PCR反应体系建立方法与流程

pcr反应体系建立方法
技术领域
1.本发明涉及核酸提取技术领域，尤其是涉及一种pcr反应体系建立方法。


背景技术：

2.核酸(核糖核酸rna，脱氧核糖核酸dna)是代表生命体遗传特征的基本单元，核酸检测是在分子水平上进行先进的生物检测，相比传统的形态学检测、细胞学检测、免疫学检测等更具灵敏性、特异性、无窗口期等显著优点。近年来核酸检测逐渐被认可为一种标准的金标准方法，广泛应用于肝炎、艾滋等重大传染病和sars、流感、手足口病等新发传染病检测和诊断以及广泛应用于生物学、医学科研。
3.核酸检测时，其关键步骤是要完成对生物样本的提取、纯化以及将纯化后的产物与pcr(polymerase chain react ion，聚合酶链式反应)试剂配液混合，最终生产试验产物，建立起pcr反应体系。具体的，在实验开始前，需将样本管、纯化试剂盒、吸头、试剂以及pcr管等耗材放入仪器的对应区域，其中，样本管一般准备96支，其分布方式为6
×
16，即分为6排16列，并按顺序从排开始依次往下标号，如1-16、17-32；纯化试剂盒上的孔位与样本管对应，也有96个，分布方式为8
×
12，即分为8排12列，并按顺序从列开始依次往下标号，如1-8、9-16。实验时，为提高检测效率，一般采取多把移液枪移液，但由于各样本管之间的间距与纯化试剂盒上各孔位之间的间距不等，使得生物样本原所在样本管序号与移液后所在孔位序号无法一一对应，如此导致最终的检测结果与生物样本无法一一匹配。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种pcr反应体系建立方法，以缓解相关技术中移液前后生物样本的序号不能一一对应的技术问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明采取的技术手段为：
6.本发明提供的pcr反应体系建立方法包括以下步骤：
7.裂解试剂盒移位：
8.移动装置夹取处于裂解位上的裂解试剂盒，并将其移动至旋转区，旋转装置驱动所述裂解试剂盒转动至所述裂解试剂盒上的每列孔位与每排样本管相互平行；
9.加样：
10.第一轮，可变距移液装置的多把移液枪自样本管1开始至少间隔一个样本管吸取所在排样本管内的样本，吸取完成后移动至所述裂解试剂盒上方，并自孔位1开始至少间隔一个孔位将样本吐入所在列孔位内，其中，间隔样本管数与间隔孔位数相同；
11.第二轮，多把所述移液枪自样本管2开始以与第一轮间隔同样样本管数吸取所在排样本管内的样本，吸取完成后自孔位2开始将样本以与第一轮间隔同样孔位数吐入所在列孔位内；
12.第三轮及以后，多把所述移液枪将剩余样本管内的样本按上述方式加至对应孔位。
13.进一步地，在加样步骤中，所述移液枪具有四把，样本具有96份；
14.第一轮，四把所述移液枪自样本管1开始间隔一个样本管吸取所在排样本管内的样本，吸取完成后自孔位1开始间隔一个孔位将样本吐入所在列孔位内；
15.第二轮，四把所述移液枪自样本管2开始有间隔地吸取所在排样本管内的样本，吸取完成后自孔位2开始有间隔地将样本吐入所在列孔位内；
16.第三轮，四把所述移液枪自样本管9开始有间隔地吸取所在排样本管内的样本，吸取完成后自孔位9开始有间隔地将样本吐入所在列孔位内；
17.第四轮，四把所述移液枪自样本管10开始有间隔地吸取所在排样本管内的样本，吸取完成后自孔位10开始有间隔地将样本吐入所在列孔位内；
18.第五轮及以后，四把所述移液枪将剩余排样本管内的样本按上述方式对应加至剩余列孔位内。
19.进一步地，所述可变距移液装置包括变距机构，所述变距机构与多把所述移液枪传动连接；
20.在加样步骤中，在吸取样本时，所述变距机构驱使多把所述移液枪展开，然后多把所述移液枪选定预设排样本管并有间隔地吸取样本；
21.在吐入样本时，所述变距机构驱使多把所述移液枪合拢，然后多把所述移液枪选定预设列孔位并有间隔地吐入样本。
22.进一步地，所述pcr反应体系建立方法还包括以下步骤：
23.耗材准备：将六个试剂盒对应放至纯化区的各纯化位，将样本管放至样本区，将t i p头放至t i p头区，将试剂放至试剂区，将pcr管放至pcr反应体系区；
24.纯化：所述移动装置夹取加样步骤中完成加样的所述裂解试剂盒，并将其移动回裂解位，纯化装置对所述裂解试剂盒中的样本进行纯化；
25.配液：所述裂解试剂盒放回至裂解位后，所述移液枪将试剂区各试剂混合到pcr管；
26.洗脱试剂盒移位：所述移动装置夹取处于洗脱位上的洗脱试剂盒，并将其移动至旋转区，所述旋转装置驱动所述洗脱试剂盒转动至所述洗脱试剂盒上的每列孔位与每排样本管相互平行；
27.混液：多把所述移液枪有间隔地吸取所述洗脱试剂盒内的产物，然后将其有间隔地吐入已完成配液的pcr管内。
28.进一步地，所述旋转区处于所述纯化区与所述样本区之间；
29.自所述旋转区朝向远离所述旋转区及所述样本区的方向，各纯化位依次间隔分布；
30.放置于纯化位上的试剂盒其每排孔位与所述样本区的每排样本管相互平行。
31.进一步地，所述t i p头区、所述试剂区以及所述pcr反应体系区三者设于所述样本区远离所述旋转区的一侧，且沿所述样本区的长度方向，三者依次分布。
32.进一步地，所述旋转装置包括旋转驱动件和固定台；
33.所述旋转驱动件与所述固定台传动连接；
34.所述固定台上用于放置试剂盒。
35.进一步地，所述移动装置包括升降机构和夹取机构；
36.所述升降机构与所述夹取机构传动连接，用于带动所述夹取机构沿纵向移动；
37.所述夹取机构用于夹取试剂盒。
38.进一步地，所述夹取机构包括电动夹爪和夹手；
39.所述夹手具有两个，并对应设置于所述电动夹爪的两个夹爪，以在两个所述夹爪的动作中相向或相背运动。
40.进一步地，所述移动装置还包括第一移动机构和第二移动机构；
41.所述第一移动机构设置于机架，并可在所述机架上沿所述机架的长度方向行进；
42.所述第二移动机构设置于所述第一移动机构，并与所述可变距移液装置传动连接，用于驱动所述可变距移液装置沿所述机架的宽度方向移动。
43.与现有技术相比，本发明提供的pcr反应体系建立方法的有益效果为：
44.在本技术中，加样前，移动装置和旋转装置配合将裂解试剂盒移动至旋转区，并使裂解试剂盒的每列孔位与每排样本管相互平行，如此在按排吸取、按列吐入样本时，每完成一排样本的吸取，实现加样的孔位列数为整数列，从而便于样本移液后的对应；加样时，第一轮，多把移液枪自样本管1开始至少间隔一个样本管吸取所在排样本管内的样本，然后将所吸取样本自孔位1开始至少间隔一个孔位将样本吐入所在列孔位内，第二轮，多把移液枪自样本管2开始至少间隔一个样本管吸取所在排样本管内的样本，吸取完成后自孔位2开始至少间隔一个孔位将样本吐入所在列孔位内，第三轮及以后以此类推，在这里，间隔样本管数与间隔孔位数相同，且后轮与前轮的间隔数亦相同，如此保证了样本原所在样本管序号与移液后所在孔位序号一一对应，从而保证了样本与检测结果的一一对应。
附图说明
45.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关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。
46.图1为本发明实施例提供的核酸纯化仪的结构示意图；
47.图2为本发明实施例提供的核酸纯化仪的各区的俯视图；
48.图3为本发明实施例提供的核酸纯化仪的旋转装置的结构示意图；
49.图4为本发明实施例提供的核酸纯化仪的移动装置的应用示意图；
50.图5为图4的ⅰ处的放大图；
51.图6为图4的ⅱ处的放大图；
52.图7为本发明实施例提供的核酸纯化仪的第二移动机构与可变距移液装置在某一视角下的传动示意图；
53.图8为本发明实施例提供的核酸纯化仪的第二移动机构与可变距移液装置在另一视角下的传动示意图；
54.图9为本发明实施例提供的核酸纯化仪的升降机构与夹取机构的传动示意图。
55.图标：
56.100-移动装置；110-升降机构；120-夹取机构；130-第一移动机构；140-第二移动机构；111-固定架；112-升降电机；113-丝杆；114-传动螺母；115-滑动连接板；121-电动夹
爪；122-夹手；131-第一旋转驱动器；132-第一主动轮；133-第一从动轮；134-第一同步带；135-x向滑动框架；136-第一固定板；141-第二旋转驱动器；142-第二主动轮；143-第二从动轮；144-第二同步带；145-第二固定板；
57.200-裂解试剂盒；300-旋转区；
58.400-旋转装置；410-旋转驱动件；420-固定台；430-限位块；440-固定支架；
59.500-可变距移液装置；600-纯化区；700-样本区；800-t i p头区；900-试剂区；1000-pcr反应体系区；1100-纯化装置；1200-洗脱试剂盒；1300-机架；1400-底板。
具体实施方式
60.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。
61.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
62.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。
63.本实施例提供的pcr反应体系建立方法包括以下步骤：
64.s1、耗材准备：将六个试剂盒对应放至纯化区600的各纯化位，将样本管放至样本区700，将t i p头放至t i p头区800，将试剂放至试剂区900，将pcr管放至pcr反应体系区1000；
65.s2、裂解试剂盒移位：移动装置100夹取处于裂解位上的裂解试剂盒200，并将其移动至旋转区300，旋转装置400驱动裂解试剂盒200转动至裂解试剂盒200上的每列孔位与每排样本管相互平行；
66.s3、加样：第一轮，可变距移液装置500的多把移液枪自样本管1开始至少间隔一个样本管吸取所在排样本管内的样本，吸取完成后移动至裂解试剂盒200上方，并自孔位1开始至少间隔一个孔位将样本吐入所在列孔位内，其中，间隔样本管数与间隔孔位数相同；第二轮，多把移液枪自样本管2开始以与第一轮间隔同样样本管数吸取所在排样本管内的样本，吸取完成后自孔位2开始将样本以与第一轮间隔同样孔位数吐入所在列孔位内；第三轮及以后，多把移液枪将剩余样本管内的样本按上述方式加至对应孔位；
67.s4、纯化：移动装置100夹取加样步骤中完成加样的裂解试剂盒200，并将其移动回裂解位，纯化装置1100对裂解试剂盒200中的样本进行纯化；
68.s5、配液：裂解试剂盒200放回至裂解位后，移液枪将试剂区900各试剂混合到pcr管；
69.s6、洗脱试剂盒移位：移动装置100夹取处于洗脱位上的洗脱试剂盒1200，并将其移动至旋转区300，旋转装置400驱动洗脱试剂盒1200转动至洗脱试剂盒1200上的每列孔位与每排样本管相互平行；
70.s7、混液：多把移液枪有间隔地吸取洗脱试剂盒1200内的产物，然后将其有间隔地吐入已完成配液的pcr管内。
71.参考图1和图2，旋转区300处于纯化区600与样本区700之间，自旋转区300朝向远离旋转区300及样本区700的方向，各纯化位依次间隔分布，放置于纯化位上的试剂盒其每排孔位与样本区700的每排样本管相互平行；t i p头区800、试剂区900以及pcr反应体系区1000三者设于样本区700远离旋转区300的一侧，且沿样本区700的长度方向，三者依次分布，其中，t i p头区800设有两个孔板，孔板上孔位数的分布与试剂盒的相同，但孔板的每列孔位与每排样本管相互平行，t i p头设于孔板上的对应孔位；试剂区900设有一个孔板，该孔板放置有各试剂及部分t i p头；pcr反应体系区1000设有一个孔板，该孔板上孔位数的分布与试剂盒的相同，但该孔板的每列孔位与每排样本管相互平行，pcr管设于该孔板上的对应孔位。
72.采用上述设置，使得耗材布局较为紧凑，空间利用率高，在加样、配液和混液时，可变距移液装置500的位移小，从而降低了最终pcr反应体系获取时间。
73.在完成耗材放置后，移动装置100和旋转装置400配合将裂解试剂盒200移动至旋转区300，并使裂解试剂盒200的每列孔位与每排样本管相互平行，如此在按排吸取、按列吐入样本时，每完成一排样本的吸取，实现加样的孔位列数为整数列，从而便于样本移液后的对应。
74.加样时，第一轮，多把移液枪自样本管1开始至少间隔一个样本管吸取所在排样本管内的样本，然后将所吸取样本自孔位1开始至少间隔一个孔位将样本吐入所在列孔位内，第二轮，多把移液枪自样本管2开始至少间隔一个样本管吸取所在排样本管内的样本，吸取完成后自孔位2开始至少间隔一个孔位将样本吐入所在列孔位内，第三轮及以后以此类推，在这里，间隔样本管数与间隔孔位数相同，且后轮与前轮的间隔数亦相同，如此则保证了样本原所在样本管序号与移液后所在孔位序号一一对应，从而保证了样本与检测结果的一一对应。
75.纯化时，纯化装置1100通过加热、裂解、水平震荡、垂直震荡、洗涤、洗脱等步骤提取dna、rna最终核酸，纯化后的产物在洗脱试剂盒1200；配液步骤与纯化步骤并列进行，移液枪将试剂区900各试剂混合到pcr管后，即完成pcr试剂配液；完成纯化后，移动装置100和旋转装置400配合将盛有纯化产物的洗脱试剂盒1200移动至旋转区300，并使洗脱试剂盒1200的每列孔位与每排样本管相互平行，参考图2，此时洗脱试剂盒1200与放置有pcr管的孔板相对应，即二者的列相互平行，多把移液枪可依次将纯化后的产物加至pcr管中，生产出试验产物，建立起pcr反应体系，且每支pcr管中的试验产物均可以找到对应的样本。
76.在这里需要补充的是，在加样步骤和混液步骤中，移液枪需要先装配t i p头，即移液枪需要先移动至t i p头区800，在垂直插入并上紧t i p头后，再吸取样本或纯化后的产物，完成吐入后卸下t i p头，并重新装配新的t i p头，再次进行吸取；在配液步骤中，移液枪需要先移动至试剂区900，装配试剂区900的t i p头，然后吸取试剂并吐入至pcr管，同样的，在下次吸取时，需要装配新的t i p头。
77.在本技术的一种实施例中，参考图2和图7，样本具有96份，对应设于按6
×
16排列的样本管中，试剂盒为96孔板，孔位数按8
×
12排列，移液枪具有四把，四把移液枪并列排布。
78.加样时，第一轮，四把移液枪自样本管1开始间隔一个样本管吸取所在排样本管内的样本，吸取完成后自孔位1开始间隔一个孔位将样本吐入所在列孔位内；第二轮，四把移液枪自样本管2开始有间隔地吸取所在排样本管内的样本，吸取完成后自孔位2开始有间隔地将样本吐入所在列孔位内；第三轮，四把移液枪自样本管9开始有间隔地吸取所在排样本管内的样本，吸取完成后自孔位9开始有间隔地将样本吐入所在列孔位内；第四轮，四把移液枪自样本管10开始有间隔地吸取所在排样本管内的样本，吸取完成后自孔位10开始有间隔地将样本吐入所在列孔位内；第五轮及以后，四把移液枪将剩余排样本管内的样本按上述方式对应加至剩余列孔位内。可以看出，上述加样过程保证了样本序号与96孔板孔位序号一一对应，保证了样本与最终结果的一一匹配。另外，该加样过程同样适用于其他规格的孔板和样本数。
79.参考图7，可变距移液装置500包括变距机构，变距机构与多把移液枪传动连接；在加样步骤中，在吸取样本时，变距机构驱使多把移液枪展开，然后多把移液枪选定预设排样本管并有间隔地吸取样本；在吐入样本时，变距机构驱使多把移液枪合拢，然后多把移液枪选定预设列孔位并有间隔地吐入样本。
80.采用可变距移液装置500，在多把移液枪展开时，移液枪可以间隔一个样本管吸样，在多把移液枪合拢时，移液枪可以间隔一个孔位吐样，如此保证了在pcr反应体系的建立中，样本序号与孔位序号及pcr管序号一一对应。
81.进一步地，参考图3，旋转装置400包括旋转驱动件410和固定台420；旋转驱动件410与固定台420传动连接；固定台420上用于放置试剂盒。
82.具体的，继续参考图3，旋转装置400还包括固定支架440，固定支架440安装在底板1400上；旋转驱动件410采用电机，固定安装在固定支架440上；固定台420固定于电机的输出轴，以随输出轴同步转动；固定台420上设有多个限位块430，多个限位块430用于限制试剂盒在水平方向上的平动自由度。
83.参考图2，通过旋转装置400，在移位步骤中，可以将裂解试剂盒200旋转90
°
，以使其每列孔位与每排样本管相互平行，从而保证加样后样本与孔位的对应；可以将洗脱试剂盒1200旋转90
°
，以使其与放置有pcr管的孔板相对应，从而保证混液后样本与pcr管的对应。另外，在完成加样后，旋转装置400需要带动裂解试剂盒200再次旋转90
°
，以便于移动装置100的夹取。
84.进一步地，参考图4至图9，移动装置100包括第一移动机构130、第二移动机构140、升降机构110和夹取机构120；其中，第一移动机构130设置于机架1300，并可在机架1300上沿机架1300的长度方向行进；第二移动机构140设置于第一移动机构130，并与可变距移液装置500传动连接，用于驱动可变距移液装置500沿机架1300的宽度方向移动；升降机构110设置于第一移动机构130，以随第一移动机构130行进；升降机构110还与夹取机构120传动连接，用于带动夹取机构120沿纵向移动，夹取机构120用于夹取试剂盒。
85.具体的，参考图4至图6，第一移动机构130包括第一旋转驱动器131、第一主动轮132、第一从动轮133、第一同步带134、x向滑动框架135以及第一固定板136；其中，第一旋转
驱动器131采用电机，并固定于机架1300，第一主动轮132固定于电机的输出端，第一从动轮133与机架1300转动配合，第一同步带134涨紧于第一主动轮132和第一从动轮133，x向滑动框架135与机架1300滑动连接，第一固定板136具有两个，两个第一固定板136夹紧并固定于第一同步带134，同时还与x向滑动框架135固定连接。如此电机启动时，第一同步带134转动并同步带动x向滑动框架135移动，即x向滑动框架135实现沿机架1300x向的移动。
86.参考图7和图8，第二移动机构140包括第二旋转驱动器141、第二主动轮142、第二从动轮143、第二同步带144以及第二固定板145；其中，第二旋转驱动器141采用电机，并固定于x向滑动框架135，第二主动轮142固定于电机的输出端，第二从动轮143枢接于x向滑动框架135，第二同步带144涨紧于第二主动轮142和第二从动轮143，第二固定板145具有两个，两个第二固定板145夹紧并固定于第二同步带144，同时还与可变距移液装置500固定连接。电机启动时，第二同步带144转动并同步带动可变距移液装置500移动，即可变距移液装置500实现沿机架1300y向的移动，同时其还可随x向滑动框架135沿机架1300x向移动。如此在第一移动机构130和第二移动机构140的配合下，可变距移液装置500可在水平面内移动，以实现加样、配液和混液。
87.参考图9，升降机构110包括固定架111、升降电机112、丝杆113、传动螺母114以及滑动连接板115；其中，固定架111安装于x向滑动框架135，使得升降机构110可沿机架1300x向移动，升降电机112固定于固定架111的顶端，丝杆113与升降电机112的输出轴连接，传动螺母114与丝杆113螺纹连接，滑动连接板115与固定架111滑动连接，还与传动螺母114固定连接。如此在升降电机112启动时，丝杆113转动，滑动连接板115同传动螺母114上下滑动。
88.继续参考图9，夹取机构120包括电动夹爪121和夹手122；电动夹爪121固定于滑动连接板115，夹手122具有两个，并对应设置于电动夹爪121的两个夹爪，以在两个夹爪的动作中相向或相背运动。电动夹爪121启动时，夹手122可夹紧和松脱试剂盒。另外，通过第一移动机构130和升降机构110，夹爪可沿机架1300x向、z向移动，以实现对试剂盒的夹取和放置。
89.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。