一种基于磁分离的全自动核酸提取杂交捕获检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及到一种整合的全自动核酸提取后液相杂交捕获检测装置，该装置整合了以下核心模块：核酸前处理模块、试剂储存模块、核酸杂交模块、磁分离模块、移液模块、检测模块。所有模块围绕：核酸提取、核酸变性、核酸杂交、信号生成和检测的任务流运行，最终实现全自动核酸液相杂交捕获检测的目标。液相杂交捕获检测的目标。液相杂交捕获检测的目标。

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁分离的全自动核酸提取杂交捕获检测装置


[0001]本专利技术涉及到一种整合的全自动核酸提取后液相杂交捕获检测装置，该装置整合了以下核心模块：核酸前处理模块、试剂储存模块、核酸杂交模块、磁分离模块、移液模块、检测模块。所有模块围绕：核酸提取、核酸变性、核酸杂交、信号生成和检测的任务流运行，最终实现全自动核酸液相杂交捕获检测的目标。

技术介绍

[0002]核酸杂交检测是最早应用的核酸检测手段之一。其原理是核酸变性和复性理论，在变性核酸复性过程中，互补的核苷酸序列(DNA与DNA、DNA与RNA、RNA与RNA等)通过Watson-Crick碱基两两配对形成非共价键，从而形成稳定的同源或异源双链分子的过程。经典的核酸杂交方法是将DNA或RNA先转移并固定到硝酸纤维素或尼龙膜载体上，与其互补的单链DNA或RNA探针用放射性或非放射性标记，在膜上杂交时，探针通过氢键与其互补的靶序列结合，洗去未结合的游离探针后，经放射自显影或显色反应检测特异结合的探针。
[0003]核酸杂交的方法主要包括：DNA印迹杂交(Southern blot)、RNA印迹杂交(Northern blot)、斑点杂交(Dot blot)、原位杂交(FISH)和PCR反向杂交法等。上述核酸杂交方法均需使用固相载体固定目标待测核酸或固定核酸探针，再用带有信号标记的探针与之杂交，从而检测目标核酸序列。固相载体通常需要通过复杂的实验流程才能完成制备，此类实验不仅操作流程繁琐，而且结果判定方式难以统一，无法进行标准化判读，难以实现全自动检测。而且由于固相载体上的核酸序列为不可移动状态，在杂交时与液相中目标核酸分子的接触碰撞几率受到限制，灵敏度受到影响。多种不利因素限制了杂交法在许多场合的应用，比如在体外诊断、食品安全等需要准确、快速在统一标准下出结果的领域，杂交法仅占据很小的比例。
[0004]基于核酸杂交捕获的方法进行核酸检测，目前已有商业化的应用。德国凯杰Qiagen公司HC2法HPV核酸检测试剂盒是其中的一个典型代表。该试剂盒是一种基于核酸杂交捕获法检测HPV核酸的方法，通过在酶标板上包被抗核酸抗体，之后加入的反应液中含有待测核酸序列和与之互补的探针核酸序列，二者杂交后形成双链复合物，被酶标板上的抗体捕获，再加入碱性磷酸酶链接的第二抗双链核酸抗体，通过底物发光显色，可以判定目标待测核酸存在与否。杭州德同生物有限公司DH2、DH3试剂盒也采用了类似的技术原理检测HPV核酸。
[0005]另一个在医疗诊断领域广泛使用的杂交法诊断技术为FISH荧光原位杂交技术，用于染色体异常相关疾病的诊断。带有荧光标记的杂交探针与固定在细胞内的病变特定核酸序列杂交后，通过荧光显微镜观察荧光信号的组成，判定染色体上是否存在基因异常。该技术操作步骤非常复杂，整个检测过程耗时1-3天，诊断效率低，即使是已经应用的全自动FISH检测装置，其全流程操作完成检测也耗时较长。
[0006]尽管杂交技术应用于疾病诊断领域已经取得成功的商业化应用，但目前的杂交诊断技术，无论是HC2、DH2、DH3还是FISH技术都存在共有的短板：不能实现全自动连续样本的
检测，且检测的应用领域有限。HC2、DH2、DH3只应用于HPV的检测，FISH技术只应用于固相细胞为载体的检测。在传染病、临床微生物鉴别等更广泛的领域，目前还未有成熟的核酸杂交检测产品的开发和应用。尤其是在临床微生物的鉴别领域，现有操作需要经过微生物培养基培养2～3天才能进行形态学的鉴别，而如果采用本装置对微生物特定基因序列进行杂交捕获检测，则耗时短、效率高、准确度高。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一种可以全自动的进行核酸提取杂交捕获检测的装置。该装置包含以下核心模块：核酸前处理模块、试剂储存模块、核酸杂交模块、磁分离模块、移液模块、检测模块。
[0008]核酸前处理模块：改模块为磁珠法核酸提取装置，待测样本中的核酸分子在该模块中，经过裂解、吸附、洗脱等步骤实现富集和纯化。
[0009]试剂储存模块：该模块功能为储存全自动核酸提取和杂交反应所需的各种反应体系，包括裂解液、核酸提取用磁珠、磁微粒探针、信号探针试剂、缓冲液、洗液、核酸洗脱液、底物液等。
[0010]核酸杂交模块：该模块包括两个子模块，子模块一为温度控制模块，子模块二为杂交反应容器模块；温度控制模块实现对杂交时反应体系温度的准确控制，杂交反应容器模块与温度控制模块互相嵌合，实现温度控制模块对反应容器模块内杂交反应体系温度的控制。在温度的控制下，通过杂交反应生成“磁微粒探针——目标核酸序列——信号探针”杂交复合体。
[0011]磁分离模块：该模块的功能为产生磁场力，用于将磁微粒杂交复合体从液相环境中分离。其具体实现途径可以在两种方案中二选一。途径一为在该模块内置永磁材料，永磁材料自带磁场力；途径二为电磁场力，电磁装置接通电源时产生磁场力，断开电源时磁场力消失。磁场力选择内置永磁材料时，其与核酸杂交模块的互动通过机械转移装置的机械位移实现该模块对核酸杂交模块的磁场力影响；磁场力选择电磁场力时，该模块可直接附着在核酸杂交模块上，根据需要接通或断开电源，实现该模块对核酸杂交模块的磁场力影响。
[0012]移液模块：该模块功能为在装置内部实现各种反应液体和/或反应容器部件的转移，转移的路径根据程序的设置，包括将核酸杂交反应体系在以下模块间互相转移：核酸前处理模块、试剂储存模块、核酸杂交模块、检测模块以及在试剂储存模块中的试剂向各模块转移。移液的实现方式包括两种，方式一：使用带吹吸功能的通道，将液体从一个模块的一个载体内临时吸取到通道内，转移到另一个模块的另一个载体后，吹出通道内临时吸取的液体；方式二：使用机械移动臂、传送带或机械臂与传送带的组合，将承载液相反应体系的容器及容器内的液相反应体系，一起转移到另一个模块上。
[0013]检测模块：其功能目标为对目标信号的捕获和判别，包括捕获和判别以下信号中的一种或多种的组合：颜色信号及其强弱、光子信号及其强弱。
[0014]检测装置各模块间工作流程如下：
[0015]a)核酸前处理模块使用磁珠提取待测样本中的目标核酸，并将待测核酸释分子释放到液相反应体系中；
[0016]b)移液模块将目标待测核酸所处反应体系转移到核酸杂交模块上，杂交模块启动
温度控制程序，改变杂交反应体系温度使目标核酸分子变性；
[0017]c)移液模块从试剂储存模块吸取磁微粒杂交探针和信号探针到杂交反应体系中，调整核酸杂交模块的温度，使磁微粒探针和信号探针与目标核酸杂交，形成“磁微粒探针——目标核酸分子——信号探针”杂交复合体；
[0018]d)启动磁分离模块，在磁场力作用下，利用磁微粒探针将杂交复合体从液相反应体系中剥离，剩余液体使用移液模块转移到废液池，停止磁分离模块，移液模块从试剂储存模块中吸取洗液注入含磁微粒杂交复合体的容器清洗两次，再次启动磁分离模块，分离磁微粒复合体，移弃废液；
[0019]e)移液模块从试剂储存模块中吸取底物加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于磁分离的全自动核酸提取杂交捕获检测装置，其特征在于该装置包含以下核心模块：核酸前处理模块、试剂储存模块、核酸杂交模块、磁分离模块、移液模块、检测模块。2.根据权利要求1所述的核酸前处理模块，其功能为从待测样本中纯化提取核酸，实现目标核酸分子从样本复杂的背景环境中富集和分离，具体为磁珠核酸提取装置。3.根据权利要求1所述的试剂储存模块，其功能为储存杂交用的裂解液、核酸提取用磁珠、磁微粒探针、信号探针试剂、缓冲液、洗液、核酸洗脱液、底物液。4.根据权利要求1所述的核酸杂交模块，该模块包括两个子模块，子模块一为温度控制模块，子模块二为杂交反应容器模块；温度控制模块实现对杂交时反应体系温度的准确控制，杂交反应容器模块与温度控制模块互相嵌合，实现温度控制模块对反应容器模块内杂交反应体系温度的控制。5.根据权利要求1所述的磁分离模块，该模块可以通过以下途径实现磁场力的生成，途径一为在该模块内置永磁材料，永磁材料自带磁场力；途径二为电磁场力，模块通过电磁装置产生磁场力，接通电源时产生磁场力，断开电源时磁场力消失。6.根据权利要求5所述的磁分离模块，根据磁场力产生途径的不同，其与核酸杂交模块的连接方式不同；磁场力选择内置永磁材料时，其与核酸杂交模块的互动通过机械转移装置的机械位移实现该模块对核酸杂交模块的磁场力影响；磁场力选择电磁场力时，该模块可直接附着在核酸杂交模块上，根据需要，接通或断开电源，实现该模块对核酸杂交模块的磁场力影响。7.根据权利要求1所述的移液模块，该模块功能为实现核酸杂交液相反应体系的转移，转移的路径包括将核酸杂交反应体系在以下模块间互相转移：核酸前处理模块、试剂储存模块、核酸杂交模块、检测模块。8.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：段江波，
申请(专利权)人：段江波，
类型：发明
国别省市：