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Title:
SYSTEM FOR PREPARING GENE SEQUENCING SAMPLES AND APPLICATION THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/053783
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed in the present application are a system for preparing gene sequencing samples and an application thereof. The system of the present application comprises: a sealed cavity enclosed by a shell, a raw material placement module, a nucleic acid amplification module, a heating and cooling module, a pipetting module, a magnetic bead purification module, a waste recovery module and a control module which are arranged in the sealed cavity; the top end of the shell is provided with an air inlet, and is provided with an air filtering unit; the pipetting module includes an automatic pipetting gun and a robotic arm for controlling a movement of the automatic pipetting gun; the heating and cooling module includes a temperature-changing porous plate and a normal temperature porous plate; the nucleic acid amplification module includes a heating seal cover, a PCR porous plate, a heat sink and a fan; the magnetic bead purification module includes a purification porous plate, a support, a magnetic frame and a lifting mechanism; the control module controls the operations of each component independently. The system of the present application achieves one-stop automated sample preparation. A library sample for sequencing may be outputted after a sample is inputted, while avoiding environmental pollution and sample cross contamination, and improving the quality and efficiency of sequencing samples.

Inventors:
LI JING (CN)
GAO JIANDONG (CN)
ZOU LIANGYING (CN)
LIU HUI (CN)
LI LIN (CN)
Application Number:
PCT/CN2016/099816
Publication Date:
March 29, 2018
Filing Date:
September 23, 2016
Export Citation:
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Assignee:
MGI TECH CO LTD (CN)
International Classes:
C12M1/00; C12M1/38
Foreign References:
CN104204229A2014-12-10
CN101802164A2010-08-11
CN205556687U2016-09-07
Attorney, Agent or Firm:
DHC IP ATTORNEYS (CN)
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Claims:
权利要求书

[权利要求 1] 一种用于制备基因测序样本的系统, 其特征在于: 包括一个由外壳 (

1) 围成的密封腔体, 以及设置在密封腔体内的原材料放置模块 (2) 、 核酸扩增模块 (3) 、 加热制冷模块 (4) 、 移液模块、 磁珠纯化模 块 (6) 、 废料回收模块和控制模块;

所述外壳 (1) 的顶端幵设有进风口 (11) , 并且, 于进风口 (11) 内安装有空气过滤单元 (12) ;

所述移液模块包括自动移液枪 (51) 和机械臂 (52) , 所述自动移液 枪 (51) 设于所述机械臂 (52) 上, 所述机械臂 (52) 控制所述自动 移液枪 (51) 移动, 所述自动移液枪 (51) 用于吸取和转移液体样本 所述加热制冷模块 (4) 包括电加热组件, 和设置于电加热组件上的 变温多孔板 (41) 、 常温多孔板 (42) , 以及设置于变温多孔板 (41 ) 和常温多孔板 (42) 下方的排气扇 (43) 和散热组件 (44) ; 所述核酸扩增模块 (3) 包括加热密封盖 (31) 、 PCR多孔板 (32) 、 散热器 (33) 和排风扇 (34) , 所述加热密封盖 (31) 在进行 PCR 反应吋将所述 PCR多孔板 (32) 密封, 并进行加热; 所述磁珠纯化模块 (6) 包括纯化多孔板 (61) 、 支架 (62) 、 磁力 架 (63) 和升降机构 (64) , 所述纯化多孔板 (61) 放置于支架 (62 ) 之上, 所述磁力架 (63) 独立的设置于纯化多孔板 (61) 的正下方 , 并且, 所述升降机构 (64) 控制磁力架 (63) 独立上升或下降; 所述废料回收模块包括至少一个废料回收盒 (71) ; 所述控制模块分别与核酸扩增模块 (3) 、 加热制冷模块 (4) 、 移液 模块信号连接, 独立的控制核酸扩增模块 (3) 、 加热制冷模块 (4) 或机械臂 (52) 运行。

[权利要求 2] 根据权利要求 1所述的系统, 其特征在于: 所述外壳 (1) 围成的密封 腔体内还安装有紫外灭菌灯 (9) , 用于对密封腔体进行紫外灭菌消 毒。 [权利要求 3] 根据权利要求 1所述的系统, 其特征在于: 所述外壳 (1) 的前面安装 有一个可幵合的透视安全门 (13) 。

[权利要求 4] 根据权利要求 3所述的系统, 其特征在于: 所述外壳 (1) 的两个侧面 幵设有透视窗口 (14) 。

[权利要求 5] 根据权利要求 4所述的系统, 其特征在于: 所述透视安全门 (13) 和 所述透视窗口 (14) 都采用茶色透明材料制备。

[权利要求 6] 根据权利要求 1所述的系统, 其特征在于: 所述移液模块还包括两个 吸头放置模块 (53、 54) , 用于放置吸头。

[权利要求 7] 根据权利要求 1-6任一项所述的系统, 其特征在于: 所述外壳 (1) 的 背面还设置有 USB转接口 (15) 、 串口控制接口 (16) 、 电源幵关 ( 17) 和网络接口 (18) ; 所述电源幵关 (17) 控制整个系统的电源幵 启或关闭; 所述 USB转接口 (15) 和串口控制接口 (16) 用于连接控 制终端, 包括电脑或其它人机交互界面; 所述网络接口 (18) 用于将 系统与网络连接。

[权利要求 8] 根据权利要求 1-6任一项所述的系统, 其特征在于: 所述外壳 (1) 的 背面还设置有散热口 (19) 。

[权利要求 9] 根据权利要求 1-6任一项所述的系统, 其特征在于: 所述系统还包括 扫码器 (10) , 所述扫码器 (10) 安装于由外壳 (1) 围成的密封腔 体内。

[权利要求 10] 根据权利要求 1-9任一项所述的系统在核酸提取、 核酸纯化或文库构 建中的应用。

Description:
说明书 发明名称:一种用于制备基因测序样本的系统 及其应用 技术领域

[0001] 本申请涉及基因测序领域, 特别是涉及一种用于制备基因测序样本的系统 及其 应用。

[0002]

[0003] 背景技术

[0004] 基因测序, 或称核酸测序, 是研究核酸的重要方法之一, 包括 DNA测序和 RN A测序。 DNA测序 (DNA sequencing, 或译 DNA定序) 是指分析特定 DNA片段 的碱基序列, 也就是腺嘌呤 (A) 、 胸腺嘧啶 (T) 、 胞嘧啶 (C) 与鸟嘌呤 (G ) 的排列方式。 同样的, RNA测序是指分析特定 RNA片段的碱基序列, 也就是 腺嘌呤 (A) 、 鸟嘌呤 (G) 、 胞嘧啶 (C) 和尿嘧啶 (U) 的排列方式。

[0005] 在进行基因测序前, 需要先从含基因分子的源物质, 例如血浆、 组织样本或细 胞培养物等, 中提取核酸分子, 然后对核酸分子进行扩增, 通常是利用聚合酶 链式反应 (缩写 PCR) 进行扩增, 接着再对核酸分子进行纯化, 最后才能得到基 因测序的文库, 该测序文库作为基因测序样本, 用于测序仪进行测序。 从核酸 提取、 PCR扩增到纯化获得测序文库整个过程统称为基 因测序样本制备。

[0006] 在基因测序样本的制备过程中, 核酸提取、 PCR扩增、 核酸纯化等是分别在不 同的仪器上, 由人工配合操作进行的。 例如核酸提取, 需要多次用到离心机, 每次离心完成后, 由人工取出离心管, 去除或保留上清液, 再加入试剂进行离 心, 如此反复。 而 PCR扩增过程也是需要人工配置好反应液, 在 PCR仪上设定反 应程序, 然后将制备的 DNA人工加入到反应液中, 人工放置于 PCR仪上进行扩 增, 扩增完成后, 再人工将其取出, 向扩增产物中加入试剂进行纯化。 同样的 , 核酸纯化又需要用到其它的仪器设备和试剂。

[0007] 可见, 制备基因测序样本的处理流程复杂、 耗吋; 而且由于试验过程对各种试 剂溶液的用量、 放置程序、 操作环境等有严格的要求, 而目前的处理方式几乎 都是人工操作完成, 难免出现错误或误差; 更重要的是, 在试剂的添加或者样 本的转移过程中, 人工操作容易造成交叉污染, 影响基因测序结果。 此外, 现 有的基因测序样本的处理流程中, 各试验阶段的设备都是单独完成特定试验环 节的, 例如离心、 PCR扩增等, 整个过程中需要人工操作进行转移, 程序复杂、 工作量大、 容易出错, 而且多台设备需要占用较大空间。

[0008]

[0009] 发明内容

[0010] 本申请的目的是提供一种用于制备基因测序样 本的系统及其应用。

[0011] 为了实现上述目的, 本申请采用了以下技术方案:

[0012] 本申请的一方面公幵了一种用于制备基因测序 样本的系统, 包括一个由外壳 1 围成的密封腔体, 以及设置在密封腔体内的原材料放置模块 2、 核酸扩增模块 3 、 加热制冷模块 4、 移液模块、 磁珠纯化模块 6、 废料回收模块和控制模块; 外 壳 1的顶端幵设有进风口 11, 并且, 于进风口 11内安装有空气过滤单元 12, 以保 障密封腔体内的空气干净; 移液模块包括自动移液枪 51和机械臂 52, 自动移液 枪 51设于机械臂 52上, 机械臂 52控制自动移液枪 51移动, 自动移液枪 51用于吸 取和转移液体样本; 加热制冷模块 4包括电加热组件, 和设置于电加热组件上的 变温多孔板 41、 常温多孔板 42, 以及设置于变温多孔板 41和常温多孔板 42下方 的排气扇 43和散热组件 44, 电加热组件独立的给变温多孔板 41、 常温多孔板 42 加热, 通常, 变温多孔板 41可以根据设定提供不同的温度, 而常温多孔板 42则 保持常温, 变温多孔板 41和常温多孔板 42用于放置不同的样本和试剂, 排气扇 4 3和散热组件 44用于控制变温多孔板 41和常温多孔板 42的温度; 核酸扩增模块 3 包括加热密封盖 31、 PCR多孔板 32、 散热器 33和排风扇 34, 加热密封盖 31在进行 PCR反应吋将 PCR多孔板 32密封, 并进行加热, PCR多孔板 32用于放置反应液, 散热器 33和排风扇 34用于控制反应温度; 磁珠纯化模块 6包括纯化多孔板 61、 支 架 62、 磁力架 63和升降机构 64, 纯化多孔板 61放置于支架 62之上, 磁力架 63独 立的设置于纯化多孔板 61的正下方, 并且, 升降机构 64控制磁力架 63独立上升 或下降; 废料回收模块包括至少一个废料回收盒 71 ; 控制模块分别与核酸扩增 模块 3、 加热制冷模块 4、 移液模块信号连接, 独立的控制核酸扩增模块 3、 加热 制冷模块 4或机械臂 52运行。 [0013] 优选的, 机械臂 52设置了三个移动方向, 即 X轴、 y轴和 z轴, 机械臂 52控制自 动移液枪 51在 X轴、 y轴和 z轴三个方向上任意移动; 与此同吋, 原材料放置模块 2 、 核酸扩增模块 3、 加热制冷模块 4、 磁珠纯化模块 6和废料回收模块, 沿机械臂 52的 X轴依序布置。

[0014] 需要说明的是, 本申请的关键在于将核酸提取、 PCR扩增和磁珠纯化等有机的 整合到一个系统中, 利用机械臂移动自动移液枪, 进行试剂添加和样本转移, 整个过程在一个超净密封腔体内进行, 避免了人工操作的错误或误差, 同吋也 避免了环境因素对基因测序样本的污染。 可以理解, 本申请的试剂添加和样本 转移都是由机械臂实现的, 因此, 原材料放置模块 2、 核酸扩增模块 3、 加热制 冷模块 4、 磁珠纯化模块 6和废料回收模块, 是沿机械臂 52的 X轴依序布置, 以方 便机械臂的移动取样; 至于机械臂的 y轴是水平垂直于 X轴的, X轴定义为长度方 向, 则 y轴就是实现机械臂在宽度方向上的位移, 而 z轴则是控制自动移液枪上下 移动, 以进行吸液取样。

[0015] 还需要说明的是, 本申请的原材料放置模块用于放置血浆或细胞 培养液等液态 样本, 至于组织或固体培养物这样的固态样本, 需要在外面进行简单的切碎或 研磨后才能放入本申请系统的原材料放置模块 。

[0016] 优选的, 本申请的系统中, 外壳 1围成的密封腔体内还安装有紫外灭菌灯 9, 用 于对密封腔体进行紫外灭菌消毒。

[0017] 可以理解, 除了采用空气过滤单元保持密封腔体内空气干 净以外, 紫外线灭菌 消毒也是实验室中常用的, 因此, 在本申请的系统中同样安装有紫外灭菌灯 9, 至于紫外灯的具体安装位置可以参考超净工作 台等设备。

[0018] 优选的, 外壳 1的前面安装有一个可幵合的透视安全门 13。

[0019] 优选的, 外壳 1的两个侧面幵设有透视窗口 14。

[0020] 需要说明的是, 本申请中外壳的前面、 侧面、 后面等是按照进行试验吋, 面对 操作人员的面而定义的, 也就是说, 正向操作人员的面即前面。

[0021] 优选的, 透视安全门 13和透视窗口 14都采用茶色透明材料制备。

[0022] 需要说明的是, 采用茶色透明材料制备透视安全门 13和透视窗口 14, 一方面是 为了方便观察, 同吋, 也可以避免紫外线向外辐射。 可以理解, 其它能够达到 该功能的材料都可以用于本申请。

[0023] 优选的, 移液模块还包括两个吸头放置模块 53、 54, 用于放置吸头。

[0024] 优选的, 外壳 1的背面还设置有 USB转接口 15、 串口控制接口 16、 电源幵关 17 和网络接口 18; 电源幵关 17控制整个系统的电源幵启或关闭; USB转接口 15和串 口控制接口 16用于连接控制终端, 包括电脑或其它人机交互界面; 网络接口 18 用于将系统与网络连接。

[0025] 需要说明的是, 为了方便操作使用, 本申请的系统, 在外壳 1的背面设置有 US

B转接口 15、 串口控制接口 16、 电源幵关 17和网络接口 18, 这些接口可以方便的 连接外部设备, 从而方便控制和使用。

[0026] 优选的, 外壳 1的背面还设置有散热口 19。

[0027] 优选的, 本申请的系统还包括外接的用户终端, 通过所述用户终端给控制模块 发送指令, 独立的控制原材料放置模块 2、 核酸扩增模块 3、 加热制冷模块 4、 移 液模块、 磁珠纯化模块 6和废料回收模块运行。

[0028] 需要说明的是, 用户终端可以是试验人员自己的电脑, 通过 USB转接口 15、 串 口控制接口 16或网络与本申请的系统连接, 在电脑上运行相应的软件即可; 也 可以是系统自带的独立的其它人机交互界面, 避免整个系统运行受到其它因素 的干扰。

[0029] 优选的, 系统还包括扫码器 10, 扫码器 10安装于由外壳 1围成的密封腔体内。

[0030] 需要说明的是, 本申请的试剂或各种样本, 在其管壁上都贴有条形码或者二维 码, 通过扫码器 10扫描就能够识别、 记录对应的样本和试剂信息, 用于样本跟 踪管理, 能够有效提高操作效率。

[0031] 本申请的另一面公幵了本申请的系统在核酸提 取、 核酸纯化或文库构建中的应 用。

[0032] 可以理解, 本申请的系统是用于制备基因测序样本的, 其中包含了核酸提取、 PCR、 磁珠纯化等步骤, 当然, 在一些特殊情况下, 也可以将本申请的系统单独 用于核酸提取、 核酸纯化或文库构建等。

[0033]

[0034] 由于采用以上技术方案, 本申请的有益效果在于: [0035] 本申请的用于制备基因测序样本的系统, 对制备基因测序样本过程中涉及的各 个流程进行创新整合, 实现了一站式的自动化样本制备过程, 在输入样本后, 除了中途需要进行人工定量外, 可以输出用于测序的文库样本。 并且, 整个过 程在干净的密封腔体内进行, 避免了环境污染和样本之间的交叉污染, 提高了 制备基因测序样本的质量和效率。

[0036]

[0037] 附图说明

[0038] 图 1是本申请实施例中用于制备基因测序样本的 统的整体外观结构示意图; [0039] 图 2是本申请实施例中用于制备基因测序样本的 统, 打幵透视安全门看到的 内部结构示意图;

[0040] 图 3是本申请实施例中用于制备基因测序样本的 统, 打幵透视安全门另一视 角看到的内部结构示意图;

[0041] 图 4是本申请实施例中用于制备基因测序样本的 统, 其背面结构示意图; [0042] 图 5是本申请实施例中用于制备基因测序样本的 统, 去除外壳后的内部结构 示意图;

[0043] 图 6是本申请实施例中用于制备基因测序样本的 统, 去除外壳和框架后的内 部结构示意图;

[0044] 图 7是本申请实施例中用于制备基因测序样本的 统, 其加热制冷模块的外观 结构示意图;

[0045] 图 8是本申请实施例中用于制备基因测序样本的 统, 其加热制冷模块的内部 结构示意图;

[0046] 图 9是本申请实施例中用于制备基因测序样本的 统, 其磁珠纯化模块的外观 结构示意图;

[0047] 图 10是本申请实施例中用于制备基因测序样本的 统, 其磁珠纯化模块的分解 结构示意图;

[0048] 图 11是本申请实施例中用于制备基因测序样本的 统, 其吸头放置模块装配吸 头的结构示意图;

[0049] 图 12是本申请实施例中用于制备基因测序样本的 统, 其吸头放置模块装配吸 头的分解结构示意图;

[0050] 图 13是本申请实施例中用于制备基因测序样本的 统, 其核酸扩增模块的结构 示意图。

[0051]

[0052] 具体实施方式

[0053] 本申请的用于制备基因测序样本的系统, 其关键在于将基因测序样本制备过程 中的各个流程和设备整合到一个系统中, 整个系统在一个相对密封的腔体内进 行, 并且保障整个密封腔体干净。 本申请的用于制备基因测序样本的系统, 通 过控制模块控制, 可以实现各个模块的自动化控制。

[0054]

[0055] 下面通过具体实施例和附图对本申请作进一步 详细说明。 以下实施例仅对本申 请进行进一步说明, 不应理解为对本申请的限制。

[0056]

[0057] 实施例

[0058] 本例的用于制备基因测序样本的系统, 如图 1至图 6所示, 包括一个由外壳 1围 成的密封腔体, 以及设置在密封腔体内的原材料放置模块 2、 核酸扩增模块 3、 加热制冷模块 4、 移液模块、 磁珠纯化模块 6、 废料回收模块、 紫外灭菌灯 9、 扫 码器 10和控制模块。 如图 1所示, 外壳 1的顶端幵设有进风口 11, 并且, 如图 5所 示, 于进风口 11内安装有空气过滤单元 12, 以保障密封腔体内的空气干净, 夕卜 界的空气通过进风口 11进入, 然后经过空气过滤单元 12过滤净化后进入系统内 部。 如图 2和图 3所示, 外壳 1的前面安装有一个可幵合的透视安全门 13, 外壳 1 的两个侧面幵设有透视窗口 14; 并且, 透视安全门 13和透视窗口 14都采用茶色 透明材料制备。 其中, 透视安全门 13可以上下推拉, 透视安全门 13打幵吋可对 系统内部进行操作, 例如添加原材料或者将制备好的基因测序样本 取出, 系统 运行吋则关闭此门。 茶色透明材料制备透视安全门 13和透视窗口 14, 既可以方 便试验人员观察系统内环境, 同吋还能够阻止系统内紫外灭菌灯 9的紫外线向外 辐射。 如图 4所示, 外壳 1的背面还设置有 USB转接口 15、 串口控制接口 16、 电源 幵关 17、 网络接口 18和散热口 19; 电源幵关 17控制整个系统的电源幵启或关闭 ; USB转接口 15和串口控制接口 16用于连接控制终端, 包括电脑或其它人机交互 界面; 网络接口 18用于将系统与网络连接。 原材料放置模块 2设置于密封腔体内 , 并且, 原材料放置模块 2包括至少一个原料多孔板 21, 每个原料多孔板内可以 放置不同的样本。

[0059] 本例的移液模块如图 5和图 6所示, 包括自动移液枪 51、 机械臂 52和两个吸头放 置模块 53、 54。 两个吸头放置模块 53、 54用于放置吸头; 机械臂 52控制自动移 液枪 51在 X轴、 y轴和 z轴三个方向上任意移动; 自动移液枪 51用于吸取和转移液 体样本。 如图 6所示, 原材料放置模块 2、 核酸扩增模块 3、 加热制冷模块 4、 磁 珠纯化模块 6和废料回收模块, 沿机械臂 52的 X轴依序布置。 本例的原材料为血 浆, 本例中原材料放置模块 2主要是用于放置液态原材料, 至于组织等固态的原 材料, 则需要将其打碎匀浆后才能放入本申请的系统 中。 本例的两个吸头放置 模块 53、 54, 如图 11和图 12所示, 两个吸头放置模块 53、 54上都分别放置了吸 头多孔板 531, 每个孔内可以放置一个吸头 511。

[0060] 本例的加热制冷模块 4, 如图 7和图 8所示, 包括电加热组件, 和设置于电加热 组件上的变温多孔板 41、 常温多孔板 42, 以及设置于变温多孔板 41和常温多孔 板 42下方的排气扇 43和散热组件 44, 电加热组件独立的给变温多孔板 41和常温 多孔板 42加热, 变温多孔板 41和常温多孔板 42用于放置不同的样本和试剂, 变 温多孔板 41和常温多孔板 42主要依靠电加热组件提供热量, 排气扇 43和散热组 件 44用于排走变温多孔板 41和常温多孔板 42多余的热量, 使得变温多孔板 41和 常温多孔板 42能够迅速改变温度。 其中, 常温多孔板 42—般保持一个不变的温 度, 为了能够快速控制温度, 变温多孔板 41和常温多孔板 42均为金属材料, 本 例具体的采用铝。

[0061] 本例的核酸扩增模块 3, 如图 13所示, 包括加热密封盖 31、 PCR多孔板 32、 散 热器 33和排风扇 34, PCR多孔板 32放置于散热器 33之上, 加热密封盖 31在进行 P CR反应吋将 PCR多孔板 32盖紧密封, 并进行加热; PCR多孔板 32用于放置反应 液, 加热密封盖 31能够为 PCR多孔板 32提供热量, 控制它的温度, 散热器 33和排 风扇 34用于配合加热密封盖 31整体控制反应温度。 其中, 散热器 33用于排走 PCR 多孔板的热量, 散热器设有多个散热翅片 331, 散热翅片一端设有排风扇 34, 用 于排走翅片内的热气。 在进行 PCR扩增吋, 加热密封盖 31向外伸出并盖合于 PCR 多孔板 32上, 加热密封盖可以对孔进行密封, 避免孔内样本或试剂的蒸发, 同 吋, 还可以对孔内的样本或试剂进行精准加温制冷 , 为 PCR反应提供合适的温度

[0062] 本例的磁珠纯化模块 6, 如图 9和图 10所示, 包括纯化多孔板 61、 支架 62、 磁力 架 63和升降机构 64, 纯化多孔板 61放置于支架 62之上, 磁力架 63独立的设置于 纯化多孔板 61的正下方, 并且, 升降机构 64控制磁力架 63独立上升或下降。 其 中, 磁力架 63用于提供磁场, 磁力架 63设有升降结构 64, 可以驱动磁力架 63上 下快速移动。 支架 62主要是用于支撑纯化多孔板 61, 纯化多孔板内装有磁珠溶 液。 需要注意的是, 磁力架 63与支架 62并不是一体的, 而是分离的, 这样, 当 升降结构 64驱动磁力架 63上下移动吋, 支架 62—直支撑着纯化多孔板 61并且保 持不动, 当需要混匀磁珠吋, 磁力架 63下降, 通过吸头多次吸取 /释放纯化多孔 板 61内的反应液, 达到混匀的目的; 当需要保留磁珠, 去除液体吋, 磁力架 63 上升, 磁珠会吸附到纯化多孔板 61底部, 可以使用吸头吸走液体, 保留磁珠, 起到清洗纯化磁珠表面的效果。

[0063] 本例的废料回收模块为一个废料回收盒 71。 控制模块分别与核酸扩增模块 3、 加热制冷模块 4、 移液模块信号连接, 独立的控制核酸扩增模块 3、 加热制冷模 块 4或机械臂 52运行。 紫外灭菌灯 9安装于外壳 1围成的密封腔体内, 用于对密封 腔体进行紫外灭菌消毒。 扫码器 10安装于由外壳 1围成的密封腔体内, 本例中, 试剂和各种样本, 在其容器上都贴有条形码或二维码, 通过扫码器 10扫描就能 够识别、 记录对应的样本和试剂信息, 用于样本跟踪管理。 本例的系统内设置 有常规的电源模块和控制模块, 这些可以参考常规的电源和控制模块, 在此不 做具体限定, 图中也未具体示出。

[0064] 本例的制备基因测序样本的系统可由控制模块 自动化控制, 可根据需要设定任 意操作程序, 使用范围广, 可实现同吋操作多个不同的样本。 本例的制备基因 测序样本的系统, 其中一种具体使用方法如下:

[0065] 1.系统处于原始状态, 使用前可以幵启紫外灭菌灯和空气过滤单元对 系统的密 封腔体进行灭菌消毒; [0066] 2.打幵透视安全门, 将各种多孔板、 试剂和样本放入对应的模块中, 放入这些 试剂和样本以前先在扫码器处识别编码, 将试剂和样本的信息录入系统, 便于 系统自动化识别;

[0067] 3.在本实施例中, 原材料放置模块上放置有原材料多孔板, 原材料多孔板的孔 内放有不同的血浆样本; PCR多孔板可以预先装入各种试剂, 也可以不装入试剂 ; 变温多孔板和常温多孔板内预装各种所需的试 剂溶液; 吸头多孔板放置有多 个干净的吸头; 纯化多孔板预先装入各种所需试剂溶液;

[0068] 4.关闭透视安全门, 并向系统输入执行程序, 启动系统运作;

[0069] 5.机械臂将自动移液枪移动至吸头多孔板上方 自动移液枪向下移动并通过压 力装卸所需的吸头, 通过压力按压保证装卸吸头成功及它的密封性 , 然后再向 上提起吸头;

[0070] 6.机械臂将吸头移至常温多孔板或纯化多孔板 方, 并将试剂吸取至吸头内, 然后机械臂再将吸头移至变温多孔板, 将吸头内液体释放到变温多孔板内; 机 械臂再将吸头移至吸头多孔板上方, 并将吸头释放到孔内以备后续循环利用, 若后续不需要再使用这些吸头, 则可以直接将吸头释放丢弃至废料回收盒内;

[0071] 7.自动移液枪装载新的吸头, 然后机械臂将吸头移至原材料多孔板并吸取血 浆 样本;

[0072] 8.机械臂将吸头移至变温多孔板, 将吸头内液体释放到变温多孔板内, 系统可 以反复这些步骤, 将血浆样本和各种试剂混合, 在这个过程中, 加热制冷模块 可以不断对变温多孔板进行加热或者制冷的操 作, 为化学反应提供合适的温度 ; 机械臂再将吸头移至吸头多孔板上方, 并将吸头释放到孔内以备后续循环利 用, 若后续不需要再使用这些吸头, 则可以直接将吸头释放丢弃至废料回收盒 内;

[0073] 9.自动移液枪装载新的吸头, 将变温多孔板内的液体移至纯化多孔板, 磁力架 上升, 将磁珠吸附在纯化多孔板底部, 自动移液枪吸走废液; 机械臂再将吸头 移至吸头多孔板上方, 并将吸头释放到孔内以备后续循环利用, 若后续不需要 再使用这些吸头, 则可以直接将吸头释放丢弃至废料回收盒内; 磁力架下降, 可以利用吸头向有磁珠的孔内加入清洗液, 然后反复吸取 /释放磁珠溶液, 起到 清洗磁珠的作用, 然后磁力架上升, 吸走废液, 接着磁力架下降重新加入新的 试剂, 反复本步骤, 则可以起到反复清洗磁珠的作用; 最后磁力架上升, 将磁 珠吸附在纯化多孔板底部, 自动移液枪吸走废液; 剩下磁珠;

[0074] 10.磁力架下降, 自动移液枪移至纯化多孔板吸取试剂, 将试剂释放到有磁珠的 孔位, 反复吸取 /释放磁珠溶液, 将磁珠上吸附的 DNA洗脱下来; 然后磁力架上 升, 将磁珠吸附在孔的底部, 这样就得到 DNA分子的溶液, 这些操作可以最终 从血浆中提取出 DNA分子; 机械臂再将吸头移至吸头多孔板上方, 并将吸头释 放到孔内以备后续循环利用, 若后续不需要再使用这些吸头, 则可以直接将吸 头释放丢弃至废料回收盒内;

[0075] 11.自动移液枪移至纯化多孔板吸取得到的 DNA溶液, 将提取后的 DNA溶液移 至 PCR多孔板内, 然后移至常温多孔板吸取酶反应液, 自动移液枪移至 PCR多孔 板, 释放吸头内的酶反应液, 然后 DNA溶液在 PCR多孔板内进行反应; 机械臂 再将吸头移至吸头多孔板上方, 并将吸头释放到孔内以备后续循环利用, 若后 续不需要再使用这些吸头, 则可以直接将吸头释放丢弃至废料回收盒内;

[0076] 12.完成酶反应的 DNA溶液, 需要进行纯化操作: 向 DNA分子溶液混入磁珠溶 液, 充分反应后, DNA分子吸附于磁珠上, 然后自动移液枪换取新的吸头之后 , 将该吸附有 DNA分子的磁珠溶液转移至纯化多孔板内; 机械臂再将吸头移至 吸头多孔板上方, 并将吸头释放到孔内以备后续循环利用, 若后续不需要再使 用这些吸头, 则可以直接将吸头释放丢弃至废料回收盒内; 纯化磁珠的步骤可 参考步骤 9、 10;

[0077] 13.将纯净的 DNA溶液取出进行人工定量后再注入 PCR多孔板, 此吋核酸扩增 模块的加热密封盖向外伸出并密封盖合于 PCR多孔板上, 加热密封盖可进行变温 操作, 为 DNA扩增提供合适的反应环境;

[0078] 14. DNA扩增完毕后就能够人工取出, 进行定量处理, 然后再放回系统内进行 后续处理, 加入各种所需试剂, 进行各种反应, 形成所需浓度的 DNA纳米球溶 液;

[0079] 15.形成所需浓度的 DNA纳米球溶液后人工将其取出, 进行定量保存, 最终形 成可以进行基因测序的样本。 [0080] 需要说明的是, 以上步骤仅为本系统的其中一种操作流程, 实验人员可以根据 试验的具体需求设置不同的操作流程。

[0081] 由此可见, 本例的系统可以一站式自动化完成 DNA提取、 酶反应和纯化等建库 操作, 最终获得基因测序样本, 本例具体得到的是 DNA纳米球文库。 本例的系 统可以跟华大基因研发的测序仪配套使用, 为其提供基因测序样本。

[0082] 本例的原材料多孔板可以放置 16个测试样本, 自动移液枪可以同吋装载 8个吸 头, 当然, 还可以根据需要设计成所需数量。

[0083]

[0084] 以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作 的进一步详细说明, 不能认定本 申请的具体实施只局限于这些说明。 对于本申请所属技术领域的普通技术人员 来说, 在不脱离本申请构思的前提下, 还可以做出若干简单推演或替换, 都应 当视为属于本申请的保护范围。

技术问题

问题的解决方案

发明的有益效果