CN102517196A - 一种多通道测序反应小室及基因测序仪 - Google Patents
一种多通道测序反应小室及基因测序仪 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及生物化学设备领域，提供了一种多通道测序反应小室及其基因测序仪。所述基因测序仪包括液体传输组件、多通道测序反应小室、调平调焦组件、温控组件和采图组件。所述多通道测序反应小室包括多通道反应腔和分液组件；所述多通道反应腔，包括多个相互独立的反应通道，用于多个样品分别在不同的反应通道中同时进行测序反应；所述分液组件，用于将试剂分别导入所述多通道反应腔的多个反应通道中，以及将多个反应通道中的试剂排出。本发明的技术方案能够实现对多样品进行平行测序，提高了多样品测序的效率，且降低了多样品测序的成本。
Description
技术领域
本发明涉及生化设备，更具体地说，涉及一种多通道测序反应小室及基因测序仪。
背景技术
基因测序技术近年来发展非常迅猛。与第一代测序技术“毛细管电泳测序”不同，当前的基因测序技术是通过基因测序仪来检测核酸，通过数据处理得到核酸序列。而在基因测序仪中包含一个重要设备--测序反应小室。
测序反应小室用于进行测序反应。在现有技术的基因测序仪中，测序反应小室具有一个中间宽、两端窄的反应通道，在进行测序时，首先将处理好的待测样品固定在测序反应小室内，然后注入测序反应试剂，该试剂通过反应通道流经测序反应小室，与待测样品发生测序反应。在测序反应结束后，通过信号采集装置采集测序信号，通过后期的数据处理从而得到基因序列。
由于基因测序是在纳米数量级的操作，对于仪器加工精度及各种生化材料的制备精度要求都非常高，对生化反应的温度、试剂剂量、时间控制等的要求也非常严格。而正是由于上述限制，在现有技术的基因测序仪中，所设计的测序反应小室为单个通道。当需要对多个待测样品进行测序时，只能分别进行多次测序反应，这使得对多样品测序的效率非常低。
另外，现有技术中测序反应小室的反应通道面积较大，为了使待测样品与试剂充分接触，试剂必须充满反应通道。当反应通道中只有一小部分区域固定有待测样品时，试剂仍然充满整个反应通道，将会造成大量试剂浪费，使得测序成本较高。且现有技术中的测序反应小室为密封装置，无法清洗，不能重复使用，当进行下次测序时，需要使用新的测序反应小室，这也使得测序成本较高。
因此需要一种新的测序反应小室及基因测序仪，能够提高多样品测序的效率，并降低测序成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多通道测序反应小室及基因测序仪，旨在解决现有技术中多样品测序效率低、测序成本高等问题。
为了实现发明目的，多通道测序反应小室包括：多通道反应腔、分液组件；该多通道反应腔，包括多个相互独立的反应通道，用于多个样品分别在不同的反应通道中同时进行测序反应；该分液组件，用于将试剂分别导入所述多通道反应腔的多个反应通道中，以及将多个反应通道中的试剂排出。
其中，所述多通道反应腔包括：密封片、盖样片和载样片。该密封片，用于与盖样片和载样片共同形成多通道反应腔；该盖样片，一面紧贴密封片另一面紧贴载样片，用于形成多个反应通道；该载样片，用于固定待测样品。
其中，所述盖样片有M个中空槽；在所述密封片上，与每个中空槽对应的位置有两个与中空槽连通的通孔，分别形成试剂入口和试剂出口；所述载样片、M个中空槽、密封片配合，形成M个反应通道；其中，M≥2，M为正整数。每个反应通道有一试剂入口和一试剂出口。该试剂入口可位于反应通道的任意位置，该试剂出口位于除试剂出口以外的反应通道的任意位置。
其中，所述多通道反应腔包含多个盖样片，其位于同一平面且相互间隔，分别与密封片和载样片配合形成多个独立的反应通道；
所述每相邻两个盖样片与所述密封片、载样片配合形成两个通孔，位于反应通道的两端，分别形成试剂入口和试剂出口。。所述的盖样片的宽度d优选为：0.2mm≤d≤3mm；
其中，所述试剂入口，用于接收输入多通道反应腔的试剂，并将试剂导入到多通道反应腔中。所述试剂出口，用于导出多通道反应腔内的试剂。
所述密封片、盖样片和载样片分别为透光的固体材料制成的片。
其中，多通道反应腔包括至少两个反应通道；该反应通道，用于固定待测样品，接收试剂。
优选的，反应通道的个数为2～16个；更优选的，反应通道的个数为8个。
其中，所述多通道反应腔中的反应通道的个数可根据待测样品的个数来选择。当有N(2≤N≤16)个待测样品时，可选用具有N个反应通道的多通道反应腔。
其中，每个反应通道的面积不限，优选在30mm2到500mm2之间。
所述密封片、盖样片和载样片的大小任意。优选的，该密封片的面积优选在1200mm2至9000mm2之间。优选的，该盖样片的面积优选在1000mm2至8000mm2之间。优选的，该载样片的面积优选在1200mm2至9000mm2之间。
所述密封片、盖样片和载样片的形状任意。优选的，密封片、盖样片和载样片的形状为长方形或正方形。
其中，待测样品为DNA片段，DNA片段可以直接固定在反应通道上，也可以通过小珠固定在反应通道上。所述反应通道的面积可根据需要固定的待测样品含有的DNA片段的多少来选择。
其中，所述密封片为透光的固体材料制成的片。该密封片的厚度为0.2mm至5.0mm之间。优选的，该密封片的厚度在0.5mm至3.0mm之间。更优选的，该密封片的厚度在1.0mm至2.0mm之间。
其中，所述盖样片密封片为透光的固体材料制成的片。优选的，所述盖样片为具有密封作用，使用温度范围至少包含0℃～90℃之间的固体材料制成的片。其中，所述载样片为透光的固体材料制成的片。
所述分液组件包括进液装置和出液装置；该进液装置，与多通道反应腔连接，用于将试剂均匀的输入到多通道反应腔的多个相互独立的反应通道中；该出液装置，与多通道反应腔连接，用于接收多通道反应腔排出的试剂。
所述进液装置包括进液口、分液腔和多个分液进口；该进液口，与分液腔连接，用于接收试剂，并将接收的试剂传输到分液腔中；该分液腔，用于将试剂分成多等份导入到多个分液进口；该分液进口，与分液腔和多通道反应腔分别连接，用于将分液腔中的试剂传输到多通道反应腔的多个反应通道中。
所述出液装置包括液体仓和至少两个分液出口；该分液出口与多通道反应腔的多个反应通道一一对应并连接，用于接收多通道反应腔导出的试剂；该液体仓，用于存储分液出口接收的试剂。
本发明的基因测序仪包括液体传输组件、多通道测序反应小室、调平调焦组件、采图组件，其特征在于，所述多通道测序反应小室包括多通道反应腔，具有多个相互独立的反应通道，用于多个样品分别在不同的反应通道中同时进行测序反应；所述多通道测序反应小室还包括分液组件，与所述液体传输组件相连，用于将试剂分别导入所述多通道反应腔的多个反应通道中，以及将多个反应通道中的试剂排出。
其中，所述多通道反应腔包括密封片、盖样片和载样片；所述密封片，用于与盖样片和载样片共同形成多通道反应腔；所述盖样片，一面紧贴密封片另一面紧贴载样片，用于形成反应通道；所述载样片，用于固定待测样品。
其中，所述盖样片有M个中空槽；在所述密封片上，与每个中空槽对应的位置有两个与中空槽连通的通孔，分别形成试剂入口和试剂出口；所述载样片、M个中空槽、密封片配合，形成M个反应通道；其中，M≥2，M为正整数。
其中，所述多通道反应腔包含多个盖样片，其位于同一平面且相互间隔，分别与密封片和载样片配合形成多个独立的反应通道；所述每相邻两个盖样片与所述密封片、载样片配合形成两个通孔，位于反应通道的两端，分别形成试剂入口和试剂出口。
其中，所述试剂入口，用于接收输入多通道反应腔的试剂，并将试剂导入到多通道反应腔中；所述试剂出口，用于导出多通道反应腔内的试剂。
其中，所述密封片、盖样片和载样片均为透光的固体材料制成的片。
其中，所述分液组件包括进液装置和出液装置；所述进液装置，与多通道反应腔连接，用于将试剂均匀的输入到多通道反应腔的多个相互独立的反应通道中；所述出液装置，与多通道反应腔连接，用于接收多通道反应腔排出的试剂。
其中，所述进液装置包括进液口、分液腔和多个分液进口；所述进液口，与分液腔连接，用于接收试剂，并将接收的试剂传输到分液腔中；所述分液腔，用于将试剂分成多等份，并分别导入到多个分液进口；所述分液进口，与分液腔和多通道反应腔连接，用于将分液腔中的试剂传输到多通道反应腔的多个反应通道中。
其中，所述出液装置包括液体仓和多个分液出口；所述分液出口，与多通道反应腔的多个反应通道一一对应并连接，用于接收多通道反应腔导出的试剂；所述液体仓，用于存储分液出口接收的试剂。
其中，所述基因测序仪包括一个或多个多通道测序反应小室。
由上可知，本发明的多通道测序反应小室具有多个反应通道，将多个样品分别固定在不同的反应通道上，可对多个样品同时进行测序反应，从而提高了多样品测序的效率；另外，本发明中的多通道反应小室对反应通道的面积进行了优化配置，不仅提高了通量，还大大降低了试剂成本；此外，该多通道测序反应小室可拆卸，能重复使用，也降低了测序成本。
附图说明
图1是本发明在一个实施例中基因测序仪的的结构示意图；
图2是本发明在一个实施例中多通道测序反应小室的结构示意图；
图3-1和图3-2是本发明在一个实施例中多通道反应腔的爆炸结构示意图；
图4-1和图4-2是本发明在另一个实施例中多通道反应腔的结构示意图；
图5-1和图5-2是本发明在另一个实施例中多通道反应腔的俯视图；
图6是本发明在另一个实施例中多通道反应腔的爆炸结构示意图；
图7-1和图7-2是本发明在另一个实施例中多通道反应腔的剖面图；
图8-1和图8-2是本发明在另一个实施例中多通道反应腔的结构示意图；和反应通道形状的示意图；
图9-1和图9-2是本发明在另一个实施例中多通道反应腔的结构示意图；和反应通道形状的示意图；
图10-1和图10-2是本发明在另一个实施例中多通道反应腔的结构示意图；
图11是本发明在另一个实施例中反应通道形状的示意图；
图12是本发明在一个实施例中分液组件的结构示意图；
图13是本发明在一个实施例中进液装置的结构示意图；
图14是本发明在一个实施例中出液装置的结构示意图；
图15-1和图15-2是本发明在另一个实施例中多通道测序反应小室的详细结构示意图。
具体实施方式
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。
本发明的技术方案，基因测序仪采用多通道测序反应小室，使得多个样品同时进行测序反应，实现了多通道测序反应小室平行测序。克服了传统的测序反应小室内只能单个样品进行测序，效率比较低下的问题；同时，也避免了单个样品较少时，测序反应进行时，试剂仍然要填充整个测序反应小室，浪费试剂的现象。
本发明中的多通道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。
本发明中的待测样品通过小珠或直接固定在多通道测序反应小室上，所述待测样品固定在多通道测序反应小室上，称为点样。所述小珠的直径为1×10-6m～10×10-6m。当多通道测序反应小室内固定的小珠的密度一定时，多通道测序反应小室内用于固定待测样品的区域越大，固定的小珠数越多，也即测序通量越高。待测样品直接固定在多通道测序反应小室上，其测序通量的原理与通过小珠固定在多通道测序反应小室上相同。
本发明的多通道测序反应小室可以单独使用，也可以结合测序设备使用。本发明的多通道测序反应小室优选用在基因测序仪中，针对多通道测序反应小室在基因测序仪中的运用，本发明提出一实施例，如图1所示。基因测序仪包括液体传输组件、多通道测序反应小室、调平调焦组件、温控组件和采图组件。其中：
(1)液体传输组件01，用于将试剂传输到多通道测序反应小室，提供测序反应的试剂。
(2)多通道测序反应小室1，用于提供多个样品进行独立测序反应。
(3)调平调焦组件02，用于调节多通道测序反应小室1的位置。
(4)温控组件03，用于控制多通道测序反应小室1的温度，使测序反应能够顺利进行。
(5)采图组件05，用于采集测序反应的图像。
本实施例的技术方案能够实现多个样品自动化平行测序，也即多个样品同时发生测序反应。
针对基因测序仪，本发明提出另一实施例，如图1所示，基因测序仪包括液体传输组件、多通道测序反应小室、调平调焦组件、温控组件、光源组件、采图组件和数据处理组件。其中：
(1)液体传输组件01，用于将试剂传输到多通道测序反应小室，提供测序反应的试剂。
(2)多通道测序反应小室1，用于提供多个样品进行独立测序反应。
(3)调平调焦组件02，用于调节多通道测序反应小室1的位置。
(4)温控组件03，用于控制多通道测序反应小室1的温度，使测序反应能够顺利进行。
(5)光源组件04，用于激发携带标记物的样品发光。
(6)采图组件05，用于采集测序反应的图像。
(7)数据处理组件06，用于处理测序反应的图像，得到图像对应的碱基。
本实施例中的技术方案不仅能够实现多个样品化平行测序，也即多个样品同时发生测序反应，提高了多样品测序的效率，而且大大提高了基因测序的自动化程度。
本发明中的基因测序仪的多通道测序反应小室可以为一个或多个。
多通道测序反应小室优选为两个。当采图组件进行采图时，分别切换到不同的多通道测序反应小室进行采集测序反应的图像。该基因测序仪避免采集测序反应图像的中间等待时间，大大提高了基因测序仪的工作效率。当而第一个多通道测序反应小室的测序反应进行完毕时，第二个多通道测序反应小室进行测序反应正在进行时。反应采图组件拍摄第一个多通道测序反应小室内的图像；当采图组件拍摄完第一个多通道测序反应小室内的图像时，采图组件切换到第二个多通道测序反应小室，进行采集图像，第一个多通道测序反应小室继续另一轮的测序反应。如此循环拍图，大大提高了基因测序仪的工作效率。
图2示出了本发明的多通道测序反应小室的结构示意图，测序反应小室包括多通道反应腔1和分液组件2。其中：
(1)多通道反应腔1，包括多个相互独立的反应通道，使得用于多个样品分别在不同的反应通道中同时进行测序反应。
(2)分液组件2，用于将试剂分别导入所述多通道反应腔1的多个反应通道中，以及将多个反应通道中的试剂排出。
本实施例的技术方案，将多个样品分别固定在多通道反应腔的不同的反应通道上，使多个样品在不同的反应通道中同时进行测序反应，实现了平行测序，大大提高了测序反应的效率。同时分液组件将试剂分别导入到多个反应通道中，使得各个反应通道中进行独立的测序反应，保证了多样品平行测序的顺利进行。
图3-1示出了本发明一实施例中多通道反应腔的结构爆炸图，多通道反应腔包括密封片101、盖样片102和载样片103。其中：
(1)密封片101，用于与盖样片102和载样片103共同形成多通道反应腔。
(2)盖样片102，一面紧贴密封片101另一面紧贴载样片103，用于形成多个反应通道。
(3)载样片103，用于固定待测样品。
本实施例的技术方案中，所述密封片有多个通孔；所述盖样片有多个中空槽。所述盖样片的多个中空槽与密封片和载样片配合形成多个反应通道。。该多通道反应腔的多个反应通道用来固定样品，所固定的多个样品可以为同一种样品，也可以为多种样品，从而实现了多样品平行测序。
由上可知，本发明提供的多通道反应腔是由密封片101、盖样片102、载样片103组成的三层结构，可拆卸，在实际使用过程中可多次重复使用。相对于现有技术中一次性使用的反应腔，本发明大大降低了设备的成本。
图3-2示出了本发明一实施例中多通道反应腔的结构爆炸图，多通道反应腔包括：密封片101、盖样片102和载样片103。其中：
(1)密封片101，用于与盖样片102和载样片103共同形成多通道反应腔。
(2)盖样片102，一面紧贴密封片101另一面紧贴载样片103，用于形成多个反应通道。
(3)载样片103，用于固定待测样品。
本实施例的技术方案中，所述多个盖样片分别位于同一平面且互不接触，多个盖样片分别与密封片和载样片形成多个反应通道。该多通道反应腔的多个反应通道用来固定样品，所固定的多个样品可以为同一种样品，也可以为多种样品，从而实现多样品平行测序。同时，本实施例中的多通道反应腔是由密封片101、盖样片102、载样片103组成的三层结构，可拆卸，在实际使用过程中可多次重复使用。相对于现有技术中一次性使用的反应腔，本发明大大降低了设备的成本。
本发明中的密封片、盖样片和载样片的形状无具体限制。优选为正方形或长方形，如图3-1所示。
密封片、盖样片和载样片的大小均无具体限制。在实际应用中，盖样片的面积根据反应通道的多少来选取，当反应通道多时，盖样片面积可选择较小的；当反应通道少时，盖样片面积可选择较大的。
优选的，密封片的面积在1200mm2至9000mm2之间，优选的，盖样片的面积在1000mm2至8000mm2之间，优选的，载样片的面积在1200mm2至9000mm2之间。
本发明中的密封片、盖样片和载样片的形状均无具体限制。优选为正方形或长方形，如图3-2所示。
密封片、载样片的大小均无具体限制，在实际应用中，盖样片的面积根据反应通道的多少来选取，当反应通道多时，盖样片面积可选择较小的；当反应通道少时，盖样片面积可选择较大的。
其中，盖样片的宽度至多为密封片和载样片的一半。
优选的，密封片的面积优选在1200mm2至9000mm2之间，盖样片的面积至多为密封片或载样片面积的一半，载样片的面积优选在1200mm2至9000mm2之间。
在本发明中，密封片采用透光的固体材料制成。该固体材料可以是玻璃、有机玻璃、塑料、水晶、树脂等，且不限于上述材料。
本发明中，密封片和载样片的厚度无特殊限制，优选在0.2mm至5.0mm之间。
本发明中，盖样片为透光的固体材料制成的片。盖样片包括但不限于氟橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、聚四氟乙烯、丙烯酸酯橡胶和丁腈橡胶材料制成的片。
本发明中盖样片的厚度无特殊限制，可在1mm至10mm之间。该盖样片位于密封片和载样片之间，因为有一定的厚度，从而形成试剂出口和试剂入口。
本发明中的载样片为透光的固体材料制成的片。该载样片为玻璃、有机玻璃、塑料、水晶、树脂、尼龙其中的一种或多种材料制成的片。但不限于上述的透明固体材料制成的片。载样片经过物理和/或化学处理后，形成载样片。该载样片能够固定待测样品，也即待测样品通过化学和/或物理作用被固定在载样片上。
本发明中的载样片的厚度无特殊限制，优选在0.3mm至6.0mm之间。
本发明中，每个反应通道包括一个试剂入口和一个试剂出口。
图4-1和图4-2示出了本发明一实施例中多通道反应腔的结构示意图，多通道反应腔1包括试剂入口12和试剂出口13。其中：
(1)试剂入口12，用于接收输入多通道反应腔1的试剂，并将试剂导入到多通道反应腔中。
(2)试剂出口13，用于导出多通道反应腔内的试剂。
本实施例中，多通道反应腔1有多个试剂入口和多个试剂出口，试剂入口和试剂出口可以任意调换，一个为试剂入口则另一个为试剂出口。试剂从试剂入口进入，流过反应通道后，从试剂出口流出，使得试剂的流向具有方向性，可避免试剂与样品接触不充分，导致测序反应进行不完全。
图5-1和图5-2示出了本发明一实施例中多通道反应腔的俯视图，多通道反应腔1包括多个反应通道11，试剂入口12和试剂出口13。其中：
(1)反应通道11，用于固定待测样品，接收试剂。
(2)试剂入口12，用于接收输入多通道反应腔的试剂，并将试剂导入到多通道反应腔中。
(3)试剂出口13，用于导出多通道反应腔内的试剂。
本实施例中，多通道反应腔有多个反应通道，每个反应通道上固定有待测样品，每个反应通道上固定的待测样品可以相同也可以不同。当需要对多个待测样品进行测序时，每个反应通道上可以固定不同的样品。每个反应通道对应一个试剂出口一个试剂入口。本实施例的技术方案实现了多样品平行测序，并且保证了测序反应的反应充分。
图6示出了本发明一实施例中多通道反应腔的爆炸结构示意图，多通道反应腔包括密封片101、盖样片102和载样片103。其中：
(1)密封片101，用于与盖样片102和载样片103共同形成多通道反应腔。
(2)盖样片102，一面紧贴密封片101另一面紧贴载样片103，用于形成多个反应通道。
(3)载样片103，用于固定待测样品。
本实施例的技术方案中，上述密封片101、盖样片102和载样片103大小相同，或密封片101和载样片103均比盖样片102大。密封片101上有多个通孔，盖样片102上有多个中空槽，密封片012在与盖样片102的每个中空槽对应的位置上有两个通孔。密封片101贴合在盖样片102上，载样片103贴合在盖样片102上，它们与盖样片102上多个中空槽形成了多个反应通道。在盖样片102的每个中空槽对应的位置上，密封片101有两个与中空槽连通的通孔，分别形成试剂入口12和试剂出口12。待测样品固定在载样片103，固定位置为盖样片102的中空槽对应的载样片103的位置，当进行测序反应时，试剂通过试剂入口12流经每个反应通道11，与固定在载样片103上的待测样品发生测序反应，然后试剂从试剂出口13流出。在本实施例中，密封片101、盖样片102和载样片103的形状均为长方形。另外，本实施例中的另一技术方案中的盖样片可换成多个盖样片，从而形成如图4-2实施例中的多通道反应腔。上述密封片101、载样片103大小相同，盖样片102的长度与密封片101和载样片103相同，盖样片的最宽不超过密封片101或载样片102的1/2。本实施例中的另一技术方案中的原理与本实施例中的技术方案的原理相同，本实施例中的另一技术方案中的原理的详细原理见本实施例中的技术方案中。
其中，本实施例中的多通道反应腔是由密封片101、盖样片102、载样片103组成的三层结构，可拆卸，在实际使用过程中可多次重复使用。相对于现有技术中一次性使用的反应腔，本发明大大降低了设备的成本。
图7-1和图7-2示出了本发明一实施例中多通道反应腔的剖面图，多通道反应腔1包括反应通道11、试剂入口12和试剂出口13。其中：
(1)反应通道11，用于固定待测样品，接收试剂。
(2)试剂入口12，用于接收输入多通道反应腔1的试剂，并将试剂导入到多通道反应腔中。
(3)试剂出口13，用于导出多通道反应腔1内的试剂。
在本实施例中，反应通道11上固定有待测样品01，试剂从试剂入口12进入反应通道11，流经反应通道11，与反应通道11上的待测样品01发生测序反应，从试剂出口13流出，本实施例的技术方案能够保证试剂与待测样品01充分接触，进而充分发生反应。其中，相对与图7-1，图7-2所对应的反应通道的面积更大，也即点样的密度相同的情况下，所能通过小珠或直接固定的待测样品01的数量更多，也即测序通量更高。
其中，多通道反应腔包括至少两个反应通道。优选的，反应通道的个数为2至16个。
图8-1和图8-2示出了本发明一实施例中多通道反应腔的结构示意图，多通道反应腔1包括两个反应通道11，每个反应通道11有一个试剂入口12和一个试剂出口13。其中：
(1)反应通道11，用于固定待测样品，接收试剂。
(2)试剂入口12，用于接收输入多通道反应腔1的试剂，并将试剂导入到多通道反应腔中。
(3)试剂出口13，用于导出多通道反应腔1内的试剂。
上述多通道反应腔1包括两个反应通道11，两个试剂入口12和两个试剂出口13。每个反应通道11的一端为试剂入口12另一端为试剂出口13，试剂从试剂入口12流入反应通道11，流经反应通道11的试剂与固定的待测样品发生测序反应后，从试剂出口13流出。图8-1和图8-2中的试剂流向具有一定的方向性，从而使得试剂能够与待测样品充分接触，从而使得反应更充分，从而提高了测序反应的质量。同时，在相同情况下，图8-2中的反应通道的面积较之图8-1中的反应通道的面积更大，在点样密度相同的情况下，所能通过小珠或直接固定的待测样品01的数量更多，也即测序通量更高。
图9-1和9-2示出了本发明另一实施例中多通道反应腔的结构示意图，多通道反应腔1包括八个反应通道11，每个反应通道11有一个试剂入口12和一个试剂出口13。其中：
(1)反应通道11，用于固定待测样品，接收试剂。
(2)试剂入口12，用于接收输入多通道反应腔1的试剂，并将试剂导入到多通道反应腔中。
(3)试剂出口13，用于导出多通道反应腔1内的试剂。
上述多通道反应腔1包括八个反应通道11，八个试剂入口12和八个试剂出口13。其中，每个反应通道11的一端为试剂入口12另一端为试剂出口13，试剂从试剂入口12流入反应通道11，流经反应通道11的试剂与固定的待测样品发生测序反应后，从试剂出口13流出。在本实施例中，每个反应通道的面积可根据具体情况进行灵活设置，在一个较佳的应用场景中，图9-1中上述每个反应通道的面积设置为200mm2。图9-2中上述每个反应通道的面积设置为220mm2。本实施例的技术方案，既保证了多个样品平行测序，又避免了反应通道过多，而使反应通道空着且又有试剂流过而浪费的现象出现。同时，试剂从试剂入口进从试剂入口出，使得试剂的流动具有方向性，从而保证了试剂能够与待测样品充分反应，使得测序的质量更高。
图10-1和图10-2示出了本发明中多通道反应腔的另一结构示意图，多通道反应腔1包括十六个反应通道11，每个反应通道11有一个试剂入口12和一个试剂出口13。其中：
(1)反应通道11，用于固定待测样品，接收试剂。
(2)试剂入口12，用于接收输入多通道反应腔1的试剂，并将试剂导入到多通道反应腔中。
(3)试剂出口13，用于导出多通道反应腔1内的试剂。
上述多通道反应腔1包括十六个反应通道11，十六个试剂入口12和十六个试剂出口13。其中，每个反应通道11的一端为试剂入口12，另一端为试剂出口13，试剂从试剂入口12流入十六个反应通道11，流经反应通道11的试剂与固定的待测样品发生测序反应后，从试剂出口13流出。本实施例中，每个反应通道的面积可根据具体情况进行灵活设置，在一个较佳的应用场景中，每个反应通道的面积为60mm2。
本实施例的技术方案，多通道反应腔包括十六个反应通道，可以保证十六个样品同时进行测序反应，实现多通道测序反应小室的平行测序；当做对比实验时，可将同一个样品分别点样到多个通道中，使之独立进行测序反应。本技术方案中的多通道测序反应小室大大提高了测序的效率。
在本发明中，反应通道的面积和形状均存在多种方案。
关于反应通道的面积，在本发明中可优选在30mm2至500mm2之间。
在一个实施例中，每个反应通道的面积为30mm2。当样品比较少时，利用小面积的反应通道可以节约试剂，从而降低测序成本。
在另一实施例中，每个反应通道的面积为150mm2。在又一实施例中，每个反应通道的面积为500mm2。
每个反应通道的面积越大，可固定的样品越多，从而可以提高测序的通量。
关于反应通道的形状，其可为任意形状。优选的，反应通道的形状为长方形、柳叶形或正方形。
针对反应通道的形状，本发明提出一实施例，如图8-1和图8-2所示，反应通道11为柳叶形，多通道反应腔1包含多个柳叶形的反应通道11，柳叶形的的一端有一个试剂入口12，另一端有一个试剂出口13。
针对反应通道的形状，本发明提出另一实施例，如图9-1和图9-2所示，反应通道11为长方形，多通道反应腔1包含多个长方形的反应通道11，反应通道的两端分别为试剂入口12和试剂出口13。
针对反应通道的形状，本发明提出另一实施例，如图11所示，多通道反应腔1包含多个正方形的反应通道11，在反应通道11的相对两侧分别有有一个试剂入口12和一个试剂出口13。
由上可知，本发明中的多通道反应小室，对反应通道的面积进行了优化配置，不仅提高了通量，还大大降低了试剂成本。
应当说明的是，上述实施例中提供的反应通道的面积和形状并不用以限定本发明的保护范围。
图12示出了分液组件的结构示意图，分液组件包括：进液装置21和出液装置22。其中：
(1)进液装置21，与多通道反应腔连接，用于将试剂均匀的输入到多通道反应腔的多个相互独立的反应通道中。
(2)出液装置22，与多通道反应腔连接，用于接收多通道反应腔排出的试剂。
本实施例中，进液装置将试剂均匀的输入到都多通道反应腔中，保证了每个反应通道的测序反应环境相同，使得测序反应在整体上更易用控制。
图13示出了进液装置的结构示意图，进液装置包括进液口211、分液腔212和分液进口213。其中：
(1)进液口211，与分液腔212连接，用于接收试剂，并将接收的试剂传输到分液腔212中。
(2)分液腔212，用于将试剂分成多等份，并分别导入到分液进口213。
(3)分液进口213，与分液腔212和试剂入口分别连接，用于将分液腔212中的试剂传输到多通道反应腔的多个反应通道中。
本实施例中，分液腔将试剂均匀的分成多等份，通过分液进口导入到多通道测序反应小室的每个反应通道中，从而保证了每个反应通道的环境相同，使得每个反应通道的测序反应顺利进行。
图14示出了出液装置的结构示意图，出液装置包括：分液出口221和液体仓222。其中：
(1)分液出口221，与多通道反应腔的多个反应通道一一对应并连接，用于接收多通道反应腔导出的试剂。
(2)液体仓222，用于存储分液出口221接收的试剂。
图15-1和15-2示出了多通道测序反应小室的详细结构示意图。试剂从进液口211流入分液腔212，分液腔212将试剂分成M等份，将液体从M个分液进口213输出，通过管道20到达多通道反应腔1的M(2≤M≤16)个试剂入口12，试剂通过试剂入口12流入固定有待测样品的反应通道11，试剂与待测样品反应后，试剂从试剂出口13流出，经过管道20达到分液出口221，分液出口221将试剂导入到液体仓中。
在本实施例中，进液装置的进液口的个数、多通道反应腔的反应通道的个数、多通道反应腔的试剂入口的个数、多通道反应腔的试剂出口的个数、出液装置的分液出口的个数均相同。其中，进液装置的进液口的个数和出液装置的分液出口的个数根据反应通道的个数来更换，如：反应通道的个数为N(2≤N≤16，N为自然数)时，进液装置的分液进口的个数也为N，出液装置的分液出口的个数也为N。
在本发明中，当反应通道为N个时，有n(n≤N，n和N均为自然数)个反应通道固定了待测样品，则可用n个分液进口的进液装置取代N个进液口的进液装置，可用n个分液出口的出液装置取代N个分液出口的出液装置。本技术方案，可以保证每个固定有待测样品的反应通道能顺利接收试剂，并且顺利排出试剂，同时也避免了空的反应通道浪费试剂的现象。
针对多通道测序反应小室的使用，本发明提出一实施例。该多通道测序反应小室用于测序反应。首先，将待测的样品固定在多通道测序反应小室的反应通道上，也即测序反应常说的“点样”。然后，通过进液装置将试剂注入反应通道中。接着，对温度进行控制，等待测序反应进行。最后，将测序反应后的试剂导出，利用光源组件照射多通道测序反应小室，利用采图组件进行采图。
针对多通道测序反应小室的测序通量，本发明提出一实施例。当一个反应通道的面积为500mm2时，待测样品通过小珠固定在多通道测序反应小室。小珠的直径为1μm。点样密度为1×106小珠/mm2，则500mm2的反应通道可固定的小珠数为1×108个。也即测序通量为1×108。当反应通道的面积为200mm2时，待测样品通过小珠固定在多通道测序反应小室。小珠的直径为2μm。点样密度为1×105小珠/mm2，则200mm2的反应通道可固定的小珠数为2×107个。也即测序通量为2×107。
应当说明的是，本发明典型的结构但不限于多通道测序反应小室本身，在其他类似的设备中也可以应用本发明的典型结构。
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。
Claims (19)
1.一种多通道测序反应小室，其特征在于，所述多通道测序反应小室包括多通道反应腔和分液组件；
所述多通道反应腔，包括多个相互独立的反应通道，用于多个样品分别在不同的反应通道中同时进行测序反应；
所述分液组件，用于将试剂分别导入所述多通道反应腔的多个反应通道中，以及将多个反应通道中的试剂排出。
2.根据权利要求1所述的多通道测序反应小室，其特征在于，所述多通道反应腔包括密封片、盖样片和载样片；
所述密封片，用于与盖样片和载样片共同形成多通道反应腔；
所述盖样片，一面紧贴密封片另一面紧贴载样片，用于形成反应通道；
所述载样片，用于固定待测样品。
3.根据权利要求2所述的多通道测序反应小室，其特征在于，所述盖样片有M个中空槽；
在所述密封片上，与每个中空槽对应的位置有两个与中空槽连通的通孔，分别形成试剂入口和试剂出口；
所述载样片、M个中空槽、密封片配合，形成M个反应通道；
其中，M≥2，M为正整数。
4.根据权利要求2所述的多通道测序反应小室，其特征在于，所述多通道反应腔包含多个盖样片，其位于同一平面且相互间隔，分别与密封片和载样片配合形成多个独立的反应通道；
所述每相邻两个盖样片与所述密封片、载样片配合形成两个通孔，位于反应通道的两端，分别形成试剂入口和试剂出口。
5.根据权利要求4或5中任一项所述的多通道测序反应小室，其特征在于，所述试剂入口，用于接收输入多通道反应腔的试剂，并将试剂导入到多通道反应腔中；
所述试剂出口，用于导出多通道反应腔内的试剂。
6.根据权利要求2所述的多通道测序反应小室，其特征在于，所述密封片、盖样片和载样片均为透光的固体材料制成的片。
7.根据权利要求1、2、3、4或6中任一项所述的多通道测序反应小室，其特征在于，所述分液组件包括进液装置和出液装置；
所述进液装置，与多通道反应腔连接，用于将试剂均匀的输入到多通道反应腔的多个相互独立的反应通道中；
所述出液装置，与多通道反应腔连接，用于接收多通道反应腔排出的试剂。
8.根据权利要求7所述的多通道测序反应小室，其特征在于，所述进液装置包括进液口、分液腔和多个分液进口；
所述进液口，与分液腔连接，用于接收试剂，并将接收的试剂传输到分液腔中；
所述分液腔，用于将试剂分成多等份，并分别导入到多个分液进口；
所述分液进口，与分液腔和多通道反应腔连接，用于将分液腔中的试剂传输到多通道反应腔的多个反应通道中。
9.根据权利要求7所述的多通道测序反应小室，其特征在于，所述出液装置包括液体仓和多个分液出口；
所述分液出口，与多通道反应腔的多个反应通道一一对应并连接，用于接收多通道反应腔导出的试剂；
所述液体仓，用于存储分液出口接收的试剂。
10.一种基因测序仪，包括液体传输组件、多通道测序反应小室、调平调焦组件、温控组件和采图组件，其特征在于，所述多通道测序反应小室包括多通道反应腔，具有多个相互独立的反应通道，用于多个样品分别在不同的反应通道中同时进行测序反应；
所述多通道测序反应小室还包括分液组件，与所述液体传输组件相连，用于将试剂分别导入所述多通道反应腔的多个反应通道中，以及将多个反应通道中的试剂排出。
11.根据权利要求10所述的基因测序仪，其特征在于，所述多通道反应腔包括密封片、盖样片和载样片；
所述密封片，用于与盖样片和载样片共同形成多通道反应腔；
所述盖样片，一面紧贴密封片另一面紧贴载样片，用于形成反应通道；
所述载样片，用于固定待测样品。
12.根据权利要求11所述的多通道测序反应小室，其特征在于，所述盖样片有M个中空槽；
在所述密封片上，与每个中空槽对应的位置有两个与中空槽连通的通孔，分别形成试剂入口和试剂出口；
所述载样片、M个中空槽、密封片配合，形成M个反应通道；
其中，M≥2，M为正整数。
13.根据权利要求11所述的多通道测序反应小室，其特征在于，所述多通道反应腔包含多个盖样片，其位于同一平面且相互间隔，分别与密封片和载样片配合形成多个独立的反应通道；
所述每相邻两个盖样片与所述密封片、载样片配合形成两个通孔，位于反应通道的两端，分别形成试剂入口和试剂出口。
14.根据权利要求13或12中任一项所述的多通道测序反应小室，其特征在于，所述试剂入口，用于接收输入多通道反应腔的试剂，并将试剂导入到多通道反应腔中；
所述试剂出口，用于导出多通道反应腔内的试剂。
15.根据权利要求11所述的多通道测序反应小室，其特征在于，所述密封片、盖样片和载样片均为透光的固体材料制成的片。
16.根据权利要求10、11、12、13或15中任一项所述的多通道测序反应小室，其特征在于，所述分液组件包括进液装置和出液装置；
所述进液装置，与多通道反应腔连接，用于将试剂均匀的输入到多通道反应腔的多个相互独立的反应通道中；
所述出液装置，与多通道反应腔连接，用于接收多通道反应腔排出的试剂。
17.根据权利要求16所述的多通道测序反应小室，其特征在于，所述进液装置包括进液口、分液腔和多个分液进口；
所述进液口，与分液腔连接，用于接收试剂，并将接收的试剂传输到分液腔中；
所述分液腔，用于将试剂分成多等份，并分别导入到多个分液进口；
所述分液进口，与分液腔和多通道反应腔连接，用于将分液腔中的试剂传输到多通道反应腔的多个反应通道中。
18.根据权利要求16所述的多通道测序反应小室，其特征在于，所述出液装置包括液体仓和多个分液出口；
所述分液出口，与多通道反应腔的多个反应通道一一对应并连接，用于接收多通道反应腔导出的试剂；
所述液体仓，用于存储分液出口接收的试剂。
19.根据权利要求10所述的基因测序仪，其特征在于，所述基因测序仪包括至少两个多通道测序反应小室。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120627 |