CN110331075A - 封闭式测序文库制备卡盒 - Google Patents
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Abstract
公开了一种封闭式测序文库制备卡盒,包括:壳体,所述壳体内设置有从所述壳体的顶壁向下延伸的轴;圆形底盘,所述圆形底盘上设置有多个沿周向间隔分布的容纳槽,所述圆形底盘的中心处设置有供所述轴穿过的通孔,以使得所述圆形底盘能够绕所述轴在所述壳体内旋转;以及注射单元,所述注射单元位于所述壳体内,并包括与所述壳体连接的注射主体以及与所述注射主体流体连通的注射头,所述壳体上设置有供驱动机构进入以操作所述注射主体的第一孔口,所述注射头能够在所述壳体内进行升降运动以在所述注射主体的作用下对所述容纳槽的流体进行注吸。该卡盒通过注射单元来代替手工操作,能够大大提高运行效率,降低错误发生概率,避免人为添加试剂带来的实验误差及对操作者产生的潜在风险。
Description
技术领域
本公开属于基因测序技术领域,具体涉及一种封闭式测序文库制备卡盒。
背景技术
20世纪50年代以后,随着分子遗传学的发展,人们逐渐认识到基因的本质是控制生物性状、具有遗传效应的DNA片段。基因一方面能忠实地进行自我复制,以保证生物的基本特征;另一方面基因也能发生变异,导致疾病的发生。基因测序可以快速准确地获取生物遗传信息,揭示基因组的复杂性和多样性,在生命科学研究中扮演十分重要的角色;同样,基因测序对临床医学也具有十分重要的意义和价值,很多疾病的机理研究和临床诊断逐渐依赖于基因测序技术。
目前的基因测序文库制备的主要方式还是通过手工操作来完成的,加样、温浴反应、纯化、洗脱等过程都需要人为参与来完成,同时整个过程是在一个相对开放的实验室环境中来完成。这样操作的缺点就是人为操作出现误差的概率很大,结果不可控,同时样本极易对环境造成污染,同时样本之间交叉污染的风险大大增加。
发明内容
本公开的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
根据本公开的一个方面的实施例,提供了一种封闭式测序文库制备卡盒,包括:
壳体,所述壳体内设置有从所述壳体的顶壁向下延伸的轴;
圆形底盘,所述圆形底盘上设置有多个沿周向间隔分布的容纳槽,所述圆形底盘的中心处设置有供所述轴穿过的通孔,以使得所述圆形底盘能够绕所述轴在所述壳体内旋转;以及
注射单元,所述注射单元位于所述壳体内,并包括与所述壳体连接的注射主体以及与所述注射主体流体连通的注射头,所述壳体上设置有供驱动机构进入以操作所述注射主体的第一孔口,所述注射头能够在所述壳体内进行升降运动以在所述注射主体的作用下对所述容纳槽的流体进行注吸。
在一些实施例中,所述注射主体包括注射筒和注射推杆,所述注射推杆可移动地设置在所述注射筒内,所述注射推杆前端的所述注射筒内设置有注射腔,所述注射腔与所述注射头流体连通;所述注射筒与所述壳体连接,且所述注射筒的孔口与所述第一孔口相对应,以使得所述驱动机构经由所述第一孔口来驱动所述注射推杆。
在一些实施例中,在所述注射筒和所述注射推杆之间还设置有将所述注射推杆复位的第一弹性件。
在一些实施例中,所述壳体内设置有从所述壳体的顶壁向下延伸并平行于所述轴的导向柱,所述注射头上设置有与所述导向柱配合的导向孔,所述壳体上还设置有供第二驱动机构插入以驱动所述注射头运动的第二孔口。
在一些实施例中,所述导向柱的自由端和所述注射头之间的部分上套设有适用于将所述注射头复位的第二弹性件。
在一些实施例中,所述注射腔具有宝塔结构的第一连接口,所述注射头具有宝塔结构的第二连接口,所述第一连接口与所述第二连接口通过软管流体连通。
在一些实施例中,还包括密封单元,所述密封单元包括设置在所述圆形底盘的上表面的第一环形密封槽和第二环形密封槽,所述容纳槽位于所述第一环形密封槽和所述第二环形密封槽之间,所述密封单元还包括分别位于所述壳体内环绕所述圆形底盘的周向设置的的内环形侧壁,以及从所述内环形侧壁上延伸并与所述第一环形密封槽配合的第一环形凸起,以及设置在所述轴上并与所述第二环形密封槽配合的第二环形凸起。
在一些实施例中,所述第一环形凸起和第一环形密封槽之间设置有油密封,所述第二环形凸起和第二环形密封槽之间设置有油密封。
在一些实施例中,所述轴的自由端采用花瓣结构,并设置有防止所述圆形底盘脱出的倒三角部。
在一些实施例中,所述圆形底盘的底部设置有T字型驱动接口。
在一些实施例中,所述容纳槽包括至少一个用于盛放试剂的试剂装载槽和至少一个用于试剂反应的试剂反应槽。
在一些实施例中,所述试剂装载槽还包括适用于装载可拆卸容器的容器装载槽。
在一些实施例中,所述试剂反应槽呈锥形结构。
在一些实施例中,所述试剂反应槽的数量为n个,n个所述试剂反应槽位于同一圆周上,并呈等间隔排布。
在一些实施例中,所述试剂装载槽的数量为多个,多个试剂装载槽分成n组,n组试剂装载槽与n个试剂反应槽在所述圆周上交替排布。
在一些实施例中,每组试剂装载槽中的任意相邻两个所述试剂装载槽之间的夹角是相同的。
在一些实施例中,每组试剂装载槽中的至少两个所述试剂装载槽的体积是不同的。
在一些实施例中,所述壳体上还设置有与所述容纳槽对应的开口,以及与所述开口配合的密封盖。
根据本公开上述各种实施例所述的封闭式测序文库制备卡盒通过采用具有能够升降运动的注射头的注射单元来实现反应试剂及样本的吸取和添加,并通过圆形底盘在壳体内的旋转运动,使得注射头能覆盖到所有容纳槽,从而实现反应试剂及样本在不同容纳槽内的移动,从而大大提高了运行效率,降低了错误发生概率,避免了人为添加试剂带来的实验误差及对操作者产生的潜在风险。
附图说明
图1是根据本公开的一个示例性实施例的封闭式测序文库制备卡盒的立体示意图;
图2是图1所示的封闭式测序文库制备卡盒的剖视示意图;
图3是图1所示的封闭式测序文库制备卡盒的内部结构示意图;
图4是根据本公开的一种示例性实施例的封闭式测序文库制备卡盒的立体示意图;
图5是根据本公开的一种示例性实施例的封闭式测序文库制备卡盒的壳体的立体示意图;
图6是根据本公开的一种示例性实施例的封闭式测序文库制备卡盒的注射单元的立体示意图;
图7是根据本公开的一种示例性实施例的封闭式测序文库制备卡盒的注射头的立体示意图;以及
图8是根据本公开的一种示例性实施例的封闭式测序文库制备卡盒的圆形底盘的俯视示意图。
具体实施方式
虽然将参照含有本发明的较佳实施例的附图充分描述本发明,但在此描述之前应了解本领域的普通技术人员可修改本文中所描述的发明,同时获得本发明的技术效果。因此,须了解以上的描述对本领域的普通技术人员而言为一广泛的揭示,且其内容不在于限制本发明所描述的示例性实施例。
另外,在下面的详细描述中,为便于解释,阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地,一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下,公知的结构和设备以图示的方式体现以简化附图。
根据本公开的总体上的发明构思,提供了一种封闭式测序文库制备卡盒,包括:壳体,所述壳体内设置有从所述壳体的顶壁向下延伸的轴;圆形底盘,所述圆形底盘上设置有多个沿周向间隔分布的容纳槽,所述圆形底盘的中心处设置有供所述轴穿过的通孔,以使得所述圆形底盘能够绕所述轴在所述壳体内旋转;以及注射单元,所述注射单元位于所述壳体内,并包括与所述壳体连接的注射主体以及与所述注射主体流体连通的注射头,所述壳体上设置有供驱动机构进入以操作所述注射主体的第一孔口,所述注射头能够在所述壳体内进行升降运动以在所述注射主体的作用下对所述容纳槽的流体进行注吸。
如图1至图3所示,在一种示例性实施例中,本公开所提供的封闭式测序文库制备卡盒包括大致长方体形状的壳体1、圆形底盘2和注射单元。壳体1包括顶壁以及分别与顶壁连接(例如通过超声波焊接等)的四个侧壁,壳体1内设置有从壳体1的顶壁向下延伸的轴12。圆形底盘2上设置有多个沿周向间隔分布且用于盛放试剂和供试剂反应的容纳槽21、22,圆形底盘2的中心处设置有供轴12穿过的通孔23,以使得圆形底盘2能够绕轴12在壳体1内旋转。注射单元位于壳体1内,并包括与壳体1连接的注射主体3以及与注射主体3流体连通的注射头4,注射头4能够在壳体1内进行升降运动,以使得当需要从容纳槽21、22吸取试剂和/或向容纳槽21、22添加试剂时,注射头4能够下降,当圆形底盘2绕轴12旋转时,注射头4上升,以避免妨碍圆形底盘2转动。壳体1上设置有供驱动机构操作注射主体3的第一孔口13,以便驱动机构进入操作注射主体3,从而使注射头4从容纳槽21、22吸取试剂或样本和/或向容纳槽21、22添加试剂或样本。
本公开所提供的测序文库制备卡盒采用具有能够升降运动的注射头4的注射单元来实现反应试剂或样本的吸取和添加,并通过圆形底盘2在壳体1内的旋转运动,使得注射头4能覆盖到所有容纳槽21、22,从而实现反应试剂及样本在不同容纳槽21、22内的移动,从而大大提高了运行效率,降低了错误发生概率,避免了人为添加试剂带来的实验误差及对操作者产生的潜在风险。该卡盒可以与基因测序文库制备装置配合使用,实现基因测序文库的自动化制备,该卡盒可广泛适用于各大医院,科研院所,临检中心及其它任何需要基因测序文库制备的场所。
如图3和图6所示,注射主体3包括注射筒31和注射推杆32,该注射推杆32可移动地设置在注射筒31内,注射推杆32前端的注射筒31内设置有注射腔,该注射腔与注射头4流体连通;注射筒31与壳体1连接,且注射筒31的孔口与第一孔口13相对应,以使得驱动机构例如活塞杆经由第一孔口13来驱动注射推杆32,以使得注射推杆32压缩注射腔,从而使得与注射腔流体连通的注射头4从容纳槽21、22内吸取试剂或者将试剂添加到容纳槽21、22内。其中,吸取的试剂的量可通过驱动机构来控制注射推杆32的移动距离来实现。
如图6所示,在一种示例性实施例中,在注射筒31和注射推杆32之间还设置有将注射推杆32复位的弹性件33,例如弹簧。然而,本领域的技术人员应当理解,也可以通过与注射推杆32直接连接的活塞杆驱动注射推杆32复位。此外,在注射筒31和壳体之间设置有密封圈35,在注射推杆32和注射筒31之间也设置有密封圈34。
如图6和图7所示,在一种示例性实施例中,注射腔具有宝塔结构的第一连接口36,注射头4内形成有流体通道45以及与流体通道45连通并具有宝塔结构的第二连接口41,该第二连接口41位于注射头的侧面上,第一连接口36与第二连接口41通过软管5流体连通。这样可以便于注射头4的升降,同时通过将软管5与宝塔结构的连接口连接,能够保证软管5和宝塔结构的连接可靠性。此外,在流体通道45的顶部设置有密封盖44,在密封盖44上设置有密封圈43。
如图2、图3和图7所示,在一种示例性实施例中,壳体1内设置有从壳体1的顶壁向下延伸并平行于轴12的两根导向柱7,注射头4上设置有分别与两根导向柱7配合的两个导向孔42,以引导注射头4进行升降运动。壳体1上还设置有与注射头4对应的第二孔口14,以使得另一驱动机构例如活塞杆插入第二孔口14内以推动注射头4进行升降。当需要向容纳槽21、22内移液时,通过驱动机构驱动注射头4下降,当圆形底盘2能够绕轴旋转时,注射头4上升,以避免妨碍圆形底盘2转动。注射头4上下运动的范围是最低时注射头4的底端能达到容纳槽21、22的最深处,最高时能使注射头4高于圆形底盘2的上表面。
如图2所示,在一种示例性实施例中,导向柱7的自由端和注射头4之间的部分上套设有适用于将注射头4复位的第二弹性件8,例如弹簧。然而,本领域的技术人员应当理解,也可以通过与注射头4直接连接的活塞杆驱动注射头4复位。
如图2、图4、图5和图8所示,在一种示例性实施例中,该文库制备卡盒还包括密封单元,该密封单元包括设置在所述圆形底盘2的上表面的第一环形密封槽26和第二环形密封槽25,所述容纳槽21、22位于所述第一环形密封槽26和所述第二环形密封槽25之间,所述密封单元还包括位于所述壳体1内环绕所述圆形底盘2的周向设置的内环形侧壁19,以及从所述内环形侧壁19上延伸并与所述第一环形密封槽26配合的第一环形凸起16,以及设置在所述轴12上并与所述第二环形密封槽25配合的第二环形凸起15。这样使得整个文库构建过程在密封的环境中进行,避免了对环境造成污染。
为了进一步提高该测序文库制备卡盒的密封效果,在第一环形凸起16和第一环形密封槽26之间设置有密封油,第二环形凸起15和第二环形密封槽25之间设置有密封油,以使得第一环形凸起16和第一环形密封槽26之间形成油密封,且第二环形凸起15和第二环形密封槽25之间形成油密封。
如图2和图5所示,在一种示例性实施例中,轴12的自由端采用花瓣结构,并设置有防止圆形底盘2脱出的倒三角部17。这样可以通过花瓣结构的收缩以将圆形底盘2套设在轴12上时,当圆形底盘2套设在轴12上后,花瓣结构张开,并通过倒三角部17阻挡圆形底盘2从轴12上脱离。
如图4所示,在一种示例性实施例中,圆形底盘2的底部设置有T字型驱动接口24,该T字型驱动接口24用于与驱动装置配合,以通过驱动装置驱动圆形底盘2的旋转运动。
如图3和图8所示,在一种示例性实施例中,容纳槽21、22包括24个用于盛放试剂的试剂装载槽21和4个用于试剂反应的试剂反应槽22,且这4个试剂反应槽22位于同一圆周上,并呈等间隔排布。这样可以完成扩增建库,捕获建库及其它普通PCR反应,一盒多用。需要说明的是,本领域的技术人员应当理解,在本公开的其它一些实施例中,试剂装载槽21的数量也可以为其它数值,例如18个、32个等。类似地,试剂反应槽22的数量也可以为其它竖直,例如3个、5个等。
如图3和图8所示,24个试剂装载槽21的数量分成4组,4组试剂装载槽21与4个试剂反应槽22在同一圆周上交替排布。每组试剂装载槽21中的任意相邻两个试剂装载槽21之间的夹角是相同的,并优选第一组中的相邻两个试剂装载槽21、第二组中的相邻两个试剂装载槽21、第三组中的相邻两个试剂装载槽21以及第四组中的中的相邻两个试剂装载槽的夹角21均是相同的。此外,每组试剂装载槽21中的至少两个试剂装载槽21的体积是不同的。优选试剂反应槽22呈锥形结构,以便于放入加热头的锥形孔内进行加热。
需要说明的是,本领域的技术人员应当理解,在本公开的其它一些实施例中,多个试剂装载槽21也可以分成n组,例如n为2个,5个等,优选n等于试剂反应槽22的数量,进一步优选n组试剂装载槽21与n个试剂反应槽在同一圆周上交替地排布。
如图8所示,在一种示例性实施例中,试剂装载槽21还包括适用于装载可拆卸容器的容器装载槽21A,以方便存放需不同温度存放的试剂。
如图1所示,在一种示例性实施例中,壳体1上还设置有与容纳槽21、22对应(例如与容纳槽所在的圆周对应)的开口,以便于经由该开口向容纳槽21、22加入样本或取出反应产物,此外,该卡盒还包括与开口配合的密封盖9。
如图1所示,在一种示例性实施例中,壳体1上还设置有防倒装卡口18,以防止壳体1倒装,提供工作效率。
本领域的技术人员可以理解,上面所描述的实施例都是示例性的,并且本领域的技术人员可以对其进行改进,各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合。
在详细说明本发明的较佳实施例之后,熟悉本领域的技术人员可清楚的了解,在不脱离随附权利要求的保护范围与精神下可进行各种变化与改变,且本发明亦不受限于说明书中所举示例性实施例的实施方式。
Claims (18)
1.一种封闭式测序文库制备卡盒,包括:
壳体,所述壳体内设置有从所述壳体的顶壁向下延伸的轴;
圆形底盘,所述圆形底盘上设置有多个沿周向间隔分布的容纳槽,所述圆形底盘的中心处设置有供所述轴穿过的通孔,以使得所述圆形底盘能够绕所述轴在所述壳体内旋转;以及
注射单元,所述注射单元位于所述壳体内,并包括与所述壳体连接的注射主体以及与所述注射主体流体连通的注射头,所述壳体上设置有供驱动机构进入以操作所述注射主体的第一孔口,所述注射头能够在所述壳体内进行升降运动以在所述注射主体的作用下对所述容纳槽的流体进行注吸。
2.根据权利要求1所述的封闭式测序文库制备卡盒,其中,所述注射主体包括注射筒和注射推杆,所述注射推杆可移动地设置在所述注射筒内,所述注射推杆前端的所述注射筒内设置有注射腔,所述注射腔与所述注射头流体连通;所述注射筒与所述壳体连接,且所述注射筒的孔口与所述第一孔口相对应,以使得所述驱动机构经由所述第一孔口来驱动所述注射推杆。
3.根据权利要求2所述的封闭式测序文库制备卡盒,其中,在所述注射筒和所述注射推杆之间还设置有将所述注射推杆复位的第一弹性件。
4.根据权利要求2所述的封闭式测序文库制备卡盒,其中,所述壳体内设置有从所述壳体的顶壁向下延伸并平行于所述轴的导向柱,所述注射头上设置有与所述导向柱配合的导向孔,所述壳体上还设置有供第二驱动机构插入以驱动所述注射头运动的第二孔口。
5.根据权利要求4所述的封闭式测序文库制备卡盒,其中,所述导向柱的自由端和所述注射头之间的部分上套设有适用于将所述注射头复位的第二弹性件。
6.根据权利要求2所述的封闭式测序文库制备卡盒,其中,所述注射腔具有宝塔结构的第一连接口,所述注射头具有宝塔结构的第二连接口,所述第一连接口与所述第二连接口通过软管流体连通。
7.根据权利要求1所述的封闭式测序文库制备卡盒,其中,还包括密封单元,所述密封单元包括设置在所述圆形底盘的上表面的第一环形密封槽和第二环形密封槽,所述容纳槽位于所述第一环形密封槽和所述第二环形密封槽之间,所述密封单元还包括分别位于所述壳体内环绕所述圆形底盘的周向设置的内环形侧壁,以及从所述内环形侧壁上延伸并与所述第一环形密封槽配合的第一环形凸起,以及设置在所述轴上并与所述第二环形密封槽配合的第二环形凸起。
8.根据权利要求7所述的封闭式测序文库制备卡盒,其中,所述第一环形凸起和第一环形密封槽之间设置有油密封,所述第二环形凸起和第二环形密封槽之间设置有油密封。
9.根据权利要求1所述的封闭式测序文库制备卡盒,其中,所述轴的自由端采用花瓣结构,并设置有防止所述圆形底盘脱出的倒三角部。
10.根据权利要求1所述的封闭式测序文库制备卡盒,其中,所述圆形底盘的底部设置有T字型驱动接口。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的封闭式测序文库制备卡盒,其中,所述容纳槽包括至少一个用于盛放试剂的试剂装载槽和至少一个用于试剂反应的试剂反应槽。
12.根据权利要求11所述的封闭式测序文库制备卡盒,其中,所述试剂装载槽还包括适用于装载可拆卸容器的容器装载槽。
13.根据权利要求11所述的封闭式测序文库制备卡盒,其中,所述试剂反应槽呈锥形结构。
14.根据权利要求11所述的封闭式测序文库制备卡盒,其中,所述试剂反应槽的数量为n个,n个所述试剂反应槽位于同一圆周上,并呈等间隔排布。
15.根据权利要求14所述的封闭式测序文库制备卡盒,其中,所述试剂装载槽的数量为多个,多个试剂装载槽分成n组,n组试剂装载槽与n个试剂反应槽在所述圆周上交替排布。
16.根据权利要求15所述的封闭式测序文库制备卡盒,其中,每组试剂装载槽中的任意相邻两个所述试剂装载槽之间的夹角是相同的。
17.根据权利要求15所述的封闭式测序文库制备卡盒,其中,每组试剂装载槽中的至少两个所述试剂装载槽的体积是不同的。
18.根据权利要求1-10中任一项所述的封闭式测序文库制备卡盒,其中,所述壳体上还设置有与所述容纳槽对应的开口,以及与所述开口配合的密封盖。
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