸暴露于锚定探针，其相对于可膨胀材料固定核酸。 9.根据权利要求8所述的方法，其中锚定探针包含与来自细胞的核酸反应的第一部分和与可膨胀材料反应的第二部分。 10.根据权利要求9所述的方法，其中对每种RNA使用独特的锚定探针。 11.根据权利要求9所述的方法，其中对每种RNA使用一种或多种独特的锚定探针。 12.根据权利要求9-11中任一项所述的方法，其中第一部分包含与来自细胞的核酸基本上互补的核酸序列。 13.根据权利要求9-12中任一项所述的方法，其中锚定探针包含亚磷酰胺修饰的寡核苷酸。 14.根据权利要求9-13中任一项所述的方法，其中锚定探针包含多聚dT序列。 15.根据权利要求1-14中任一项所述的方法，其中将细胞包埋到可膨胀材料中包括用可膨胀材料的前体包围细胞，并使可膨胀材料的前体形成围绕细胞的可膨胀材料。 16.根据权利要求15所述的方法，其中可膨胀材料的前体包括单体。 17.根据权利要求15或16中任一项所述的方法，其中使前体形成可膨胀材料包括使前体聚合。 18.根据权利要求15-17中任一项所述的方法，其中使前体形成可膨胀材料包括将前体暴露于交联剂。 19.根据权利要求1-18中任一项所述的方法，其中前体包括丙烯酰胺。 20.根据权利要求1-19中任一项所述的方法，其中前体包括丙烯酸酯。 21.根据权利要求1-20中任一项所述的方法，其中可膨胀材料包括凝胶。 22.根据权利要求1-21中任一项所述的方法，其中可膨胀材料包括聚丙烯酰胺。 23.根据权利要求1-22中任一项所述的方法，其中可膨胀材料包括甲基丙烯酸酯。 24.根据权利要求1-23中任一项所述的方法，包括使可膨胀材料各向同性地膨胀。 25.根据权利要求1-24中任一项所述的方法，还包括固定细胞。 26.根据权利要求25所述的方法，其中固定细胞包括将细胞暴露于多聚甲醛。 27.根据权利要求1-26中任一项所述的方法，其中来自细胞的核酸包含RNA。 28.根据权利要求1-27中任一项所述的方法，其中来自细胞的核酸包含mRNA。 29.根据权利要求1-28中任一项所述的方法，其中来自细胞的核酸包含DNA。 30.根据权利要求1-29中任一项所述的方法，其中使可膨胀材料膨胀包括将可膨胀材料暴露于包含水的溶液。 31.根据权利要求1-30中任一项所述的方法，其中使可膨胀材料膨胀包括将可膨胀材料暴露于相对于可膨胀材料低渗的溶液。 32.根据权利要求1-31中任一项所述的方法，还包括，对于多个核酸探针中至少一些探针的每一个，测定核酸探针在样品内的结合。 33.根据权利要求1-32中任一项所述的方法，还包括基于多个核酸探针的结合产生代码字；并且对于至少一些代码字，将代码字与有效代码字匹配，其中如果没有找到匹配，则对代码字应用错误纠正以形成有效代码字。 34.根据权利要求1-33中任一项所述的方法，包括将细胞暴露于至少5种不同的核酸探针。 35.根据权利要求1-34中任一项所述的方法，包括将细胞同时暴露于多个核酸探针。 36.根据权利要求1-34中任一项所述的方法，包括将细胞顺序地暴露于多个核酸探针。 37.根据权利要求1-36中任一项所述的方法，其中多个核酸探针包含具有不同序列的核酸探针的组合性组合。 38.根据权利要求1-37中任一项所述的方法，其中多个核酸探针中的至少一些包含含有靶标序列的第一部分和含有一个或多个读出序列的第二部分。 39.根据权利要求38所述的方法，其中多个核酸探针包含可区分的核酸探针，其由取自一个或多个读出序列的一个或多个读出序列的组合性组合形成。 40.根据权利要求38或39中任一项所述的方法，包括将细胞暴露于包含第一信号传导实体的第一二级探针，第一二级探针能够结合核酸探针的一些读出序列，以及通过测定第一信号传导实体来测定核酸探针的结合。 41.根据权利要求40所述的方法，其进一步包括将细胞暴露于包含第二信号传导实体的第二二级探针，第二二级探针能够结合核酸探针的一些读出序列，以及通过测定第二信号传导实体来测定核酸探针的结合。 42.根据权利要求1-41中任一项所述的方法，其中多个核酸探针中的至少一些包含DNA。 43.根据权利要求1-42中任一项所述的方法，其中多个核酸探针中的至少一些包含RNA。 44.根据权利要求1-43中任一项所述的方法，其中多个核酸探针具有10至300个核苷酸的平均长度。 45.根据权利要求1-44中任一项所述的方法，其中多个核酸探针中的至少一些被配置为结合来自细胞的核酸。 46.根据权利要求1-45中任一项所述的方法，其中核酸探针与细胞内靶标的至少一些结合是特异性结合。 47.根据权利要求1-46中任一项所述的方法，其中多个核酸探针中的至少一些被配置为结合RNA。 48.根据权利要求1-47中任一项所述的方法，其中多个核酸探针中的至少一些被配置为结合DNA。 49.根据权利要求1-48中任一项所述的方法，包括在可膨胀材料膨胀后，以优于300nm的分辨率测定样品中核酸探针的结合。 50.根据权利要求1-49中任一项所述的方法，包括在可膨胀材料膨胀后，以优于100nm的分辨率测定样品中核酸探针的结合。 51.根据权利要求1-50中任一项所述的方法，包括在可膨胀材料膨胀之前，以优于30nm的有效分辨率测定样品中核酸探针的结合。 52.根据权利要求1-51中任一项所述的方法，包括在可膨胀材料膨胀之前，以优于10nm的有效分辨率测定样品中核酸探针的结合。 53.根据权利要求1-52中任一项所述的方法，包括通过对至少一部分可膨胀材料成像来测定核酸探针的结合。 54.根据权利要求1-53中任一项所述的方法，包括使用光学成像技术测定核酸探针的结合。 55.根据权利要求1-54中任一项所述的方法，包括使用荧光成像技术测定核酸探针的结合。 56.根据权利要求1-55中任一项所述的方法，包括使用超分辨率荧光成像技术测定核酸探针的结合。 57.根据权利要求1-56中任一项所述的方法，其进一步包括通过测定核酸探针的结合来确定细胞的基因型。 58.一种方法，其包括：将多个靶标固定至可膨胀材料，其中固定至可膨胀材料的多个靶标中至少50％的靶标固定在单一的点上；和使可膨胀材料膨胀。 59.一种方法，其包括：将多个核酸固定至可膨胀材料，其中固定至可膨胀材料的多个核酸中至少50％的核酸固定在单一的点上；将可膨胀材料暴露于多个核酸探针；使可膨胀材料膨胀；和测定核酸探针与固定的核酸的结合。 60.一种物品，其包含：可膨胀材料，其包含包埋的细胞和固定至可膨胀材料的多个核酸，其中固定至可膨胀材料的多个核酸中至少50％的核酸固定在单一的点上。 61.一种物品，其包含：聚合物，其包含膨胀的细胞和固定至聚合物的多个核酸，其中细胞在聚合物内膨胀至其正常大小的至少5倍，并且其中多个核酸中至少50％的核酸在单一的点上固定至可膨胀材料。
所属类别：	发明专利