[发明专利]用于自动分析生物试样的设备以及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于自动分析生物试样的设备以及方法，并且更加特别地，涉及如下的一种能够在单个设备中执行以下整个过程的自动分析生物试样的设备以及方法：从生物试样中纯化靶核酸；执行聚合酶链反应(PCR)、逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)、巢式PCR以及定量地执行上述PCR的定量实时PCR；执行等温基因扩增等等；并且之后执行电泳。另外，本发明涉及一种用于自动分析生物试样的设备以及方法，其通过提供紫外线灯以便由移动部移动以由此集中照射在基因扩增的产物上，使得可以基本防止基因扩增的产物的假阳性，从而能够在提高分析精度和效率的同时，分别地或者连续地自动执行PCR、RT-PCR、巢式PCR以及包含上述PCR的定量实时PCR、等温扩增以及PCR电泳。

背景技术

基因扩增方法是扩增具有特定序列的基因来确定基因的存在和缺失的体外诊断测试(IVD测试)技术，并且已经在诸如食品测试、基因型测试以及在除了人类外的各种动物、植物等中的转基因(GMO)测试以及病原微生物测试等多种领域中使用。为了从各种生物试样执行精确的基因扩增测试，首先，需要如下的核酸提取过程：从生物试样中去除生物试样中包含的抑制基因扩增反应的各种反应抑制剂，以及获得高纯度的靶核酸。在此，根据检测对象，靶核酸可以为DNA、RNA或者它们的混合物。基因扩增测试通过如下方式完成：将如上所述提取的靶核酸与基因扩增溶液混合以执行基因扩增反应并且通过电泳确认与基因扩增产物的DNA长度对应的DNA。

如本文中所使用的，术语“生物试样”为来自生物的材料，可以理解为包括被限定为生物以及动物、植物、微生物、病毒和真菌的所有材料的含义。

PCR方法已被主要用作用于在基因扩增测试中扩增DNA的方法。为了对微量DNA进行检测，已主要使用巢式PCR方法，巢式PCR方法用于通过在经扩增的DNA的引物碱基序列内使用互补的引物而再次执行PCR反应。为了测试RNA病毒或特定基因的mRNA的表达量，已经使用逆转录-PCR(RT-PCR)。另外，已经开发出无需执行热循环反应而在预定的温度下扩增DNA或RNA的各种方法。

同时，由于在该PCR方法中，当DNA扩增执行到某种程度时，脱氧核苷三磷酸耗尽，使得DNA扩增到达不可以再执行扩增的极限点，因此在定量分析中存在局限性。例如，在模板核酸具有高的初始浓度的情况下，模板核酸在20个循环或更少循环的短的反应中变得饱和，并且在模板核酸具有的初始浓度为上述情况中的浓度的1/1000倍的情况下，模板核酸在至少30个循环之后变得饱和，但是在两种情况下，在30个循环之后，检测量彼此相同。为了解决该问题，开发出定量实时PCR技术，该技术能够通过在每个循环之后测量核酸的浓度，来精确地并且定量地测量核酸的初始浓度，从而测量出核酸的浓度在哪个循环中到达预定浓度。由于该技术可以定量地测量病毒或病菌的浓度，该方法已经发展为鉴于分子诊断的非常有用的技术。在定量实时的PCR技术中，使用与DNA的量成比例增加的荧光的方法已经被主要地使用。如上所述的荧光方法被分成扩增DNA序列特异性方法和扩增DNA序列非特异性方法。扩增DNA序列非特异性方法是使用插入染料联结所有经扩增的(一个或多个)DNA来增大荧光的方法。在使用此方法的情况下，荧光的量与所有经扩增的(一个或多个)DNA的量成比例地增加。因此，在形成诸如引物二聚体之类的非特定的扩增产物的情况下或者在扩增至少两种特定靶物质的情况下，不能够精确地检测靶核酸的初始量。另一方面，在使用特定于经扩增的DNA序列的荧光探针的方法中，多个靶核酸在一个管中扩增，并且同时，可以执行对核酸的多元定量检测。在此方法中，由于具有不同荧光特性的多种探针在各个经扩增的(一个或多个)DNA中选择性地杂交从而以显示荧光，同时使用一对引物来扩增靶物质，因此已经开发出检测各个荧光产物以定量地测量各个产物的多元定量实时PCR方法。然而，在此方法中，由于随着靶核酸的数量增加，应将一对引物和探针(即三种寡核苷酸)注入每个靶核酸，因此存在如下问题：在对四个或更多个靶物质执行多元定量实时PCR的情况下，性能可能快速下降。另一方面，由于在一般的多元PCR中，可以优化十种靶核酸的多元PCR以便适当地执行，因此多元PCR对于检测数种靶核酸来说可以是有利的。然而，由于该PCR方法是非定量的，因此需要用于定量地测试多元靶物质的方法。作为定量实时PCR方法的另一限制，存在如下问题：由于不能够确认经扩增的DNA的长度，因此不能够使用定量实时PCR方法来分析DNA缺失或DNA插入的存在与否或者检测诸如可变数目串联重复序列(VNTR)之类的重复碱基的数量。