本发明专利技术所述的基于磁分离的多样本多位点高通量核酸分析系统，包括XYZ三轴机械臂及控制电路，精确温控系统工作台及控制电路，高通量荧光信号检测工作台及控制电路和系统控制软件四部分。该系统以多孔板为反应容器，配合系统包含的各种功能模块，在系统控制软件的协调和控制下能够完成核酸检测过程中的各种生化反应，具体功能包括液体精确转移、工作板精确转移、快速磁分离、吸头自动安装和丢弃、精确温度控制过程、样品低温存储、高通量荧光信号检测和系统软件总体控制。本发明专利技术将磁分离技术、颗粒微阵列技术、单碱基延伸技术和自动化系统相结合，在一系列高通量、自动化、高特异以及高实用性的单碱基差异检测新方法基础上建立新颖的高通量核酸检测系统。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物医学研究、临床诊断所用的高通量核酸分析仪器，特别涉及一种基于磁分离的多样本多位点高通量核酸分析系统
技术介绍
随着人类基因组计划(Human Genome Pro ject, HGP)的完成,对人类遗传信息的研究正从测定DNA (Deoxyribonucleic Acid)序列、解释遗传信息的研究层面转移到在分子生物学水平上对生物学功能进行研究的层面上来，通过将病人与正常人的序列进行比较，从而找出那些可疑的核酸变异位点。而这些变异位点，或者说是标记，最常见的一类就是单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism, SNP),目前已成为最常用的第三代遗传标志物。SNP适合于对复杂性状的遗传解析以及基于群体基因识别等方面的研究，促使人们不断地寻找新的SNP标记和革新SNP检测技术，而高通量核酸检测技术的应用为感染性疾·病和遗传性疾病筛查、肿瘤的分子诊断和药物基因组研究等领域提供了新的技术平台生物芯片技术的发展，为高通量SNP检测提供了良好的技术平台，然而由于生物芯片欠缺灵活度，成本一般较高，且每张芯片只能检测单个或者几个样本。此外，应用此类芯片分型时操作步骤较繁琐，一次实验耗时约3个工作日，且样本的制备需手工操作，因而对实验者的要求很高。这些不足之处在很大程度上限制了 SNP检测芯片的大范围推广。近年来，由于磁性纳米颗粒具有分离速度快、效率高、可重复使用、操作简单、易修饰功能基团、易实现自动化以及不影响分离物质的活性等特殊的物理化学性质和好的生物相容性，因而被广泛地应用于病原体检测、肿瘤的标志物早期诊断、疾病的体外可视检测等各个方面，在很多方面已经并正在代替或改进现有的生物芯片这一工具。另一方面，生物样本的高并行操作和制备是实现高通量核酸自动化检测的前提条件。面对大量样本的SNP位点分型，仅单纯依靠实验人员的手工操作，不仅在速度上难以满足要求，而且实验人员在面临高强度工作时难免出现失误，尤其在以基因扩增为基础的分子诊断方面，任何微小的误差将产生假阴性或者假阳性信号。因此，临床检验医生和研究者迫切需要一种从样本的制备、分型操作、直到最后的信号检测完全自动化的高通量核酸检测系统，从而能够将医生和研究人员从实验台边上解放出来，大大加快检测速度和研究进程。近年来，自动检测仪器、自动移液系统与控制系统等得到了惊人的发展，已经从过去的单纯按照速度决定一切的时代改变为向质量、需求、便利方向发展。
技术实现思路
本专利技术的目的针对核酸突变及SNPs等常见变异的分析需要对多样本多位点进行高通量并行分析，从而实现快速、准确、高通量且高灵活的核酸突变与SNP分析系统的重大需求。本专利技术的技术方案本专利技术的设计思想是将磁分离技术、颗粒微阵列技术、单碱基延伸技术和自动化系统相结合，在一系列高通量、自动化、高特异以及高实用性的单碱基差异检测新方法基础上建立新颖的高通量核酸检测系统。一种基于磁分离的多样本多位点高通量核酸分析系统，包括机械执行部分、电路控制部分和系统软件部分，电路控制部分控制机械执行部分的动作，系统软件部分对检查数据进行计算；机械执行部分包括壳体，以及位于壳体内的高通量磁分离系统、微量移液系统、精确温控系统和高通量荧光信号检测系统；a、微量移液系统，包括移液装置、三轴直角坐标机械臂、吸头存储装置和废液回收装置；三轴直角坐标机械臂包括X轴机械臂、Y轴机械臂和Z轴机械臂，分别对应XYZ坐标系的X、Y和Z轴；X轴机械臂、Y轴机械臂和Z轴机械臂上都设有导轨，导轨分别与X、Y和Z轴对应平行；Y轴机械臂与壳体的底板连接，且Y轴平行于底板所在平面；x轴机械臂通过滑块与Y轴机械臂上的导轨连接，且X轴平行于底板所在平面；z轴机械臂通过滑块与X轴机械臂上的导轨连接，且Z轴垂直于底板所在平面；Y轴机械臂上连接有电机，该电机通过丝杠结构连接X轴机械臂，且丝杠平行于Y轴；χ轴机械臂上连接有电机，该电机通过丝杠结构连接Z轴机械臂，且丝杠平行于X轴；所述Z轴机械臂的正面和背面都设有导轨，两面的导轨分别通过滑块连接移液装置和移板机械装置；ζ轴机械臂的正面和背面分别设有电机，两个电机分别通过丝杠结构连接移液装置和移板机械装置，这两个丝杠平行Z轴；移液装置和移板机械装置在XYZ坐标系下运动；在底板上分布有废弃物回收装置、枪尖存储台、磁分离工作位、第二工作位、储液工作位、温控工作位、第一工作位、制冷存储工作位和高通量荧光信号检测系统，它们被移液装置和移板机械装置的运动路径覆盖；所述吸头存储装置在针尖存储台上；第二工作位上安装有孔板支架；储液工作位是一个长方形的凹槽，凹槽大小适合于深孔孔板，使得深孔孔板稳定放置在储液工作位上；第一工作位为一个凹槽，凹槽大小与标准酶标板相符，用于放置酶标板；b、精确温控系统，包括安装在温控工作位的精确温控装置和固定在制冷存储工作位上的样本存储装置；C、高通量荧光信号检测系统，包括荧光检测光路系统及其控制系统；除了荧光检测工作位的位置，高通量荧光信号检测系统其余位置全部为密封不透光设计；d、高通量磁分离系统，包括安装在磁分离工作位上的微孔板磁分离装置，移板机械装置。所述X轴机械臂、Y轴机械臂和Z轴机械臂上的导轨两端都装有位置传感器。所述移板机械装置，包括直线导杆、凸轮、直流电机、弹簧和两个机械手指；两个机械手指安装在两根平行的直线导杆上，并且两个机械手通过弹簧连接；凸轮与直流电机的转子连接；凸轮装在两直线导杆之间，且两个机械手指夹住凸轮。所述的吸头存储装置，包括吸头盒、吸头盒导轨、步进电机、传送带、推挡器、多通道红外发射接收装置、单通道红外发射接收装置和单通道光电传感器；吸头存储装置分为吸头安装区域和吸头存储区域两部分；吸头安装区域为一个吸头盒占用的空间，吸头存储区域为吸头暂存区域；步进电机通过传送带带动推挡器运动，首先使推挡器位于吸头盒入口处的初始位置，然后推挡器正向移动推动吸头盒沿着导轨运动，直到处于吸头安装区域的吸头盒触发单通道红外收发装置；当一盒吸头用尽后，推挡器继续正向移动，使用完的吸头盒落入废液回收装置的I区中，下一盒吸头进入吸头安装区；当所有吸头用尽后，推挡器复位至初始位置处；所述的精确温控系统包括微孔板反应阱、半导体制冷器，散热片、横流风扇、直流电机、热盖导轨和热盖；精确温控装置包括热盖，热盖在直流电机的驱动下在热盖导轨上自由移动，使得热盖自动关闭与打开，且当关闭时能够与微孔板反应阱内的微孔板充分地接触；微孔板反应讲下的半导体制冷器的下端安放散热片与横流风扇。所述的制冷样本存储装置包括散热片、反应阱、上盖、半导体制冷片及温度传感器；温度传感器在反应阱内，反应阱下为半导体制冷片，半导体制冷片下为散热器，上盖设有与反应阱相对应的微孔，上盖活动盖在反应阱上。高通量荧光检测系统内部结构包括位置传感器、传送带、角钢、步进电机、滑杆、微孔板托盘和黑色玻璃；在夂方向和Y方向分别设有两个步进电机，步进电机通过传送带驱动··角钢在X方向和Y方向往复运动，进而带动角钢另一端连接的X向滑杆和Y向滑杆，从而控制微孔板托盘在底板上的位置；在传送带两端安装有位置传感器。本专利技术的基于磁分离的多样本多位点高通量核酸分析系统具有如下功能和创新占-^ \\\ ·I.该系统以多孔板为反应容器，配合系统本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于磁分离的多样本多位点高通量核酸分析系统，包括机械执行部分、电路控制部分和系统软件部分，电路控制部分控制机械执行部分的动作，系统软件部分对检查数据进行计算，其特征在于：包括机械执行部分壳体，以及位于壳体内的高通量磁分离系统、微量移液系统、精确温控系统和高通量荧光信号检测系统；a、微量移液系统，包括多通道移液装置、三轴直角坐标机械臂、吸头存储装置和废液回收装置；三轴直角坐标机械臂包括X轴机械臂、Y轴机械臂和Z轴机械臂，分别对应XYZ坐标系的X、Y和Z轴；X轴机械臂、Y轴机械臂和Z轴机械臂上都设有导轨，导轨分别与X、Y和Z轴对应平行；Y轴机械臂与壳体的底板连接，且Y轴平行于底板所在平面；X轴机械臂通过滑块与Y轴机械臂上的导轨连接，且X轴平行于底板所在平面；Z轴机械臂通过滑块与X轴机械臂上的导轨连接，且Z轴垂直于底板所在平面；Y轴机械臂上连接有电机，该电机通过丝杠结构连接X轴机械臂，且丝杠平行于Y轴；X轴机械臂上连接有电机，该电机通过丝杠结构连接Z轴机械臂，且丝杠平行于X轴；所述Z轴机械臂的正面和背面都设有导轨，两面的导轨分别通过滑块连接移液装置和移板机械装置；Z轴机械臂的正面和背面分别设有电机，两个电机分别通过丝杠结构连接移液装置和移板机械装置，这两个丝杠平行Z轴；移液装置和移板机械装置在XYZ坐标系下运动；在底板上分布有废弃物回收装置、枪尖存储台、磁分离工作位、第二工作位、储液工作位、温控工作位、第一工作位、制冷存储工作位和高通量荧光信号检测系统，它们被移液装置和移板机械装置的运动路径覆盖；所述吸头存储装置在针尖存储台上；第二工作位上安装有孔板支架；储液工作位是一个长方形的凹槽，凹槽大小适合于深孔孔板，使得深孔孔板稳定放置在储液工作位上；第一工作位为一个凹槽，凹槽大小与标准酶标板相符，用于放置酶标板；b、精确温控系统，包括安装在温控工作位的精确温控装置和固定在制冷存储工作位上的样本存储装置；c、高通量荧光信号检测系统，包括荧光检测光路系统及其控制系统；除了荧光检测工作位的位置，高通量荧光信号检测系统其余位置全部为密封不透光设计；?d、高通量磁分离系统，包括安装在磁分离工作位上的微孔板磁分离装置，移板机械装置。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：何农跃，刘宾，李松，刘铮，李智洋，陈慧，刘洪娜，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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