[发明专利]基于磁分离的多样本多位点高通量核酸分析系统

说明书

一、技术领域

本发明涉及生物医学研究、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 

二、背景技术

随着人类基因组计划（Human Genome Project，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。 

三、发明内容

本发明的目的：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。 

本发明的技术方案：本发明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；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；