全自动串行式荧光PCR检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种全自动串行式荧光PCR检测系统，包括光电阅读器、待测样品装置、核酸处理装置、反应装置、机械手和导轨，光电阅读器与待测样品装置连接，待测样品装置与核酸处理装置之间设置导轨和机械手，核酸处理装置与反应装置之间设置机械手。本实用新型专利技术的全自动串行式荧光PCR检测系统是为实现全自动PCR反应过程而设计的一种温度变化并且采集荧光信息的装置，对传统PCR仪进行了革新性的改进，改变了传统PCR仪批次反应的模式，提出了流水线式的PCR工作模式，提高PCR设备的使用率，整个检测过程实现无人干预，完全自动化，节约了劳力，提高了工作效率，同时也减少了人为因素对检测结果的影响。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及用于生物学、医学等领域的基因检测仪器，特别是可实现从样品 处理到反应结束全过程自动化的串行式荧光PCR检测系统。
技术介绍
聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction)简称PCR，已经成为核酸检测的常 规技术。在PCR仪中，一个热循环块上有一个或多个用于放置装有反应物混合液的小管的 小孔。循环块的温度在一个约50-55度相对低温的复性阶段和一个约90-95度的高温变性 阶段之间循环、并在升温过程中完成聚合酶链延伸反应。反应样品在热循环块上经过反复 的变性、退火、延伸阶段，即在90-95度高温处理30秒左右，然后在几秒钟之内降温 至50-55度，维持约30秒后再次升温到90-95度，如此往复30-40个周期，在每个周期的低 温段，用外加的光源激发反应液中预加的荧光示踪物，使之产生荧光，测量这种荧光变化， 就可获得相应的信息。 现有的PCR仪器都是并行工作的，即需要备足一个批次的待测样品后， 一起放入 PCR处理装置，常用的PCR仪器大多允许一次反应数十个试样、比如常见的96个样品，也就 是说，这96个试样要在同一个温度程序中完成。譬如，罗氏公司的LightCycler 480型高 通量实时荧光定量PCR系统。 在医院或实验室，随时都会要用到PCR仪器来检测不同时间处理好的样品。但是 由于PCR的周期较长，要等待上一个批次反应完成才能开始下一个批次的反应，这样造成 PCR仪器使用率不高，而且也很影响工作效率，甚至由于样品需要冻存而会影响检测结果。 另外，目前也没有一台PCR仪器可以实现从样品的处理到反应过程的完成全部自动化而不 需要人工操作。 一般都需要人工处理样品，配好PCR反应混合液，放于PCR仪上反应，最后 还需要处理反应后的样品管。在整个PCR检测过程中，掺入了很多人为因素，影响检测结果 的准确性。
技术实现思路
为克服上述技术缺陷，本技术的目的是提供一种全自动串行式荧光PCR检测 系统，大大提高PCR仪器的使用率，且实现检测全过程的自动化。 为实现上述目的，采用如下的技术方案 本技术的全自动串行式荧光PCR检测系统包括光电阅读器、待测样品装置、 核酸处理装置、反应装置、机械手和导轨，所述光电阅读器与所述待测样品装置连接，所述 待测样品装置与所述核酸处理装置之间设置所述导轨和所述机械手，所述核酸处理装置与 所述反应装置之间设置所述机械手。 所述待测样品装置包括样品盘、旋转轴和步进电机，所述样品盘通过旋转轴与所述步进电机连接，所述样品盘上沿盘面圆周规则分布若干用于插入样品管的孔。 所述核酸处理装置包括核酸处理盘、旋转机械推杆和核酸处理器；3 所述旋转机械推杆在所述核酸处理盘的圆心处活动连接； 所述核酸处理盘包括内圈和外圈，所述核酸处理盘沿盘面圆周设置48个存储位 和24个核酸处理位，所述存储位在所述内圈，所述核酸处理位在所述外圈；所述外圈固定， 所述内圈由计算机控制转动。所述核酸处理器位于所述核酸处理盘的外周，与所述核酸处 理位相对应。存储位并不局限于48个，核酸处理位也不局限于24个；这只是本技术的 优选实施方式中的一种情况。 所述反应装置包括恒温反应盘和双温度反应盘。恒温反应盘是指温度恒定的反应 盘，温度可分别在37t: -55t^P89°C _951:之间选择，只是本技术优选为481:反应盘或 94t:反应盘。 恒温反应盘包括恒温旋转盘、盖板和固定轴；盖板与固定轴相连，固定轴位于恒温 反应盘的圆心；所述恒温反应盘位于所述盖板的下方，所述恒温反应盘沿盘面圆周有20个 用于承放反应杯或管的孔；所述盖板的侧面有T形槽开口卡；所述T形槽开口卡与所述恒 温反应盘上的孔相对应；所述盖板上有两个相对的缺口。承放反应杯或管的孔不局限于20 个，这只是本技术的优选实施方式中的一种。 如果恒温定为4『C，则其盖板上的两个缺口的位置可以根据反应条件设定，作为 一个优选实施方式，两个缺口沿圆周直径处于相对位置。 如果恒温定为94t:，则其盖板上的两个缺口的位置可以根据反应条件设定，作为一个优选实施方式，两个缺口的角度可以为108度。 所述双温度反应盘包括低温盘、高温盘、隔热层、盖板和固定轴，所述低温盘位于 外圈，所述高温盘位于内圈，所述低温盘与所述高温盘之间用所述隔热层相互分割形成咬 合线，所述咬合线为齿轮样交错状；所述咬合线上沿盘面圆周的同一圆周线上分布了样品 管孔；所述盖板与所述固定轴相连，所述固定轴位于所述低温盘或高温盘的圆心；所述低 温盘和高温盘位于所述盖板的下方；所述盖板的侧面周边设置了 T型槽开口卡，所述T型槽 开口卡与所述样品管孔相对应；样品管安装在盖板侧面周边的T型槽开口卡内，跟随盖板 做圆周步进动作和上下动作，从一个样品管孔逐次移动至相邻的样品管孔中，完成了足够 温度周期后才脱离盖板。所述样品管孔的底部设置了用于安装激光二极管的孔位；所述低 温盘上的样品管孔设置了用于安装光导纤维的孔位。 本技术的全自动串行式荧光PCR检测系统还包括四孔杯，四孔杯位于所述导 轨上，所述四孔杯设置了四个样品管孔。作为优选实施方式，所述四孔杯分别在转运过程中 自动加入裂解液、洗涤液1、洗涤液2和洗脱液。 本技术的全自动串行式荧光PCR检测系统还包括料斗，所述料斗与所述反应 盘之间设置有所述机械手。作为优选实施方式，所述料斗内有反应所需的原料和材料，比如 盖子，石蜡油、反应混合溶液等。 本技术的全自动串行式荧光PCR检测系统是为实现全自动PCR反应过程而设 计的一种温度变化并且采集荧光信息的装置。 所谓串行，是指将每一个试样按照先后秩序各自单独进入反应环境，本实用新 型的全自动串行式荧光PCR检测系统为每一个试样都提供一个独立的反应环境；并且可以 做到在每一个试样完成从高温到低温反复循环的30-40个周期的过程中还实现了信息的 单独采集。 与现有技术相比，本技术的全自动串行式荧光PCR检测系统对传统PCR仪进 行了革新性的改进，改变了传统PCR仪批次反应的模式，提出了流水线式的PCR工作模式， 提高PCR设备的使用率，节省使用者的时间，实现随来随测，使得系统有更大的灵活性和适 用性。由于采用了两个固定温度的温度盘，没有采用产生温度急剧变化的元器件，就避免了 因长期急剧热胀冷縮带来的元器件故障，提高了可靠性，降低了制造和使用成本。比采用传 统的半导体制冷、发热方式能获得更高的温度变化率，提高了反应效率。从待测样品处理到 结果甚至废弃反应管的处理，整个检测过程实现无人干预，完全自动化，节约了劳力，提高 了工作效率，同时也减少了人为因素对检测结果的影响。附图说明图1是本技术的全自动串行式荧光PCR检测系统中的待测样品装置的一个优 选实施例的立体示意图； 图2是本技术的全自动串行式荧光PCR检测系统中的核酸处理装置的一个优 选实施例的俯视示意图； 图3是本技术的全自动串行式荧光PCR检测系统中的48°C恒温反应盘的一个 优选实施例的侧视示意图和俯视示意图；其中，图3-1是该实施例中4『C反应盘的侧视示 意图，图3-2是该实施例中4『C反应盘的俯视示意图； 图4是本技术的全自动串行式荧光PCR检测系统中的94°C恒温反应盘的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
全自动串行式荧光ＰＣＲ检测系统，其特征在于，包括光电阅读器、待测样品装置、核酸处理装置、反应装置、机械手和导轨，所述光电阅读器与所述待测样品装置连接，所述待测样品装置与所述核酸处理装置之间设置所述导轨和所述机械手，所述核酸处理装置与所述反应装置之间设置所述机械手。

【技术特征摘要】
全自动串行式荧光PCR检测系统，其特征在于，包括光电阅读器、待测样品装置、核酸处理装置、反应装置、机械手和导轨，所述光电阅读器与所述待测样品装置连接，所述待测样品装置与所述核酸处理装置之间设置所述导轨和所述机械手，所述核酸处理装置与所述反应装置之间设置所述机械手。2. 根据权利要求1所述的全自动串行式荧光PCR检测系统，其特征在于，所述待测样品 装置包括样品盘、旋转轴和步进电机，所述样品盘通过所述旋转轴与所述步进电机连接，所 述样品盘上沿盘面圆周规则分布用于插入样品管的孔。3. 根据权利要求1所述的全自动串行式荧光PCR检测系统，其特征在于，所述核酸处理 装置包括核酸处理盘、旋转机械推杆和核酸处理器；所述核酸处理盘包括内圈和外圈，所述核酸处理盘沿盘面圆周设置48个存储位和24 个核酸处理位，所述存储位在所述内圈，所述核酸处理位在所述外圈； 所述旋转机械推杆在所述核酸处理盘的圆心处活动连接； 所述核酸处理器位于所述核酸处理盘的外周，与所述核酸处理位相对应。4. 根据权利要求1所述的全自动串行式荧光PCR检测系统，其特征在于，所述反应装置 包括恒温反应盘和双温度反应盘。5. 根据权利要求4所述的全自动串行式荧光PCR检测系统，其特征在于，所述恒温反应 盘包括恒温旋转盘、盖板和固定轴；所述盖板与所述固定轴相连，所述固定轴位于所述恒温反应盘的圆心； 所述恒温反应盘位于所述盖...

【专利技术属性】
技术研发人员：周荣，苏晓波，郭绍华，
申请(专利权)人：呼吸疾病国家重点实验室，广州锐达生物科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：81