CN107384774A - 一种基于液段控制的基因检测方法及装置 - Google Patents

一种基于液段控制的基因检测方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于液段控制的基因检测方法及装置，通过在试剂盒内设置多个通过油相惰性物质阻隔的液段，从上往下排布的液段内依次放置有裂解液、磁珠、清洗液和反应液；检测样本时，通过推动双向活塞上升，进而控制不同的液段依次到达加热检测区，使样本在不同液段内依次进行裂解、清洗和反应；同时利用电磁控制方式或电机驱动永磁体方式，控制试剂盒内的磁珠对裂解、清洗和反应的过程进行辅助作业；最后在加热检测区对反应液中的基因进行光学检测。本发明极大的简化了基因检测的工序，提升检测效率，而且使得操作变得更方便；同时，还能避免在检测过程中引入污染，提升检测准确度。

Description

一种基于液段控制的基因检测方法及装置
技术领域
本发明涉及一种基于液段控制的基因检测方法及装置，属于医学和生物学检测技术领域。
背景技术
基因检测是通过血液、其他体液或细胞对DNA进行检测的技术，是取被检测者脱落的口腔黏膜细胞或其他组织细胞，扩增其基因信息后，通过特定设备对被检测者细胞中的DNA分子信息作检测，预知身体患疾病的风险，分析它所含有的各种基因情况，从而使人们能了解自己的基因信息，从而通过改善自己的生活环境和生活习惯，避免或延缓疾病的发生。
由于基因检测时通常使用的样本为生物组织细胞，因此检测基因时需要对细胞进行裂解、清洗、扩增等步骤后，再利用光学检测的方式去检测基因。由于各个步骤中涉及不同的处理，通常样本需要经过多个设备分别进行不同步骤的处理，检测较为麻烦，而且在进行不同步骤时，有时还需要转移样本至不同的载体，这一过程容易引入污染，导致假阳性结果。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种基于液段控制的基因检测方法及装置。它实现了在一个试剂盒内就能够完成所有步骤的目的，极大的简化了基因检测的工序，提升检测效率，而且使得操作变得更方便；同时，还能避免在检测过程中引入污染，提升检测准确度。
本发明的技术方案：一种基于液段控制的基因检测方法，通过在试剂盒内设置多个通过油相惰性物质阻隔的液段，从上往下排布的液段内依次放置有裂解液、磁珠、清洗液和反应液；检测样本时，通过推动双向活塞上升，进而控制不同的液段依次到达加热检测区，使样本在不同液段内依次进行裂解、清洗和反应；同时利用电磁控制方式或电机驱动永磁体方式，控制试剂盒内的磁珠对裂解、清洗和反应的过程进行辅助作业；最后在加热检测区对反应液中的基因进行光学检测。
前述的一种基于液段控制的基因检测方法中，所述样本检测的具体步骤为：将待检测的样本放入试剂盒内，推动双向活塞向上，最上层的油相惰性物质在双向活塞的向上推力和加热检测区加热作业的双重影响下会上浮至裂解液上表面，从而使得裂解液能够进入放置磁珠的液段，通过控制电磁铁交替作业或通过电机驱动永磁体往复运动来控制磁珠对裂解液和样本的混合液进行搅拌，并通过控制双向活塞的上下往复移动来辅助搅拌，配以加热检测区对裂解液和样本的混合液的加热作业，样本完成裂解，磁珠从裂解液和样本的混合液中捕获核酸；磁珠捕获核酸后，控制电磁铁或通过电机驱动永磁体吸住磁珠，继续推动双向活塞向上，使得放置清洗液的液段进入加热检测区，携带核酸的磁珠穿过油相惰性物质进入清洗液中，通过控制电磁铁的交替上电或通过电机驱动永磁体往复运动，完成对核酸的充分清洗；随后，控制电磁铁或通过电机驱动永磁体吸住磁珠，继续推动双向活塞向上，使得放置反应液的液段上升进入加热检测区，携带核酸的磁珠穿过油相惰性物质进入反应液中，通过控制电磁铁的交替上电，使得核酸与反应液进行充分反应；控制电磁铁或通过电机驱动永磁体吸住磁珠，推动双向活塞向下，磁珠穿过反应液上部油相惰性物质，进入上部废液，此时控制电磁铁或通过电机驱动永磁体放开磁珠，推动双向活塞向上运动，将废液连同磁珠一起推离加热区，反应液液段进入加热区，最后在加热检测区对反应液中的基因进行光学检测。
前述的一种基于液段控制的基因检测方法中，所述的反应为PCR或者等温扩增反应。
前述的一种基于液段控制的基因检测方法的装置中，包括管式试剂盒，管式试剂盒内从上至下分别设有通过油相惰性物质隔开的裂解区、磁珠区、清洗区和反应区，反应区下方设有双向活塞；所述的磁珠区内设有磁珠；所述的反应区内设有反应液；所述裂解区设有裂解液；所述的清洗区内设有清洗液。
前述的基于液段控制的基因检测装置中，所述的管式试剂盒顶部为扩口结构，扩口结构的下方有内凸缘。
前述的基于液段控制的基因检测装置中，所述的清洗区的数量为1个或多个。
前述的基于液段控制的基因检测装置中，所述的反应液为PCR反应试剂或者等温扩增反应试剂。
前述的基于液段控制的基因检测装置中，所述的油相惰性物质为固态或液态的石蜡类物质，或为固态或液态的硅油类物质。
前述的基于液段控制的基因检测装置中，所述的油相惰性物质为固液混合的石蜡类物质，或为固液混合的硅油类物质。
与现有技术相比，本发明通过油相惰性物质将试剂盒内分隔出多个相互隔离的液段，并在相应的液段内分别放置裂解液、磁珠、清洗液和反应液，使得基因检测的多个步骤可在同一个试剂盒内进行，极大的提高了检测的效率；而且，检测样本不需要进行多次转移，减少二次污染，提高检测准确度；将磁珠与裂解液分别放置在两个不同的液段内，不仅可以提高磁珠的稳定性，还能够提高裂解反应的效率。本发明通过控制双向活塞的上升距离来控制油相惰性物质和液段的位置，使得液段依次经过加热检测区，对样本依次进行裂解、清洗和反应，从而实现对检测阶段的控制，操作更为方便快捷。综上所述，本发明实现了在一个管式试剂盒内就能够完成所有步骤的目的，极大的简化了基因检测的工序，提升检测效率，而且使得操作变得更方便；同时，还能避免在检测过程中引入污染，提升检测准确度。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的工作流程图。
附图中的标记为：1-管式试剂盒，2-油相惰性物质，3-裂解区，4-磁珠区,401-磁珠，5-清洗区，6-反应区，7-双向活塞，8-扩口结构，9-电磁铁，10-加热检测区，11-内凸缘。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例。一种基于液段控制的基因检测方法，通过在试剂盒内设置多个通过油相惰性物质阻隔的液段，从上往下排布的液段内依次放置有裂解液、磁珠、清洗液和反应液；检测样本时，通过推动双向活塞上升，进而控制不同的液段依次到达加热检测区，使样本在不同液段内依次进行裂解、清洗和反应；同时利用电磁控制方式或电机驱动永磁体方式，控制试剂盒内的磁珠对裂解、清洗和反应的过程进行辅助作业；最后在加热检测区对反应液中的基因进行光学检测。
所述样本检测的具体步骤为：将待检测的样本放入试剂盒内，推动双向活塞向上，最上层的油相惰性物质在双向活塞的向上推力和加热检测区加热作业的双重影响下会上浮至裂解液上表面，从而使得裂解液能够进入放置磁珠的液段，通过控制电磁铁交替作业或通过电机驱动永磁体往复运动来控制磁珠对裂解液和样本的混合液进行搅拌，并通过控制双向活塞的上下往复移动来辅助搅拌，配以加热检测区对裂解液和样本的混合液的加热作业，样本完成裂解，磁珠从裂解液和样本的混合液中捕获核酸；磁珠捕获核酸后，控制电磁铁或通过电机驱动永磁体吸住磁珠，继续推动双向活塞向上，使得放置清洗液的液段进入加热检测区，携带核酸的磁珠穿过油相惰性物质进入清洗液中，通过控制电磁铁的交替上电或通过电机驱动永磁体往复运动，完成对核酸的充分清洗；随后，控制电磁铁或通过电机驱动永磁体吸住磁珠，继续推动双向活塞向上，使得放置反应液的液段上升进入加热检测区，携带核酸的磁珠穿过油相惰性物质进入反应液中，通过控制电磁铁的交替上电，使得核酸与反应液进行充分反应；控制电磁铁或通过电机驱动永磁体吸住磁珠，推动双向活塞向下，磁珠穿过反应液上部油相惰性物质，进入上部废液，此时控制电磁铁或通过电机驱动永磁体放开磁珠，推动双向活塞向上运动，将废液连同磁珠一起推离加热区，反应液液段进入加热区，最后在加热检测区对反应液中的基因进行光学检测。
所述的反应为PCR或者等温扩增反应。
包括管式试剂盒1，管式试剂盒1内从上至下分别设有通过油相惰性物质2隔开的裂解区3、磁珠区4、清洗区5和反应区6，反应区6下方设有双向活塞7；所述的磁珠区4内设有磁珠401；所述的反应区6内设有反应液；所述裂解区3设有裂解液；所述的清洗区5内设有清洗液。
所述的管式试剂盒1顶部为扩口结构8，扩口结构8的下方有内凸缘11。内凸缘11可以防止固态或者固液混合的油相惰性物质在没有加热融化的情况下被推入扩口结构8，可用于双向活塞7与外部驱动装置的卡紧安装；扩口结构8的容积可保证在其容纳所有废液后内气压在安全许用范围。
所述的清洗区5的数量为1个或多个。
所述的反应液为PCR反应试剂或者等温扩增反应试剂。
所述反应区6上方的油相惰性物质2厚度是清洗区5上方油相惰性物质2厚度的2-4倍。
所述的油相惰性物质2为固态或液态的石蜡类物质，或为固态或液态的硅油类物质。
所述的油相惰性物质2为固液混合的石蜡类物质，或为固液混合的硅油类物质。所述的固液混合状态石蜡类物质或者硅油类物质的制作方法是通过将固相和液相的石蜡类物质或者硅油类物质在加热状态下混合，加入试管冷却后液相析出包裹在周围。
所述的磁珠区4的高度是反应区6高度的7-15倍。
在管式试剂盒外设置与磁珠区4初始位置相对应的加热检测区10，加热检测区10内设置加热检测模块和电磁铁；所述的加热检测模块包括加热线圈和光学检测设备。
磁珠401的位置始终保持在原有的液段位置。
本发明的工作过程：将待检测样本放入裂解区，裂解液与样本相接触，得到混合液，然后控制加热检测模块对混合液和石蜡进行加热，同时控制双向活塞上升，石蜡随之上升，最终石蜡漂浮在裂解液上表面，裂解区和磁珠区自动连通，混合液就能够顺利进入搅拌区，通过控制壳体两端电磁铁的交替上电吸引磁珠401在混合液中往返运动实现搅拌，并配合双向活塞的上下移动，对裂解液和样本的混合液进行全方位更彻底的搅拌混合，样本在搅拌和加热的双重作用下完成裂解，便于磁珠对核酸的捕获。搅拌结束，磁珠401捕获核酸后，开启电磁铁，将磁珠401吸引固定在电磁铁对应的试剂盒内壁区域中。然后推动双向活塞上升，将清洗区推至搅拌区的位置，磁珠带着核酸穿过石蜡进入清洗液中，然后控制电磁铁交替上电，对核酸进行清洗，清洗完成后，然后继续推动双向活塞上升，将第二清洗区推至搅拌区的位置，磁珠带着核酸穿过石蜡进入清洗液中，然后控制电磁铁交替上电，清洗液对核酸进行二次清洗，清洗完成后，推动双向活塞继续上升，将反应区推至搅拌区位置，磁珠携带穿过石蜡与反应液反应，然后控制电磁铁吸住磁珠，推动双向活塞向下，磁珠穿过反应液上部油相惰性物质，进入上部废液，此时控制电磁铁或通过电机驱动永磁体放开磁珠，推动双向活塞向上运动，将废液连同磁珠一起推离加热区，反应液液段进入加热区，通过PCR反应，并配合荧光进行检测。

Claims (9)

1.一种基于液段控制的基因检测方法，其特征在于：通过在试剂盒内设置多个通过油相惰性物质阻隔的液段，从上往下排布的液段内依次放置有裂解液、磁珠、清洗液和反应液；检测样本时，通过推动双向活塞上升，进而控制不同的液段依次到达加热检测区，使样本在不同液段内依次进行裂解、清洗和反应；同时利用电磁控制方式或电机驱动永磁体方式，控制试剂盒内的磁珠对裂解、清洗和反应的过程进行辅助作业；最后在加热检测区对反应液中的基因进行光学检测。
2.根据权利要求1所述的一种基于液段控制的基因检测方法，其特征在于，所述样本检测的具体步骤为：将待检测的样本放入试剂盒内，推动双向活塞向上，最上层的油相惰性物质在双向活塞的向上推力和加热检测区加热作业的双重影响下会上浮至裂解液上表面，从而使得裂解液能够进入放置磁珠的液段，通过控制电磁铁交替作业或通过电机驱动永磁体往复运动来控制磁珠对裂解液和样本的混合液进行搅拌，并通过控制双向活塞的上下往复移动来辅助搅拌，配以加热检测区对裂解液和样本的混合液的加热作业，样本完成裂解，磁珠从裂解液和样本的混合液中捕获核酸；磁珠捕获核酸后，控制电磁铁或通过电机驱动永磁体吸住磁珠，继续推动双向活塞向上，使得放置清洗液的液段进入加热检测区，携带核酸的磁珠穿过油相惰性物质进入清洗液中，通过控制电磁铁的交替上电或通过电机驱动永磁体往复运动，完成对核酸的充分清洗；随后，控制电磁铁或通过电机驱动永磁体吸住磁珠，继续推动双向活塞向上，使得放置反应液的液段上升进入加热检测区，携带核酸的磁珠穿过油相惰性物质进入反应液中，通过控制电磁铁的交替上电，使得核酸与反应液进行充分反应；控制电磁铁或通过电机驱动永磁体吸住磁珠，推动双向活塞向下，磁珠穿过反应液上部油相惰性物质，进入上部废液，此时控制电磁铁或通过电机驱动永磁体放开磁珠，推动双向活塞向上运动，将废液连同磁珠一起推离加热区，反应液液段进入加热区，最后在加热检测区对反应液中的基因进行光学检测。
3.根据权利要求1所述的一种基于液段控制的基因检测方法，其特征在于：所述的反应为PCR或者等温扩增反应。
4.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的一种基于液段控制的基因检测方法的检测装置，其特征在于：包括管式试剂盒(1)，管式试剂盒(1)内从上至下分别设有通过油相惰性物质(2)隔开的裂解区(3)、磁珠区(4)、清洗区(5)和反应区(6)，反应区(6)下方设有双向活塞(7)；所述的磁珠区(4)内设有磁珠(401)；所述的反应区(6)内设有反应液；所述裂解区(3)设有裂解液；所述的清洗区(5)内设有清洗液。
5.根据权利要求4所述的基于液段控制的基因检测装置，其特征在于：所述的管式试剂盒(1)顶部为扩口结构(8)，扩口结构(8)的下方有内凸缘(11)。
6.根据权利要求4所述的基于液段控制的基因检测装置，其特征在于：所述的清洗区(5)的数量为1个或多个。
7.根据权利要求4所述的基于液段控制的基因检测装置，其特征在于：所述的反应液为PCR反应试剂或者等温扩增反应试剂。
8.根据权利要求4所述的基于液段控制的基因检测装置，其特征在于：所述的油相惰性物质(2)为固态或液态的石蜡类物质，或为固态或液态的硅油类物质。
9.根据权利要求4所述的基于液段控制的基因检测装置，其特征在于：所述的油相惰性物质(2)为固液混合的石蜡类物质，或为固液混合的硅油类物质。
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