一种自动化核酸适配体筛选系统技术方案

本发明专利技术公开了一种自动化核酸适配体筛选系统，该筛选系统的核酸适配体筛选仪（8）内腔中的功能模块（6）上布置有筛选卡盒（9），密封的筛选卡盒（9）内的筛选工位（4）的上方设有配置移液枪（14）的移液机构（1），该移液机构（1）与筛选卡盒（9）外的枪头转动电机（52）相连接且移液枪（14）的气路能够连通控制气源，筛选工位（4）中的细胞培养皿工位（10）上安置有通过振荡接口（31）与筛选卡盒（9）外的振荡电机（56）相连接的细胞培养皿适配模块（3）；在功能模块（6）上集成有温控模块、磁分离模块、PCR与荧光检测模块。本发明专利技术的系统能保证筛选的效率和质量，获取真正具有特异性的核酸适配体，还可扩展应用范围。范围。范围。

【技术实现步骤摘要】
一种自动化核酸适配体筛选系统


[0001]本专利技术涉及核酸适配体筛选
，具体地说是一种自动化核酸适配体筛选系统。

技术介绍

[0002]核酸适配体是利用 SELEX 技术从体外筛选获得，进行筛选之前，首先要构建一个随机寡核苷酸库，其中寡核苷酸链长为 20～40nt，容量为 1014～1015 条寡核苷酸链，其所包括的各种不同立体结构，一般可与自然界内所具有的所有类别的靶标相结合，接着筛选过程主要包括：（1）结合：将靶标与寡核苷酸库一起孵育设定时间之后，寡核苷酸链与靶标相结合；（2）分离：通过离心、过滤等方法将没有结合或结合不稳定的寡核苷酸链洗脱，并将寡核苷酸链从靶标上分开；（3）扩增：将从靶标上分开得到的寡核苷酸链利用 PCR技术扩增，生成次级文库，再进行下一轮次的核酸适配体筛选。按以上步骤进行迭代，经过几轮或十几轮的筛选之后，利用荧光显微镜、激光共聚焦显微镜、流式细胞仪和QPCR仪来查看当前筛选进程，若完成则通过测序获得该靶细胞的核酸适配体。荧光显微镜和激光共聚焦显微镜用于定性观察单链核酸与靶细胞或对照细胞结合情况，而流式细胞仪和QPCR则可对核酸进行定量。相比于流式细胞仪，QPCR方法操作较为简单、成本更低，且筛选过程中本身也需要对单链核酸进行扩增，所以QPCR方法更适合自动化集成。
[0003]Hung 等用高效的芯片cell
‑
SELEX 技术筛选获得了 13 种卵巢癌细胞(Ovarian cancer) 的高特异性核酸适配体，其中 3 种核酸适配体的Kd值分别达到1.8nmol/L、8.3nmol/L和1.3nmol/L，这种筛选系统将来可能用于靶向治疗和检测。
[0004]集成式工作站筛选方法是将细胞核酸适配体筛选所涉及的各模块和仪器放置在工作平台上，通过机械手和多通道移液器来实现筛选过程中试剂和耗材的转移，各模块配合完成文库变性、细胞清洗、孵育、洗脱和 PCR 扩增等步骤，具有灵活、高效等优点。在集成式工作站中，每个模块和仪器的操作都可进行控制，通过组合方式可实现连续多轮的细胞核酸适配体筛选，自动化程度很高。不过由于工作站在自动化筛选过程中，无法避免核酸气溶胶污染问题，筛选结果可能出现假阳性结果，所以目前应用受到一定限制。
[0005]现行的核酸适配体筛选方法还存在着各种问题：（1）筛选系统中靶细胞的数量不足，导致潜在的核酸适配体在筛选中被遗漏，所以最终得到的核酸适配体不是最优；（2）筛选方法未作防污染措施，导致核酸逸出，产生交叉污染，影响筛选结果；（3）单链核酸与靶细胞分离效果不理想，潜在的核酸适配体可能丢失；（4）筛选进程监测与筛选实验分离在不同装置或仪器中进行，增加了操作的难度和交叉污染的风险。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种自动化核酸适配体筛选系统。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案解决的：
一种自动化核酸适配体筛选系统，其特征在于：该筛选系统包括密闭的核酸适配体筛选仪，在核酸适配体筛选仪内腔中的功能模块上布置有筛选卡盒，密封的筛选卡盒内的筛选工位上集成有核酸适配体筛选过程所需的物品和试剂，在筛选工位的上方设有配置移液枪的移液机构，该移液机构与筛选卡盒外的枪头转动电机相连接且移液枪的气路能够通过医用硅胶管连通控制气源，筛选工位中的细胞培养皿工位上安置有通过振荡接口与筛选卡盒外的振荡电机相连接的细胞培养皿适配模块；所述的功能模块上集成有能够实现筛选卡盒所需要的不同温度环境的温控模块、分离单链DNA的磁分离模块、扩增DNA并检测核酸量的PCR与荧光检测模块。
[0008]所述的筛选工位沿筛选卡盒的内腔底面周向分布，筛选工位包括细胞培养皿工位、清洗液工位、磁珠工位、核酸富集工位、文库工位、扩增与检测工位、结合液工位、扩增试剂工位、胰酶工位和废液工位，细胞培养皿工位、清洗液工位、磁珠工位、核酸富集工位、文库工位、扩增与检测工位、结合液工位、扩增试剂工位、胰酶工位和废液工位依次设置或者按照使用者的需求设置。
[0009]所述的移液机构包括旋转轴和移液枪，旋转轴的顶部设有卡盒气路接口且旋转轴的底部通过连板与移液枪的顶部相连接、使得移液枪的枪头能够与筛选工位对应，在旋转轴和连板内皆设有连通移液枪的气路；所述旋转轴的顶部伸出筛选卡盒的内腔与枪头转动电机相连接，且枪头转动电机通过旋转轴带动移液枪旋转。
[0010]旋转轴的顶部一个连接方式为：十字槽连接，即在旋转轴的顶部设有连接枪头转动电机输出端的十字槽；且该十字槽的中心开孔作为卡盒气路接口。
[0011]所述的筛选卡盒包括卡盒封闭外壳，卡盒封闭外壳的内腔顶部设有套在旋转轴上的竖向定位仓，在竖向定位仓内设有套在旋转轴上的竖向定位弹簧，竖向定位弹簧的上端固定在旋转轴上、且下端能够抵在竖向定位仓的底面上，以限定旋转轴相对卡盒封闭外壳的升降高度。
[0012]所述的功能模块上设有放置筛选卡盒的卡槽功能底座；所述的温控模块通过TEC器件来实现筛选卡盒所需要的不同温度环境。
[0013]所述的核酸适配体筛选仪内腔中布置有驱动模组，驱动模组包括模组升降电机、升降安装台和升降联轴器，模组升降电机的驱动端通过升降联轴器与升降安装台的顶部连接；在升降安装台的悬臂上安装有枪头转动电机，枪头转动电机驱动端上设置的十字接头能够嵌入移液机构中的旋转轴顶部的十字槽中、使得枪头转动电机能够带动旋转轴转动。
[0014]所述升降安装台的下方设有振荡电机，振荡电机固定设置在工作仓内，且设置在振荡电机驱动端的振荡接头能够插入振荡接口中。
[0015]所述升降安装台的悬臂上设置有外部气路接口，外部气路接口通过医用硅胶管连通移液机构上的卡盒气路接口。
[0016]所述的核酸适配体筛选仪内设有卡盒转移模块，卡盒转移模块用于将核酸适配体筛选仪内的筛选卡盒转移至功能模块中的卡槽功能底座上，使得移液机构能够与枪头转动电机的驱动端相连接且移液机构的移液枪的气路能够通过医用硅胶管连通控制气源、使得振荡接口能够与振荡电机的振荡接头相连接。
[0017]所述的卡盒转移模块包括卡盒转动电机、转动联轴器、转动轴和卡盒固定钳，卡盒转动电机的驱动端通过联轴器与转动轴的上端相连接，转动轴使得周侧均匀分布有多个卡
盒固定钳，卡盒固定钳能够夹紧筛选卡盒，卡盒转动电机带动卡盒固定钳转动、将筛选卡盒转动至设定位置；所述的顶部升降电机能够驱动卡盒转动电机、转动联轴器、转动轴和卡盒固定钳整体升降。
[0018]本专利技术中的核酸适配体筛选方案流程如下：通过将已变性淬火的初始DNA /RNA 文库与阴性细胞孵育，去掉与其结合的核酸序列，利用磁珠纯化未结合的核酸序列；然后将文库与靶细胞孵育，通过施加适当筛选压力洗涤次数，保留与靶细胞结合的核酸序列，利用胰酶将细胞消化之后，通过磁珠富集核酸；最后利用PCR技术扩增与靶细胞结合的核酸序列，并通过实时荧光定量方法来检测富集的核酸量，将其与前一轮筛选得到的核酸量进行比较，若具有明显差异，则继续循环筛选过程，若无明显变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动化核酸适配体筛选系统，其特征在于：该筛选系统包括密闭的核酸适配体筛选仪（8），在核酸适配体筛选仪（8）内腔中的功能模块（6）上布置有筛选卡盒（9），密封的筛选卡盒（9）内的筛选工位（4）上集成有核酸适配体筛选过程所需的物品和试剂，在筛选工位（4）的上方设有配置移液枪（14）的移液机构（1），该移液机构（1）与筛选卡盒（9）外的枪头转动电机（52）相连接且移液枪（14）的气路能够通过医用硅胶管连通控制气源，筛选工位（4）中的细胞培养皿工位（10）上安置有通过振荡接口（31）与筛选卡盒（9）外的振荡电机（56）相连接的细胞培养皿适配模块（3）；所述的功能模块（6）上集成有能够实现筛选卡盒（9）所需要的不同温度环境的温控模块、分离单链DNA的磁分离模块、扩增DNA并检测核酸量的PCR与荧光检测模块。2.根据权利要求1所述的自动化核酸适配体筛选系统，其特征在于：所述的筛选工位（4）沿筛选卡盒（9）的内腔底面周向分布，筛选工位（4）包括细胞培养皿工位（40）、清洗液工位（41）、磁珠工位（42）、核酸富集工位（43）、文库工位（44）、扩增与检测工位（45）、结合液工位（46）、扩增试剂工位（47）、胰酶工位（48）和废液工位（49），细胞培养皿工位（40）、清洗液工位（41）、磁珠工位（42）、核酸富集工位（43）、文库工位（44）、扩增与检测工位（45）、结合液工位（46）、扩增试剂工位（47）、胰酶工位（48）和废液工位（49）依次设置或者按照使用者的需求设置。3.根据权利要求1所述的自动化核酸适配体筛选系统，其特征在于：所述的移液机构（1）包括旋转轴（11）和移液枪（14），旋转轴（11）的顶部设有卡盒气路接口（12）且旋转轴（11）的底部通过连板与移液枪（14）的顶部相连接、使得移液枪（14）的枪头能够与筛选工位（4）对应，在旋转轴（11）和连板内皆设有连通移液枪（14）的气路；所述旋转轴（11）的顶部伸出筛选卡盒（9）的内腔与枪头转动电机（52）相连接，且枪头转动电机（52）通过旋转轴（11）带动移液枪（14）旋转。4.根据权利要求3所述的自动化核酸适配体筛选系统，其特征在于：所述的筛选卡盒（9）包括卡盒封闭外壳（2），卡盒封闭外壳（2）的内腔顶部设有套在旋转轴（11）上的竖向定位仓（15），在竖向定位仓（15）内设有套在旋转轴（11）上的竖向定位弹簧（13），竖向定位弹簧（13）的上端固定在旋转轴（11）上、且下端能够抵在竖向定位仓（15）的底面上，以限定旋转轴（11）相对卡盒封闭外壳（2）的升降高度。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超，朱浚仪，王荣坤，王婧，钱蕴知，夏语，何农跃，孟凡，蒋潇崎，冒金阳，
申请(专利权)人：南京医科大学，
类型：发明
国别省市：