CN109337807A - Pcr流水线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PCR流水线，属于医用自动化设备技术领域，包括核酸提取单元、加样单元、PCR反应单元和数据分析单元；所述核酸提取单元、加样单元、PCR反应单元和数据分析单元依次连接，并且均为可封闭设置，试剂在各单元之间的移动通过移动装置实现；本发明的PCR流水线，依次连接设置的核酸提取单元、加样单元、PCR反应单元和数据分析单元，每一个单位只专注处理某一个片段的工作，并且通过自动化的生产，能够提高工作效率及增大进行PCR反应的通量；核酸提取单元、加样单元、PCR反应单元和数据分析单元均为可封闭的设置，因此能够避免各单元之间的气溶胶污染；试剂在各单元之间的移动通过移动装置实现，因此能够避免对操作人员的生物危害。
Description
技术领域
本发明属于医用自动化设备技术领域，具体涉及一种PCR流水线。
背景技术
聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction，PCR)是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法，为最常用的分子生物学技术之一。由高温变性、低温退火(复性)及适温延伸等反应组成一个周期，循环进行，使目的DNA得以迅速扩增,具有特异性强、灵敏度高、操作简便、省时等特点。
目前进行PCR实验通常是通过PCR实验室进行的，通常的PCR实验室会分为四大区域，试剂配制区、样品处理区、核酸扩增区、产物分析区。在这四个区域中会放置离心机、冰箱、加热单元、水浴箱、PCR仪、电泳仪等设备仪器。
然而，在各个区域之间进行反应管的移动时，目前都是通过操作人员人工进行移动，反应管等容器在移动过程中产生较大的振动，从而形成气溶胶，而标本核酸模板、微生物或者病毒都可随气溶胶或者形成气溶胶而扩散，使操作人员承受较高的生物危害风险，另外，人工操作的效率也较低。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于现有的PCR实验过程中需要人工移送反应管，使操作人员承受较高的生物危害风险，并且操作效率低下的问题，从而提供一种PCR流水线。
本发明提供的PCR流水线，包括核酸提取单元，具有核酸提取仪，用于进行DNA的提取；
加样单元,用于将DNA提取物加入到PCR反应试剂中，形成反应液；
PCR反应单元，具有PCR仪，用于对加样后的反应液进行PCR反应；
数据分析单元，用于对PCR反应物进行数据分析；
所述核酸提取单元、加样单元、PCR反应单元和数据分析单元依次连接，并且均为可封闭设置，试剂在各单元之间的移动通过移动装置实现。
作为优选方案，在依次连接的核酸提取单元、加样单元、PCR反应单元和数据分析单元之间分别连通有隔离腔室，所述隔离腔室内设置有所述移动装置。
作为优选方案，所述移动装置将位于各单元内的试剂移动至隔离腔室后，所述隔离腔室通过内部空气的置换，防止依次进入的各试剂之间的气溶胶污染。
作为优选方案，还包括，
计算机控制模块，用于对所述核酸提取单元、加样单元、PCR反应单元和数据分析单元分别进行连接和控制。
作为优选方案，所述核酸提取单元、加样单元、PCR反应单元和数据分析单元内设有数据端口，用于与所述计算机控制模块电连接。
作为优选方案，还包括，
数据扫描装置，设置在所述核酸提取单元、加样单元、PCR反应单元或数据分析单元内，用于扫描位于试剂瓶上的识别码，并将数据信息发送至所述计算机控制模块内的数据识别单元。
作为优选方案，所述加样单元内具有预设的多组PCR反应试剂，在所述PCR反应试剂的瓶上具有预设的识别码，在形成反应液后，通过所述计算机控制模块将所述PCR反应试剂的瓶上的识别码与所述DNA提取物的瓶上的识别码对应。
作为优选方案，所述PCR仪采用侧开门设置。
作为优选方案，所述PCR反应单元内的PCR仪具有多个反应腔室，每个所述反应腔室内的反应条件通过所述计算机控制模块能够进行单独控制。
作为优选方案，还包括，
存储单元，具有冷藏设备，用于对加样单元内未进行PCR反应的剩余反应液进行存储，以作为进行复检时的备用。
作为优选方案，还包括，
混样单元，设置在所述核酸提取单元和所述加样单元之间，用于将多组DNA提取物混合构成一组DNA提取液。
作为优选方案，所述数据分析单元的数据分析包括，通过测序仪对PCR反应物进行DNA测序。
本发明提供的技术方案，具有如下优点：
1、本发明提供的PCR流水线，依次连接设置的核酸提取单元、加样单元、PCR反应单元和数据分析单元，每一个单位只专注处理某一个片段的工作，并且通过自动化的生产，能够提高工作效率及增大进行PCR反应的通量；核酸提取单元、加样单元、PCR反应单元和数据分析单元均为可封闭的设置，因此能够避免各单元之间的气溶胶污染；试剂在各单元之间的移动通过移动装置实现，因此能够避免对操作人员的生物危害。
2、本发明提供的PCR流水线，在核酸提取单元、加样单元、PCR反应单元和数据分析单元之间分别连通有一个隔离腔室，移动装置设置在隔离腔室内，因此，能够保证在通过移动装置将试剂在各单元之间移动时，不会有气溶胶扩散至外界，从而有效防止气溶胶污染的扩散，避免在外界的操作人员受到生物危害；并且采用移动装置进行试剂的移动，能够提高操作效率，进一步增大进行PCR反应的通量。
3、本发明提供的PCR流水线，所述隔离腔室内部的空气能够根据需要进行置换，从而避免了在每个单元中产生的气溶胶的交叉污染，保证实验的准确性。
4、本发明提供的PCR流水线，具有计算机控制模块，通过计算机控制模块能够分别单独控制所述核酸提取单元、加样单元、PCR反应单元和数据分析单元，也可以通过设定特定程序使上述各单元自动化运行，因此实现了流水线的自动化操作，提高作业效率，进一步增大进行PCR反应的通量。
5、本发明提供的PCR流水线，在核酸提取单元、加样单元、PCR反应单元和数据分析单元内设有数据端口，用于与所述计算机控制模块电连接，使上述各单元能够实现与计算机控制模块的数据传输。
6、本发明提供的PCR流水线，具有数据扫描装置，设置在核酸提取单元、加样单元、PCR反应单元或数据分析单元内，用于扫描位于试剂瓶上的识别码，并将数据信息发送至计算机控制模块内的数据识别单元，通过数据识别单元能够将在各单元内输送的试剂产生联系，通过读取识别码信息，可以获得与检测结果对应的样本信息和检测指标信息，有利于实现PCR检测结果与样本、指标信息的自动匹配，进而实现PCR检测实验的自动化进行；同时，在样本检测量大的情况下，通过PCR反应管上唯一识别码的区分，能够避免检测信息被打乱，样本信息与检测结果不对应的情况，降低检测结果的错误率。
7、本发明提供的PCR流水线，在加样单元内具有预设的多组PCR反应试剂，通过将DNA提取物掺入到各组PCR反应试剂中混样制成所述反应液，由于减少了对PCR反应试剂的配制时间，提高了混样制成反应液的效率，因此能够进一步的增大进行PCR反应的通量；在上述预设的PCR反应试剂的瓶上具有预设的识别码，在形成反应液后，通过计算机控制，根据识别码顺序进行PCR反应，使计算机能够便于对进行PCR反应的试剂进行记录，免于人工操作，提高工作效率。
8、本发明提供的PCR流水线，在PCR反应单元内的PCR仪采用侧开门设置，相比于现有技术的顶部开口设置，能够容纳更多的反应试剂，因此能够一次进行更多反应液的PCR反应，增大进行PCR反应的通量。
9、本发明提供的PCR流水线，在PCR反应单元内的PCR仪具有多个反应腔室，每个反应腔室内的反应条件通过计算机进行单独控制，因此采用PCR仪进行反应时，能够同时在多个反应腔室内进行多组不同条件的反应，提高了进行PCR实验的效率，进一步增大进行PCR反应的通量。
10、本发明提供的PCR流水线，具有存储单元，在加样单元内混样制成的反应液进行PCR反应时仅需要少部分即可，未进行PCR反应的剩余反应液可以通过存储单元内的冷藏设备进行存储，以作为进行复检时的备用。
11、本发明提供的PCR流水线，具有混样单元，在混样单元内将多组DNA提取物混合构成一组DNA提取液，然后在后续的加样单元内将上述一组DNA提取液加入到PCR反应试剂中形成反应液，在后续的PCR反应单元内对上述反应液进行PCR反应，能够完成对包含了多组DNA提取物的反应液的PCR反应，如果反应结果显示DNA为没有致病菌感染，则一次性完成了以上多组DNA的检测，因此能够提高PCR反应效率，增大进行PCR反应的通量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
图1为本发明提供的PCR流水线的主视图。
附图标记说明：
1、核酸提取单元；2、加样单元；3、PCR反应单元；4、数据分析单元；5、移动装置；6、隔离腔室；7、存储单元。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供一种PCR流水线，如图1所示，包括核酸提取单元1、加样单元2、PCR反应单元3、数据分析单元4和存储单元7。
所述核酸提取单元1、加样单元2、PCR反应单元3和数据分析单元4依次连接，并且均为可封闭设置，试剂在各单元之间的移动通过移动装置5实现。
具体的，所述核酸提取单元1内部具有核酸提取仪，用于进行DNA的提取；所述加样单元2用于将DNA提取物加入到PCR反应试剂中，形成反应液；所述PCR反应单元3内部具有PCR仪，用于对加样后的反应液进行PCR反应；所述数据分析单元4内部具有测序仪，用于对PCR反应物进行DNA测序；上述各单元内进行的反应和实现的功能均为现有技术，在此不做赘述，本申请将上述各单元形成流水线，将所述核酸提取单元1、加样单元2、PCR反应单元3和数据分析单元4通过隔离腔室6依次连接，各单元之间连通的所述隔离腔室6内设置有移动装置5，通过所述移动装置5将位于各单元内的试剂进行移入或移出所述隔离腔室6，从而实现将试剂在各反应单元之间传送。
具体的，所述移动装置5可以采用机械手、传送带或者其他现有的机械移送装置。
在存储单元7内具有冷藏设备，用于对加样单元2内未进行PCR反应的剩余反应液进行存储，以作为进行复检时的备用。
为了防止各反应单元之间气溶胶的污染，在所述隔离腔室6设置有空气置换装置，用于对隔离腔室6的内部空气进行置换，具体的，空气置换装置可以采用现有的排风扇或抽风装置。
为了提高流水线作业的自动化，所述核酸提取单元1、加样单元2、PCR反应单元3、数据分析单元4、移动装置5和隔离腔室6均通过计算机控制模块分别连接和控制。
在计算机控制模块内设有数据识别单元，所述数据识别单元用于接收位于核酸提取单元1、加样单元2、PCR反应单元3和数据分析单元4内数据扫描装置对试剂瓶上识别码的扫描信息，通过对试剂瓶上识别码的扫描能够将传送于个反应单元内的样本、反应液或反应产物进行一一对应。
所述PCR仪采用侧开门设置，并且所述PCR反应单元3的PCR仪具有多个反应腔室，每个所述反应腔室内的反应条件通过计算机进行单独控制。
所述加样单元2内具有预设的多组PCR反应试剂，通过将DNA提取物掺入到各组PCR反应试剂中混样制成所述反应液。
在所述核酸提取单元和所述加样单元之间设置有混样单元，在混样单元内将多组DNA提取物混合构成一组DNA提取液，然后在后续的加样单元内将上述一组DNA提取液加入到PCR反应试剂中形成反应液，在后续的PCR反应单元内对上述反应液进行PCR反应，能够完成对包含了多组DNA提取物的反应液的PCR反应，如果反应结果显示DNA为没有致病菌感染，则一次性完成了以上多组DNA的检测，因此能够提高PCR反应效率，增大进行PCR反应的通量。
工作过程：
通过本申请的PCR流水线进行PCR实验时，依次包括以下步骤：
在核酸提取单元内，将待反应的试剂进行DNA提取。
通过移动装置将DNA提取物移动至加样单元。
在加样单元内，将DNA提取物加入到PCR反应试剂中，形成反应液；所述反应液部分用于进行PCR反应，部分用于存储备用。
通过移动装置将加样单元中用于存储备用的部分反应液移动至存储单元，在存储单元内进行冷藏备用。
通过移动装置将加样单元中用于进行PCR反应的部分反应液移动至PCR反应单元。
在PCR反应单元内对反应液进行PCR反应。
通过移动装置将反应后的样品移动至数据分析单元。
在数据分析单元内对样品进行DNA测序。
在上述反应步骤中，为了防止各单元之间的气溶胶污染，每一次将试剂在各单元之间的移动，均先通过隔离腔室，并在隔离腔室内进行至少一次空气置换。
在上述反应步骤中，为了提高实验效率，增加进行PCR反应的通量，在核酸提取单元和加样单元之间设置有混样单元，在混样单元内将多组DNA提取物混合构成一组DNA提取液；这样，在加样单元内通过一次性将多组DNA提取物导入到同一PCR反应试剂中，形成一只反应液；然后在PCR反应单元内，对上述反应液进行一次PCR反应，如果反应结果显示DNA为没有致病菌感染，则可一次性完成了以上多组DNA的检测，如果反应结果显示DNA有致病菌感染，则重新加样制成具有单独DNA提取物的反应液，逐一进行二次PCR检测。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (12)
1.PCR流水线，包括:
核酸提取单元(1)，具有核酸提取仪，用于进行DNA的提取；
加样单元(2),用于将DNA提取物加入到PCR反应试剂中，形成反应液；
PCR反应单元(3)，具有PCR仪，用于对加样后的反应液进行PCR反应；
数据分析单元(4)，用于对PCR反应物进行数据分析；
其特征在于，所述核酸提取单元(1)、加样单元(2)、PCR反应单元(3)和数据分析单元(4)依次连接，并且均为可封闭设置，试剂在各单元之间的移动通过移动装置(5)实现。
2.根据权利要求1所述的PCR流水线，其特征在于，在依次连接的核酸提取单元(1)、加样单元(2)、PCR反应单元(3)和数据分析单元(4)之间分别连通有隔离腔室(6)，所述隔离腔室(6)内设置有所述移动装置(5)。
3.根据权利要求2所述的PCR流水线，其特征在于，所述移动装置(5)将位于各单元内的试剂移动至隔离腔室(6)后，所述隔离腔室(6)通过内部空气的置换，防止依次进入的各试剂之间的气溶胶污染。
4.根据权利要求1所述的PCR流水线，其特征在于，还包括，
计算机控制模块，用于对所述核酸提取单元(1)、加样单元(2)、PCR反应单元(3)和数据分析单元(4)分别进行连接和控制。
5.根据权利要求4所述的PCR流水线，其特征在于，所述核酸提取单元(1)、加样单元(2)、PCR反应单元(3)和数据分析单元(4)内设有数据端口，用于与所述计算机控制模块电连接。
6.根据权利要求5所述的PCR流水线，其特征在于，还包括，
数据扫描装置，设置在所述核酸提取单元(1)、加样单元(2)、PCR反应单元(3)或数据分析单元(4)内，用于扫描位于试剂瓶上的识别码，并将数据信息发送至所述计算机控制模块内的数据识别单元。
7.根据权利要求6所述的PCR流水线，其特征在于，
所述加样单元(2)内具有预设的多组PCR反应试剂，在所述PCR反应试剂的瓶上具有预设的识别码，在形成反应液后，通过所述计算机控制模块将所述PCR反应试剂的瓶上的识别码与所述DNA提取物的瓶上的识别码对应。
8.根据权利要求4所述的PCR流水线，其特征在于，所述PCR仪采用侧开门设置。
9.根据权利要求8所述的PCR流水线，其特征在于，所述PCR反应单元(3)内的PCR仪具有多个反应腔室，每个所述反应腔室内的反应条件通过所述计算机控制模块能够进行单独控制。
10.根据权利要求1所述的PCR流水线，其特征在于，还包括，
存储单元(7)，具有冷藏设备，用于对加样单元(2)内未进行PCR反应的剩余反应液进行存储，以作为进行复检时的备用。
11.根据权利要求1所述的PCR流水线，其特征在于，还包括，
混样单元，设置在所述核酸提取单元(1)和所述加样单元(2)之间，用于将多组DNA提取物混合构成一组DNA提取液。
12.根据权利要求1所述的PCR流水线，其特征在于，所述数据分析单元(4)的数据分析包括，通过测序仪对PCR反应物进行DNA测序。
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