一种电化学基因检测系统技术方案

技术编号:15032110 阅读:132 留言:0更新日期:2017-04-05 08:43
本发明专利技术提供基于电化学技术的基因检测系统,包括:上位处理终端和检测终端;所述检测终端包括:基因检测器和控制器,所述基因检测器根据杂交反应,用电化学技术对分子进行标记,并用交流伏安法扫描经过标记的检测信号,所述控制器控制所述基因检测器进行基因检测,接收基因检测器的扫描数据,并进行结果分析,并将分析结果传送到上位处理终端,所述上位处理终端用通过发送控制指令实时调节控制器。采用高精度仪器对检验过程进行控制,大大的提高了检验的速度和效率,并且有效的节约了检验的成本和人力资源,达到高速、精准的检验DNA。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基因检测
,特别是涉及基于电化学技术的基因检测系统。
技术介绍
1998年底美国科学促进会将电化学基因传感器技术列为1998年度自然科学领域十大进展之一,足见其在科学史上的意义。它以其可同时、快速、准确地分析数以千计基因组信息的本领而显示出了巨大的威力。这些应用主要包括基因表达检测、突变检测、基因组多态性分析和基因文库作图以及杂交测序等方面。采用电化学基因传感器检测基因表达的改变能够节省大量的人力物力和财力,在以前,科学家不得不重复大量的实验来观察多个基因的改变情况,如果采用传统的方法研究细胞中的上千个基因的改变几乎是不可想象的,因为必须提取首先提取细胞的核酸,而且要足够多以满足价杂交的需要,然后标记每一种探针,再分别进行杂交检测。而采用电化学基因传感器则可以使工作量成千上万倍地减少,利用电化学基因传感器同时检测了酵母菌中6000个基因的功能,而斯坦福大学Brown领导的科研小组则成果地检测了人成纤维细胞中8600个基因的表达改变。电化学基因传感器还可用于基因测序,目前美国人类基因组计划正在大力发展这一技术争取能替代目前的自动测序,同现有的手工测序和自动测序相比,电化学基因传感器测序能节省大量的试剂和仪器损耗。在基因表达检测的研究上人们已比较成功地对多种生物包括拟南芥、酵母及人的基因组表达情况进行了研究。实践证明电化学基因传感器技术也可用于核酸突变的检测及基因组多态性的分析,与常规测序结果一致性达到9896等的突变检测,对人类基因组单核苷酸多态性的鉴定、作图和分型、人线粒体基因组多态性的研究等。将生物传感器与芯片技术相结合,通过改变探针阵列区域的电场强度已经证明可以检测到基因的单碱基突变,通过确定重叠克隆的次序从而对酵母基因组进行作图。杂交测序是电化学基因传感器技术的另一重要应用。该测序技术理论上不失为一种高效可行的测序方法,但需通过大量重叠序列探针与目的分子的杂交方可推导出目的核酸分子的序列,所以需要制作大量的探针。电化学基因传感器技术可以比较容易地合成并固定大量核酸分子,所以它的问世无疑为杂交测序提供了实践的可能性。采用电化学基因传感器技术,可以大大加快人类基因组计划的工作进度,例如用于基因测序、基因表达检测和新的遗传标志,这对寻找新的功能基因、寻找新的药物作用靶点和开发新的基因药物具有重要意义。采用电化学基因传感器可以进行超乎以前想象的工作量来检测不同物种、不同组织、不同病种、不同处理条件下的基因表达改变,从而知道开发具有不同用途的的诊断试剂盒。新药在实验阶段必须通过人体安全性实验,就必须观察药物对人基因表达的影响,由于并不知道药物对那一种基因起作用,就必须对已知所有或一定范围内的基因表达都进行检测,采用电化学基因传感器可以迅速而准确地完成这一任务。但是现有通过电化学传感器进行基因检测需要较多的步骤,并且对于人工的操作要求比较高,同时检测的步骤繁琐时间较长,对于需要同时对多个样品进行检测的情况需要大量的人力物力,提高了检测成本,再且,由于受到地方和设备的限制,对于多样品的处理明显有的很大的限制,特别是对于医院和实验室等地方,受到空间的限制,不能安装过多的设备和容纳过多的操作人员,大大的减低了对于样品的检测效率,比且对于检测过程中需要对样品进行转移或操作,由于多个步骤分离处理,容易使到样品或数据受到影响,从而大大的影响了检测准确性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种简便、快速的电化学基因检测系统。基于电化学技术的基因检测系统,包括:上位处理终端和检测终端;所述检测终端包括:基因检测器和控制器,所述基因检测器用于根据杂交反应,采用电化学技术对分子进行标记,并通过交流伏安法扫描经过标记的检测信号,所述控制器控制所述基因检测器进行基因检测,接收基因检测器的扫描数据,并进行结果分析,并将分析结果传送到上位处理终端,所述上位处理终端用通过发送控制指令实时调节控制器;优选地,所述基因检测器包括:电化学基因传感器、连接器、第二连接管理装置和芯片加热装置,所述电化学基因传感器采用电化学技术对待检测物杂交反应后的分子进行标记,实现基因检测,所述第二连接管理装置通过交流伏安法扫描经过标记的检测信号,并根据所述控制器的指令控制基因检测的过程,以及控制所述芯片加热装置的温度;所述连接器用于所述电化学基因传感器与第二连接管理装置和芯片加热装置连接。优选地,所述上位处理终端包括:用于在处理过程中创建一个或多个用户设置项的设置模块;用于在处理过程中接收控制器传送的数据信号的第二接收模块;用于在处理过程中根据用户设置项对第二接收模块接收到的数据进行处理的运算模块;用于在处理过程中根据用户设置项向控制器发送控制信号的输出模块;用于在处理过程中接收用户的一个或多个输入的第一接收模块,所述用户的一个或多个输入对应于所述一个或多个用户设置项;优选地,所述控制器包括:第一管理连接模块、第一处理模块和第二处理模块,所述第一管理连接模块与所述基因检测器连接,接收第二连接管理装置输出的扫描数据,并与所述第二连接管理装置进行数据交互;所述第二处理模块对获取的数据进行结果分析;所述第一处理模块与所述第一管理连接模块连接,用于对所述基因检测器进行控制和管理,对芯片加热装置进行控制,并用于对外的通信和连接管理。优选地,本专利技术包括一个或多个检测终端,用于对一个或多个待检测物进行基因检测,所述检测终端包括一个或多个检测装置,所述检测装置包括一个或多个基因检测器,用于对一个或多个待检测物进行基因检测,所述芯片加热装置包括一个或多个芯片加热端,与所述一个或多个基因检测器连接。优选地,所述连接器包括:第一连接端,用于连接所述电化学基因传感器;环境控制端,与所述芯片加热装置连接,调节控制电化学基因传感器的温度;第二电信号传输接口,与所述第二连接管理装置连接;所述第一连接端包括:电化学基因传感器固定位和与所述电化学基因传感器连接的第一电信号传输接口,所述电化学基因传感器固定位用于固定电化学基因传感器,所述第一电信号传输接口用于与电化学基因传感器进行数据传输;所述第二电信号传输接口与所述第一电信号传输接口相互连接,用于第二连接管理装置与所述电化学基因传感器之间传输电信号。优选地,所述第一处理模块包括:数据处理单元和温度控制单元,所述数据处理单元用于对所述基因检测器进行控制和管理,并用于对外的通信和连接管理,所述温度控制单元用于控制芯片加热装置,实时调节电化学基因传感器的温度。优选地,述温度控制单元包括:一个或多个温度控制元件和一个或多个温度反馈元件,所述一个或多个温度控制元件分别对应于一个或多个基因检测器,所述一个或多个温反馈元件分别对应于一个或多个基因检测器,所述一个或多个温度检测元件跟据所述一个或多个温度反馈单元对基因检测器的温度监控,分别对一个或多个基因检测器上的芯片加热装置实时控制。优选地,所述一个或多个温度控制元件包括:比较元件,用于将一个或多个温度反馈单元所检测到的温度模拟数字转换后,将数字信号转换为温度与目标温度进行比较;控制元件,基于比较结果,根据温度变化的幅度、速率等参数预测温度变化情况,实时调整温度控制输出量;执行元件,根据控制元件的输出控制量,控制所述芯片加热装置的温度优选地,第二连接管理装置包括:数字电路、转换本文档来自技高网
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【技术保护点】
基于电化学技术的基因检测系统,其特征在于,包括:上位处理终端和检测终端;所述检测终端包括:基因检测器和控制器,所述基因检测器用于根据杂交反应,采用电化学技术对分子进行标记,并通过交流伏安法扫描经过标记的检测信号,所述控制器控制所述基因检测器进行基因检测,接收基因检测器的扫描数据,并进行结果分析,并将分析结果传送到上位处理终端,所述上位处理终端通过发送控制指令实时调节控制器。

【技术特征摘要】
1.基于电化学技术的基因检测系统,其特征在于,包括:上位处理终端和检测终端;所述检测终端包括:基因检测器和控制器,所述基因检测器用于根据杂交反应,采用电化学技术对分子进行标记,并通过交流伏安法扫描经过标记的检测信号,所述控制器控制所述基因检测器进行基因检测,接收基因检测器的扫描数据,并进行结果分析,并将分析结果传送到上位处理终端,所述上位处理终端通过发送控制指令实时调节控制器。2.根据权利要求1所述的电化学基因检测系统,其特征在于,所述基因检测器包括:电化学基因传感器、连接器、第二连接管理装置和芯片加热装置,所述电化学基因传感器采用电化学技术对待检测物杂交反应后的分子进行标记,实现基因检测,所述第二连接管理装置通过交流伏安法扫描经过标记的检测信号,并根据所述控制器的指令控制基因检测的过程,以及控制所述芯片加热装置的输出温度;所述连接器用于所述电化学基因传感器分别与第二连接管理装置和芯片加热装置连接。3.根据权利要求2所述的电化学基因检测系统,其特征在于,所述上位处理终端包括:用于在处理过程中创建一个或多个用户设置项的设置模块;用于在处理过程中接收控制器传送的数据信号的第二接收模块;用于在处理过程中根据用户设置项对第二接收模块接收到的数据进行处理的运算模块;用于在处理过程中根据用户设置项向控制器发送控制信号的输出模块;用于在处理过程中接收用户的一个或多个输入的第一接收模块,所述用户的一个或多个输入对应于所述一个或多个用户设置项。4.根据权利要求2所述的电化学基因检测系统,其特征在于,所述控制器包括:第一管理连接模块、第一处理模块和第二处理模块;所述第一管理连接模块与所述基因检测器连接,接收第二连接管理装置输出的扫描数据,并与所述第二连接管理装置进行数据交互,所述第二处理模块对获取的数据进行结果分析;所述第一处理模块与所述第一管理连接模块连接,用于对所述基因检测器进行控制和管理,对芯片加热装置进行控制,并用于对外的通信和连接管理。5.根据权利要求4所述的电化学基因检测系统,其特征在于,包括一个或多个检测终端,用于对一个或多个待检测物进行基因检测,所述检测终端包括一个或多个检测装置,所述检测装置包括一个或多个基因检测器,用于对一个或多个待检测物进行基因检测,所述芯片加热装置包括一个或多...

【专利技术属性】
技术研发人员:李寿乐
申请(专利权)人:天津福德信泰生物科技有限公司
类型:发明
国别省市:天津;12

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