一种自动化核酸分析系统及方法发明专利

专利名称：一种自动化核酸分析系统及方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202111388855.2

专利申请（专利权）人：广州达安基因股份有限公司
权利人地址：广东省广州市高新技术产业开发区香山路19号

专利发明（设计）人：蒋析文,夏乔,唐康明,何卓航

专利摘要：本申请实施例属于核酸检测技术领域，涉及一种自动化核酸分析系统及方法。本申请提供的技术方案包括：工作台、载架、吸磁模块、移液机构和PCR扩增模块；所述载架设有用于存放样本的孔板；所述吸磁模块用于对所述孔板中的磁珠进行吸磁和放磁；所述移液机构用于对所述孔板中的样本进行吸取和转移；所述PCR扩增模块用于对所述孔板中的样本进行扩增和检测。将核酸提取、核酸扩增、荧光检测等过程有机整合，防止了交叉污染，提升了检测效率，提高了检测精度，保证核酸检测结果的准确性；本发明适用于病原体、遗传病、药物基因组和肿瘤相关基因的定性和定量检测和基因分型检测，以及相关疾病的分子诊断和辅助用药指导。

主权利要求：
1.一种自动化核酸分析系统，其特征在于，包括：
工作台，包括纯化区、分液区和PCR扩增区；所述工作台设有隔离板，所述PCR扩增区通过隔离板与纯化区、分液区进行隔离；
载架，设于所述工作台上，所述载架设有用于存放样本的孔板，所述载架设于所述纯化区和所述分液区；
温控震荡模块，设于所述工作台上，用于对所述孔板中的样本进行振荡摇匀；
吸磁模块，设于所述工作台上，用于对所述孔板中的磁珠进行吸磁和放磁；
移液机构，设于所述工作台上，用于对所述孔板中的样本进行吸取和转移；
PCR扩增模块，设于所述工作台上，用于对所述孔板中的样本进行扩增和检测；所述PCR扩增模块设于所述PCR扩增区。
2.根据权利要求1所述的自动化核酸分析系统，其特征在于，所述工作台上设有多个卡槽，多个卡槽将工作台均分为多个单位；
所述载架包括若干活动设置于所述工作台上的第一载架和设于所述工作台上的第二载架，所述第一载架上设有耗材位、孔板位和试剂槽，所述耗材位、孔板位和试剂槽分别用于放置耗材、孔板和试剂，所述第二载架用于放置样本和试剂组分。
3.根据权利要求2所述的自动化核酸分析系统，其特征在于，所述工作台上设有第一耗材废弃仓和第二耗材废弃仓，所述第一耗材废弃仓设于所述第一载架远离所述第二载架一侧，所述第二耗材废弃仓设于所述第二载架远离所述第一载架一侧，所述隔离板设于所述第二耗材废弃仓和PCR扩增模块之间。
4.根据权利要求1所述的自动化核酸分析系统，其特征在于，所述工作台上还设有X轴轨道和条码扫描仪，所述条码扫描仪设于所述X轴轨道上，并可沿X轴轨道双向移动，所述条码扫描仪用于扫描载架、耗材以及样本条码，并将相关信息记录于电脑中。
5.根据权利要求4所述的自动化核酸分析系统，其特征在于，所述移液机构包括第一驱动组件、第二驱动组件、第一移液模块和第二移液模块，所述第一驱动组件设于所述工作台上，所述第二驱动组件设于所述第一驱动组件上并受所述第一驱动组件所驱动，所述第一移液模块和第二移液模块设于所述第二驱动组件上并受所述第二驱动组件驱动所驱动。
6.根据权利要求5所述的自动化核酸分析系统，其特征在于，所述第一驱动组件包括电机、传送轮和传送带，所述电机驱动传送轮转动，带动传送带转动；
所述第二驱动组件包括机械臂基座、机械臂横梁和传送模块，所述机械臂基座滑动设置于所述X轴轨道上并与所述传送带固定连接，所述机械臂横梁设于所述机械臂基座上，所述传送模块设于所述机械臂横梁上，所述第一移液模块和第二移液模块分别与所述传送模块连接，所述传送模块驱动所述第一移液模块和第二移液模块沿机械臂横梁的长度方向运动。
7.根据权利要求6所述的自动化核酸分析系统，其特征在于，所述机械臂横梁背向所述第一移液模块的一侧设有L型抓手，所述L型抓手用于孔板的抓取和移动，所述L型抓手在传送模块的驱动下可沿机械臂横梁的长度方向运动。
8.根据权利要求5所述的自动化核酸分析系统，其特征在于，所述第一移液模块为多通道移液模块，所述第二移液模块为单通道移液模块，所述第二移液模块设置为多个。
9.根据权利要求1所述的自动化核酸分析系统，其特征在于，所述自动化核酸分析系统还包括控制器，所述温控震荡模块、吸磁模块、移液机构和PCR扩增模块均与控制器连接。
10.一种自动化核酸分析方法，基于如权利要求1－9任意一项所述的自动化核酸分析系统，其特征在于，包括以下步骤：将样本转移至载架上的孔板中；
从载架上吸取裂解液并转移至孔板内，进行样本裂解；
将孔板转移至温控震荡模块，进行样本裂解液与磁珠的混合；
将孔板移动到吸磁模块，从载架上依次吸取洗涤液和洗脱液并转移至孔板内，进行磁珠洗涤和磁珠洗脱；
将孔板中的液体吸出，并转移至载架上的PCR孔板中；
对载架中的扩增试剂组分进行吸取和混合，并将配置好的PCR体系分装到PCR孔板中；
将封膜后的PCR孔板转移至PCR扩增模块，进行PCR扩增和检测。 说明书 : 一种自动化核酸分析系统及方法技术领域[0001] 本申请涉及核酸检测技术领域，更具体的说，特别涉及一种自动化核酸分析系统及方法。背景技术[0002] 核酸检测是对血液、其他体液、组织或细胞等样本对DNA或RNA进行提取、检测和分析的技术。核酸检测前需要进行样本的裂解、核酸提纯、核酸扩增等步骤后，再利用光学检测的方法去检测核酸。由于各个步骤中涉及不同的处理方法，通常样品需要经过多个设备分别进行多次处理，同时也需要专业的实验人员进行各种设备的复杂操作，各个设备之间的样品需要相互转移，这些过程容易不仅耗时耗力并且容易引入污染，影响核酸检测的结果。发明内容[0003] 本发明的目的在于提供解决以上至少一个技术问题的一种自动化核酸分析系统及方法，将核酸提取、核酸扩增、荧光检测等过程有机整合，防止了交叉污染，提升了检测效率，提高了检测精度，保证核酸检测结果的准确性。[0004] 为了解决以上提出的问题，本发明实施例提供了如下所述的技术方案：[0005] 一种自动化核酸分析系统，包括：[0006] 工作台；[0007] 载架，设于所述工作台上，所述载架设有用于存放样本的孔板；[0008] 温控震荡模块，设于所述工作台上，用于对所述孔板中的样本进行振荡摇匀；[0009] 吸磁模块，设于所述工作台上，用于对所述孔板中的磁珠进行吸磁和放磁；[0010] 移液机构，设于所述工作台上，用于对所述孔板中的样本进行吸取和转移；[0011] PCR扩增模块，设于所述工作台上，用于对所述孔板中的样本进行扩增和检测。[0012] 进一步地，所述工作台上设有多个卡槽，多个卡槽将工作台均分为多个单位；[0013] 所述载架包括若干活动设置于所述工作台上的第一载架和设于所述工作台上的第二载架，所述第一载架上设有耗材位、孔板位和试剂槽，所述耗材位、孔板位和试剂槽分别用于放置耗材、孔板和试剂，所述第二载架用于放置样本和试剂组分。[0014] 进一步地，所述工作台包括纯化区、分液区和PCR扩增区；[0015] 所述工作台上设有第一耗材废弃仓、第二耗材废弃仓和隔离板，所述第一耗材废弃仓设于所述第一载架远离所述第二载架一侧，所述第二耗材废弃仓设于所述第二载架远离所述第一载架一侧，所述隔离板设于所述第二耗材废弃仓和PCR扩增模块之间，所述PCR扩增区通过隔离板与纯化区、分液区进行隔离。[0016] 进一步地，所述工作台上还设有X轴轨道、条码扫描仪和封膜仪，所述条码扫描仪设于所述X轴轨道上，并可沿X轴轨道双向移动，所述条码扫描仪用于扫描载架、耗材以及样本条码，并将相关信息记录于电脑中，所述封膜仪用于对所述孔板进行热封膜。[0017] 进一步地，所述移液机构包括第一驱动组件、第二驱动组件、第一移液模块和第二移液模块，所述第一驱动组件设于所述工作台上，所述第二驱动组件设于所述第一驱动组件上并受所述第一驱动组件所驱动，所述第一移液模块和第二移液模块设于所述第二驱动组件上并受所述第二驱动组件驱动所驱动。[0018] 进一步地，所述第一驱动组件包括电机、传送轮和传送带，所述电机驱动传送轮转动，带动传送带转动；[0019] 所述第二驱动组件包括机械臂基座、机械臂横梁和传送模块，所述机械臂基座滑动设置于所述X轴轨道上并与所述传送带固定连接，所述机械臂横梁设于所述机械臂基座上，所述传送模块设于所述机械臂横梁上，所述第一移液模块和第二移液模块分别与所述传送模块连接，所述传送模块驱动所述第一移液模块和第二移液模块沿机械臂横梁的长度方向运动。[0020] 进一步地，所述机械臂横梁背向所述第一移液模块的一侧设有L型抓手，所述L型抓手用于孔板的抓取和移动，所述L型抓手在传送模块的驱动下可沿机械臂横梁的长度方向运动。[0021] 进一步地，所述第一移液模块为多通道移液模块，所述第二移液模块为单通道移液模块，所述第二移液模块设置为多个。[0022] 进一步地，所述自动化核酸分析系统还包括控制器，所述温控震荡模块、吸磁模块、移液机构和PCR扩增模块均与控制器连接。[0023] 为了解决以上提出的技术问题，本发明实施例还提供了一种自动化核酸分析方法，采用了如下所述的技术方案：[0024] 一种自动化核酸分析方法，基于如上所述的自动化核酸分析系统，包括以下步骤：[0025] 将样本转移至载架上的孔板中；[0026] 从载架上吸取裂解液并转移至孔板内，进行样本裂解；[0027] 将孔板转移至温控震荡模块，进行样本裂解液与磁珠的混合；[0028] 将孔板移动到吸磁模块，从载架上依次吸取洗涤液和洗脱液并转移至孔板内，进行磁珠洗涤和磁珠洗脱；[0029] 将孔板中的液体吸出，并转移至载架上的PCR孔板中；[0030] 对载架中的扩增试剂组分进行吸取和混合，并将配置好的PCR体系分装到PCR孔板中；[0031] 将封膜后的PCR孔板转移至PCR扩增模块，进行PCR扩增和检测。[0032] 与现有技术相比，本发明实施例主要有以下有益效果：[0033] 一种自动化核酸分析系统及方法，将核酸提取、核酸扩增、荧光检测等过程有机整合，避免在各个设备之间对样品进行相互转移，防止了交叉污染，提升了检测效率，提高了检测精度，保证核酸检测结果的准确性，可实现无人值守，全程自动运行，降低实验人员暴露在高危环境被样本中所含病毒感染的风险；本发明适用于病原体、遗传病、药物基因组和肿瘤相关基因的定性和定量检测和基因分型检测，以及相关疾病的分子诊断和辅助用药指导。本发明设置1个96通量核酸提取模块和1个96通量的PCR扩增模块，单次上样本量最大可同时满足96个样本的检测，单次检测时间不超过2小时。核酸提取与PCR扩增分析分别独立控制，在上一轮96个样本进行扩增检测的同时即可进行下一轮96个样本的核酸提取，利用扩增与提取时差，实现批次流水操作，大大提高检测的效率，按照传统一次检测96通量计算，本发明为传统检测时间的一半，与市场现有主流产品相比，相当于检测通量加倍而时间减半，24小时的检测通量不低于3000个测试，该技术所体现的检测能力的优势已处于领先水平。附图说明[0034] 为了更清楚地说明本发明的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0035] 图1为本发明实施例中自动化核酸分析系统的结构示意图；[0036] 图2为本发明实施例中自动化核酸分析系统的内部结构示意图；[0037] 图3为本发明实施例中工作台的分布示意图；[0038] 图4为本发明实施例中移液机构的结构示意图；[0039] 图5为本发明实施例中第一移液模块和L型抓手的结构示意图；[0040] 图6为本发明实施例中第二移液模块的结构示意图；[0041] 图7为本发明实施例中自动化核酸分析方法的流程框图。[0042] 附图标记：1、工作台；2、第一载架；21、第一载架A；22、第一载架B；23、第一载架C；3、第二载架；4、移液机构；41、第二驱动组件；42、第一移液模块；43、第二移液模块；5、L型抓手；6、隔离板；7、枪头位；8、温控震荡模块；9、吸磁模块；10、废液仓；11、条码扫描仪；12、第一耗材废弃仓；13、第二耗材废弃仓；14、X轴轨道；15、夹钳；16、封膜仪；17、PCR扩增模块；18、机台；19、柜体。具体实施方式[0043] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排它的包含。本发明的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。[0044] 在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。[0045] 为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面将参照相关附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。[0046] 实施例[0047] 如图1至图4所示，一种自动化核酸分析系统，包括：工作台1、载架、温控震荡模块8、吸磁模块9、移液机构4和PCR扩增模块17；[0048] 所述自动化核酸分析系统还包括机台18和柜体19，所述柜体19设于所述机台18上，所述工作台1设于所述柜体19内，所述载架设于所述工作台1上，所述载架上设有孔板，所述孔板用于存放样本；所述温控震荡模块8设于所述工作台1上，用于对所述孔板进行振荡；所述吸磁模块9设于所述工作台1上，用于对所述孔板中的磁珠进行吸磁和放磁；所述移液机构4设于所述工作台1上，用于对所述载架上的液体进行吸取和转移；所述PCR扩增模块17设于所述工作台1上，用于对所述样本进行扩增和检测。[0049] 本发明实施例提供的自动化核酸分析系统，将核酸提取、核酸扩增、荧光检测等过程有机整合，避免在各个设备之间对样品进行相互转移，防止了交叉污染，提升了检测效率，提高了检测精度，保证核酸检测结果的准确性，可实现无人值守，全程自动运行，降低实验人员暴露在高危环境被样本中所含病毒感染的风险；本发明适用于病原体、遗传病、药物基因组和肿瘤相关基因的定性和定量检测和基因分型检测，以及相关疾病的分子诊断和辅助用药指导。[0050] 本实施例中，所述温控震荡模块8最高温度为105℃，可设置顺时针和逆时针震荡；吸磁模块9用于磁珠富集及其与液相的分离；PCR扩增模块17为PCR仪，用于核酸的扩增和荧光定量检测。[0051] 所述工作台1上设有多个卡槽，多个卡槽将工作台1均分为多个单位。[0052] 所述载架包括若干活动设置于所述工作台1上的第一载架2和若干设于所述工作台1上的第二载架3，所述第一载架2上设有耗材位、孔板位和试剂槽，所述耗材位、孔板位和试剂槽分别用于放置耗材、孔板和试剂，所述第二载架3用于放置样本和试剂组分。[0053] 本实施例中，所述试剂槽中的试剂可包括裂解液、洗涤液和洗脱液；所述第二载架3放置的试剂组分可包括扩增试剂组分。[0054] 本实施例中，所述卡槽将工作台1均分为30个单位，所述第一载架2为三个，分别为第一载架A21、第一载架B22和第一载架C23，所述第二载架3为三个。所述第一载架2为机动载架，各占6个单位，第一载架2安装于卡槽上并可沿工作台1纵向抽出，便于耗材装载和试剂填充，同时可根据实验需要进行装载物的切换；所述第一载架A21上设有1个孔板位和4个枪头位，所述第一载架B22上设有2个枪头位、1个试剂槽和1个孔板位，所述第一载架C23上设有4个枪头位和1个孔板位。[0055] 所述第二载架3装于卡槽上，各占1个单位，所述第二载架3上设有32个孔位，孔位用于摆放样本和试剂组分，第二载架3也可设置为可移动的载架，方便样本和试剂组分的填充。工作台1由卡槽均分为30个单位，其中样本、耗材和试剂分别放置于可移动的载架上，方便耗材和试剂的装载，并可根据具体实验需要对工作台1进行灵活调整。可以理解的，本实施例仅对工作台1单位、第一载架2和第二载架3的数量做举例说明，不做具体限制。[0056] 本实施例中，所述工作台1上设有隔离板6，所述工作台1包括三个分区，分别为纯化区、分液区(PCR体系配置)和PCR扩增区，纯化区位于第一载架A21和第一载架B22的位置；分液区位于第一载架C23和第二载架3的位置；PCR扩增区位于分液区远离纯化区的一侧，PCR扩增区通过隔离板6与纯化区、分液区进行隔离。具备良好的整体布局设置，相对独立的分区将工作台1的整个操作空间分为纯化区、PCR试剂配置区和PCR扩增区(包含封膜仪16和PCR扩增模块17)，高效利用操作空间，有效减少交叉污染。[0057] 所述工作台1上还设有废液仓10和枪头位7，废液仓10用于收集废弃液体，废液仓10下部连有废液收集和处理罐，便于废液的处理，枪头位7为固定枪头位7，具有96个孔位；所述吸磁模块9、温控震荡模块8设置在废液仓10和枪头位7之间，即所述废液仓10、吸磁模块9、温控震荡模块8和枪头位7依次沿所述工作台1纵向设置；所述废液仓10、吸磁模块9、温控震荡模块8和枪头位7设置于第一载架A21和第一载架B22之间。[0058] 所述工作台1上还设有第一耗材废弃仓12和第二耗材废弃仓13，所述第一耗材废弃仓12设于所述第一载架2远离所述第二载架3一侧，所述第二耗材废弃仓13设于所述第二载架3远离所述第一载架2一侧，所述隔离板6设于所述第二耗材废弃仓13和PCR扩增模块17之间。[0059] 所述工作台1上还设有X轴轨道14、条码扫描仪11和封膜仪16，所述条码扫描仪11设于所述X轴轨道14上，并可沿X轴轨道14双向移动，所述条码扫描仪11用于扫描载架、耗材以及样本条码，并将相关信息记录于电脑中。[0060] 所述工作台1上还设有封膜仪16，所述封膜仪16用于对所述孔板进行热封膜。[0061] 结合图5和图6，所述移液机构4包括第一驱动组件、第二驱动组件41、第一移液模块42和第二移液模块43，所述第一驱动组件设于所述工作台1上，所述第二驱动组件41设于所述第一驱动组件上并受所述第一驱动组件所驱动，所述第一移液模块42和第二移液模块43设于所述第二驱动组件41上并受所述第二驱动组件41驱动所驱动。[0062] 所述第一驱动组件设于工作台1上，驱动所述第二驱动组件41沿X轴轨道14移动，第一驱动组件包括电机、传送轮和传送带，第二驱动组件41与所述传送带连接，电机驱动传送轮转动，带动传送带转动，以实现带动第二驱动组件41沿X轴轨道14移动。[0063] 所述第二驱动组件41包括机械臂基座、机械臂横梁和传送模块，所述机械臂基座滑动设置于所述X轴轨道14上并与所述第一驱动组件中的传送带固定连接，所述机械臂横梁设于所述机械臂基座上，所述传送模块设于所述机械臂横梁上，所述传送模块可为直线电机，或者所述传送模块为电机传送带结构、电机丝杆结构，所述第一移液模块42和第二移液模块43分别与所述传送模块连接，所述传送模块驱动所述第一移液模块42和第二移液模块43沿机械臂横梁的长度方向运动，即沿Y轴方向移动。[0064] 所述机械臂横梁背向所述第一移液模块42的一侧设有L型抓手5，用于孔板的抓取和移动，L型抓手5在传送模块的驱动下可沿机械臂横梁进行Y轴运动，也可以自身沿Z轴运动。[0065] 所述第一移液模块42为多通道移液模块，所述第二移液模块43为单通道移液模块，所述第二移液模块43设置为多个。[0066] 本实施例中，所述第一移液模块42为96通道同步移液模块，所述第一移液模块42可沿机械臂横梁进行Y轴运动，同时第一移液模块42自身可以沿Z轴运动，第一移液模块42用于核酸提取纯化过程中的液体转移；所述第二移液模块43为四个，第二移液模块43在传送模块的驱动下可沿机械臂横梁进行Y轴运动，同时第二移液模块43自身可以沿Z轴运动，用于样本的液体转移和PCR扩增体系的分液和配置；所述第二移液模块43头部设有夹钳15，用于夹取和移动孔板。[0067] 由于第一移液模块42为96通道同步移液模块，与第一移液模块42配合的枪头位7也具有96个孔位，相应的，孔板也为96孔板，PCR扩增模块17也为96通量。可以理解的，本实施例仅以96通量样本举例，也可为其他数量的样本通量，不做具体限制。第一移液模块42和第二移液模块43两种不同的移液模块协同操作，通过96通道同步移液模块实现96通量样本的快速提取和纯化；通过单通道移液模块实现PCR体系配置操作，并利用4个并行的单通道移液模块同时对预配制的PCR混合液进行96孔板的快速分液，提高了操作效率。[0068] 所述自动化核酸分析系统还包括控制器，所述温控震荡模块8、吸磁模块9、移液机构4和PCR扩增模块17均与控制器连接，通过软件预设孔板位、核酸提取流程、PCR体系配置程序和PCR扩增程序，核酸提取与PCR扩增分析可分别独立控制，实现全程的协同运行和控制。通过以上组合可以实现96通量样本的自动化核酸提取和PCR扩增分析。[0069] 本实施例设置1个96通量核酸提取模块和1个96通量的PCR扩增模块17，单次上样本量最大可同时满足96个样本的检测，单次检测时间不超过2小时。核酸提取与PCR扩增分析分别独立控制，在上一轮96个样本进行扩增检测的同时即可进行下一轮96个样本的核酸提取，利用扩增与提取时差，实现批次流水操作，大大提高检测的效率，按照传统一次检测96通量计算，本实施例为传统检测时间的一半，与市场现有主流产品相比，相当于检测通量加倍而时间减半，24小时的检测通量不低于3000个测试，该技术所体现的检测能力的优势已处于领先水平。[0070] 核酸纯化和分析流程分为：[0071] 1、准备阶段。将样本和PCR扩增所需试剂放入第二载架3；将实验耗材(孔板和枪头)放入第一载架2中的孔板位和枪头位7；将核酸提取试剂放入第一载架B22的试剂槽C中。[0072] 2、软件设置。打开软件，将相应位置的填料和装载信息输入软件，预设核酸纯化流程、PCR扩增体系的分液流程和PCR扩增程序。[0073] 3、启动程序。[0074] 具体工作流程为：[0075] 1、程序启动后单通道移液模块将第二载架3上的样本分别转移至位于纯化区的第一载架B22中的孔板位D，其中，孔板位D中放置有96孔板，96孔板内含有磁珠。[0076] 2、96通道同步移液模块从第一载架B22中吸取裂解液，并转移至第一载架B22的孔板位D处，使裂解液转移至96孔板中，完成样本裂解，其中，裂解液可包括蛋白酶K。[0077] 3、L型抓手5将第一载架B22中孔板位D的96孔板转移至温控震荡模块8，温控震荡模块8对96孔板进行震荡摇匀，完成样本裂解液与磁珠的混合。[0078] 4、L型抓手5将该96孔板移动到吸磁模块9(96深孔板)，吸磁模块9电磁打开，吸磁模块9将磁珠富集到96孔板底部。[0079] 5、96通道同步移液模块将96孔板中的液体吸出并转移至废液仓10。[0080] 6、96通道同步移液模块从第一载架B22的试剂槽C中吸取洗涤液，并转移至吸磁模块9位置的96孔板中，完成磁珠洗涤(此时电磁关闭)，以提高核酸的纯度。[0081] 7、吸磁模块9富集磁珠(电磁打开)；[0082] 8、重复步骤6。[0083] 9、96通道同步移液模块从第一载架B22的试剂槽C中吸取洗脱液，并转移至吸磁模块9位置的96孔板中，完成磁珠洗脱(此时电磁关闭)，以洗脱核酸。[0084] 10、重复步骤8，由于核酸已经集中在96孔板底部的一个区域，吸取液体的时候可以避免将核酸祛除，从而最大限度地将核酸保存下来，提高核酸浓度测量的精度。[0085] 11、96通道同步移液模块将96孔板中的液体吸出，并转移至第一载架2孔板C中孔板位E处的PCR96孔板中。[0086] 12、单通道移液模块对第二载架3中的扩增试剂组分进行吸取和混合，并将配置好的PCR体系分装到第一载架2孔板C中孔板位E处的PCR96孔板中(此时4个单通道移液模块同时并行工作)。[0087] 13、单通道移液模块将枪头废弃至第二耗材废弃仓13中，单通道移液模块头部装载有夹钳15；夹钳15将第一载架2孔板C中孔板位E处的PCR96孔板转移至封膜仪16中进行热封膜。[0088] 14、完成封膜后，L型抓手5通过隔离板6窗口将PCR96孔板转移至实时荧光定量PCR仪中，启动PCR扩增和检测。[0089] 15、软件对定量扩增后的数据进行分析。[0090] 实现样本液体转移—核酸提取纯化(裂解－洗涤－洗脱)—定量PCR试剂的配置—封膜—定量PCR扩增—数据分析的整个检测过程。[0091] 为了解决以上提出的技术问题，本发明实施例还提供了一种自动化核酸分析方法，采用了如下所述的技术方案：[0092] 如图7所示，一种自动化核酸分析方法，基于如上所述的自动化核酸分析系统，包括以下步骤：[0093] 将样本转移至载架上的孔板中；[0094] 从载架上吸取裂解液并转移至孔板内，进行样本裂解；[0095] 将孔板转移至温控震荡模块，进行样本裂解液与磁珠的混合；[0096] 将孔板移动到吸磁模块，从载架上依次吸取洗涤液和洗脱液并转移至孔板内，进行磁珠洗涤和磁珠洗脱；[0097] 将孔板中的液体吸出，并转移至载架上的PCR孔板中；[0098] 对载架中的扩增试剂组分进行吸取和混合，并将配置好的PCR体系分装到PCR孔板中；[0099] 将封膜后的PCR孔板转移至PCR扩增模块，进行PCR扩增和检测。[0100] 核酸纯化和分析流程分为：[0101] 1、准备阶段。将样本和PCR扩增所需试剂放入第二载架；将实验耗材(孔板和枪头)放入第一载架中的孔板位和枪头位；将核酸提取试剂放入第一载架B22的试剂槽C中。[0102] 2、软件设置。打开软件，将相应位置的填料和装载信息输入软件，预设核酸纯化流程、PCR扩增体系的分液流程和PCR扩增程序。[0103] 3、启动程序。[0104] 所述将样本转移至载架上的孔板中的步骤，具体包括：[0105] 程序启动后单通道移液模块将第二载架上的样本分别转移至位于纯化区的第一载架B22中的孔板位D，其中，孔板位D中放置有96孔板，96孔板内含有磁珠。[0106] 所述从载架上吸取裂解液并转移至孔板内，进行样本裂解的步骤，具体包括：[0107] 96通道同步移液模块从第一载架B22中吸取裂解液，并转移至第一载架B22的孔板位D处，使裂解液转移至96孔板中，完成样本裂解。[0108] 所述将孔板转移至温控震荡模块，进行样本裂解液与磁珠的混合的步骤具体包括：[0109] L型抓手将第一载架B22中孔板位D的96孔板转移至温控震荡模块，温控震荡模块对96孔板进行震荡摇匀，完成样本裂解液与磁珠的混合。[0110] 所述将孔板移动到吸磁模块，从载架上依次吸取洗涤液和洗脱液并转移至孔板内，进行磁珠洗涤和磁珠洗脱的步骤，具体包括：[0111] 1、L型抓手将该96孔板移动到吸磁模块(96深孔板)，吸磁模块将磁珠富集到96孔板底部。[0112] 2、96通道同步移液模块将96孔板中的液体吸出并转移至废液仓。[0113] 3、96通道同步移液模块从第一载架B22的试剂槽C中吸取洗涤液，并转移至吸磁模块位置的96孔板中，完成磁珠洗涤(此时电磁关闭)。[0114] 4、吸磁模块富集磁珠(电磁打开)；[0115] 5、重复步骤4。[0116] 6、96通道同步移液模块从第一载架B22的试剂槽C中吸取洗脱液，并转移至吸磁模块位置的96孔板中，完成磁珠洗脱(此时电磁关闭)。[0117] 7、重复步骤6。[0118] 所述将孔板中的液体吸出，并转移至载架上的PCR孔板中的步骤具体包括：[0119] 96通道同步移液模块将96孔板中的液体吸出，并转移至第一载架C23中孔板位E处的PCR96孔板中。[0120] 所述对载架中的扩增试剂组分进行吸取和混合，并将配置好的PCR体系分装到PCR孔板中的步骤，具体包括：[0121] 单通道移液模块对第二载架中的扩增试剂组分进行吸取和混合，并将配置好的PCR体系分装到第一载架C23中孔板位E处的PCR96孔板中，其中，此时4个单通道移液模块同时并行工作；[0122] 所述对载架中的扩增试剂组分进行吸取和混合，并将配置好的PCR体系分装到PCR孔板中的步骤之后，还包括：[0123] 单通道移液模块将枪头废弃至第二耗材废弃仓中，单通道移液模块头部装载有夹钳；夹钳将第一载架C23中孔板位E处的PCR96孔板转移至封膜仪中进行热封膜。[0124] 所述将封膜后的PCR孔板转移至PCR扩增模块，进行PCR扩增和检测的步骤，具体包括：[0125] 完成封膜后，L型抓手通过隔离板窗口将PCR96孔板转移至实时荧光定量PCR仪中，启动PCR扩增和检测。[0126] 所述将封膜后的PCR孔板转移至PCR扩增模块，进行PCR扩增和检测的步骤之后，还包括：[0127] 软件对定量扩增后的数据进行分析。[0128] 实现样本液体转移—核酸提取纯化(裂解－洗涤－洗脱)—定量PCR试剂的配置—封膜—定量PCR扩增—数据分析的整个检测过程。[0129] 本发明实施例提供的自动化核酸分析方法，将核酸提取、核酸扩增、荧光检测等过程有机整合，避免在各个设备之间对样品进行相互转移，防止了交叉污染，提升了检测效率，提高了检测精度，保证核酸检测结果的准确性，可实现无人值守，全程自动运行，降低实验人员暴露在高危环境被样本中所含病毒感染的风险；本发明适用于病原体、遗传病、药物基因组和肿瘤相关基因的定性和定量检测和基因分型检测，以及相关疾病的分子诊断和辅助用药指导。本实施例设置1个96通量核酸提取模块和1个96通量的PCR扩增模块，单次上样本量最大可同时满足96个样本的检测，单次检测时间不超过2小时。核酸提取与PCR扩增分析分别独立控制，在上一轮96个样本进行扩增检测的同时即可进行下一轮96个样本的核酸提取，利用扩增与提取时差，实现批次流水操作，大大提高检测的效率，按照传统一次检测96通量计算，本实施例为传统检测时间的一半，与市场现有主流产品相比，相当于检测通量加倍而时间减半，24小时的检测通量不低于3000个测试，该技术所体现的检测能力的优势已处于领先水平。[0130] 显然，以上所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给了本发明的较佳实施例，但并不限制本发明的专利范围。本发明可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。

专利地区：广东

专利申请日期：2021-11-22

专利公开日期：2024-07-26

专利公告号：CN114085763B