CN110361230B - 检测单基因遗传疾病的自动注液方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种检测单基因遗传疾病的自动注液方法，将微量试管定位于架体，导引件定位于固定装置，样本承接件定位于移动装置并且抵靠于导引件，液态样本注入样本承接件，移动装置驱动样本承接件移动至检测芯片的最内侧，使得液态样本均匀分布于检测芯片的表面并且通过毛细现象渗透入并且区分在检测芯片的一或数万个小孔。藉此，本发明不仅实现单基因遗传疾病(例如脊髓性肌肉萎缩症)的样本自动注液分区，而且检测芯片的每个小孔中具有等量的液态样本，达到数字化基因拷贝数判读结果，提升检测单基因遗传疾病的效率、检测准确性、稳定性及再现性。

Description

检测单基因遗传疾病的自动注液方法及装置

技术领域

本发明有关一种自动注液方法及装置，尤其是一种检测单基因遗传疾病的自动注液方法及装置。

背景技术

单基因遗传疾病有很多种，例如脊髓性肌肉萎缩症(Spinal Muscular Atrophy，SMA)、杜显氏肌肉萎缩症(Duchenne Muscular Dystrophy，DMD)、多发性内分泌腺瘤病、鱼鳞病、血友病以及部分多囊肾患者(Polycystic Kidney Disease，PKD)等。以下将以各种检测脊髓性肌肉萎缩症的方法作为范例，说明各种检测单基因遗传疾病的方法问题所在。

脊髓性肌肉萎缩症(Spinal Muscular Atrophy，SMA)发生率位居所有的染色体隐性遗传疾病当中的第二位，而致死率居第一位。在临床上，脊髓性肌肉萎缩症依据发病时间又可分为三种类型：第一型(又称Werdnig-Hoffmann disease)，发病时间在出生6个月内，病情发展迅速，寿命不超过2岁，半数以上的脊髓性肌肉萎缩症患者属于此类；第二型(又称Dubowitz disease)为慢性婴儿型(中间型)，发病时间在出生6~18个月，经照护多数能活至成年；第三型(又称Wohlfart-Kugelberg-Welander disease)为青少年型(轻型)，发病时间在出生18个月后，病情发展缓慢，长期存活率较高。

脊髓性肌肉萎缩症的症状为身体躯干和四肢近端骨骼肌进行性肌无力、肌萎缩，一般认为是相关基因的缺失或者突变所造成的，而其中又以脊髓运动神经元(SurvivalMotor Neurons，SMN)基因扮演最主要的角色。进一步地说，SMN蛋白的功能是维护脊髓前角细胞功能；当SMN基因缺失或者突变时，SMN蛋白表现下降甚至消失，导致脊髓前角细胞变性，从而使个体身体躯干和四肢近端骨骼肌进行性肌无力、肌萎缩。因此，已知的检测脊髓性肌肉萎缩症的方法主要是检测SMN基因缺失或者突变状况。

SMN基因座落在5号染色体长臂1区3带2亚带(5q13.2)上，全长20kb，包括9个外显子(exon)和8个内含子(intron)。SMN基因有两个非常相似基因拷贝，分别为SMN1基因和SMN2基因。SMN1(或称SMNt)基因位在端粒端，SMN2(或称SMNc)基因位于着丝粒端。SMN1基因和SMN2基因为两个高度同源的倒位重复DNA序列，差别在于：3'端有5个碱基是不同的。此一差异使得SMN2基因的第7外显子与SMN1基因的单个碱基差异(c.840C>T)，导致此两个基因拷贝所编码的蛋白产物略有不同。换句话说，SMN1基因可编码出完整而且稳定的SMN功能蛋白，SMN2基因主要可编码出功能缺陷的截短SMN蛋白和少部分(10~50%)编码出完整而且稳定的SMN功能蛋白。当SMN1基因功能完全丧失时，SMN2基因的表现对SMN蛋白的功能具有一定的补充作用，因而被定义为SMA的修饰基因。SMN2基因表现具有生物活性的SMN蛋白量虽然较少，但随着拷贝数增加，也会有表现量的累积效应，从而使患者的临床症状有一定程度的减轻。

随着以降低脊髓性肌肉萎缩症患儿出生率为目标的预防计划与措施的相继实施，以及脊髓性肌肉萎缩症发病分子机制和分子流行病学的深入研究，研发准确可靠、简单实用、能够实现自动化和标准化、适合大规模人群筛查和常规分子诊断、高通量同时快速检测精准定量SMN1和SMN2基因拷贝数，从而检测出脊髓性肌肉萎缩症带因或患者的相关方法及装置为当前迫切之需。

目前检测脊髓性肌肉萎缩症的方法包括单链构象多态性分析(Single-StrandConformation Polymorphism，SSCP)、聚合酶连锁反应-限制酶片段长度多型性(Polymerase Chain Reaction-Restriction Fragment Length Polymorphism，PCR-RFLP)、实时定量聚合酶链锁反应(Quantitative Real-time PCR ，qPCR)、变性高效能液相色谱分技术(Denaturing High Performance Liquid Chromatography ，DHPLC)和多重连接探针扩增(Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification，MLPA)等。通过分析SMN1基因目的片段是否有缺失及缺失的数目而进行常规和产前基因诊断。其中PCR-单链构象多态性分析法、单碱基突变PCR技术和变性高校液相色谱技术分析SMN基因7、8号外显子突变的情况。

然而，现有检测脊髓性肌肉萎缩症的方法普遍存在准确率低、操作复杂而且耗时、检测试剂成本高、只能侦测到基因出现大片段缺失的异常和需要昂贵的仪器设备等问题。PCR-RFLP则有无法判断带因者的问题。

上述技术方法都是基于SMN1基因目的序列缺失状况的检测，没有将SMN2基因目的序列缺失或多拷贝分析纳入检测范畴，也没有基于SMN1/2基因的全面检测与分析。此种情况主要是由以下三个方面造成的：其一，没有意识到SMN2基因在脊髓性肌肉萎缩症临床分型中的重要作用；其二，由于SMN2基因与SMN1基因序列高度同源，只有5个碱基的差异，同时检测SMN1基因和SMN2基因，对技术提出了更高的要求；其三，当在同一体系中增加TaqMan探针数量时，会增加优化和检测难度。而且，如果只针对SMN1基因序列进行检测，由于SMN1基因和SMN2基因序列高度相似，往往出现假阳性检测结果。此外，由于荧光定量检测中参比序列选择的不合适，导致检测结果受DNA提取方法影响大，检测结果重复率和准确率较差。因此，选择合适的参比序列并采用对SMN1基因序列和SMN2基因序列进行检测，无论从临床实际应用上还是检测技术要求上都是十分必要的。

而近年最新发展出的MLPA基因诊断技术定量SMN1及SMN2基因套数，检测受检者是否带有最常见的SMN1基因缺失突变。此方法具有准确性高和再现性高等优点，并改善目前SMA基因筛检时，定量SMN1及SMN2基因套数易产生误差的问题，准确度高达98%以上。

但是，MLPA检测方法检测单一样本所需的试剂成本较高，而且还需要使用特殊的分析仪器，检测时间长达24小时，成本昂贵，加重患者经济负担，难以在临床上进行大规模人群筛检和技术推广。上述方法都是基于荧光相对定量来分析基因拷贝数，容易有误差造成判读风险。

再者，现有的单基因遗传疾病的液态样本注液方法之一是将检测芯片设在微量试管(eppendorf tube)中，然后操作微量吸管(pipetman)，通过微量吸管前端的吸量管尖(pipette tip)吸取约15μl的基因样本，然后伸入微量试管的腔室，将液态样本滴在检测芯片(chip)上，使样本区分在一或数万个微小孔中，达到数字化侦测的效果，以检测出是否有遗传疾病。

然而， 微量试管的底部呈倒锥状，检测芯片延伸至微量试管的最内侧，即使是最小量的微量吸管(亦即，10μl的微量吸管)所使用的吸量管尖也无法完全伸入微量试管最内侧，所以液态样本只能分布在检测芯片靠近微量试管的开口的一端的区域的表面，无法分布在检测芯片靠近微量试管最内侧的一端的区域的表面，导致液态样本无法均匀地分布在检测芯片的整个表面，降低检测单基因遗传疾病的准确性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种检测单基因遗传疾病的自动注液方法及装置，不仅实现了单基因遗传疾病(例如脊髓性肌肉萎缩症)的样本自动注液分区，而且还可将液态样本均匀地涂布在检测芯片的整个表面，使液态样本能够通过毛细现象均匀地进入检测芯片的每个小孔，令检测芯片的每个小孔中具有等量的液态样本，达到数字化绝对定量基因拷贝数判读结果，判读容易且准确度高，提升检测单基因遗传疾病的效率、检测准确性、稳定性及再现性，实现数字化且准确的分析单基因遗传疾病。

为了达成前述的目的，本发明将提供一种检测单基因遗传疾病的自动注液方法，包括下列步骤：

(a)一检测芯片具有多个小孔，检测芯片设于一微量试管的一腔室，一导引件***微量试管的腔室，导引件的一第一端部靠近检测芯片的一端。

(b)微量试管定位于一架体，导引件的一第二端部定位于一固定装置上。

(c)一样本承接件的一固定部定位于一移动装置，样本承接件的一承载部的一注入端部的一端抵靠于导引件的表面。

(d)一液态样本注入样本承接件的承载部的注入端部的一液体注入孔并且接触导引件的表面。

(e)移动装置驱动样本承接件带着液态样本沿着导引件的表面往靠近架体的方向移动并且进入微量试管的腔室，接着移动装置驱动样本承接件带着液态样本沿着检测芯片的表面移动至检测芯片的最内侧，使得液态样本均匀分布于检测芯片的表面并且通过毛细现象渗透入检测芯片的多个小孔中。

(f)移动装置驱动样本承接件往远离架体的方向移动并且离开微量试管的腔室。

较佳地，导引件的第一端部的顶端高于检测芯片的表面，当移动装置驱动样本承接件往远离架体的方向移动时，导引件的第一端部将残留于样本承接件的承载部的注入端部的液体注入孔中的液态样本刮除。

较佳地，导引件的第一端部的前端突出一凸起部，导引件的第一端部的前端的端面紧密地抵靠于检测芯片的一端的端面，同时凸起部的底部紧密地抵靠于检测芯片的表面，当移动装置驱动样本承接件往远离架体的方向移动时，凸起部将残留于样本承接件的承载部的注入端部的液体注入孔中的液态样本刮除。

较佳地，导引件的表面涂布一层疏水性材料。

较佳地，检测芯片的表面涂布一层亲水性材料。

为了达成前述的目的，本发明将提供一种检测单基因遗传疾病的自动注液装置，包括一机台、一架体、一固定装置以及一移动装置。

架体设于机台的顶面，用以供一微量试管定位于其上并且一检测芯片设于微量试管，检测芯片具有多个小孔。

固定装置设于机台的顶面，用以供一导引件的一第二端部定位于其上并且导引件的一第一端部靠近检测芯片的一端。

移动装置可移动地设于机台的顶面，用以供一样本承接件的一固定部定位于其上，样本承接件的一承载部的一注入端部的一端抵靠于导引件的表面，一液态样本注入样本承接件的承载部的注入端部的一液体注入孔并且接触导引件的表面。

其中，移动装置驱动样本承接件带着液态样本沿着导引件的表面往靠近架体的方向移动并且进入微量试管的腔室，接着移动装置驱动样本承接件带着液态样本沿着检测芯片的表面移动至检测芯片的最内侧，使得液态样本均匀分布于检测芯片的表面并且通过毛细现象渗透入检测芯片的多个小孔中；接着移动装置驱动样本承接件往远离架体的方向移动并且离开微量试管的腔室。

较佳地，架体包含一基座、一承座及一载座，基座设于机台的顶面，承座设于基座的顶面并且其面向固定装置的一侧开设一沟槽，沟槽用以供微量试管的底部***于其中并且抵顶于沟槽的内壁面，载座设于基座的顶面，位于承座与固定装置之间，并且开设一定位槽，定位槽用以供微量试管穿设并且定位于其上。

较佳地，基座通过多个紧固件锁固于机台的顶面，基座远离固定装置的一端界定为一第一端，基座靠近固定装置的一端界定为一第二端，载座一体成形于基座的第二端，承座固定于载座和基座的第一端之间。

较佳地，固定装置的顶面开设一嵌槽，嵌槽用以供导引件的第二端部嵌设于其中。

较佳地，机台的顶面开设一滑槽，移动装置包括一滑块及一夹持结构，滑块滑设于滑槽，夹持结构包含一座体及一夹板，座体连结滑块，位于固定装置的上方，并且用以供样本承接件的固定部设置于其上，夹板枢设于座体并且用以供选择性地夹住样本承接件的固定部，滑块沿着滑槽滑动并且驱动夹持结构在固定装置的上方往靠近或远离架体的方向移动。

本发明的功效在于，不仅实现了单基因遗传疾病(例如脊髓性肌肉萎缩症)的样本自动注液分区，而且还可将液态样本均匀地涂布在检测芯片的整个表面，使液态样本能够通过毛细现象均匀地进入检测芯片的每个小孔，令检测芯片的每个小孔中具有等量的液态样本，达到数字化绝对定量基因拷贝数判读结果，判读容易且准确度高，提升检测单基因遗传疾病的效率、检测准确性、稳定性及再现性，实现数字化且准确的分析单基因遗传疾病。

附图说明

图1是本发明的方法的流程方块图；

图2是本发明的方法的步骤S1的示意图，其中内含检测芯片的八连排PCR反应管和导引件彼此分离；

图3是本发明的方法的步骤S1的示意图，其中导引件的条状体***内含检测芯片的八连排PCR反应管；

图4是图3的侧视图；

图5A是本发明的装置的立体图；

图5B是本发明的装置的另一视角的立体图；

图5C是本发明的装置的部分构件的连接关系方块图；

图6是本发明的方法的步骤S2的示意图；

图7是本发明的方法的步骤S3的示意图，其中本发明的装置的移动装置的夹持结构的夹板被掀开，样本承接件的固定部设置在本发明的装置的移动装置的座体；

图8是本发明的方法的步骤S3的示意图，其中本发明的装置的移动装置的夹持结构的夹板夹住样本承接件的固定部；

图9是图8的样本承接件的承载部的注入端部的一端抵靠于导引件的表面的侧视图；

图10A是本发明的方法的步骤S4的示意图；

图10B是图10A的侧视图；

图11A是本发明的方法的步骤S5的示意图，其中样本承接件的承载部的注入端部带着液态样本沿着导引件的条状体的表面进入微量试管的腔室；

图11B是图11A的侧视图；

图12是本发明的方法的步骤S5的示意图，其中样本承接件的承载部的注入端部接触到检测芯片；

图13是本发明的方法的步骤S5的示意图，其中样本承接件的承载部的注入端部开始移动于检测芯片的表面；

图14是本发明的方法的步骤S5的示意图，其中样本承接件的承载部的注入端部移动于检测芯片的两端之间的表面；

图15是本发明的方法的步骤S5的示意图，其中液态样本渗透入检测芯片的小孔。

附图标记说明：

10-检测芯片；11-小孔；20-微量试管；21-腔室；30-导引件；31-第一端部；311-凸起部；32-第二端部；321、322-嵌块；40-样本承接件；41-固定部；411-定位凹部；42-承载部；421-注入端部；4211-液体注入孔；50-液态样本；100-检测单基因遗传疾病的自动注液装置；101-机台；1011-滑槽；102-架体；1021-基座；10211-第一端；10212-第二端；1022-承座；10221-沟槽；1023-载座；10231-定位槽；1024-紧固件；103-固定装置；1031-嵌槽；10311、10312-缺口；1032、1033-卡榫；104-移动装置；1041-滑块；1042-夹持结构；10421-座体；10422-夹板；10423-定位凸部；10424-容槽；105-开关；106-控制装置；107-感应装置；1071-感应讯号；S1~S6-步骤。

具体实施方式

以下配合图式及组件符号对本发明的实施方式做更详细的说明，俾使熟习该项技艺者在研读本说明书后能据以实施。

请参阅图1，图1是本发明的方法的流程方块图。本发明提供一种检测单基因遗传疾病的自动注液方法，包括下列步骤：

步骤S1：一检测芯片10具有多个小孔11(参见图12)，检测芯片10设于一微量试管20的一腔室21。一导引件30***微量试管20的腔室21，导引件30的一第一端部31靠近检测芯片10的一端，如图2、图3及图4所示。

请参阅图2、图3及图4，图2是本发明的方法的步骤S1的示意图，其中内含检测芯片10的八连排PCR反应管和导引件30彼此分离，图3是本发明的方法的步骤S1的示意图，其中导引件30的条状体***内含检测芯片10的八连排PCR反应管，图4是图3的导引件30的条状体***内含检测芯片10的八连排PCR反应管的侧视图。在本实施例中，本发明采用八个微量试管20连成一排的八连排PCR反应管以及八片检测芯片10；而且导引件30的第一端部31为八个条状体，导引件30的一第二端部32为板体，这些条状体间隔地从板体的一端延伸，使得导引件30呈齿梳状。因为每个微量试管20都有一盖体而且八片检测芯片10已经设于八个微量试管20的腔室21中，因此在步骤S1中，必须先将八个微量试管20(亦即，八连排PCR反应管)的八个盖体全都打开，再将导引件30的八个条状体***八个微量试管20的腔室21中，使得导引件30的八个条状体分别紧密地抵靠于八片检测芯片10的一端。每个检测芯片10包含一或数万个小孔11，如图12所示。

步骤S2：微量试管20定位于一架体102，导引件30的第二端部32定位于一固定装置103上。

请参阅图5A、图5B及图6，图5A是本发明的装置的立体图，图5B是本发明的装置的另一视角的立体图，图6是本发明的方法的步骤S2的示意图。具体来说，架体102包含一基座1021、一承座1022及一载座1023；基座1021设于一机台101的顶面；承座1022设于基座1021的顶面并且其面向固定装置103的一侧开设一沟槽10221，沟槽10221用以供微量试管20的底部***于其中并且抵顶于沟槽10221的内壁面，藉以避免微量试管20往远离固定装置103的方向移动；载座1023设于基座1021的顶面，位于承座1022与固定装置103之间，并且开设一定位槽10231，定位槽10231用以供微量试管20穿设并且定位于其上，避免微量试管20晃动。本实施例的承座1022呈ㄇ字形，然不以此为限，先予叙明。固定装置103设于机台101的顶面并且其顶面开设一嵌槽1031，嵌槽1031用以供导引件30的第二端部32嵌设于其中。较佳地，导引件30的第二端部32的二侧边分别突出二嵌块321、322，使导引件30的第二端部32呈T形；嵌槽1031的二侧边分别凹设二缺口10311、10312，使嵌槽1031呈T形并且对应导引件30的第二端部32的形状。导引件30的第二端部32嵌设于嵌槽1031的同时，导引件30的第二端部32的二嵌块321、322嵌设于嵌槽1031的二侧边的二缺口10311、10312，藉以使导引件30的第二端部32稳固地定位于固定装置103上。

在较佳实施例中，如图5A所示，固定装置103还包括二卡榫1032、1033，该二卡榫1032、1033设于固定装置103的顶面，靠近嵌槽1031远离架体102的一侧，并且延伸至嵌槽1031的上方。请参考图6，导引件30的第二端部32嵌设于嵌槽1031的时候，该二卡榫1032、1033延伸至嵌槽1031的部分的底端紧密地抵靠于导引件30的第二端部32的一部分的顶面，藉以使导引件30的第二端部32更加稳固地定位于固定装置103上。

在较佳实施例中，基座1021通过多个紧固件1024锁固于机台101的顶面，基座1021远离固定装置103的一端界定为一第一端10211，基座1021靠近固定装置103的一端界定为一第二端10212。载座1023一体成形于基座1021的第二端10212。承座1022固定于载座1023和基座1021的第一端10211之间。藉此，架体102十分稳固地设置在机台101的顶面，可有效增加微量试管20定位于其上的稳定度。

在较佳实施例中，定位槽10231贯穿载座1023的顶部，因此微量试管20可从定位槽10231的上方进入定位槽10231，使微量试管20较为容易进入定位槽10231，如图5A、图5B及图6所示。

须说明的是，因为本发明采用八个微量试管20连成一排的八连排PCR反应管而且导引件30的第二端部32为板体，所以载座1023开设八个定位槽10231而且固定装置103的顶面的嵌槽1031的形状对应导引件30的第二端部32的形状，如图6所示。在步骤S2中，八个微量试管20连成一排的八连排PCR反应管先穿过载座1023的八个定位槽10231，然后***承座1022的沟槽10221中，并且这些微量试管20的底部抵顶于沟槽10221的内壁面；最后，再将导引件30的第二端部32对准固定装置103的顶面的嵌槽1031并嵌设于其中；从而完成将八个微量试管20连成一排的八连排PCR反应管定位于架体102，以及将导引件30的第二端部32定位于固定装置103的目的。

步骤S3：样本承接件40的一固定部41定位于一移动装置104，样本承接件40的一承载部42的一注入端部421的一端抵靠于导引件30的表面，如图7、图8及图9所示。

请参阅图7、图8及图9；图7是本发明的方法的步骤S3的示意图，其中本发明的装置的移动装置104的夹持结构1042的夹板10422被掀开，样本承接件40的固定部41设置在本发明的装置的移动装置104的座体10421；图8是本发明的方法的步骤S3的示意图，其中本发明的装置的移动装置104的夹持结构1042的夹板10422夹住样本承接件40的固定部41；图9是图8的样本承接件40的承载部42的注入端部421的一端抵靠于导引件30的表面的侧视图。具体而言，机台101的顶面开设一滑槽1011；移动装置104包括一滑块1041及一夹持结构1042；滑块1041滑设于滑槽1011；夹持结构1042包含一座体10421及一夹板10422；座体10421链接滑块1041，位于固定装置103的上方，并且用以供样本承接件40的固定部41设置于其上；夹板10422枢设于座体10421并且用以供选择性地夹住样本承接件40的固定部41。

在较佳实施例中，座体10421的顶面设有二定位凸部10423，夹板10422开设二容槽10424，样本承接件40的固定部41呈板状并且其两侧分别设有二定位凹部411，如图7所示。在步骤S3中，请参阅图7，先将夹板10422掀开；接着，将样本承接件40的固定部41的二定位凹部411固定在座体10421的二定位凸部10423；最后，请参阅图8以及图9，将夹板10422向下枢摆，使得夹板10422夹住样本承接件40的固定部41，同时座体10421的二定位凸部10423进入夹板10422的二容槽10424中，样本承接件40的承载部42的注入端部421的一端自然会抵靠于导引件30的表面。在本实施例中，因为样本承接件40包含八个承载部42，所以八个承载部42的注入端部421的一端分别抵靠于导引件30的八个条状体的表面。

步骤S4：一液态样本50注入样本承接件40的承载部42的注入端部421的一液体注入孔4211并且接触导引件30的表面，如图10A及图10B所示。

在本实施例中，因为样本承接件40包含八个承载部42，所以有八份液态样本50注入样本承接件40的八个承载部42的注入端部421的液体注入孔4211。

步骤S5：移动装置104驱动样本承接件40带着液态样本50沿着导引件30的表面往靠近架体102的方向移动并且进入微量试管20的腔室21，如图11A及图11B所示。接着移动装置104驱动样本承接件40带着液态样本50沿着检测芯片10的表面移动至检测芯片10的最内侧，使得液态样本50均匀分布于检测芯片10的表面并且通过毛细现象渗透入检测芯片10的多个小孔11中，如图12至图15所示。

更详言之，一开关105设于机台101的表面，一控制装置106设于机台101中并且电性连接开关105和移动装置104，如图5B及图5C所示。按压开关105，以启动移动装置104。

请参阅图11A及图11B；图11A是本发明的方法的步骤S5的示意图，其中样本承接件40的承载部42的注入端部421带着液态样本50沿着导引件30的条状体的表面进入微量试管20的腔室21；图11B是图11A的侧视图。移动装置104通过滑块1041沿着滑槽1011滑动并且驱动夹持结构1042在固定装置103的上方往靠近架体102的方向移动，使得夹持结构1042驱动样本承接件40的八个承载部42的注入端部421带着八份液态样本50沿着导引件30的八个条状体的表面往靠近架体102的方向移动并且进入八个微量试管20的腔室21。

请参阅图12至图15；图12是本发明的方法的步骤S5的示意图，其中样本承接件40的承载部42的注入端部421接触到检测芯片10；图13是本发明的方法的步骤S5的示意图，其中样本承接件40的承载部42的注入端部421开始移动于检测芯片10的表面；图14是本发明的方法的步骤S5的示意图，其中样本承接件40的承载部42的注入端部421移动于检测芯片10的两端之间的表面；图15是本发明的方法的步骤S5的示意图，其中液态样本50渗透入检测芯片10的小孔11。接着，夹持结构1042驱动样本承接件40的八个承载部42的注入端部421带着八份液态样本50沿着八片检测芯片10的表面移动至八片检测芯片10的最内侧，使得每份液态样本50均匀分布于每片检测芯片10的表面并且通过毛细现象渗透入每片检测芯片10的一万个小孔11中，完成液态样本50分区，如图12至图15所示。

步骤S6：移动装置104驱动样本承接件40往远离架体102的方向移动并且离开微量试管20的腔室21。

更详言之，控制装置106控制移动装置104通过滑块1041沿着滑槽1011滑动并且驱动夹持结构1042在固定装置103的上方往远离架体102的方向移动，使得夹持结构1042驱动样本承接件40沿着导引件30的八个条状体的表面往远离架体102的方向移动并且离开八个微量试管20的腔室21。

在另一实施例中，一感应装置107设于机台101中并且电性连接控制装置106，如图5C所示。在样本承接件40的承载部42的注入端部421碰触到微量试管20的腔室21的最深处的内壁面的瞬间，其碰触力量传递至感应装置107。感应装置107以此判断样本承接件40的承载部42的注入端部421碰触到微量试管20的腔室21的最深处的内壁面，并且传送一感应讯号1071至控制装置106。控制装置106在接收到感应讯号1071之后，控制移动装置104通过滑块1041沿着滑槽1011滑动并且驱动夹持结构1042在固定装置103的上方往远离架体102的方向移动，使得夹持结构1042驱动样本承接件40沿着导引件30的八个条状体的表面往远离架体102的方向移动并且离开八个微量试管20的腔室21。

综合上述，本发明的检测单基因遗传疾病的自动注液方法，不仅实现了单基因遗传疾病(例如脊髓性肌肉萎缩症)的样本自动注液分区，而且还可将液态样本50均匀地涂布在检测芯片10的整个表面，使液态样本50能够通过毛细现象均匀地进入检测芯片10的每个小孔11，令检测芯片10的每个小孔11中具有等量的液态样本50，达到数字化绝对定量基因拷贝数判读结果，判读容易且准确度高，提升检测单基因遗传疾病的效率、检测准确性、稳定性及再现性，实现数字化且准确的分析单基因遗传疾病。

在较佳实施例中，导引件30的第一端部31的顶端高于检测芯片10的表面，如图4所示。较佳地，导引件30的表面从其第一端部31往其第二端部32的方向朝下倾斜而成为一斜面。当移动装置104驱动样本承接件40往远离架体102的方向移动时，导引件30的第一端部31将残留于样本承接件40的承载部42的注入端部421的液体注入孔4211中的液态样本50刮除。藉此，此技术特征能够有效减少样本承接件40的承载部42的注入端部421的液体注入孔4211中的液态样本50的残留量，甚至完全刮干净，有助于提升检测单基因遗传疾病的效率、检测准确性、稳定性及再现性。

然而，如果导引件30的第一端部31和检测芯片10之间有缝隙的话，液态样本50从导引件30的表面移动到检测芯片10的表面的过程中，会有部分液态样本50渗入缝隙中而漏失，降低检测单基因遗传疾病的效率、检测准确性、稳定性及再现性。因此，在较佳实施例中，导引件30的第一端部31的前端突出一凸起部311，导引件30的第一端部31的前端的端面紧密地抵靠于检测芯片10的一端的端面，同时凸起部311的底部紧密地抵靠于检测芯片10的表面，如图4所示。当移动装置104驱动样本承接件40往远离架体102的方向移动时，凸起部311将残留于样本承接件40的承载部42的注入端部421的液体注入孔4211中的液态样本50刮除。藉此，导引件30的第一端部31不仅能够轻易地定位在检测芯片10上，而且导引件30的第一端部31和检测芯片10之间没有任何缝隙产生，有助于液态样本50完完全全地从导引件30的表面移动到检测芯片10的表面，而且能够被导引件30的第一端部31刮干净，不会有一丁点液态样本50漏失，更加提升检测单基因遗传疾病的效率、检测准确性、稳定性及再现性。

在较佳实施例中，导引件30的表面涂布一层疏水性材料。藉此，液态样本50沿着导引件30的表面移动的时候，不会残留在导引件30的表面，从而能够完整地涂布于检测芯片10的表面。

在较佳实施例中，检测芯片10的表面涂布一层亲水性材料。藉此，液态样本50沿着检测芯片10的表面移动的时候，能够更快速地分布于检测芯片10的表面，并且快速地通过毛细现象渗透入检测芯片10的多个小孔11中。

值得一提的是，本发明的检测单基因遗传疾病的自动注液方法用于检测单基因遗传疾病，例如，脊髓性肌肉萎缩症(Spinal Muscular Atrophy，SMA) 、杜显氏肌肉萎缩症(Duchenne Muscular Dystrophy，DMD)、多发性内分泌腺瘤病、鱼鳞病、血友病以及部分多囊肾患者(Polycystic Kidney Disease，PKD)等。不同的单基因遗传疾病，其液态样本50的制作方法略有差异，以下将以脊髓性肌肉萎缩症的液态样本50的制作方法作为范例说明。脊髓性肌肉萎缩症的液态样本50的制作方法如下：

样本取得：抽取受检者(例如做产检的孕妇)外周全血标本或者口腔黏膜标本，EDTA抗凝，采用常规检测试剂盒提取得到基因体DNA(Genomic DNA，gDNA)标本。

样本制备：取200ng的上述基因体DNA，添加限制酶EcoRI，并且在摄氏37度的温度下反应20分钟，使得基因体DNA被限制酶EcoRI切开。以摄氏85度的温度加热5分钟去除限制酶EcoRI的活性。

配制反应混合液：先把SMN1和SMN2基因共享引物(primer)和参比序列引物(reference sequence primer)配制成最终浓度为500nM与400nM的混合液；参比序列探针(refernce sequence probe)配制成最终浓度200nM，再分别加入SMN1基因探针(SMN1 geneprobe)和SMN2基因探针(SMN2 gene probe)在不同的管体内。然后加入反应体系中除了样本基因体DNA以外的其他各成分。每次根据所需检测的标本量，取相应数量的八连排PCR反应管。根据PCR反应总用量，计算各组分所需总量，后将配制成反应混合液分装于微量试管中。最后加入上述制备完成的样本基因体DNA10ng，盖体盖上之后，利用一离心机以8000rpm的转速离心30秒，藉以完成液态样本50的配制。

本发明的检测单基因遗传疾病的自动注液方法完成之后，将检测芯片10的多个小孔11中的液态样本50封住，使得液态样本50位于检测芯片10的多个小孔11的中间，然后放入荧光定量PCR扩增仪中。反应程序设定为：摄氏95度预变性5分钟；摄氏95度50秒+摄氏63度90秒，40个循环，于摄氏70度最终延长5分钟。

本实施例以检测脊髓性肌肉萎缩症为范例，因此步骤末采集FAM、HEX荧光讯号，分别代表SMN1或SMN2和参比序列。根据定量检测所获得的拷贝数，以HEX讯号所代表的参比序列拷贝数为对照标本。将SMN1或SMN2所测得的拷贝数比对参比序列的套数，得出来的结果就是SMN的套数。依下述公式进行计算：

取得参比序列的套数：因为是双套体，因此HEX讯号所代表的参比序列拷贝数除以二等于X。

计算待测SMN1或SMN2的拷贝数：FAM讯号所得的拷贝数，除以上述的X等于Y。Y就是SMN1或SMN2的拷贝数。

最后根据上述方法可直接精确地得知SMN1：SMN2的套数，无须对照标准曲线，即可得知是否正常或带原肌肉萎缩基因。例如SMN1：SMN2是2：1、2：2、3：1、2：0、3：0、4：0或者2：3都是正常无带原；若结果是1：1、1：2、1：3的话就是带原者。如果SMN1缺失，则是脊髓性肌肉萎缩症的患者。

所以根据此数据变化规律，以绝对定量法方式，直接分析SMN1、SMN2基因目的序列的相对拷贝数，实现缺失型SMA的快速分子诊断。检测时间缩短为4小时，检测准确度高达98%以上，预计95%以上的脊髓性肌肉萎缩症可以因此检测方式筛检出带原或罹病，方便在临床上进行大规模群筛查和技术推广，或是早期发现提早用药以控制病情。

复请参阅图5A、图5B及图5C，图5A是本发明的装置的立体图，图5B是本发明的装置的另一视角的立体图，图5C是本发明的装置的部分构件的连接关系方块图。本发明提供一种检测单基因遗传疾病的自动注液装置100，包括机台101、架体102、固定装置103、移动装置104、开关105、控制装置106以及感应装置107。本发明的检测单基因遗传疾病的自动注液装置100的各个构件的连结关系、运作方式及其功效等细节已如前述。

以上所述者仅为用以解释本发明的较佳实施例，并非企图据以对本发明做任何形式上的限制，是以，凡有在相同的创作精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护的范畴。

Claims (10)

1.一种检测单基因遗传疾病的自动注液方法，包括下列步骤：

(a)一检测芯片具有多个小孔，所述检测芯片设于一微量试管的一腔室，一导引件***所述微量试管的腔室，所述导引件的第一端部靠近所述检测芯片的一端；

(b)所述微量试管定位于一架体，所述导引件的第二端部定位于一固定装置上；

(c)一样本承接件的一固定部定位于一移动装置，所述样本承接件的一承载部的一注入端部的一端抵靠于所述导引件的表面；

(d)一液态样本注入所述样本承接件的承载部的注入端部的一液体注入孔并且接触所述导引件的表面；

(e)所述移动装置驱动所述样本承接件带着所述液态样本沿着所述导引件的表面往靠近所述架体的方向移动并且进入所述微量试管的腔室，接着所述移动装置驱动所述样本承接件带着所述液态样本沿着所述检测芯片的表面移动至所述检测芯片的最内侧，使得所述液态样本均匀分布于所述检测芯片的表面并且通过毛细现象渗透入所述检测芯片的所述多个小孔中；以及

(f)所述移动装置驱动所述样本承接件往远离所述架体的方向移动并且离开所述微量试管的腔室。

2.根据权利要求1所述的检测单基因遗传疾病的自动注液方法，其中所述导引件的第一端部的顶端高于所述检测芯片的表面，当所述移动装置驱动所述样本承接件往远离所述架体的方向移动时，所述导引件的第一端部将残留于所述样本承接件的承载部的注入端部的液体注入孔中的液态样本刮除。

3.根据权利要求2所述的检测单基因遗传疾病的自动注液方法，其中所述导引件的第一端部的前端突出一凸起部，所述导引件的第一端部的前端的端面紧密地抵靠于所述检测芯片的一端的端面，同时所述凸起部的底部紧密地抵靠于所述检测芯片的表面，当所述移动装置驱动所述样本承接件往远离该架体的方向移动时，所述凸起部将残留于所述样本承接件的承载部的注入端部的液体注入孔中的液态样本刮除。

4.根据权利要求1所述的检测单基因遗传疾病的自动注液方法，其中所述导引件的表面涂布一层疏水性材料。

5.根据权利要求1所述的检测单基因遗传疾病的自动注液方法，其中所述检测芯片的表面涂布一层亲水性材料。

6.一种检测单基因遗传疾病的自动注液装置，包括：

一机台；

一架体，设于所述机台的顶面，用以供一微量试管定位于其上并且一检测芯片设于所述微量试管，所述检测芯片具有多个小孔；

一固定装置，设于所述机台的顶面，用以供一导引件的第二端部定位于其上并且所述导引件的第一端部靠近所述检测芯片的一端；以及

一移动装置，可移动地设于所述机台的顶面，用以供一样本承接件的一固定部定位于其上，所述样本承接件的一承载部的一注入端部的一端抵靠于所述导引件的表面，一液态样本注入所述样本承接件的承载部的注入端部的一液体注入孔并且接触所述导引件的表面；

其中，所述移动装置驱动所述样本承接件带着所述液态样本沿着所述导引件的表面往靠近所述架体的方向移动并且进入所述微量试管的腔室，接着所述移动装置驱动所述样本承接件带着所述液态样本沿着所述检测芯片的表面移动至所述检测芯片的最内侧，使得所述液态样本均匀分布于所述检测芯片的表面并且通过毛细现象渗透入所述检测芯片的所述多个小孔中；接着所述移动装置驱动所述样本承接件往远离所述架体的方向移动并且离开所述微量试管的腔室。

7.根据权利要求6所述的检测单基因遗传疾病的自动注液装置，其中所述架体包含一基座、一承座及一载座，所述基座设于所述机台的顶面，所述承座设于所述基座的顶面并且其面向所述固定装置的一侧开设一沟槽，所述沟槽用以供所述微量试管的底部***于其中并且抵顶于所述沟槽的内壁面，所述载座设于所述基座的顶面，位于所述承座与所述固定装置之间，并且开设一定位槽，所述定位槽用以供该微量试管穿设并且定位于其上。

8.根据权利要求7所述的检测单基因遗传疾病的自动注液装置，其中所述基座通过多个紧固件锁固于所述机台的顶面，所述基座远离所述固定装置的一端界定为一第一端，所述基座靠近所述固定装置的一端界定为一第二端，所述载座一体成形于所述基座的第二端，所述承座固定于所述载座和所述基座的第一端之间。

9.根据权利要求6所述的检测单基因遗传疾病的自动注液装置，其中所述固定装置的顶面开设一嵌槽，所述嵌槽用以供所述导引件的第二端部嵌设于其中。

10.根据权利要求6所述的检测单基因遗传疾病的自动注液装置，其中所述机台的顶面开设一滑槽，所述移动装置包括一滑块及一夹持结构，所述滑块滑设于所述滑槽，所述夹持结构包含一座体及一夹板，所述座体连结所述滑块，位于所述固定装置的上方，并且用以供所述样本承接件的固定部设置于其上，所述夹板枢设于所述座体并且用以供选择性地夹住所述样本承接件的固定部，所述滑块沿着所述滑槽滑动并且驱动所述夹持结构在所述固定装置的上方往靠近或远离所述架体的方向移动。

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