自动化核酸样品制备、检测和分析系统技术方案

本文描述了集成的自动化核酸样品制备、检测和分析系统，以及操作这种系统的方法。还描述了分析样品中的核酸分子的方法和确定核酸样品的解链曲线的方法。该自动化系统包括机械移液器，其包括一个或多个可在水平面内移动并配置为分配或抽取一种或多种液体的移液管；机械臂，其配置为运送多个连接的样品加工管；核酸分离系统，其包括第一样品加工管架和磁体，该第一样品加工管架配置为保持多个连接的样品加工管；其中当磁体处于活性配置时，当由机械移液器抽取液体时，包含在每个样品加工管中的磁响应颗粒会保留在样品加工管内；和荧光计，其包括光源和光学检测器，该荧光计设置在第二样品加工管架下方，该第二样品加工管架配置为保持多个连接的样品加工管，该第二样品加工管架具有透明或开放的底部，其中该荧光计配置为检测从一个或多个样品加工管中的样品发射的荧光。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自动化核酸样品制备、检测和分析系统
本专利技术涉及用于生物样品的自动化样品制备、核酸检测和分析的系统。
技术介绍
与手动样品制备相比，用于生物样品制备的自动化系统提供了增加的效率和质量控制。例如，来自QIAGEN的是用于制备核酸样品的自动化系统。然后，可以从样品制备系统运送制备和纯化的核酸样品以用于样品检测和分析。设计完全集成的系统以用于在严格的质量控制下在密闭空间中有效地制备和分析生物样品实质上要更加复杂。系统的移动部件必须精心地设计以避免交叉污染。进一步地，液体和固体废物管理允许自动化系统的连续操作。本领域需要的是一种紧凑的自动化系统，以利用优化的固体和液体废物管理有效地制备和分析核酸样品。本文提及的所有出版物、专利和专利申请的公开内容在此通过引用以其全部并入本文。
技术实现思路
本文描述了集成的自动化核酸分离和分析系统、操作该系统的方法、分析样品中核酸分子的方法和确定核酸样品解链曲线的方法。一方面，自动化核酸分离和分析系统包括机械移液器，其包括一个或多个可在水平面内移动并配置为分配或抽取一种或多种液体的移液管；机械臂，其配置为运送多个连接的样品加工管；核酸分离系统，其包括配置为保持多个连接的样品加工管的第一样品加工管架和磁体；其中，当磁体处于活性配置时，在通过机械移液器抽取液体时，包含在每个样品加工管中的磁响应颗粒会保留在样品加工管内；和荧光计，其包括光源和光学检测器，该荧光计设置在第二样品加工管架下方，该第二样品加工管架配置为保持多个连接的样品加工管，该第二样品加工管架具有透明或开放的底部，其中，该荧光计配置为检测从一个或多个样品加工管中的样品发射的荧光。在一些实施方式中，荧光计配置为将多个连接的样品加工管加热到高于室温的预定温度。在一些实施方式中，多个连接的样品加工管是包括三个或更多个线性排列的样品加工管的样品条。在一些实施方式中，多个连接的样品加工管是多孔板。在一些实施方式中，系统包括包含蜡的加热的容器，其中该蜡被该容器加热至高于蜡的熔化温度的温度。在一些实施方式中，系统包括一个或多个加热的培养箱，其配置为加热多个连接的样品加工管。在一些实施方式中，系统包括一个或多个振动器，其配置为涡旋包含在样品加工管中的样品。在一些实施方式中，系统包括样品源管架，其配置为保持多个样品源管。在一些实施方式中，系统包括条形码扫描仪，其配置为读取设置在一个或多个样品源管或多个样品加工管上的样品条形码。在一些实施方式中，系统包括多个移液管可进入的移液管吸头架。在一些实施方式中，系统包括试剂架，其配置为保持一种或多种试剂。在一些实施方式中，系统包括固体废物管理系统，其配置为接收移液管吸头和多个样品加工管。在一些实施方式中，系统包括一个或多个冷却架，其配置为保持样品加工管。在一些实施方式中，系统包括液体废物管理系统，其包括液体废物端口和配置为从液体废物端口排放液体废物的导管。在一些实施方式中，机械移液器可操作以在预定路径中移动多个移液管，该预定路径防止多个移液管在非目标系统部件上方移动。在一些实施方式中，系统包括封闭系统的壳体，该壳体包括底部和可打开的盖。在一些实施方式中，壳体包括通风系统，该通风系统包括空气过滤器，其中，该通风系统配置为向封闭的系统提供过滤的空气并从封闭的系统中抽取空气。在一些实施方式中，封闭的系统在比壳体外部的压力更高的压力下操作。在一些实施方式中，壳体包括在壳体外表面上的一个或多个指示灯，其配置为指示系统的正常操作或错误。在一些实施方式中，系统包括在壳体内的UV灯，其配置为当运行UV灯时消毒系统。在一些实施方式中，系统包括指示错误的指示器。在一些实施方式中，指示器是灯光或声音警报。在一些实施方式中，系统包括用于操作自动化核酸分离和分析系统的计算机系统。在一些实施方式中，计算机系统包括显示器。在一些实施方式中，计算机系统连接至实验室信息系统，其配置为存储或传输样品分析结果。在另一方面，存在分析样品中的核酸分子的方法，其包括从样品中分离包括目标区域的核酸分子；将核酸分子、与目标区域的至少一部分杂交的核酸探针和荧光团结合；将熔化温度高于室温的熔化的蜡添加到包含样品的样品加工管中；扩增目标区域；测量结合的目标区域、核酸检测探针和荧光团的荧光；固化样品加工管中的蜡；以及丢弃包括固化的蜡的样品加工管。在一些实施方式中，方法包括确定样品的扩增曲线。在一些实施方式中，荧光团附接至核酸探针上。在一些实施方式中，荧光团与核酸探针分离。在另一方面，存在确定核酸样品的解链曲线的方法，其包括从样品中分离包括目标区域的核酸分子；将核酸分子、与目标区域的至少一部分杂交的核酸探针和荧光团目结合；将熔化温度高于室温的熔化的蜡添加到包含样品的样品加工管中；从核酸分子扩增目标区域；在多个温度下测量结合的目标区域、核酸检测探针和荧光团的荧光；固化样品加工管中包含的蜡；以及丢弃包括固化的蜡的样品加工管。在上述方法的一些实施方式中，荧光团与核酸探针分离。在上述方法的一些实施方式中，方法由自动化系统执行。在上述方法的一些实施方式中，样品加工管被动地冷却。在上述方法的一些实施方式中，方法包括加热样品加工管以使目标区域和核酸检测探针变性。在上述方法的一些实施方式中，分离核酸包括将用核酸捕获探针官能化的磁响应颗粒结合到包括目标区域的核酸分子。在上述方法的一些实施方式中，方法包括洗涤结合至包括目标区域的核酸分子的磁响应颗粒。在上述方法的一些实施方式中，分离核酸分子包括裂解包含核酸分子的细胞。在上述方法的一些实施方式中，从样品加工管下方测量荧光。在上述方法的一些实施方式中，方法进一步包括分析所测的荧光以确定样品中目标区域的量。在上述方法的一些实施方式中，蜡的熔化温度为约30℃至约90℃。在一些实施方式中，蜡是石蜡。在另一方面，存在分析核酸样品的方法，其包括：将包括核酸分子(该核酸分子包括目标区域)的样品分配到选自多个连接的样品加工管的样品加工管中；将样品与用探针官能化的磁响应颗粒结合，该探针结合至包含目标区域的核酸分子；使用机械臂将样品加工管运送到磁性模块，该磁性模块包括配置为保持多个连接的样品加工管的第一样品架和磁体；使用机械移液器通过分配和抽取洗涤缓冲液到样品加工管中来洗涤核酸分子，其中当抽取洗涤缓冲液时该磁体处于活性配置，从而将磁响应颗粒保留在样品加工管中；使用机械移液器将熔化的蜡添加至样品加工管，其中添加至样品加工管的蜡具有高于室温的熔化温度；使用机械移液器添加扩增试剂、与核酸分子特异性结合的核酸探针和荧光团至样品加工管；使用机械臂将样品加工管运送到荧光计上的第二样品架，其中第二样品架设置在光源和光学检测器上方；同时加热样品加工管并检测来自样品的荧光；冷却样品加工管，从而使蜡固化；和丢弃包括固化的蜡的样品加工管。附图说明图1图解了用于生物细胞裂解、核酸捕获和分离、核酸扩增和核酸分析的示例性自动化系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.自动化核酸分离和分析系统，其包括：/n机械移液器，其包括一个或多个可在水平面内移动并配置为分配或抽取一种或多种液体的移液管；/n机械臂，其配置为运送多个连接的样品加工管；/n核酸分离系统，其包括第一样品加工管架和磁体，所述第一样品加工管架配置为保持所述多个连接的样品加工管；其中当所述磁体处于活性配置时，当由所述机械移液器抽取液体时，包含在每个样品加工管中的磁响应颗粒会保留在所述样品加工管内；和/n荧光计，其包括光源和光学检测器，所述荧光计设置在第二样品加工管架下方，所述第二样品加工管架配置为保持所述多个连接的样品加工管，所述第二样品加工管架具有透明或开放的底部，其中所述荧光计配置为检测从一个或多个所述样品加工管中的样品发射的荧光。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.自动化核酸分离和分析系统，其包括：
机械移液器，其包括一个或多个可在水平面内移动并配置为分配或抽取一种或多种液体的移液管；
机械臂，其配置为运送多个连接的样品加工管；
核酸分离系统，其包括第一样品加工管架和磁体，所述第一样品加工管架配置为保持所述多个连接的样品加工管；其中当所述磁体处于活性配置时，当由所述机械移液器抽取液体时，包含在每个样品加工管中的磁响应颗粒会保留在所述样品加工管内；和
荧光计，其包括光源和光学检测器，所述荧光计设置在第二样品加工管架下方，所述第二样品加工管架配置为保持所述多个连接的样品加工管，所述第二样品加工管架具有透明或开放的底部，其中所述荧光计配置为检测从一个或多个所述样品加工管中的样品发射的荧光。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述荧光计配置为将所述多个连接的样品加工管加热至高于室温的预定温度。


3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述多个连接的样品加工管是包括三个或更多个线性排列的样品加工管的样品条。


4.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述多个连接的样品加工管是多孔板。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其包括加热的容器，所述加热的容器包含蜡，其中所述蜡被所述容器加热至高于所述蜡的熔化温度的温度。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其包括一个或多个加热的培养箱，所述培养箱配置为加热所述多个连接的样品加工管。


7.根据权利要求1-6中任一项所述的系统，其包括一个或多个振动器，所述振动器配置为涡旋包含在所述样品加工管中的样品。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其包括样品源管架，所述样品源管架配置为保持所述多个样品源管。


9.根据权利要求8所述的系统，其中所述系统包括条形码扫描仪，所述条形码扫描仪配置为读取设置在一个或多个样品源管或所述多个样品加工管上的样品条形码。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其包括所述多个移液管可接近的移液管吸头架。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的系统，其包括试剂架，所述试剂架配置为保持一种或多种试剂。


12.根据权利要求1至11中任一项所述的系统，其包括固体废物管理系统，所述固体废物管理系统配置为接收移液管吸头和所述多个样品加工管。


13.根据权利要求1至12中任一项所述的系统，其包括一个或多个冷却架，所述冷却架配置为保持所述样品加工管。


14.根据权利要求1至13中任一项所述的系统，其包括液体废物管理系统，所述液体废物管理系统包括液体废物端口和配置为从所述液体废物端口排放所述液体废物的导管。


15.根据权利要求1至14中任一项所述的系统，其中所述机械移液器可操作以使所述多个移液管沿预定路径移动，所述预定路径防止所述多个移液管在非目标系统部件上方移动。


16.根据权利要求1至15中任一项所述的系统，其包括封闭所述系统的壳体，所述壳体包括底部和可打开的盖。


17.根据权利要求16所述的系统，其中所述壳体包括通风系统，所述通风系统包括空气过滤器，其中所述通风系统配置为向封闭的系统提供过滤的空气，并从所述封闭的系统中抽取空气。


18.根据权利要求16或17所述的系统，其中所述封闭的系统在比所述壳体外部的压力更高的压力下操作。


19.根据权利要求16至18中任一项所述的系统，其中所述壳体包括在所述壳体的外表面上的一个或多个指示灯，所述指示灯配置为指示所述系统的正常操作或错误。


20.根据权利要求16至19中任一项所述的系统，其包括在所述壳体内的UV灯，所述UV灯配置为当运行所述UV灯时消毒所述系统。


21.根据权利要求1至20中的任一项所述的系统，其中所述系统包括指示错误的指示器。


22.根据权利要求21所述的系统，其中所述指示器是灯光或声音警报。


23.根据权利要求1-22中任一项所述的系统，其包括用于操作所述自动化核酸分离和分析系统的计...

【专利技术属性】
技术研发人员：居金良，郑汉武，毛雅辰，金浩，陈毅，
申请(专利权)人：上海仁度生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31