专利名称：一种基因测序设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及生化设备领域，更具体地说，涉及一种基因测序设备。
背景技术：
基因测序技术的雏形形成于二十世纪，现如今该技术已经发展的如火如荼，即将成为本世纪推动人类社会进步的一个新的技术。基因测序技术是通过基因测序设备来检测核酸，通过数据处理从而得到核酸的序列。现有技术中，基因测序设备包括测序反应小室、光源组件、温控组件、液体传输组件、采图组件和调平组件。其中，所述光源组件包括明场光源和激发光源。该技术方案中， 液体传输组件用于存储与传输液体；测序反应小室用于固定样品和进行测序反应；温控组件用于控制测序反应小室的温度；调平组件用于调节测序反应小室的位置；采图组件用于采集测序反应的图像。当进行测序反应时，液体传输组件将试剂传输到测序反应小室内，进行测序反应，当测序反应需要升温时，温控组件对测序反应小室进行加热控制，当需要降温时，测序反应小室自然冷却到指定的温度，当测序反应完成时，调平组件调节测序反应小室的位置；然后，利用明场光源照射测序反应小室，调节焦距，使采图组件能够拍摄到清晰的图像，采图组件拍摄测序反应小室内测序反应的明场图；关闭明场光源，利用激发光源照射测序反应小室，调节焦距，使采图组件能够拍摄到清晰的图片，采图组件拍摄测序反应小室内测序反应的荧光图。该技术方案中，因为明场灯和激发光源分别位于测序反应小室的两侧，所以要求测序反应小室固定样品的区域无遮挡物，以便于明场灯和激发光能够照射测序反应小室固定样品的区域。因此，温控组件不能对测序反应小室固定样品的区域直接进行温度调节。现有技术中，温控组件通过紧贴于测序反应小室固定样品的区域的边缘来实现对测序反应小室的温度调节，由于用于固定温控组件的空间有限，同时，温控组件与测序反应小室的接触面积受限，导致温控组件只能为体积较小的只具备加热功能的温控组件。 同时，由于温控组件固定于测序反应小室的边缘，使得测序反应小室的边缘不能固定样品， 导致测序反应小室中用于固定样品的区域的最大面积为1600mm2。同时，由于光源组件中既有明场光源，又有激发光源，从而使得基因测序设备的结构复杂。上述技术方案中，基因测序设备的温控组件不能同时实现加热和制冷的功能，并且由于固定位置受限，使得升温效率低下。同时，由于光源组件的结构，使得基因测序设备的结构复杂。另外，由于光源组件和温控组件的缘故，使得测序反应小室用于固定样品区域的面积受限，从而使得测序通量不高。因此，需要一种基因测序设备，能够同时实现加热和制冷，且升降温的效率高的功倉泛。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基因测序设备，旨在解决现有技术不能同时实现加热和制冷，且升降温的效率低等问题。
为了实现发明目的，所述基因测序设备包括测序反应小室、温控组件；所述测序反应小室，用于固定样品，并进行测序反应；所述温控组件，固定于测序反应小室固定样品的区域，用于对测序反应小室进行温度控制。其中，所述基因测序设备还包括光源组件，用于提供拍摄明场图的光源和拍摄荧光图的激发光源；所述光源组件还包括光源，位于测序反应小室与温控组件相对的一侧，用于提供拍摄图像所需的光。其中，所述光源组件还包括反光片和滤光装置；所述反光片，位于温控组件和测序反应小室之间，用于反射到达反光片上的光，以提供拍摄明场图所需的光；所述滤光装置， 位于光源的一侧，用于过滤干扰光。进一步的，所述滤光装置，还用于改变经过所述滤光装置的光的光路。其中，所述反光片的导热系数至少为80W/m. k，其表面由反光率至少为60%的物质制成。其中，所述基因测序设备还包括液体传输组件，用于存储和传输试剂。其中，所述液体传输组件包括储液装置和传液装置；所述储液装置用于存储至少一种试剂；所述传液装置，位于储液装置的一侧，用于将储液装置中的试剂传输到测序反应小室。其中，所述温控组件包括测温装置、数据处理装置、制冷片和散热片。所述测温装置具有温度传感器，温度传感器用来测量温度。所述测温装置与测序反应小室连接，用于通过温度传感器测量测序反应小室的温度，并将测量的温度发送给数据处理装置；所述数据处理装置与测温装置连接，用于接收并处理测温装置发送的温度，产生控制指令；所述制冷片，与数据处理装置和测序反应小室分别连接，用于根据控制指令进行工作，以提供测序反应小室加热或制冷所需的能量；所述散热片，与制冷片连接，用于传递制冷片一侧的能量。其中，所述温控组件包括测温装置、数据处理装置、加热片和制冷装置。所述测温装置包括温度传感器。所述测温装置与测序反应小室连接，用于通过温度传感器测量测序反应小室的温度，并将测量的温度发送给数据处理装置；所述数据处理装置与测温装置连接，用于接收并处理测温装置发送的温度，产生控制指令；所述加热片与测序反应小室和数据处理装置分别连接，用于根据控制指令进行工作，以提供测序反应小室加热所需的能量; 所述制冷装置，位于液体传输组件下方，用于对液体传输组件内的试剂进行制冷，制冷的试剂通过液体传输组件传输到测序反应小室，以对测序反应小室进行制冷。其中，所述测序反应小室中用于固定样品的区域的面积为S ;优选的， 150mm2 彡 S 彡 2100mm2。其中，所述测序反应小室为多通道或单通道测序反应小室。由上可知，本发明的基因测序设备中，温控组件既能对测序反应小室进行加热又能进行制冷。同时，温控组件与测序反应小室固定样品的区域充分接触，使得它们之间的能量传递更为迅速，从而提高了升降温速度，进而提高了测序的效率。另外，测序反应小室内任意位置均可固定样品，避免了测序反应小室边缘用于固定温控组件而不能固定样品，该方案使得测序反应小室固定样品的区域更大，从而提高了测序通量。并且，本发明的基因测序仪还可通过同一个光源来提供拍摄图像所需的光，使得基因测序设备结构简单。
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I是本发明一个实施例中基因测序设备的结构示意2是本发明一实施例中测序反应小室的结构示意3是本发明另一实施例中测序反应小室的结构示意4是本发明另一个实施例中基因测序设备的结构示意5是本发明另一个实施例中温控组件的结构示意6是本发明一个实施例中光源组件的结构示意7是本发明另一个实施例中光源组件的结构示意8是本发明一个实施例中滤光器的结构示意9是本发明一个实施例中滤光器的结构示意10是本发明另一个实施例中基因测序设备的结构示意图； 11是本发明一个实施例中温控组件的爆炸12是本发明一个实施例中液体传输组件结构示意13是本发明另一个实施例中基因测序设备的结构示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。本发明中的测序反应小室内固定的样品与试剂发生反应，使样品携带标记物，而形成携带标记物的样品，该携带标记物的样品经过激发光激发后可以发光。本发明中的样品通过小珠或直接固定在测序反应小室上，所述样品固定在测序反应小室上(该过程叫点样)，固定后的样品所形成的一个一个的点称为阵列点。当测序反应小室内阵列点的密度一定时，测序反应小室内用于固定样品的区域越大，固定的阵列点的数量越多，也即测序通量越高。针对基因测序设备，本发明提出一实施例，如图I所述，基因测序设备包括测序反应小室和温控组件。其中(I)测序反应小室1，用于固定样品10，并进行测序反应。所述测序反应小室用于固定样品，样品与试剂在温控组件的控制下发生测序反应。所述测序反应小室无具体限制。优选的，测序反应小室为三层结构的测序反应小室，第一层用来固定样品，第二层用来形成中空的槽，第三层用来与第一层和第二层一起形成密封的中空的槽，密封的中控的槽的两端开孔，用来供试剂流入和流出。优选的，测序反应小室为双层结构，第一层用来固定样品，第二层用来与第一层形成密封的中空的槽，所述测序反应小室的两侧开孔，从而与中空的槽连通，形成试剂入口与出口。(2)温控组件2，固定于测序反应小室I固定样品10的区域，用于对测序反应小室 I进行温度控制。所述温控组件为具有可进行温度测量，并能实现加热和制冷的装置，从而实现对测序反应小室精确控温。也即该温控组件具有温度测量装置和用来加热和制冷的装置，通过温度测量的装置测量温度，然后通过加热和制冷的装置来对测序反应小室进行加热或制冷。
本实施例中，样品10固定在测序反应小室I内，温控组件2固定在测序反应小室 I固定样品10的区域。当测序反应小室I需要加热或制冷时，温控组件2对测序反应小室加热或制冷。本实施例中，测序反应小室I与温控组件2的接触面的面积大小不限。优选的，温控组件2用于加热或制冷的部件的区域至少与测序反应小室固定样品10的区域大小一样。进一步优选的，温控组件2用于加热或制冷的部件的面积与测序反应小室I和温控组件2接触的面的面积相同，也即测序反应小室I和温控组件2刚好可重合。本实施例中，固定样品的区域固定有样品10，温控组件2与测序反应小室I固定样品的区域直接或间接接触，使得基因测序设备的升降温速度更快，从而提高了测序的效率。 同时，由于温控组件2的大小不受空间限制，所以该温控组件2可以有足够的空间来放置既能加热也能制冷的温控组件2，防止了温控组件2与测序反应小室某侧边缘连接，而导致测序反应小室两侧重力不平衡而使测序反应小室失衡从而使得测序反应小室在采图过程中调焦出现误差。另外，温控组件与测序反应小室接触的面的面积与测序反应小室的该面的面积一致，也即温控组件与测序反应小室的接触面的大小完全一致，温控组件2用于加热或制冷的区域面积大，从而使得测序反应小室2升降温速度更快。加之，相对现有技术，测序反应小室I的原用于固定温控组件的区域在本技术方案中也可用于固定样品，测序反应小室内固定样品的区域增大，从而使得基因测序设备的测序通量更高。基于上一实施例，本发明提出另一实施例，如图I所示。所述基因测序设备包括测序反应小室、温控组件、光源组件。其中(I)测序反应小室1，用于固定样品10，并进行测序反应。(2)温控组件2，固定于测序反应小室I固定样品10的区域，用于对测序反应进行温度控制。(3)光源组件3，用于提供拍摄明场图的光源和拍摄荧光图的激发光源。所述光源组件包括光源，位于测序反应小室与温控组件相对的一侧，用于提供拍摄图像所需的光。本技术方案中的基因测序设备的测序反应小室I内固定样品10，温控组件2对测序反应小室I进行温度控制，使测序反应能够顺利进行。当需要拍摄测序反应小室I内的图像时，光源组件3提供拍摄图像所需的光，光线到达测序反应小室1，以供拍摄图像。本基因测序设备的光源组件3的位置不具体限制，使得温控组件2可与测序反应小室I固定样品的接触面积更大，从而大大提高了加热或制冷的效率。同时，由于传统基因测序设备中用于固定温控组件2的区域大小受限，所能固定的区域只能承载具有加热功能的温控组件2， 而本发明的技术方案中固定温控组件2的区域不受限，从而使得本发明的温控组件2既能实现加热又能实现制冷。另外，由于本发明的技术方案光源组件结构简单，使得基因测序设备结构简单。本发明中的测序反应小室中用于固定样品的区域的面积为S，S任意。优选的， 150mm2 ^ S ^ 2100mm2。其中，测序反应小室的面积大小的选择根据所需要固定的样品的多少来选择，需固定的样品多，则选择面积大的测序反应小室，需固定的样品少，则选择面积小的测序反应小室。本发明的测序反应小室，可根据需要更换，在保证测序通量的同时，节约了测序的试剂，也即节约了测序的成本。在阵列点密度相同的情况下，本发明的测序反应小室可以固定样品区域最大面积为2100mm2，从而提高了基因测序设备的测序通量。
针对测序通量，本发明提出一实施例，当测序反应小室中用于固定样品区域的面积为2000mm2,阵列点的密度为IX IO5个/mm2。则该测序反应小室中可固定的阵列点的个数可达2X108，也即基因测序设备的测序通道达2X108。本实施例中的基因测序设备实现了高通量基因测序。其中，阵列点的密度是根据测序的通量来设定阵列点的密度，需要通量高且对后续拍图的图像的质量要求不是很高，则阵列点的密度可以高，甚至可达到1父106个/ _2。反之，则可以减小阵列点的密度。针对测序反应小室，本发明提出一实施例，如图2所示，测序反应小室为单通道测序反应小室。样品固定在测序反应小室I的反应通道11内，反应时，试剂从反应通道11的一端流入，淹没样品，然后从另一端流出，使得样品与试剂接触充分，反应更为完全，并且使得测序反应在没有扩散势垒的试剂中进行。该区域实现单个样品的高通量测序。针对测序反应小室，本发明提出另一实施例，如图3所示，测序反应小室为多通道测序反应小室。样品固定在测序反应小室I的反应通道11内，反应时，试剂从反应通道11 的一端流入，从另一端流出，试剂流过反应通道11时，试剂淹没样品，使得样品与试剂充分发生反应。同时，试剂从反应通道11的一端流向另一端，使得测序反应在没有扩散势垒的试剂中进行。其中，反应通道11的个数优选在2 16之间，比如4个反应通道、8个反应通道等。可根据样品的个数来选择反应通道11的个数，也即需要测的样品越多(包括种类越多、单个样品数量越多)，选择的测序反应小室I的反应通道11越多。优选的，每个反应通道11内固定一种样品，也即测序反应小室I的反应通道上都固定有样品，无空的反应通道 11，每个反应通道11内固定的样品可以相同，也可以不同，比如12个反应通道11固定八种不同的样品，6个反应通道固定六种不同的样品，16个反应通道11固定一种样品。测序反应小室I中用于固定样品的区域的面积S优选为150mm2 IlOOmm2,每个反应通道11的面积SO优选为IOOmm2 1000mm2。所述反应通道11的面积根据固定样品的多少来选择。基于上述实施例，本发明提出另一实施例，如图4所示，该基因测序设备包括液体传输组件、测序反应小室、温控组件、光源组件、采图组件。其中(I)测序反应小室1，用于固定样品，并进行测序反应。(2)温控组件2，固定于测序反应小室固定样品的区域，用于对测序反应小室进行温度控制。(3)光源组件3，用于提供拍摄明场图的光源和拍摄荧光图的激发光源。(4)液体传输组件4,用于存储、传输试剂。所述液体传输组件包括用于传输试剂的装置，该装置可以为机械手、泵、泵和阀的组合等中的任意一种，液体传输组件的具体结构根据液体传输的速度、精度等来进行组合， 本实施例中的液体传输组件无具体限制。其中该液体传输组件还可包括试剂台用来存储液体。(5)采图组件5，用于拍摄图像。所述采图组件包括拍图装置的图像传感器。优选的，该采图组件包括电荷耦合元件(Charge-coupled Device, CO))、CM0S摄像机。其中采图组件还可包括位移装置,用于图像传感器与测序反应小室的位置关系，以保证能拍摄到清晰的图像。本技术方案中，基因测序设备的测序反应小室I固定样品,液体传输组件4将液体传输到测序反应小室1，温控组件2对测序反应小室I进行温度控制，样品与试剂在测序反应小室I内进行测序反应，当需要拍摄图像时，光源组件3提供拍摄图像所需的光，光到达测序反应小室1，采图组件5拍摄测序反应小室内的测序图像。本实施例的技术方案中，基因测序设备结构简单，并且温控组件2与测序反应小室I充分接触，使得温控效率更高。针对液体传输组件,本发明提出一实施例,如图5所示。液体传输组件包括储液装置和传液装置。其中(I)储液装置41，用于存储至少一种试剂。(2)传液装置42，位于储液装置41的一侧，用于将储液装置41中的试剂传输到测
序反应小室。本实施例中的储液装置41，可以储存不同的试剂，该储液装置41可以根据盛放试剂的种类和剂量来更换。传液装置42将储液装置41中的试剂传输到测序反应小室，传液装置42可以为泵、阀、机械手三者中的至少一个。传液装置42可根据抽取液体的速度、传输液体的快慢、传输液体的量的多少来选取。本实施例中的技术方案，可根据不同的需求更换储液装置和传液装置，使得液体传输组件的适用性好。图6示出了本发明一实施例中光源组件的结构。光源组件包括光源和反光片。其中(I)光源31，位于测序反应小室I与温控组件2相对的一侧，用于提供拍摄图像所需的光。(2)反光片32，位于温控组2和测序反应小室I之间，用于反射到达反光片上的光，以提供拍摄明场图所需的光。(3)滤光装置33,位于光源31的一侧,用于过滤干扰光。本实施例中，光源31为任意可以激发携带标记物样品发光的光源。优选为汞灯或能够发出激光的激光设备。该光源组件至少有一个光源31，均位于测序反应小室的同一侧。 当光源31为多个时，每个光源31可发出特定波长的光，不同波长的光能够激发测序反应小室I中携带标记物的样品发出不同的颜色的光，采集荧光图时，打开某个光源31，移动该光源31，使得光源发出的光能够到达测序反应小室，该特定波长的光激发携带标记物的样品发光，同时，特定波长的光被反光片32反射，携带标记物的样品发出的光和反射光经过滤光装置33，滤光装置33过滤反射光，通过滤光装置33的光到达采图组件，采图组件拍摄图像。当需要另外一种特定波长的光时，打开另外一种可以发出该特定波长的光的光源31，调整该光源31的位置，使得光源发出的光能够到达测序反应小室，该特定波长的光激发携带标记物的样品发光，同时，特定波长的光被反光片32反射，携带标记物的样品发出的光和反射光经过滤光装置33，滤光装置33过滤反射光，通过滤光装置33的光到达采图组件，采图组件拍摄图像。根据需要切换并打开能够发出不同波长的光的光源31，直到拍摄到所需的所有的荧光图为止。当采集明场图时，同时打开多个光源31，使得光到达反光片32，而后经反光片32反射后，经过滤光装置33过滤干扰光(根据拍图的需要，滤光装置33允许该混合光中的某段波长的光通过，其他光被滤除)，移动采图组件，使过滤后的光到达采图组件，采图组件采集图像。当光源组件只有一个光源31时，光源31可以发不同波长的光。当需要拍摄明场图时，光线射入测序反应小室I到达反光片32上，反光片32反射到达反光片32的光，该光经过滤光装置33，滤光装置33过滤干扰光(根据拍图的要求，滤光装置允许某段特定波长的光通过)；当需要拍摄荧光图时，光线经过滤光装置33，特定波长的光通过滤光装置33， 到达测序反应小室1，激发测序反应小室I内携带标记物的样品发光，同时特定波长的光被反光片反射，该反射光和携带标记物的样品发光经过滤光装置33，该反射光被滤除，携带标记物的样品发光经过滤光装置33到达采图组件，采图组件拍摄荧光图。本技术方案中，光源位于测序反应小室的同一侧，使得该基因测序设备的结构简单。同时，避免了现有技术方案中光源位于两侧而使得测序反应小室固定样品区域无遮挡物，从而导致温控组件位于测序反应小室的边缘上，而使温控效率低下，本技术方案测序反应小室可固定样品的区域更大，所以通量更高，且温控组件固定于测序反应小室固定样品所在的区域，从而提高了加热或制冷的效率。本发明中，反光片优选的导热系数至少为80W/m. k，其表面为反光率至少为60% 的物质制成。该物质可为固体或液体。当为液体时，该液体通过一边透明的固体夹层封装得片状物。当为固体时，可以用该固体物质直接做成表面光滑的片，当为粉末状固体时，可以将该粉末状固体涂抹在片状物表面，经过处理使其具有光滑的表面。优选的，该反光片为表面镀铬的金、银、铜、铝或铁制成的片，或者为表面镀铬的金、银、铜、铝或铁与任意金属的合金制成的片，或者为表面镀银的金、铜、铝或铁制成的片， 或者为表面镀铬的金、铜、铝或铁与任意金属的合金制成的片，或者不锈钢制成的片。本发明中的反光片位于测序反应小室和温控组件之间，该反光片具有良好的反光效果和导热效果，从而使得温控组件通过反光片将热量均匀且快速的传递给测序反应小室，从而大大提高温控组件的加热或制冷的速度。同时该反光片良好的反光效率，使得到达反光片的光能大部分反射到用于采图组件中，从而使采图组件拍摄到清晰的图像。本发明中的反光片的大小至少与测序反应小室内固定样品的区域的大小相同。保证到达测序反应小室的光，经反光片反射后，能够照亮测序反应小室固定样品的所有区域， 从而使得采图组件能够清晰拍摄到测序反应小室固定样品的所有区域。针对光源组件，本发明提出另一实施例，如图7所示。所示的光源组件包括光源、 滤光装置和反光片。其中(I)光源31，位于测序反应小室与温控组件相对的一侧，用于提供拍摄图像所需的光。(2)反光片32，位于温控组件和测序反应小室之间，用于反射到达反光片上的光， 以提供拍摄明场图所需的光。(3)滤光装置33，位于光源的一侧，用于过滤干扰光，并且用于改变经过所述滤光装置的光的光路。本实施例中，每个滤光装置33包括多组滤光器330，每组滤光器330允许光源31 发出的光中的特定波长的光通过。当需要不同波长的光时，转动滤光装置33到对应的滤光器330上即可。本实施中的滤光装置33用于改变经过滤光装置的光的光路，使得足够的光线到达用于拍摄图像的采图组件。也即如图8中所示，光源发出的光和从滤光装置33中出来的光不在同一直线或平面上。本实施例中，光源为任意可以激发携带标记物样品发光的光源。优选为萊灯或能够发出激光的激光设备。本实施例中，当拍摄明场图时，光源31发出的光，经过滤光装置33后，滤光装置33改变光的光路，光经过测序反应小室I到达反光片32，该光也激发携带标记物样品发光，反光片32反射光，携带标记物样品发光和反射光经滤光装置33滤光并改变光路，使得光线到达某需要光的位置(也即到达用于拍摄图像的采图组件中)。当拍摄荧光图时，光源31发出的光，经过滤光装置33后，滤光装置33过滤干扰光，过滤后的光被反射到测序反应小室I 内，测序反应小室I内携带标记物的样品被过滤后的光所激发，发出荧光，荧光经过滤光装置33，滤光装置33过滤干扰光，并改变光路，使得过滤后的光到达用于拍摄图像的采图组件，从而实现了光源31提供拍图所需的光源，滤光装置33过滤干扰光和改变光路，反光片 32反射到达反光片上的光。本实施例的技术方案，光源既提供了拍摄明场图的光源也提供了拍摄荧光图的光源，使得基因测序设备的结构更加简单，同时，该滤光装置不仅能够过滤干扰光，而且可以改变光路，从而使得所需的充足的光线到达采图组件中，最终保证采图组件拍摄到清晰的图像。针对滤光器，本发明提出一实施例，如图8所示。该滤光器包括两个滤光片，分别为滤光片3301和滤光片3302。滤光片3301允许光源发出的光中的特定波长的光通过，特定波长的光经过滤光片3301后，滤光片3302反射该特定波长的光，也即滤光片3301过滤干扰光，滤光片3302改变光源发出的光的光路。所述滤光片3302反射特定波长的长光，允许其他波长的光通过。本实施例的技术方案中，滤光器成功实现了特定波长的光到达测序反应小室，从而特定波长的光激发携带标记物的样品发光，携带标记物的样品发光，从而使得采图组件中的拍图装置能够拍摄到测序反应小室中的图像。其中，所述的采图组件中用来拍摄测序反应小室内的突光图和明场图的拍图装置不限，该装置优选为(XD (Charge-coupled Device,电荷稱合元件)或CID (charge injection device,电荷注入检测器)或者CMOS摄像机。针对滤光器，本发明提出另一实施例，如图9所示。该滤光器包括三个滤光片，分别为滤光片3301、滤光片3302和滤光片3303。滤光片3301允许光源发出的光中的特定波长的光通过，特定波长的光经过滤光片3301后，滤光片3302改变该特定波长的光的光路， 特定波长的光经过滤光片3303到达测序反应小室，也即滤光片3301过滤干扰光，滤光片 3302改变光源发出的光的光路。所述滤光片3302反射特定波长的光，允许其他波长的光通过，所述滤光片3303允许某段波长的光通过。本实施例中，滤光片能够过滤干扰光，允许特定波长的光通过，该特定波长的光可以为一段波长或者某个具体的波长的光。当特定波长的光到达测序反应小室后，特定波长的光激发测序反应小室内携带标记物的样品发光，携带标记物的样品发出的光经过滤光片，滤光片再次过滤干扰光，使得需要的光到达采图组件。本实施例中的采图组件中的拍图装置为任意光学信号转换为模拟电流信号，电流信号经过放大和模数转换，实现图像的获取、存储、传输、处理和复现的拍图装置。优选为C⑶或CID。本实施例的技术方案中，滤光器过滤光源发出的光中的干扰光，成功实现了特定波长的光到达测序反应小室，光经过反射或激发后，到达采图组件，以便采图组件拍摄到清晰的图像。并且，该滤光器能够改变光路，使得拍图组件的安装位置比较自由，只要和光源组件位于同一侧即可。图10示出了基因测序设备的结构。反光片32位于温控组件2和测序反应小室I之间。光源31发出的光经过滤光装置33，滤光装置33过滤干扰光，改变光路，使光照射入测序反应小室I，光线经过测序反应小室到达反光片32，反光片32反射光，使光线通过滤光装置33，滤光装置33过滤反射光中的干扰光，剩下的光线到达采图组件5，采图组件5拍摄测序反应小室内的图像。本实施例中，经过滤光装置33改变光路的光垂直射入测序反应小室I的固定有样品的区域。反光片32位于测序反应小室I和温控组件3之间。反光片32 的最小尺寸为与固定有样品的区域的大小相同。优选的，反光片32的大小和测序反应小室 I大小一样。本实施例中，反光片32具有良好的导热性。反光片32的厚度h不限，优选的， h ^ O. Imnin本实施例中的技术方案，光源发出的光，经过滤光装置过滤后，既留下需要的特定波长的激发光到达测序反应小室，以激发测序反应小室内携带标记物的样品发光，经过滤光装置后到达采图组件，从而使得采图组件拍摄到荧光图，又能使到达测序反应小室的经反光片反射，将光线反射到采图组件，使采图组件拍摄到清晰的明场图。本实施例的技术方案，利用一个光源实现明场图和荧光图的拍摄，不仅方便，也避免了测序反应小室在拍摄明场图和荧光图时分别调焦，导致明场图和荧光图调焦不一致，进而使得后续数据处理得到的核酸序列的数据不准确的现象。针对本发明中的温控组件，提出一实施例，如图11所示。温控组件包括制冷片、散热片和测温装置。其中(I)测温装置21，与测序反应小室I连接，用于通过温度传感器测量测序反应小室 I的温度，并将测量的温度发送给数据处理装置20。所述温度传感器为市场上出售的任意的能感受温度并转换成可用输出信号的温度传感器。优选为接触式温度传感器。(2)数据处理装置20与测温装置21连接，用于接收并处理测温装置发送的温度， 广生控制指令。所述数据处理装置为能够处理数据，产生指令的装置。优选为芯片、单片机中的任意一种与外围电路组成的数据处理装置。进一步优选为个人计算机。(3)制冷片22，与数据处理组件20和测序反应小室I分别连接，用于根据控制指令进行工作，以提供测序反应小室I加热或制冷所需的能量。所述制冷片为市场上销售的任意的制冷片。制冷片22的个数不限，优选为I 5 个。(4)散热片23，与制冷片22连接，用于传递制冷片22 —侧的能量。所述散热片在制冷片与散热片接触面涂上一层导热硅脂，使制冷片发出的热量更有效的传导到散热片上，再经散热片散发到周围空气中去。该散热片为铝合金，黄铜或青铜做成板状，片状，多片状等的装置。在此无特殊限制，市场上销售的散热片均可用在本发明中。本实施例中，测温装置21紧贴测序反应小室I。其中测序反应小室I的一侧为测温装置21和制冷片22，散热片23位于制冷片22与测序反应小室I相对的一侧。当制冷片22通入电流后，制冷片22对测序反应小室I加热(或制冷)，制冷片22与散热片23连接的一侧的能量通过散热片23将制冷片22该侧的能量传递到周围的空气中，从而使得制冷片22与散热片23连接的一侧的温度迅速下降(或上升)，从而使制冷片22另一侧的温度迅速上升(或下降)，从而达到对测序反应小室I快速加热(或制冷)的目的。测温装置 21测量测序反应小室I的温度，并将测得的温度实时发送给数据处理装置20，数据处理装置根据接收到的温度，产生控制指令；使得制冷片22根据控制指令进行工作，从而实现对测序反应小室I的加热(或制冷)。其中，制冷片22和测温装置21通过导线与数据处理装置20连接。本实施例中的测温装置的个数根据需要选择，当需要精确反馈温度时，可以有多个测温装置。本实施例中温度传感器不限。本实施例中的技术方案，温控组件实现了对测序反应小室的快速加热或制冷，提高了测序反应的效率，同时使得温度控制更精确，提高了测序反应的质量。针对温控组件，本发明提出另一实施例，如图12所示。温控组件包括加热片、测温装置和制冷装置。其中(I)测温装置21与测序反应小室I连接，用于通过温度传感器测量测序反应小室的温度，并将测量的温度发送给数据处理装置20。所述温度传感器为市场上出售的任意的能感受温度并转换成可用输出信号的温度传感器。优选为接触式温度传感器。(2)数据处理装置20与测温装置21连接，用于接收并处理测温装置发送的温度， 广生控制指令。所述数据处理装置为能够处理数据，产生指令的装置。优选为芯片、单片机中的任意一种与外围电路组成的数据处理装置。进一步优选为个人计算机。(3)加热片24，与测序反应小室和数据处理装置分别连接，用于根据控制指令进行工作，以提供测序反应小室加热所需的能量。所述加热片无特殊限制，优选为电加热片或硅胶加热片，其在通电情况下，能够发出热量，从而实现对测序反应小室的加热。(4)制冷装置25，位于液体传输组件下方，用于对液体传输组件内的试剂进行制冷，制冷的试剂通过液体传输组件传输到测序反应小室，以对测序反应小室进行制冷。所述制冷装置为能够将温度降低到10摄氏度以下的装置，其他无特殊限制。优选为制冷片、散热片的组合。进一步优选的为制冷片、散热片和排风扇的组合。本实施例中，加热片24可以直接与测序反应小室连接，用于对测序反应小室直接加热；也可以通过反光片与测序反应小室连接，加热片24的能量通过反光片传递给测序反应小室,实现测序反应小室加热。当测序反应小室需要加热时,加热片24对测序反应小室进行加热，测温装置21测量测序反应小室的温度，并将测量的温度反馈给数据处理装置 20，数据处理装置根据接收到的温度，产生控制指令；使得加热片24根据控制指令进行工作,从而实现对测序反应小室I的加热。加热片24持续对测序反应小室进行加热，直到达到指定的温度，加热片停止加热。其中，加热片24和测温装置21通过导线与数据处理装置 20连接。本实施例中的制冷装置25与液体传输组件4连接，用于对液体传输组件4中的试剂进行制冷，能够延长试剂的保鲜时间，同时，避免用户频繁更换试剂。制冷的试剂被传输到测序反应小室，可实现对测序反应小室降温。基于上述实施例，本发明提出一实施例，如图13所示。该基因测序设备包括液体传输组件、测序反应小室、温控组件、光源组件、采图组件和数据处理组件。其中(I)液体传输组件4,用于存储和传输试剂。
(2)测序反应小室1，用于固定样品，并进行测序反应。(3)温控组件2，固定于测序反应小室固定样品的区域，用于对测序反应小室进行温度控制。(4)光源组件3，位于测序反应小室与温控组件相对的一侧，用于提供拍摄图像所需的光。(5)采图组件5，用于拍摄图像。(6)数据处理组件6，用于处理采图组件拍摄的图像。本实施例中，温控组件2位于测序反应小室I的一侧，光源组件3位于测序反应小室I与温控组件相对的另一侧。测序反应小室I可以有多个。数据处理组件6可同时与多个采图组件连接，并行处理多个采图组件中采集的图像。本技术方案中的基因测序设备的测序反应小室I固定样品，液体传输组件4将液体传输到测序反应小室1，温控组件2对测序反应小室I进行温度控制，样品与试剂在测序反应小室I内进行测序反应，当反应完成时，光源组件3提供拍摄图像所需的光线，光线到达测序反应小室2，采图组件5拍摄测序反应后的测序反应小室内的图像，采图组件5将拍摄的图像传输给数据处理组件6，数据处理组件6处理采图组件5拍摄的图像。本实施例的技术方案中，基因测序设备克服了传统拍摄明场图和拍摄荧光图的光源分别位于测序反应小室2的两侧，使得基因测序设备结构简单；同时温控组件2与测序反应小室I充分接触，使得温控效率更高；另外，测序反应小室中用于固定样品的区域更大， 从而使得测序的通量更高。此外，该基因测序设备实现了自动化测序。需要说明的是，本发明的基因测序设备采用碱基互补配对的原则进行核酸测序， 上述实施例中的基因测序设备的各个组件仅是较佳的实施例，凡基于同样原理的基因测序设备均适合与本发明，也即都在本发明的保护范围之内。应当说明的是，本发明典型的应用但不限于基因测序设备本身，在其他类似的在测序技术中也可以应用本发明所阐述的装置或结构。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种基因测序设备，其特征在于，包括测序反应小室、温控组件；所述测序反应小室，用于固定样品，并进行测序反应；所述温控组件，固定于测序反应小室固定样品的区域，用于对测序反应小室进行温度控制。
2.根据权利要求I所述的基因测序设备，其特征在于，所述基因测序设备还包括光源组件，用于提供拍摄明场图的光源和拍摄荧光图的激发光源；所述光源组件包括光源，位于测序反应小室与温控组件相对的一侧，用于提供拍摄图像所需的光。
3.根据权利要求2所述的基因测序设备，其特征在于，所述光源组件还包括反光片和滤光装置；所述反光片，位于温控组件和测序反应小室之间，用于反射到达反光片上的光，以提供拍摄明场图所需的光；所述滤光装置，位于光源的一侧，用于过滤干扰光。
4.根据权利要求3所述的基因测序设备，其特征在于，所述滤光装置，还用于改变经过所述滤光装置的光的光路。
5.根据权利要求3所述的基因测序设备，其特征在于，所述反光片的导热系数至少为 80ff/m. k，其表面由反光率至少为60%的物质制成。
6.根据权利要求I所述的基因测序设备，其特征在于，所述基因测序设备还包括液体传输组件，用于存储和传输试剂。
7.根据权利要求6所述的基因测序设备，其特征在于，所述液体传输组件包括储液装置和传液装置；所述储液装置，用于存储至少一种试剂；所述传液装置，位于储液装置的一侧，用于将储液装置中的试剂传输到测序反应小室。
8.根据权利要求I至7任一项所述的基因测序设备，其特征在于，所述温控组件包括测温装置、数据处理装置、制冷片和散热片；所述测温装置与测序反应小室连接，用于通过温度传感器测量测序反应小室的温度， 并将测量的温度发送给数据处理装置；所述数据处理装置与测温装置连接，用于接收并处理测温装置发送的温度，产生控制指令；所述制冷片，与数据处理装置和测序反应小室分别连接，用于根据控制指令进行工作， 以提供测序反应小室加热或制冷所需的能量；所述散热片，与制冷片连接，用于传递制冷片一侧的能量。
9.根据权利要求6或7所述的基因测序设备，其特征在于，所述温控组件包括测温装置、数据处理装置、加热片和制冷装置；所述测温装置与测序反应小室连接，用于通过温度传感器测量测序反应小室的温度， 并将测量的温度发送给数据处理装置；所述数据处理装置与测温装置连接，用于接收并处理测温装置发送的温度，产生控制指令；所述加热片与测序反应小室和数据处理装置分别连接，用于根据控制指令进行工作，以提供测序反应小室加热所需的能量；所述制冷装置，位于液体传输组件下方，用于对液体传输组件内的试剂进行制冷，制冷的试剂通过液体传输组件传输到测序反应小室，以对测序反应小室进行制冷。
10.根据权利要求I至7任一项所述的基因测序设备，其特征在于，所述测序反应小室中用于固定样品的区域的面积为s, 150mm2 ^ S ^ 2100mm2。
11.根据权利要求I至7任一项所述的基因测序设备，其特征在于，所述测序反应小室为多通道或单通道测序反应小室。
全文摘要
本发明涉及生化设备领域，提供了一种基因测序设备。所述基因测序设备包括测序反应小室、温控组件；所述测序反应小室，用于固定样品，并进行测序反应；所述温控组件，固定于测序反应小室固定样品的区域，用于对测序反应小室进行温度控制。本发明的温控组件实现了对测序反应小室的快速升降温，从而提高了测序反应的效率。
文档编号C12M1/34GK102604826SQ20121007116
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月16日 优先权日2012年3月16日
发明者盛司潼 申请人:盛司潼