一种自动化核酸定量分析装置及分析方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种自动化核酸定量分析装置及分析方法，包括：样品存储单元：用于承载一个或多干全血样品；核酸扩增芯片：用于样品的核酸扩增反应；温控载物台：用于装载核酸扩增芯片并控制核酸扩增反应温度；自动给样单元：用于上样、样品传输、试剂添加的操作；自动光学检测单元：用于对核酸扩增反应的反应结果实施定量检测；数据处理单元：一方面控制温控载物台和自动给样单元的作业进程，另一方面控制自动光学检测单元，实时收集自动光学检测单元检测到的核酸扩增结果，并将结果进行显示。本发明专利技术自动化程度高，结合核酸扩增芯片，实现多种病原体或者目标基因的同时检测，其通量高、操作简单、准确度和灵敏度高，能够满足临床领域的需求。

Automatic nucleic acid quantitative analysis device and method

The invention relates to an automatic nucleic acid quantitative analysis device and method, including: sample storage unit for carrying one or more dry blood samples; nucleic acid amplification chip for sample nucleic acid amplification reaction; temperature control table for loading of nucleic acid amplification chip and control nucleic acid amplification reaction temperature; automatic sample unit: for the sample, sample transfer, reagent addition operation; automatic optical detection unit for amplification of nucleic acid reaction results of the implementation of quantitative detection; data processing unit: controlling the temperature control stage and automatic sample unit operation process, on the other hand to control the automatic optical detection unit, the real-time collection of automatic optical detection of nucleic acid unit detects the amplified results, and the results are displayed. The invention has high degree of automation, combined with nucleic acid amplification chip, realize the detection of multiple pathogens or target genes at the same time, the high flux, simple operation, high accuracy and sensitivity, can meet the needs of the clinical field.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及核酸定量检测装置及方法，具体涉及一种操作自动化的核酸定量分析装置及基于该装置的核酸定量分析方法。
技术介绍
精准医疗主要包括精准诊断和精准治疗，其中诊断是治疗的基础，而基于核酸检测技术的分子诊断则是精准诊断的核心。随着人类基因图谱绘制的完成和生物医学的发展，分子诊断技术成为21世纪最有潜力的学科之一。分子诊断是应用分子生物学方法，检测患者体内遗传物质结构或表达水平的变化，继而做出诊断的技术，它为疾病的预防、预测、诊断、治疗和转归提供更为准确的信息。分子诊断不仅在病原体核酸检测领域应用广泛，更在癌症早期筛查和癌症突变筛查等方面有较好的应用前景。聚合酶链式反应(PCR)是最常见的核酸检测方法，该技术的出现使核酸水平的医学检测进入了一个全新的阶段。PCR技术通过在不同温度之间的循环实现DNA分子的复制，该技术需要对温度精确控制，因此依赖于精密的温控装置和专业的人员进行操作。在资源与人力相对匮乏的地区，PCR方法是难以用于病毒检测的。为了克服对温控装置的依赖，一系列等温扩增方法应运而生，比如环介导等温扩增(LAMP)等。环介导等温扩增可以在60-65℃下对目标核酸进行扩增。等温扩增方法不仅可以是一种快速、灵敏、准确的核酸检测方式，同时对温控和检测设备要求简单，大幅降低了设备成本的投入。采用DNA荧光指示剂配合光学检测或者基于焦磷酸镁副产物的浊度检测，可对样品进行定量分析。采用核酸扩增方法，无论是PCR还是等温扩增，如何同时检测多种病原体或者目标基因一直是临床检测中的一个重大挑战。因此，专利技术一种自动化、通量高、操作简单、准确度和灵敏度高的核酸检测装置，实现多种病原体或者目标基因的同时检测，能够满足临床领域的需求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种核酸定量分析装置及分析方法，具有自动化、高通量、操作简单等特点。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案为：一种自动化核酸定量分析装置，包括：样品存储单元：用于承载一个或多干全血样品；核酸扩增芯片：用于样品的核酸扩增反应；温控载物台：用于装载核酸扩增芯片并控制核酸扩增反应温度；自动给样单元：用于上样、样品传输、试剂添加的操作；自动光学检测单元：用于对核酸扩增反应的反应结果实施定量检测；数据处理单元：一方面控制温控载物台和自动给样单元的作业进程，另一方面控制自动光学检测单元，实时收集自动光学检测单元检测到的核酸扩增结果，并将结果进行显示。进一步地，所述核酸扩增芯片包括芯片主体和成型于芯片主体上的试剂孔、反应孔；试剂孔中预先装有核酸扩增试剂，包括引物、核酸扩增反应所需的酶、缓冲液、三磷酸脱氧核苷酸以及可见光或荧光指示剂，反应孔内固定有核酸收集试纸，该试纸含有相应的化学物质，可以裂解细胞，使蛋白质变性并有效地保护核酸免受核酸酶、氧化剂和紫外线损伤。优选地，所述芯片主体是以金属、玻璃或塑料制作的微阵芯片件。进一步地，所述温控载物台包括温度控制系统和可移动芯片卡槽，所述可移动芯片卡槽与所述核酸扩增芯片相匹配以便于对核酸扩增芯片的固定。进一步地，所述自动给样单元包括轨道、电机、机械臂、微量吸管和用于预装试剂的微泵系统；所述微量吸管设置在机械臂下方，机械臂在电机的驱动下能够沿轨道滑动而实现上样、传样、试剂添加的操作；所述微泵系统预装有核酸纯化试剂、缓冲液和防止溶液挥发的有机相。进一步地，所述自动光学检测单元包括轨道、电机、机械臂和光学检测器；所述光学检测器设置在机械臂下方，机械臂在电机的驱动下能够沿轨道滑动而实现对芯片主体上不同位置处的核酸扩增反应进行实时定量检测。进一步地，所述数据处理单元包括处理器和用于显示结果的液晶屏幕。本专利技术另提供基于上述自动化核酸定量分析装置的核酸定量分析方法，包括如下步骤：1)将待测样品放入样品存储单元，将核酸扩增芯片装配到温控载物台上；2)数据处理单元启动，自动给样单元通过微量吸管将存储单元内的样品和对照样移入到核酸扩增芯片的对应反应孔中；3)样品处理：自动给样单元往核酸扩增芯片的反应孔中加入微泵系统中预装的核酸纯化试剂冲洗，加入缓冲液冲洗，并除去多余试剂；4)核酸扩增反应：自动给样单元将核酸扩增芯片试剂孔内的核酸扩增试剂加入反应孔内使核酸扩增试剂与处理后的样品混合，并向反应孔内加入防止溶液挥发的有机相，通过温控载物台的温度控制系统控制核酸扩增的反应温度，使反应正常发生；5)检测：通过自动光学检测单元检测核酸扩增芯片内各反应孔内样品核酸扩增反应的反应结果，实时读取，并经结果传输给数据处理单元；6)最后，数据处理单元根据自动光学检测单元检测的数据进行分析得出诊断结果，并将结果进行显示。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：提供了一种核酸定量分析装置，自动化程度高，结合核酸扩增芯片，实现多种病原体或者目标基因的同时检测，其通量高、操作简单、准确度和灵敏度高，能够满足临床领域的需求。附图说明图1为本专利技术实施例中自动化核酸定量分析装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例中核酸扩增芯片的结构示意图；图3为本专利技术实施例中核酸检测结果图。具体实施方式以下结合附图实施例对本专利技术作进一步详细描述。如图1和2所示，本实施例中的一种自动化核酸定量分析装置，包括样品存储单元1：用于承载一个或多干全血样品。核酸扩增芯片4：用于实现样品的核酸扩增反应，该核酸扩增芯片4包括芯片主体13和成型于芯片主体上的试剂孔14、反应孔15；试剂孔14中预先装有核酸扩增试剂16，包括引物、核酸扩增反应所需的酶、缓冲液、三磷酸脱氧核苷酸以及可见光或荧光指示剂，反应孔15内固定有核酸收集试纸，该试纸含有相应的化学物质，可以裂解细胞，使蛋白质变性并有效地保护核酸免受核酸酶、氧化剂和紫外线损伤。芯片主体13优选以金属、玻璃或塑料制作的微阵芯片件。温控载物台3：用于装载核酸扩增芯片4并控制核酸扩增反应温度，温控载物台3包括温度控制系统11和可移动芯片卡槽12，可移动芯片卡槽12与核酸扩增芯片4相匹配以装设核酸扩增芯片4。自动给样单元2：用于实现上样、样品传输、试剂添加的自动操作；包括轨道7、电机、机械臂8、微量吸管9和用于预装试剂的微泵系统10；微量吸管9设置在机械臂8下方，机械臂8在电机的驱动下能够沿轨道7滑动而实现上样、传样、试剂添加的操作；微泵系统10预装有核酸纯化试剂、缓冲液和防止溶液挥发的有机相。自动光学检测单元5：用于对核酸扩增反应的反应结果实施定量检测；包括轨道17、电机、机械臂18和光学检测器19；光学检测器19设置在机械臂18下方，机械臂18在电机的驱动下能够沿轨道17滑动而实现对芯片主体13上不同位置处的核酸扩增反应进行实时定量检测。数据处理单元6：包括处理器20和液晶屏幕21；一方面控制温控载物台3和自动给样单元2的作业进程，另一方面控制自动光学检测单元5，实时收集自动光学检测单元5检测到的核酸扩增结果，并将结果通过液晶屏幕21显示。装置使用时，将待测样品放入样品存储单元1的样品孔，将核酸扩增芯片4装入温控载物台3的可移动芯片卡槽12中。在电机驱动下，自动给样单元2的机械臂8带动微量吸管9，沿着轨道7移动，将待测样品加入核酸扩增芯片4上封装有核酸收集试纸的反应孔15中。随后，自动给样单元2将微泵系统10中预装的核酸纯化试剂和缓冲液先后加入反应孔1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动化核酸定量分析装置，其特征在于：包括样品存储单元：用于承载一个或多干全血样品；核酸扩增芯片：用于样品的核酸扩增反应；温控载物台：用于装载核酸扩增芯片并控制核酸扩增反应温度；自动给样单元：用于上样、样品传输、试剂添加的操作；自动光学检测单元：用于对核酸扩增反应的反应结果实施定量检测；数据处理单元：一方面控制温控载物台和自动给样单元的作业进程，另一方面控制自动光学检测单元，实时收集自动光学检测单元检测到的核酸扩增结果，并将结果进行显示。

【技术特征摘要】
1.一种自动化核酸定量分析装置，其特征在于：包括样品存储单元：用于承载一个或多干全血样品；核酸扩增芯片：用于样品的核酸扩增反应；温控载物台：用于装载核酸扩增芯片并控制核酸扩增反应温度；自动给样单元：用于上样、样品传输、试剂添加的操作；自动光学检测单元：用于对核酸扩增反应的反应结果实施定量检测；数据处理单元：一方面控制温控载物台和自动给样单元的作业进程，另一方面控制自动光学检测单元，实时收集自动光学检测单元检测到的核酸扩增结果，并将结果进行显示。2.根据权利要求1所述的自动化核酸定量分析装置，其特征在于：所述核酸扩增芯片包括芯片主体和成型于芯片主体上的试剂孔、反应孔；试剂孔中预先装有核酸扩增试剂，包括引物、核酸扩增反应所需的酶、缓冲液、三磷酸脱氧核苷酸以及可见光或荧光指示剂，反应孔内固定有核酸收集试纸，该试纸含有相应的化学物质，可以裂解细胞，使蛋白质变性并有效地保护核酸免受核酸酶、氧化剂和紫外线损伤。3.根据权利要求2所述的自动化核酸定量分析装置，其特征在于：所述芯片主体是以金属、玻璃或塑料制作的微阵芯片件。4.根据权利要求1所述的自动化核酸定量分析装置，其特征在于：所述温控载物台包括温度控制系统和可移动芯片卡槽，所述可移动芯片卡槽与所述核酸扩增芯片相匹配。5.根据权利要求1所述的自动化核酸定量分析装置，其特征在于：所述自动给样单元包括轨道、电机、机械臂、微量吸管和用于预装试剂的微泵系...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯晓均，胡锐，
申请(专利权)人：冯晓均，
类型：发明
国别省市：湖北;42