用于基因测序的流路装置、其工作方法及其测序仪制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于基因测序的流路装置及其工作方法、以及含有该流路装置的测序仪。该用于基因测序的流路装置包括试剂供应系统，该试剂供应系统包括：进样管道，用于供应试剂，该试剂包括第一试剂和第二试剂；测序管道，该测序管道与该进样管道相连通；旁路管道，该旁路管道与该进样管道相连通，且与该测序管道并联连接；以及换路部件，用于连接该进样管道、该测序管道和该旁路管道。当该测序管道充满该第一试剂时，将气体、该第二试剂依序输入该进样管道，该第二试剂的输入使该进样管道内的气体全部排入该旁路管道，再将该第二试剂经由该进样管道、该换路部件，进入该测序管道，以将该第一试剂替代为该第二试剂。

Flow path device for gene sequencing, its working method and sequencer

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于基因测序的流路装置、其工作方法及其测序仪
本专利技术涉及基因测序领域，尤其涉及一种用于基因测序的流路装置、其工作方法及其测序仪。
技术介绍
在基因测序过程中，需要将试剂按时序输入测序芯片(指基因测序芯片)，以使其进行相应的生化反应。目前，基因测序仪在设计试剂进入测序芯片时，通常采用单一管道串联测序芯片的方案。参见图1，在进行反应时，新试剂从进样管道L1进入测序芯片C1，再从测序出口管道L3排出，从而替代进样管道L1和测序芯片C1中的原有试剂。在试剂进入芯片做生化反应的过程中，通常需要使用大于进样管道和芯片体积的试剂才能替代掉进样管道和芯片中的原有试剂，并且在原有试剂的残留小于某个阈值时，才能使生化反应的效果达到最佳。这里约定整个流体管道中的原有试剂用编号1表示，即试剂1；即将进入的试剂用编号2表示，即试剂2；并且假设管道或芯片中使用试剂2替代试剂1的替代体积比为a:1(a>1)，可以使试剂替代的效果满足生化反应的要求。根据以上设计，当在进样管道L1与测序芯片C1中用试剂2替代试剂1，并使其可以达到生化反应的要求，需要使用的试剂2的体积为a(VL1+VC1)。大部分易于冲洗的试剂通常至少需要2-5倍于管道和芯片体积的替代试剂才能满足生化反应效果的要求；而少量难于冲洗的试剂，则需要使用更多体积的替代试剂冲洗才能满足要求；甚至有些进样管道和芯片在设计中存在流体上的死体积区域，在这些区域内流速很低，这种区域的存在更增加了冲洗的难度。这些对试剂替代指标的硬性要求，限制了基因测序仪的测序成本的降低，也限制了生化反应效果的提升。总而言之，现有的基因测序技术在流体设计上虽然简单，但是在实际使用中存在以下不便与弊端：(1)受基因测序仪的内部空间布局要求，进样管道往往需要很长，因此在做试剂替代时，需要使用较多的新试剂才能替换进样管道及测序芯片内的原试剂，从而造成试剂浪费，进而增加测序成本；并且进样管道越长，浪费的试剂就越多。(2)进样管道中存在的气泡或固体污染物需经过测序芯片才能被排出到废液桶，如果这些污染物停留在测序芯片中，将会影响测序反应及拍照质量，从而降低测序效果的准确度。(3)所有试剂必须按照事先规定好的次序依次泵入测序芯片，并且在测序芯片内进行生化反应，然而，每一试剂只能够通过单一的进样管道，且在此过程中，下一试剂只能等待而不能做任何操作，从而限制了生化反应效率的提升。
技术实现思路
鉴于以上内容，有必要提供一种减少试剂使用量、提高测序效果准确度及提升生化反应效率的用于基因测序的流路装置及使用其的工作方法。本专利技术提供一种用于基因测序的流路装置，其包括试剂供应系统，所述试剂供应系统包括：进样管道，用于供应试剂，所述试剂包括第一试剂和第二试剂；测序管道，所述测序管道与所述进样管道相连通；旁路管道，所述旁路管道与所述进样管道相连通，且与所述测序管道并联连接；以及换路部件，用于连接所述进样管道、所述测序管道和所述旁路管道；当所述测序管道充满所述第一试剂时，将气体、所述第二试剂依序输入所述进样管道，所述第二试剂的输入使所述进样管道内的气体全部排入所述旁路管道，再将所述第二试剂经由所述进样管道、所述换路部件，进入所述测序管道，以将所述第一试剂替代为所述第二试剂。根据本专利技术的具体实施例，所述测序管道包括测序入口管道、具有测序通道的测序芯片和测序出口管道，所述测序入口管道与所述进样管道相连通，所述测序通道与所述测序入口管道以及所述测序出口管道相连通。根据本专利技术的具体实施例，所述试剂供应系统还包括注射泵和旋转阀，所述旋转阀具有与所述注射泵连通的进液口和若干与所述测序管道及所述旁路管道相连通的排液口。根据本专利技术的具体实施例，所述换路部件和所述旋转阀为n通转换器(n>2)或多个n通转换器的组合，所述n通转换器选自夹管阀、电磁阀、旋转阀中的一种或其组合。根据本专利技术的具体实施例，所述流路装置还包括废液桶和与废液桶连通的废液管道，所述废液通道通过所述旋转阀与所述测序管道和所述旁路管道相连通。根据本专利技术的具体实施例，所述流路装置包括第一公共入口管道、第一n通部件(n>2)及一个或多个测序管道，所述第一公共入口管道与所述进样管道相连通，所述第一n通部件用以将所述第一公共入口管道与所述一个或多个测序管道相连通。根据本专利技术的具体实施例，所述流路装置包括第二公共入口管道、第二n通部件(n>2)及一个或多个旁路管道，所述第二公共入口管道与所述进样管道相连通，所述第二n通部件用以将所述第二公共入口管道与所述一个或多个旁路管道连通，所述第一公共入口管道与所述第二公共入口管道并联连接。根据本专利技术的具体实施例，所述气体不溶于所述试剂且不发生生化反应，所述气体选自空气、惰性气体中的一种或其组合。本专利技术还提供一种包括如上所述的用于基因测序的流路装置的测序仪。本专利技术还提供一种用于基因测序的流路装置的工作方法，其包括如下步骤：将进样管道，测序管道充满第一试剂；转换换路部件，使所述进样管道和旁路管道相连通，向所述进样管道输入气体，以使所述进样管道形成气体段，并使部分所述第一试剂进入所述旁路管道；保持连通所述进样管道与所述旁路管道，向所述进样管道输入第二试剂，以使所述气体全部通过所述换路部件并排出到所述旁路管道；以及转换所述换路部件，使所述进样管道和所述测序管道相连通，向所述进样管道输入所述第二试剂，以将所述第一试剂替代为所述第二试剂。根据本专利技术的具体实施例，所述气体不溶于所述试剂且不发生生化反应，所述气体选自空气、惰性气体中的一种或其组合。本专利技术还提供一种用于基因测序的流路装置的工作方法，其包括如下步骤：将进样管道充满气体，并将测序管道充满第一试剂；转换换路部件，使所述进样管道和旁路管道相连通，向所述进样管道输入第二试剂，以使所述进样管道内的气体全部通过换路部件并排出到所述旁路管道；以及转换所述换路部件，使所述进样管道和所述测序管道相连通，向所述进样管道输入所述第二试剂，以将所述第一试剂替代为所述第二试剂；保持连通所述进样管道与所述测序管道，向所述进样管道输入气体，以使所述进样管道中的第二试剂通过所述换路部件进入所述测序管道。根据本专利技术的具体实施例，所述气体不溶于所述试剂且不发生生化反应，所述气体选自空气、惰性气体中的一种或其组合。相较现有技术，本专利技术用于基因测序的流路装置，通过增设旁路管道，并利用旁路管道与气体的配合使用，从而优化了基因测序仪中进样管道、测序管道中的试剂替代方式，使试剂的使用量显著降低。进一步的，由于旁路管道与测序管道并联连接，因此进样管道中存在的气泡或固体污染物能够通过旁路管道排出，从而提高测序反应的效果及拍照质量，进而提升测序效果的准确度。此外，在测序管道进行生化反应的同时，使用旁路管道进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于基因测序的流路装置，其包括试剂供应系统，所述试剂供应系统包括：/n进样管道，用于供应试剂，所述试剂包括第一试剂和第二试剂；/n测序管道，所述测序管道与所述进样管道相连通；/n旁路管道，所述旁路管道与所述进样管道相连通，且与所述测序管道并联连接；以及/n换路部件，用于连接所述进样管道、所述测序管道和所述旁路管道；/n当所述测序管道充满所述第一试剂时，将气体、所述第二试剂依序输入所述进样管道，所述第二试剂的输入使所述进样管道内的气体全部排入所述旁路管道，再将所述第二试剂经由所述进样管道、所述换路部件，进入所述测序管道，以将所述第一试剂替代为所述第二试剂。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】一种用于基因测序的流路装置，其包括试剂供应系统，所述试剂供应系统包括：
进样管道，用于供应试剂，所述试剂包括第一试剂和第二试剂；
测序管道，所述测序管道与所述进样管道相连通；
旁路管道，所述旁路管道与所述进样管道相连通，且与所述测序管道并联连接；以及
换路部件，用于连接所述进样管道、所述测序管道和所述旁路管道；
当所述测序管道充满所述第一试剂时，将气体、所述第二试剂依序输入所述进样管道，所述第二试剂的输入使所述进样管道内的气体全部排入所述旁路管道，再将所述第二试剂经由所述进样管道、所述换路部件，进入所述测序管道，以将所述第一试剂替代为所述第二试剂。


如权利要求1所述的用于基因测序的流路装置，其特征在于：所述测序管道包括测序入口管道、具有测序通道的测序芯片和测序出口管道，
所述测序入口管道与所述进样管道相连通，所述测序通道与所述测序入口管道以及所述测序出口管道相连通。


如权利要求1所述的用于基因测序的流路装置，其特征在于：所述试剂供应系统还包括注射泵和旋转阀，所述旋转阀具有与所述注射泵连通的进液口和若干与所述测序管道及所述旁路管道相连通的排液口。


如权利要求1或3所述的用于基因测序的流路装置，其特征在于：所述换路部件和所述旋转阀为n通转换器或多个n通转换器的组合，所述n通转换器选自夹管阀、电磁阀、旋转阀中的一种或其组合。


如权利要求3所述的用于基因测序的流路装置，其特征在于：所述流路装置还包括废液桶和与废液桶连通的废液管道，所述废液管道通过所述旋转阀与所述测序管道和所述旁路管道相连通。



如权利要求1所述的用于基因测序的流路装置，其特征在于：所述流路装置包括第一公共入口管道、第一n通部件及一个或多个测序管道，所述第一公共入口管道与所述进样管道相连通，所述第一n通部件用以将所述第一公共入口管道与所述一个或多个测序管道相连通。


如权利要求6所述的用于基因测序的流路装置，其特征在于：所述流路装置包括第二公共入口管道、第二n通部件及一个或多个旁...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋相坤，邢楚填，王妍，梁埈模，布莱恩·基思·豪泽尔，朱里奥·福卡拉奇，刘健，
申请(专利权)人：深圳华大智造科技有限公司，完整基因有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44