本實用新型涉及序列測定技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種序列測定系統(tǒng)。
背景技術(shù):
序列測定,即測序,包括核酸序列的測定。目前市面上的測序平臺包括一代測序平臺、二代測序平臺和三代測序平臺。
利用基于生化反應(yīng)進行序列測序的平臺在序列測定的過程中,需要在反應(yīng)裝置上進行生化反應(yīng),例如需要利用液路系統(tǒng)將不同的試劑一起或先后引入到芯片上進行反應(yīng)。目前,為使平臺中的液路系統(tǒng)緊湊高效,液路系統(tǒng)均采用第一閥來切換輸入/輸出試劑。
目前市售的第一閥,由于其結(jié)構(gòu)特點,在不同試劑切換時均不可避免的出現(xiàn)不同程度的試劑交叉或混入,即試劑交叉污染。試劑交叉污染會影響反應(yīng)的進行,特別是對于那些反應(yīng)本身所需的試劑量很小的反應(yīng),比如單分子測序,試劑的交叉污染是致命的。
因此,如何降低或者避免液路中的試劑交叉污染,成為待解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型實施方式旨在至少解決相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一或者至少提供一種有用的商業(yè)選擇。基于以下對第一閥的結(jié)構(gòu)的拆分研究發(fā)現(xiàn)以及設(shè)想,發(fā)明人作出本實用新型。
目前市面上的第一閥,也稱為進樣閥、多位閥、旋轉(zhuǎn)閥或回轉(zhuǎn)閥,作為樣品采集、液體進樣或流路轉(zhuǎn)換等的部件。其組成一般包括定子和轉(zhuǎn)子,通過定子和轉(zhuǎn)子的緊密結(jié)合,能夠形成有效密封。
第一閥具有公共口,公共口為不同流路液體進或出都會經(jīng)過的端口,公共口設(shè)在定子和/或轉(zhuǎn)子上,定子和/或轉(zhuǎn)子上具有一個或多個其它端口。通過轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)子與定子通路的連接,從而連通了公共口與其他端口,以達到選擇進樣或分流的功能。第一閥的一般構(gòu)型/標準構(gòu)型為多通選擇型,即在運行過程中,僅有一個端口與公共口連通。
公共口和其它端口的連通,一般需要通過設(shè)置在轉(zhuǎn)子上的一個或幾個公共結(jié)構(gòu)來連通。當該公共結(jié)構(gòu)中有液體時,由于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子和定子連接的密封界面的相對活動,不可避免地公共結(jié)構(gòu)中的至少一部分液體會被帶到公共結(jié)構(gòu)之外的地方,即流路轉(zhuǎn)換時,會不可避免的使下一流路液體中帶有上一流路的液體,而后續(xù)若反方向流路轉(zhuǎn)換,又會使混有上一流路液體的下一流路液體被帶到下下流路的液體中;如此,即使微量混入,產(chǎn)生的交叉污染難以控制、影響難以預(yù)估。
發(fā)明人在對比分析手動結(jié)果以及上機測定的結(jié)果時,反復(fù)試驗及查看裝置系統(tǒng)的各個部件關(guān)聯(lián)、以及基于以上對第一閥的結(jié)構(gòu)的拆分研究,確定以上的、由于流路轉(zhuǎn)換時公共結(jié)構(gòu)中的至少一部分液體摻入到下一流路即下一反應(yīng)過程,即試劑的交叉污染,對序列測定結(jié)果產(chǎn)生不利的難以預(yù)料的影響。為此,本實用新型實施方式提供一種序列測定系統(tǒng)。
本實用新型實施方式的一種序列測定系統(tǒng),對序列測定反應(yīng)進行控制,所述序列測定反應(yīng)包括第一生化反應(yīng),所述第一生化反應(yīng)采用第一試劑在反應(yīng)裝置上進行。所述序列測定系統(tǒng)包括控制裝置和流體裝置,所述控制裝置連接所述流體裝置,所述流體裝置包括閥體組件和驅(qū)動組件。所述閥體組件包括第一閥和第二閥,所述第一閥和所述反應(yīng)裝置連接,所述第一閥包括可連通的定子和轉(zhuǎn)子,所述第一閥具有公共口,所述定子上具有多個端口,所述轉(zhuǎn)子上具有連通槽,通過轉(zhuǎn)動所述轉(zhuǎn)子可以使所述公共口和至少一個所述端口通過所述連通槽連通,所述多個端口包括第一端口,所述第二閥可直接連接所述第一端口、所述第一試劑和/或第一緩沖液。
上述序列測定系統(tǒng)中,可在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子前,使第一緩沖液流入第一閥,使得連通槽中的液體在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子前被第一緩沖液替代,或者說,在第一閥的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)之前,利用對目標序列測定反應(yīng)無影響的第一緩沖液代替了連通槽中的第一試劑,避免了在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中連通槽中原有的試劑被帶到定子和轉(zhuǎn)子的連接界面的其它位置,進而回避了切換不同試劑時交叉污染的風險。
本實用新型實施方式的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變得明顯,或通過本實用新型實施方式的實踐了解到。
附圖說明
本實用新型實施方式的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施方式的描述中將變得明顯和容易理解,其中:
圖1是本實用新型實施方式的序列測定系統(tǒng)的功能模塊示意圖;
圖2是本實用新型實施方式的對序列測定反應(yīng)進行控制的方法的流程示意圖;
圖3是本實用新型實施方式的序列測定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是本實用新型實施方式的第一閥的端口、連通槽和公共口的關(guān)系示意圖;
圖5是本實用新型實施方式的閥體組件的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6是本實用新型實施方式的測試平臺的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7是本實用新型實施方式的測試平臺所得到的一組測試數(shù)據(jù)的示意圖;
圖8是本實用新型實施方式的測試平臺所得到的另一組測試數(shù)據(jù)的示意圖;
圖9是本實用新型實施方式的測試平臺所得到的不同的測試數(shù)據(jù)的對比示意圖;
圖10是本實用新型實施方式的對序列測定反應(yīng)進行控制的方法的另一流程示意圖。
具體實施方式
下面詳細描述本實用新型的實施方式,所述實施方式的示例在附圖中示出,其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的,僅用于解釋本實用新型,而不能理解為對本實用新型的限制。
在本實用新型的描述中,需要理解的是,術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個所述特征。在本實用新型的描述中,“多個”的含義是兩個或兩個以上,除非另有明確具體的限定。
在本實用新型的描述中,需要說明的是,除非另有明確的規(guī)定和限定,“連接”應(yīng)做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機械連接,也可以是電連接或可以相互通信;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
下文的公開提供了許多不同的實施方式或例子用來實現(xiàn)本實用新型的不同結(jié)構(gòu)。為了簡化本實用新型的公開,下文中對特定例子的部件和設(shè)定進行描述。此外,本實用新型可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或參考字母,這種重復(fù)是為了簡化和清楚的目的,其本身不指示所討論各種實施方式和/或設(shè)定之間的關(guān)系。
本實用新型實施方式所稱的“序列測定”同核酸序列測定,包括DNA測序和/或RNA測序,包括長片段測序和/或短片段測序。所稱的“序列測定反應(yīng)”同測序反應(yīng)。一般地,在核酸序列的測定中,通過一輪測序反應(yīng)能夠測定一個堿基或者一個特定類型的堿基,所稱堿基選自A、T、C、G和U中的至少一種。在邊合成邊測序和/或邊連接邊測序的測序反應(yīng)中,所稱的一輪測序反應(yīng)包括延伸反應(yīng)(堿基延伸)、信息收集(拍照/圖像采集)和基團切除(cleave)。所稱的“核苷酸類似物”即底物,也稱為終止子(terminator),為A、T、C、G和/或U的類似物,能夠遵循堿基互補原則與特定類型的堿基配對、同時能夠終止下一個核苷酸/底物結(jié)合到模板鏈上。
請參圖1至圖3,本實用新型實施方式提供一種序列測定系統(tǒng)300,對序列測定反應(yīng)進行控制,序列測定反應(yīng)包括第一生化反應(yīng),第一生化反應(yīng)采用第一試劑11在反應(yīng)裝置40上進行。
序列測定系統(tǒng)300包括流體裝置100,流體裝置100包括閥體組件10和驅(qū)動組件50。
閥體組件10包括第一閥20和第二閥30,第一閥20和反應(yīng)裝置40連接,第一閥20包括可連通的定子和轉(zhuǎn)子,第一閥20具有公共口,定子上具有多個端口,轉(zhuǎn)子上具有連通槽21,通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子可以使公共口和至少一個端口通過連通槽21連通,多個端口包括第一端口22,第二閥30可直接連接第一端口22、第一試劑11和/或第一緩沖液60。
上述序列測定系統(tǒng)中,可在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子前,使第一緩沖液60流入第一閥20,使得連通槽21中的液體在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子前被第一緩沖液60替代,或者說,在第一閥20的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)之前,利用對目標序列測定反應(yīng)無影響的第一緩沖液60代替了連通槽21中的第一試劑11,避免了在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中連通槽21中原有的試劑被帶到定子和轉(zhuǎn)子的連接界面的其它位置,進而回避了切換不同試劑時交叉污染的風險。
具體地,由于第一端口22連接有第二閥30,使得第一試劑11和第一緩沖液60可選擇地經(jīng)第二閥30進入第一端口22,因此,在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子前,可使第一緩沖液60代替了連通槽21中的第一試劑11,進而達到預(yù)期效果。例如,序列測定系統(tǒng)可按以下步驟進行輸液:
S11,使第一端口22通過連通槽21和公共口連通;
S12,使第二閥30連通第一試劑11和第一端口22;
S13,利用驅(qū)動組件50使第一試劑11依次經(jīng)第二閥30和第一閥20進入反應(yīng)裝置40,以進行第一生化反應(yīng);
S14,在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子之前,使第二閥30連通第一緩沖液60和第一端口22;
S15,利用驅(qū)動組件50使第一緩沖液依次流經(jīng)第二閥30和第一閥20。
在某些實施方式中,序列測定系統(tǒng)300包括控制裝置302,控制裝置302連接閥體組件10和驅(qū)動組件50,控制裝置302用于控制閥體組件10和驅(qū)動組件50的運行。
具體地,控制裝置302可控制第一閥20的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),和第二閥30的開啟和關(guān)閉,及控制驅(qū)動組件50使第一試劑11和第一緩沖液60進入第二閥30和第一閥20。
在某些實施方式中,反應(yīng)裝置40可為芯片,反應(yīng)裝置40承載有樣品。請結(jié)合圖3,反應(yīng)裝置40包括第一單元41和第二單元42,每個單元均包括多條通道(channel),可分別在第一單元41的通道和第二單元42的通道進行不同類型的序列測定反應(yīng),第一單元41的通道內(nèi)的序列測定反應(yīng)與第二單元42通道內(nèi)的序列測定反應(yīng)是錯開的、不同步的、相互不影響的。例如,在需要對第一單元41上的樣品進行生化反應(yīng)時,流體裝置100會向第一單元41輸送反應(yīng)用的試劑,此時,不會使相同試劑進入第二單元42,反之亦然。
在本實用新型實施方式中,請參圖3,每個單元對應(yīng)連接有一個第一閥20。具體地,第一閥20的公共口連通對應(yīng)的單元,使得從第一閥20的公共口輸出的試劑能夠進入對應(yīng)的單元進行生化反應(yīng)。如此,可加快序列測定的進程。
在某些實施方式中,在進行序列測定反應(yīng)前,反應(yīng)裝置40的第一單元41和第二單元42的通道的表面上已固定有待序列測定的樣品,待序列測定的樣品例如是具有雙鏈或單鏈結(jié)構(gòu)的DNA鏈。
第一試劑11與第二閥30之間、第一緩沖液60與第二閥30之間、端口與第二閥30之間、第二閥30與第一閥20之間和/或第一閥20與反應(yīng)裝置40之間可通過軟管連接及連通,如此,軟管可使液路的配置更靈活。
在某些實施方式中,第一閥20可為多通閥。在某些實施方式中,第二閥30可為三通閥,例如三通電磁閥,三通電磁閥的常閉口和常開口分別連接著需要加入的試劑和緩沖液。在某些實施方式中,第一閥20可為旋轉(zhuǎn)閥,如此,對序列測定反應(yīng)進行控制的序列測定系統(tǒng)300的應(yīng)用范圍廣。
在本實用新型實施方式中,“直接連接”指的是,第二閥30與第一端口22之間、第二閥30與第一試劑11之間、第二閥30與第一緩沖液60之間通過管路連接,第二閥30與第一端口22之間、第二閥30與第一試劑11之間、第二閥30與第一緩沖液60之間沒有其它閥或者中間組件。
在某些實施方式中,公共口開設(shè)在定子上,多個端口圍繞公共口設(shè)置,且公共口與連通槽21的一端對應(yīng)連通。在另一些實施方式中,公共口開設(shè)在轉(zhuǎn)子上,且位于連通槽21的一端。
在本實用新型實施方式中,步驟S11在步驟S12之前實施,在其它實施方式中,步驟S12可在步驟S11之前實施,或步驟S11與步驟S12可同時實施。
所稱的緩沖液為能一定程度維持液體pH在特定范圍的溶液,為弱酸、弱堿和/或中性溶液。在某些實施方式中,第一緩沖液為不影響第一生化反應(yīng)和/或序列測定反應(yīng)的其它生化反應(yīng)的溶液。
一般地,第一閥20的密封基本是靠定子和轉(zhuǎn)子之間的端面密封,在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子時,連通槽21內(nèi)的劑液會在定子和轉(zhuǎn)子之間的密封面有殘留。如圖4所示,在進行第一生化反應(yīng)時,第一試劑11經(jīng)作為第一端口22的端口1、連通槽21和公共口0進入反應(yīng)裝置40。而在需要進行其它生化反應(yīng)時,在連通槽21內(nèi)的第一試劑11沒清洗時,當旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子從端口1轉(zhuǎn)到端口2時,連通槽21內(nèi)的第一試劑11會殘留在端口1和端口2之間的區(qū)域上(如圖4中的三角形區(qū)域),這些殘留的第一試劑11會隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而污染經(jīng)其它端口進入的其它試劑。所以,請參圖3和圖5,在定子的端口外連接有三通閥,在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子前,使三通閥連通第一緩沖液11和第一端口22,和利用驅(qū)動組件50使第一緩沖液60依次流經(jīng)第二閥和第一閥20,進而對連通槽21內(nèi)殘留的第一試劑11進行清洗,極大地改善了交叉污染的情況??梢岳斫?,本實用新型示例中,第二閥30可包括三通閥V1-V8的一個或多個。第一端口22可包括端口1-8中的一個或多個。
以下以測試來說明改善前后的交叉污染性能。在這個測試中,第一閥20以旋轉(zhuǎn)閥為例進行說明。
首先,選取市場上現(xiàn)有的兩款旋轉(zhuǎn)閥,并搭建測試平臺如圖6所示,利用測試平臺評估兩款旋轉(zhuǎn)閥(下稱旋轉(zhuǎn)閥A1和旋轉(zhuǎn)閥B1)的交叉污染性能。請結(jié)合圖5,選擇緊鄰的端口1,2和8作為測試,端口1連接著熒光試劑1,端口2和端口8均是緩沖液,反應(yīng)裝置flow cell有兩條平行的通道A和B,測試操作細節(jié)如下:
(1)選擇反應(yīng)裝置flow cell的通道A,利用驅(qū)動組件50使熒光試劑1流過通道A,然后順時針旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子,以切換端口,使連通槽21連通端口2和公共口0,利用驅(qū)動組件50使過量的緩沖液經(jīng)端口2進入旋轉(zhuǎn)閥,保證旋轉(zhuǎn)閥包括公共口0和連通槽21在內(nèi)的液路內(nèi)的熒光試劑1全部清洗干凈;
(2)將液路切換到反應(yīng)裝置flow cell的通道B,先使用單分子熒光檢測系統(tǒng)拍下通道B的背景,統(tǒng)計熒光點數(shù)n1;然后逆時針旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子,使連通槽21切換連通到端口8,即端口8和公共口0連通,利用驅(qū)動組件50使一定量的緩沖液經(jīng)端口8進入旋轉(zhuǎn)閥并流到反應(yīng)裝置flow cell的通道B,使用單分子熒光檢測系統(tǒng)拍攝通道B同樣的區(qū)域,統(tǒng)計熒光點數(shù)n2;
(3)由于經(jīng)端口2和端口8進入旋轉(zhuǎn)閥的是緩沖液,無熒光點,因此n2-n1即可視為旋轉(zhuǎn)閥從端口1切換到端口2(順時針)再切換到端口8(逆時針)的過程中引起的交叉污染,n2-n1即熒光點數(shù)的增加一定是熒光試劑1混合到經(jīng)端口8進入的緩沖液中而被檢測到的熒光點數(shù),因此該數(shù)值可以評估旋轉(zhuǎn)閥切換時的交叉污染嚴重程度。
圖7所示是8組測試的原始數(shù)據(jù),可以看到,無論是旋轉(zhuǎn)閥A1還是旋轉(zhuǎn)閥B1,都無法避免試劑的交叉污染,由于該污染發(fā)生在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子時,因此通入熒光試劑1后,即使連通槽21切換到端口2進行旋轉(zhuǎn)閥清洗后再切換到端口8,也始終無法避免熒光試劑1混合到經(jīng)端口8進入的緩沖液而產(chǎn)生污染,因此,普通的清洗流程也無法徹底解決問題。需要說明的是,圖7中,在同一個測試組別所示的柱狀圖中,左邊的柱狀圖表示旋轉(zhuǎn)前n1的數(shù)據(jù),右邊的柱狀圖表示旋轉(zhuǎn)后n2的數(shù)據(jù)。
本實用新型實施方式中,在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子前,使第二閥30連通第一緩沖液60和第一端口22,及利用驅(qū)動組件50使第一緩沖液60依次流經(jīng)第二閥30和第一閥20,可改善上述交叉污染情況。具體地,請參圖5,以第二閥30為三通電磁閥為例進行說明。三通電磁閥的常閉口和常開口分別連接著需要加入的試劑和緩沖液,舉例說明,電磁閥V1上電(此時端口1連通試劑1),當試劑1被驅(qū)動組件50引入旋轉(zhuǎn)閥之后,立馬關(guān)閉電磁閥V1(此時端口1連通緩沖液),利用驅(qū)動組件50使小量的緩沖液(依據(jù)管路情況確定具體的量)清洗掉的連通槽21內(nèi)殘留有的試劑1,這樣清洗之后,再旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子切換不同端口時已經(jīng)不會再有試劑1殘留在旋轉(zhuǎn)閥的端面上,雖然殘留的是緩沖液,但緩沖液對生化反應(yīng)無影響,此序列測定系統(tǒng)300可以大大降低或者說避免了由于旋轉(zhuǎn)閥旋轉(zhuǎn)引起的試劑交叉污染。
同樣地,使用單分子熒光檢測系統(tǒng),評估改善后的交叉污染情況,原始數(shù)據(jù)如圖8所示。改善前后的n2-n1的比較如圖9所示。由圖9所知,可以看出,相比于之前的旋轉(zhuǎn)閥A1和B1,本實用新型實施方式的序列測定系統(tǒng)300使得旋轉(zhuǎn)閥的交叉污染得到非常明顯的改善,本實用新型實施方式的序列測定系統(tǒng)300從源頭上杜絕試劑交叉污染,非常適合應(yīng)用在對微量交叉污染非常敏感的場合,比如單分子基因測序儀系統(tǒng)。需要說明的是,圖8中,在同一個測試編號所示的柱狀圖中,左邊的柱狀圖表示旋轉(zhuǎn)前n1的數(shù)據(jù),右邊的柱狀圖表示旋轉(zhuǎn)后n2的數(shù)據(jù)。圖9中,在同一個測試組別所示的柱狀圖中,左邊的柱狀圖表示改善后的n2-n1的數(shù)據(jù),中間的柱狀圖表示改善前旋轉(zhuǎn)閥A1的n2-n1的數(shù)據(jù),右邊的柱狀圖表示改善前旋轉(zhuǎn)閥B1的n2-n1的數(shù)據(jù)。
在某些實施方式中,請參圖10,序列測定反應(yīng)包括第二生化反應(yīng),第二生化反應(yīng)采用第二試劑12在反應(yīng)裝置40上進行,閥體組件10包括第三閥31,多個端口包括第二端口23,第三閥31可直接連接第二端口23、第二試劑12和/或第二緩沖液。
如此,本實用新型實施方式的序列測定系統(tǒng)可應(yīng)用于在序列測定反應(yīng)中需進行多個不同類型的生化反應(yīng),擴大了本實用新型實施方式的序列測定系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。
具體地,本實施方式的序列測定系統(tǒng)可按以下步驟進行輸液:
S16,旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子使連通槽21連通第二端口23和公共口;
S17,使第三閥31連通第二試劑12和第二端口23;
S18,利用驅(qū)動組件50使第二試劑12依次經(jīng)第三閥31和第一閥20進入反應(yīng)裝置40,以進行第二生化反應(yīng);
S19,在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子之前,使第三閥31連通第二緩沖液和第二端口23;
S20,利用驅(qū)動組件50使第二緩沖液依次流經(jīng)第三閥31和第一閥20。
具體地,在本實用新型示例中,請結(jié)合圖5,第二端口23可包括端口1-8中的一個或多個,第三閥31可包括三通閥V1-V8中的一個或多個。需要指出的是,第二閥30和第三閥31應(yīng)選擇三通閥V1-V8中的不同閥。第一端口22和第二端口23應(yīng)選擇端口1-8中的不同端口。
需要說明的是,第二緩沖液為不影響第一生化反應(yīng)的溶液,第一緩沖液60為不影響第二生化反應(yīng)的溶液。在本實用新型實施方式中,“直接連接”可參照以上實施方式的解釋。
在本實用新型圖3的示例中,第二緩沖液和第一緩沖液60為同一緩沖液。當然,第二緩沖液和第一緩沖液也可選擇為不同的緩沖液。在一個例子中,第一緩沖液和第二緩沖液為同一種緩沖液,為“150mM HEPES、150mM NaCl、pH=7.0”的緩沖液,對序列測定反應(yīng)不影響。
在某些實施方式中,第一閥20的定子的其中一個端口70可與外界空氣連通,以方便引入空氣對管路進行除劑液。
在本實用新型實施方式中,步驟S16在步驟S17之前實施,在其它實施方式中,步驟S17可在步驟S16之前實施,或步驟S16與步驟S17可同時實施。
在某些實施方式中,第一生化反應(yīng)包括延伸反應(yīng)。
具體地,延伸反應(yīng)是基于堿基互補、將特定底物連接到待序列測定的樣品上,以及利用底物上帶有的可檢測基團來測定結(jié)合上的底物的類型,以測定序列。在一個例子中,可檢測基團包括熒光基團,會在特定波長的激光下發(fā)出熒光。
在本實用新型實施方式中,所稱的第一試劑為終止子試劑,即反應(yīng)底物,包括A、T、C和G堿基類似物,具體地,所稱的堿基類似物即終止子的結(jié)構(gòu)為A/T/C/G-終止基團-連接單元-發(fā)光基團,即,所稱的第一試劑為包含A-終止基團-連接單元-發(fā)光基團的試劑(下稱A試劑)、包含T-終止基團-連接單元-發(fā)光基團的試劑(下稱T試劑)、包含C-終止基團-連接單元-發(fā)光基團的試劑(下稱C試劑)和/或包含G-終止基團-連接單元-發(fā)光基團的試劑(下稱G試劑)。其中的終止基團為光和/或化學(xué)可斷裂基團,通過連接單元(linker)使底物帶有發(fā)光基團。
在一個具體例子中,四種終止子所帶的發(fā)光基團是一樣的結(jié)構(gòu)或者被激發(fā)時發(fā)出一樣顏色的可檢測光,四種堿基類似物分別盛放在不同的試劑瓶中。序列測定時,依次加入A、T、C和G終止子中的一種,每四種終止子反應(yīng)稱為一個循環(huán)。盛放不同終止子的試劑瓶通過三通閥、第一閥與反應(yīng)裝置連接。
以下結(jié)合圖5來說明本實用新型的一個例子中,上述試劑的添加過程。
在圖5中,試劑1為A試劑,試劑2為T試劑,試劑3為C試劑,試劑4為G試劑。在進行延伸反應(yīng)時,三通閥V1上電,三通閥V2-V8關(guān)閉,端口1連通A試劑,連通槽21連通端口1和公共口0,驅(qū)動組件50使A試劑經(jīng)三通閥V1和第一閥20進入反應(yīng)裝置40內(nèi)進行反應(yīng),在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子前,三通閥V1關(guān)閉,端口1連通緩沖液,驅(qū)動組件50使緩沖液流經(jīng)三通閥V1和第一閥20。在后續(xù)需更換添加的T試劑、C試劑、G試劑和/或其它試劑時,旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子使連通槽21連通公共口0和對應(yīng)的端口即可,并按照上述的過程進行。
在某些實施方式中,第二生化反應(yīng)包括基團切除。
具體地,添加不同結(jié)構(gòu)的終止子到反應(yīng)裝置40內(nèi)時,需將上一結(jié)構(gòu)的終止子上的發(fā)光基團切除后再添加另一結(jié)構(gòu)的終止子。例如,請結(jié)合上述例子,在添加完A試劑到反應(yīng)裝置40內(nèi)時,可利用發(fā)光裝置(如激光器)發(fā)出激發(fā)光至反應(yīng)裝置40,以激發(fā)發(fā)光基團發(fā)出熒光,并利用成像裝置拍照以采集熒光,并形成圖像以進行序列測定。拍照完成后,需將A試劑的發(fā)光基團切除后再添加其它試劑。進一步地,在該例子中,試劑5為切除用的試劑(下稱切除試劑)。因此,在某些實施方式中,序列測定系統(tǒng)300包括成像裝置102,成像裝置102用于對所述序列測定反應(yīng)進行拍照。
拍照完成后,當添加切除試劑時,旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子,使連通槽21連通端口5和公共口0,三通閥V5上電,三通閥V1-V4和V6-V8關(guān)閉,端口5連通切除試劑,驅(qū)動組件50使切除試劑經(jīng)三通閥V5和第一閥20進入反應(yīng)裝置40內(nèi)進行切除反應(yīng),在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子前,三通閥V5關(guān)閉,端口5連通緩沖液,驅(qū)動組件50使緩沖液流經(jīng)三通閥V5和第一閥20。
在某些實施方式中,延伸反應(yīng)利用連接酶和/或聚合酶進行。
在某些實施方式中,第二生化反應(yīng)包括加帽。
具體地,所稱的加帽主要為保護基團切除后暴露出來的基團/鍵。在一個例子中,第一生化反應(yīng)包括延伸反應(yīng),第二生化反應(yīng)包括基團切除,通過光和/或化學(xué)切除可斷裂基團后,暴露出來的基團為巰基,通過加帽如通過加入烷基化試劑,能夠保護巰基不被氧化。
請結(jié)合上述例子,進一步地,在該例子中,試劑6為加帽所添加的試劑(下稱加帽試劑)。當添加加帽試劑時,旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子,使連通槽21連通端口6和公共口0,三通閥V6上電,三通閥V1-V5和V7-V8關(guān)閉,端口6連通加帽試劑,驅(qū)動組件50使加帽試劑經(jīng)三通閥V6和第一閥20進入反應(yīng)裝置40內(nèi)進行加帽反應(yīng),在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子前,三通閥V6關(guān)閉,端口6連通緩沖液,驅(qū)動組件50使緩沖液流經(jīng)三通閥V6和第一閥20。
需要指出的是,在某些實施方式中,第一試劑可包括對序列測定中的生化反應(yīng)沒影響的試劑,此時,在該試劑經(jīng)第二閥和第一閥20進入反應(yīng)裝置40后,并在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子前,并不需要用沖液或緩沖液流經(jīng)第二閥和第一閥20,如此,可節(jié)省序列測定反應(yīng)的時間。
在某些實施方式中,驅(qū)動組件50包括泵,泵通過反應(yīng)裝置40連通公共口。
如此,使用泵可實現(xiàn)對試劑和緩沖液的驅(qū)動,序列測定系統(tǒng)300的控制較簡單。
具體地,在本實用新型示例中,泵包括第一泵51和第二泵52,第一泵51通過第一單元41連通其中一個第一閥20的公共口,第二泵52通過第二單元42連通另一個第一閥20的公共口,利用第一泵51使第一試劑和第一緩沖液依次經(jīng)第二閥30和第一閥20進入第一單元41,利用第二泵52使第一試劑和第一緩沖液依次經(jīng)第二閥30和第一閥20進入第二單元42。
如此,利用第一泵51和第二泵52可分別實現(xiàn)將第一閥20輸出的劑液輸入至第一單元41和/或第二單元42,方便操作。
具體地,第一泵51和第二泵52分別管道連接第一單元41和第二單元42,例如,通過軟管連接。
第一泵51通過第一單元41連通其中一個第一閥20的公共口,第二泵52通過第二單元42連通另外一個第一閥20的公共口,工作時,第一泵51向第一單元41提供負壓,以使第一單元41獲取第一試劑和/或與第一閥20的端口連接的其它劑(包括緩沖液和/或其它試劑)進行生化反應(yīng)和/或清洗,在第一單元41獲取完劑液后,第一泵51停止提供負壓。
第一泵51使什么劑液進入第一單元41,取決于:1)連通槽21連通哪個端口;和2)對于與連通槽21連通的那個端口(下稱連通端口),與連通端口連接的三通閥使連通端口與哪種劑液連通。例如,請結(jié)合圖5,連通槽21連通端口1,與端口1連接的三通閥V1使端口1與試劑1連通,則第一泵51提供負壓時,試劑1經(jīng)三通閥V1和第一閥20進入第一單元41。
類似地,第二泵52的運行可參第一泵51的運行。
進一步地,在某些實施方式中,驅(qū)動組件50還包括第四閥53、第五閥54和廢液瓶55。第四閥53管道連接于第一泵51和第一單元41之間,同時還管道連接廢液瓶55。第五閥54管道連接于第二泵52和第二單元42之間,同時還管道連接廢液瓶55。
第一泵51經(jīng)第四閥53連通第一單元41或廢液瓶55,從而第一泵51抽取第一單元41內(nèi)已經(jīng)完成序列測定反應(yīng)的廢液后,可以向廢液瓶55注射廢液,從而使得第一泵51進行下一次向第一單元41提供負壓,以進行序列測定反應(yīng)。第五閥54與第四53結(jié)構(gòu)相同設(shè)置,在此不再贅述。在一些例子中,第四閥53和第五閥54均可為三通閥。
在某些實施方式中,流體裝置100包括控制單元,控制單元電連接閥體組件10和驅(qū)動組件50以控制閥體組件10和驅(qū)動組件50運行。
如此,可實現(xiàn)閥體組件10和驅(qū)動組件50的自動化控制,進而提高效率。
具體地,在本實用新型示例中,控制單元電連接第一閥20、第二閥30、第三閥31和驅(qū)動組件50,以控制第一閥20、第二閥30、第三閥31和驅(qū)動組件50運行??刂茊卧梢允前▎纹瑱C、計算機處理器、或中央控制處理器等裝置,利用控制單元控制第一閥20、三通閥V1-V8和驅(qū)動組件運行,實現(xiàn)流體裝置100自動運行,提高效率。
在某些實施方式中,當序列測定系統(tǒng)300包括控制裝置302時,控制單元可接收控制裝置302的控制信號,并根據(jù)控制信號對閥體組件10、驅(qū)動組件50和流體裝置100的其它部件進行控制。如此,這樣能夠?qū)⒖刂蒲b置302的部分功能由控制單元來執(zhí)行實現(xiàn),減少了控制裝置302的載荷。在某些實施方式中,控制單元和控制裝置302可集成在一個部件、模塊或裝置中,以提高序列測定系統(tǒng)300的集成度,降低成本。
在某些實施方式中,請結(jié)合圖3和圖5,多個端口分布呈圓形,公共口與圓形同心設(shè)置。
如此,呈圓形分布的多個端口和公共口與圓形同心設(shè)置保證了旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子時連通槽21與對應(yīng)的端口和公共口連通的準確性。
在某些實施方式中,請結(jié)合圖3和圖5,連通槽21呈線形。如此,可減少劑液在連通槽21內(nèi)流動路徑,進而實現(xiàn)保證快速測序。
具體地,呈線形的連通槽21,能夠以較短的路徑連通位于連通槽21兩端的端口和公共口。在本實用新型示例中,線形為直線形。
請參圖1,本實用新型實施方式提供一種對序列測定反應(yīng)進行控制的裝置302,裝置302包括:
存儲裝置304,用于存儲數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)包括計算機可執(zhí)行程序;
處理器306,用于執(zhí)行計算機可執(zhí)行程序,執(zhí)行計算機可執(zhí)行程序包括完成上述任一實施方式的方法。
本實用新型實施方式的一種計算機可讀存儲介質(zhì),用于存儲供計算機執(zhí)行的程序,執(zhí)行程序包括完成上述任一實施方式的方法。計算機可讀存儲介質(zhì)可以包括:只讀存儲器、隨機存儲器、磁盤或光盤等。
在本說明書的描述中,參考術(shù)語“一個實施方式”、“某些實施方式”、“示意性實施方式”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合所述實施方式或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施方式或示例中。在本說明書中,對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施方式或示例。而且,描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施方式或示例中以合適的方式結(jié)合。
在流程圖中表示或在此以其他方式描述的邏輯和/或步驟,例如,可以被認為是用于實現(xiàn)邏輯功能的可執(zhí)行指令的定序列表,可以具體實現(xiàn)在任何計算機可讀存儲介質(zhì)中,以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備(如基于計算機的系統(tǒng)、包括處理器的系統(tǒng)或其他可以從指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備取指令并執(zhí)行指令的系統(tǒng))使用,或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備而使用。就本說明書而言,"計算機可讀存儲介質(zhì)"可以是任何可以包含、存儲、通信、傳播或傳輸程序以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備而使用的裝置。
應(yīng)當理解,本實用新型的各部分可以用硬件、軟件、固件或它們的組合來實現(xiàn)。在上述實施方式中,多個步驟或方法可以用存儲在存儲器中且由合適的指令執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行的軟件或固件來實現(xiàn)。例如,如果用硬件來實現(xiàn),和在另一實施方式中一樣,可用本領(lǐng)域公知的下列技術(shù)中的任一項或他們的組合來實現(xiàn):具有用于對數(shù)據(jù)信號實現(xiàn)邏輯功能的邏輯門電路的離散邏輯電路,具有合適的組合邏輯門電路的專用集成電路,可編程門陣列(PGA),現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其它電路結(jié)構(gòu)等。
此外,在本實用新型各個實施方式中的各功能單元可以集成在一個處理模塊中,也可以是各個單元單獨物理存在,也可以兩個或兩個以上單元集成在一個模塊中。上述集成的模塊既可以采用硬件的形式實現(xiàn),也可以采用軟件功能模塊的形式實現(xiàn)。所述集成的模塊如果以軟件功能模塊的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時,也可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中。
盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施方式,可以理解的是,上述實施方式是示例性的,不能理解為對本實用新型的限制,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的范圍內(nèi)可以對上述實施方式進行變化、修改、替換和變型。