[发明专利]一种用于提取核酸和质谱点样的自动化仪器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于提取核酸和点样芯片的自动化仪器，通过利用磁珠法提取体液中核酸、并实现质谱芯片点样的自动化仪器，可用来制备生物芯片，因此属于核酸检测领域。

背景技术

核酸研究是现代生物学、医学研究中的重要课题。核酸作为遗传信息的携带者，是基因表达的物质基础，除了在生物体正常的生长、发育、和繁殖等生命活动中具有十分重要的作用外，它与生命的异常情况，如肿瘤发生、放射损伤、遗传疾病等也有密切关系，在已发现近2000种遗传性疾病都和DNA结构有关，如人类镰刀形红血细胞贫血症是由于患者的血红蛋白分子中一个氨基酸的遗传密码发生了改变，白化病患者则是DNA分子上缺乏产生促黑色素生成的酷氨酸酶的基因所致；而且肿瘤的发生、病毒的感染、射线对机体的作用等都与核酸有关。70年代以来兴起的遗传工程，使人们可用人工方法改组DNA，从而有可能创造出新型的生物品种。

核酸的发现已有100多年的历史，但人们对它真正有所认识不过近60年的事。1868 年，瑞士科学家米歇尔采用胃蛋白酶对细胞的成分进行研究，他发现细胞中有不被胃蛋白酶溶解的物质——非蛋白质，他称之为“核素”；1888 年，英国科学家曼特尔发现核素是一种弱酸性非蛋白物质并命名为“核酸”；1953 年，美国科学家沃森、克里克共同证实核酸是一种双螺旋结构，有自我复制能力，能传递信息。脱氧核糖核酸（ DNA ）具有遗传功能，核糖核酸（ RNA ）具有蛋白的重组合能力；1992 年联合国特别组织了“人体阿波罗计划”委员会，以协调国际间的研究，提出对人体 10 万个基因， 30 亿信息定位，从而勾划出揭开人类生命蓝图奥秘的目标。这项研究由中、美、英、日等六国参与；2003 年 4 月 15 日六国领导人宣布人类基因组序列图完成，这意味着对人类生老病死（特别是非传染性疾病）等产生巨大影响的全部遗传信息已被破译，人类找到了打开生命大门的钥匙。因此，国际遗传学大会指出：“不论是器质性疾病还是功能性疾病，都有必要在基因水平上去探讨病因”，“人类正常的衰老和死亡，也是受到基因的调控”。这就为发展和利用核酸为人类健康与长寿服务提供了科学依据。因此核酸是现代生物学、医学研究中的重要课题。

随着分子生物学技术广泛应用于生物学，医学以及相关领域，核酸的检测和分析在遗传性疾病，肿瘤和传染病等领域的运用日益广泛，由此带来了疾病诊断模式和治疗策略的不断更新，并揭示了基因结构或表达异常相关的疾病的发病机制。各种新方法、经完善后的传统经典方法以及商品试剂方法的不断出现，为核酸的检测和分析提供了可靠的技术保障。

近年来，在核酸的检测和分析中，出现了各种新型技术，例如核酸杂交技术、PCR扩增技术以及以PCR为基础的衍生技术、荧光标记技术、纳米检测技术、生物芯片技术、生物质谱技术等等。

核酸杂交技术是建立最早、最基本核酸检测技术, 核酸分子杂交是指具有一定互补序列的核酸(RNA 或DNA )单链在液相或固相体系中按碱基配对原则缔合成异质双链的过程, 应用该技术可对特定DNA或RNA 分子进行定性或定量的检测。核酸杂交技术常用的方法有：DNA斑点杂交/RNA狭线杂交，微孔板杂交，southern印迹杂交，northern印迹杂交，原为杂交组织（细胞）化学。该技术的关键工具是探针, 即人工制备的与待测核酸分子互补、标有不同标记物的单链DNA 或RNA。核酸探针按其来源不同可分为通过克隆技术从基因文库中筛选的基因组探针、从RNA 逆转录获得的cDNA 探针和人工合成的寡核苷酸探针。

PCR扩增技术是利用聚合酶链反应，模拟DNA 体内复制过程、将目的基因在体外扩增的技术。聚合酶链的反应（PCR）方法可使一种特异DNA扩增几百万倍， 并已成为分子克隆和诊断的十分有用的工具。而PCR技术在近20年的不断发展创新中，最受瞩目当属荧光实时定量PCR技术(real-time quantitative PCR, or qPCR)。定量PCR技术真正实现了PCR从定性到定量的飞跃，通过对PCR过程的实时监控，专一、灵敏快速、可重复地精确定量起始模版浓度，已经在科研和临床诊断领域得到了越来越广泛的应用

荧光标记技术是指利用一些发射荧光的物质共价结合或物理吸附在所要研究分子的某个基团上，利用它的荧光特性来提供被研究对象的信息。荧光标记是分析生物大分子及药物检测的重要方法，其检测的灵敏度很大程度上取决于标记物的发光强度和稳定性。随着现代医学，分子生物学和各种先进荧光检测仪器及技术的运用，荧光标记作为一种非放射性的标记技术已应用于生命科学的各个研究领域，并取得了迅速的发展。