專(zhuān)利名稱(chēng)：一種對(duì)生物樣品處理及測(cè)序進(jìn)行自動(dòng)化控制的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基因工程領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種對(duì)生物樣品處理及測(cè)序進(jìn)行自動(dòng)化控制的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
最初的基因測(cè)序技術(shù)是通過(guò)手工操作進(jìn)行的，包括Sanger發(fā)明的雙脫氧鏈終止法，以及Maxam和Gilbert發(fā)明的化學(xué)降解法。由于手工操作效率較低，且容易發(fā)生人為操作失誤，因此利用基因測(cè)序儀進(jìn)行測(cè)序現(xiàn)已成為了測(cè)序技術(shù)的主流。在現(xiàn)階段，若要對(duì)基因片段進(jìn)行測(cè)序或者數(shù)據(jù)分析，需首先從生物個(gè)體，例如組織細(xì)胞、細(xì)菌等提取基因材料(RNA)，并利用轉(zhuǎn)錄和合成得到DNA片段，一般通過(guò)這種方法得到的DNA片段都是少量的。然后對(duì)DNA片段進(jìn)行擴(kuò)增，例如可以利用聚合酶鏈反應(yīng) (Polymerase Chain Reaction，PCR)、轉(zhuǎn)錄法等進(jìn)行擴(kuò)增，得到大量的基因片段，然后再基于擴(kuò)增后的基因片段進(jìn)行測(cè)序或數(shù)據(jù)分析。因此在正式測(cè)序前需要做大量前期的樣品制備工作，這些工作一直以來(lái)都是采用手工操作進(jìn)行的，而且將制備好的樣品設(shè)置到測(cè)序儀中也是通過(guò)手動(dòng)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。這就存在兩方面的問(wèn)題一方面手工進(jìn)行樣品制備需要花費(fèi)大量時(shí)間，另一方面手工操作難以保證每一次樣品制備的質(zhì)量，將直接影響測(cè)序能夠順利進(jìn)行，也會(huì)影響測(cè)序結(jié)果的準(zhǔn)確性。另外，到了測(cè)序階段，就基因測(cè)序儀本身的控制而言，目前基因測(cè)序儀的測(cè)序過(guò)程由一系列機(jī)械、電子通信、生物、化學(xué)、光學(xué)等操作所組成，這些操作分別由基因測(cè)序儀中對(duì)應(yīng)的組件所執(zhí)行，替代了單純的手工操作。但是也面臨以下問(wèn)題一方面，由于基因測(cè)序?qū)鹊囊蠓浅８撸瑢儆诩{米級(jí)，任何一個(gè)組件的操作出現(xiàn)偏差都會(huì)導(dǎo)致測(cè)序結(jié)果不理想； 另一方面，整個(gè)測(cè)序過(guò)程涉及的具體步驟非常繁瑣，需要基因測(cè)序儀中的各組件之間進(jìn)行協(xié)同運(yùn)作。也就是說(shuō)，測(cè)序過(guò)程不僅要求基因測(cè)序儀中各組件準(zhǔn)確、快速地執(zhí)行各項(xiàng)操作， 還要求各組件之間進(jìn)行良好的配合。在具體應(yīng)用中，基因測(cè)序儀進(jìn)行測(cè)序時(shí)涉及的因素非常復(fù)雜，包括對(duì)試劑劑量及類(lèi)型、反應(yīng)溫度、時(shí)間、潔凈度、納米級(jí)位移、聚焦調(diào)節(jié)、發(fā)光強(qiáng)度、光路調(diào)節(jié)、曝光時(shí)間計(jì)算、圖像拍攝等多方面的控制，而且每個(gè)方面的要求非常高，因此要保證測(cè)序過(guò)程順利進(jìn)行，難度很大。僅以試劑劑量及類(lèi)型的控制進(jìn)行說(shuō)明，由于基因測(cè)序過(guò)程中對(duì)試劑劑量的控制一般在微升級(jí)，且需要在不同的反應(yīng)階段進(jìn)行多次不同劑量的吸取導(dǎo)入，加上每次所選取的試劑類(lèi)型都可能存在差異，因此對(duì)試劑的劑量、類(lèi)型的把握提出了較高的要求。若由人工操作進(jìn)行試劑吸取，或人工控制儀器進(jìn)行試劑吸取，都存在以下問(wèn)題一方面很難精確控制劑量，而劑量的細(xì)微差別會(huì)導(dǎo)致不同的生化反應(yīng)結(jié)果，也就會(huì)直接影響測(cè)序結(jié)果；另一方面， 人為參與需要對(duì)反應(yīng)不同階段的各種試劑類(lèi)型進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，即便一個(gè)小環(huán)節(jié)上的失誤就會(huì)導(dǎo)致生化反應(yīng)失敗，使得整個(gè)測(cè)序過(guò)程全盤(pán)失敗。此外，由于測(cè)序過(guò)程從樣品制備、上樣、 測(cè)序、數(shù)據(jù)分析直到得出測(cè)序結(jié)果，每個(gè)階段都需要一定的周期，如果上述試劑劑量及類(lèi)型的控制存在失誤，人工操作無(wú)法進(jìn)行監(jiān)控，不能在后續(xù)過(guò)程中及時(shí)糾錯(cuò)，即便得知最終的測(cè)序結(jié)果失敗也很難查找到測(cè)序過(guò)程失敗的根本原因，還浪費(fèi)了大量的時(shí)間和價(jià)格昂貴的試劑。除開(kāi)試劑劑量及類(lèi)型的因素，其他各種因素，包括前述的反應(yīng)溫度、時(shí)間、潔凈度、 納米級(jí)位移、聚焦調(diào)節(jié)、發(fā)光強(qiáng)度、光路調(diào)節(jié)、曝光時(shí)間計(jì)算、圖像拍攝等，均存在上述的類(lèi)似情形，如果沒(méi)有自動(dòng)化的控制系統(tǒng)進(jìn)行操作，整個(gè)測(cè)序過(guò)程將很難順利展開(kāi)，而要想穩(wěn)定、快速地獲得準(zhǔn)確的測(cè)序結(jié)果就更難了。因此需要一種對(duì)生物樣品處理及基因測(cè)序儀的測(cè)序過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)化控制的方法， 解決上述難題，保證測(cè)序過(guò)程能夠順利、高效率地進(jìn)行，并提高測(cè)序結(jié)果的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種對(duì)生物樣品處理及測(cè)序進(jìn)行自動(dòng)化控制的方法及系統(tǒng)，旨在提高測(cè)序過(guò)程的穩(wěn)定性和效率，同時(shí)提高測(cè)序結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，所述對(duì)生物樣品處理及測(cè)序進(jìn)行自動(dòng)化控制的系統(tǒng)包括樣品控制單元、反應(yīng)控制單元、定位控制單元、采圖控制單元；所述樣品控制單元用于控制生物樣品的制備，生成反應(yīng)體系并將其設(shè)置到基因測(cè)序儀中；所述反應(yīng)控制單元用于控制基因測(cè)序儀將試劑導(dǎo)入反應(yīng)體系，并在測(cè)序過(guò)程中調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的溫度；所述定位控制單元用于控制反應(yīng)體系在基因測(cè)序儀中的移動(dòng)，并確定采圖位置；所述采圖控制單元用于激發(fā)反應(yīng)體系中核苷酸攜帶的標(biāo)記物發(fā)光，并在所述采圖位置獲取圖像信號(hào)。其中，所述樣品控制單元包括體系制備模塊、上樣控制模塊；所述體系制備模塊根據(jù)生物樣品制備待測(cè)的基因片段庫(kù)，并處理成測(cè)序所需的反應(yīng)體系；所述上樣控制模塊將反應(yīng)體系設(shè)置到基因測(cè)序儀中的確定位置。其中，所述反應(yīng)控制單元包括試劑控制模塊、溫控模塊；所述試劑控制模塊用于控制基因測(cè)序儀對(duì)試劑進(jìn)行選擇，并吸取對(duì)應(yīng)的試劑，導(dǎo)入反應(yīng)體系；所述溫控模塊用于將反應(yīng)體系的溫度控制在反應(yīng)所需的溫度。其中，所述定位控制單元包括位移模塊、聚焦模塊；所述位移模塊用于檢測(cè)反應(yīng)體系在基因測(cè)序儀中的當(dāng)前位置，并控制其移動(dòng)到其所在平面上的目標(biāo)位置；所述聚焦模塊用于控制基因測(cè)序儀的焦距調(diào)節(jié)，確定反應(yīng)體系的采圖位置。其中，所述聚焦模塊通過(guò)調(diào)節(jié)顯微鏡與反應(yīng)小室之間的距離，將清晰度最佳的位置確定為采圖位置。其中，所述采圖控制單元包括激發(fā)模塊、拍照模塊、圖像存取模塊；所述激發(fā)模塊用于控制特定波長(zhǎng)的激發(fā)光照射反應(yīng)體系，使反應(yīng)體系中核苷酸攜帶的標(biāo)記物發(fā)光；所述拍照模塊確定曝光時(shí)間，并采用所述曝光時(shí)間對(duì)反應(yīng)體系拍照，獲取圖像信號(hào)；所述圖像存取模塊與拍照模塊進(jìn)行通信，用于保存獲取的圖像信號(hào)。為了更好地實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，所述對(duì)生物樣品處理及測(cè)序進(jìn)行自動(dòng)化控制的方法， 其特征在于，所述方法包括以下步驟:A.控制生物樣品的制備，生成反應(yīng)體系并將其設(shè)置到基因測(cè)序儀中；B.控制基因測(cè)序儀將試劑導(dǎo)入反應(yīng)體系，并調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的溫度；C.控制反應(yīng)體系在基因測(cè)序儀中的移動(dòng)，并確定采圖位置；D.激發(fā)反應(yīng)體系中核苷酸攜帶的標(biāo)記物發(fā)光，并在所述采圖位置獲取圖像信號(hào)。其中，所述步驟A包括:A1.根據(jù)生物樣品制備待測(cè)的基因片段庫(kù)，并處理成測(cè)序所需的反應(yīng)體系；A2.將所述反應(yīng)體系設(shè)置到基因測(cè)序儀中的確定位置。其中，所述步驟B包括B1.控制基因測(cè)序儀對(duì)試劑進(jìn)行選擇，并吸取對(duì)應(yīng)的試劑， 導(dǎo)入反應(yīng)體系；B2.將反應(yīng)體系的溫度控制在反應(yīng)所需的溫度。其中，所述步驟C包括C1.檢測(cè)反應(yīng)體系在基因測(cè)序儀中的當(dāng)前位置，并控制其移動(dòng)到其所在平面上的目標(biāo)位置；C2.控制基因測(cè)序儀的焦距調(diào)節(jié)，確定反應(yīng)體系的采圖位置。其中，所述步驟C2包括通過(guò)調(diào)節(jié)顯微鏡與反應(yīng)小室之間的距離，將清晰度最佳的位置確定為采圖位置。其中，所述步驟D包括D1.控制特定波長(zhǎng)的激發(fā)光照射反應(yīng)體系，使反應(yīng)體系中核苷酸攜帶的標(biāo)記物發(fā)光；D2.確定曝光時(shí)間，并采用所述曝光時(shí)間對(duì)反應(yīng)體系拍照，獲取圖像信號(hào)；D3.保存獲取的圖像信號(hào)。由上可知，本發(fā)明通過(guò)對(duì)生物樣品的制備及上樣進(jìn)行自動(dòng)化控制，以及對(duì)基因測(cè)序的測(cè)序過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)化控制，不僅提高了測(cè)序過(guò)程的穩(wěn)定性和效率，而且提高了測(cè)序結(jié)果的準(zhǔn)確性。


圖1是本發(fā)明對(duì)生物樣品處理及測(cè)序進(jìn)行自動(dòng)化控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中的控制系統(tǒng)1在一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2中的樣品控制單元400在一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖2中的反應(yīng)控制單元100在一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖2中的定位控制單元200在一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是圖2中的采圖控制單元300在一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中對(duì)生物樣品處理及測(cè)序進(jìn)行自動(dòng)化控制的方法流程圖；圖8是圖7中步驟SO在一個(gè)實(shí)施例中的方法流程圖；圖9是圖7中步驟Sl在一個(gè)實(shí)施例中的方法流程圖；圖10是圖7中步驟S2在一個(gè)實(shí)施例中的方法流程圖；圖11是圖7中步驟S3在一個(gè)實(shí)施例中的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖1示出了本發(fā)明對(duì)生物樣品處理及測(cè)序進(jìn)行自動(dòng)化控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)1，和與其相連的至少一臺(tái)基因測(cè)序儀，如圖所示的基因測(cè)序儀2、基因測(cè)序儀
3......基因測(cè)序儀N。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，本發(fā)明所有圖示中各設(shè)備或模塊之間的連接關(guān)系是
為了清楚闡釋其信息交互及控制過(guò)程的需要，因此應(yīng)當(dāng)視為邏輯上的控制關(guān)系，而不應(yīng)限于物理連接或無(wú)線連接。另外需要說(shuō)明的是，各功能模塊之間的通信方式可以采取多種，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)限定為某種特定類(lèi)型的通信方式。其中(1)控制系統(tǒng)1用于與至少一臺(tái)基因測(cè)序儀進(jìn)行通信，其各個(gè)功能模塊分別控制基因測(cè)序儀中對(duì)應(yīng)的各個(gè)組件，或者，控制基因測(cè)序儀的測(cè)序過(guò)程。主要包括控制基因測(cè)序儀將試劑導(dǎo)入反應(yīng)體系，并調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的溫度；控制反應(yīng)體系在基因測(cè)序儀中的移動(dòng)， 并確定采圖位置；激發(fā)反應(yīng)體系中核苷酸攜帶的標(biāo)記物發(fā)光，并在上述采圖位置獲取圖像信號(hào)。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，上述控制方式適用于各種類(lèi)型的基因測(cè)序儀，因此本發(fā)明中控制方法及系統(tǒng)的保護(hù)范圍不應(yīng)受到基因測(cè)序儀本身結(jié)構(gòu)的限制。關(guān)于控制系統(tǒng)1的具體內(nèi)容，將在其后的實(shí)施例中詳細(xì)闡述。(2)基因測(cè)序儀N由多個(gè)組件構(gòu)成，分別與控制系統(tǒng)1中的各個(gè)功能模塊對(duì)應(yīng)，接受并執(zhí)行這些功能模塊的各項(xiàng)指令，從而協(xié)同完成測(cè)序。這些組件包括用于吸取試劑并導(dǎo)入反應(yīng)體系的組件，用于對(duì)反應(yīng)體系的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)的組件，容納有反應(yīng)體系并可在基因測(cè)序儀內(nèi)移動(dòng)的組件，用于確定采圖位置的組件，用于導(dǎo)入激發(fā)光的組件，用于采集圖像信號(hào)的組件等。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，不同類(lèi)型的基因測(cè)序儀具有不同的內(nèi)部組件，或者內(nèi)部組件的外在表現(xiàn)形式有所不同，但所實(shí)現(xiàn)的功能是一致的，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)受到這些因素的限制。還應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，各組件之間不一定完全獨(dú)立，實(shí)現(xiàn)不同功能的各組件可能會(huì)涉及一個(gè)或多個(gè)相同的部件。關(guān)于基因測(cè)序儀N中的部分組件構(gòu)成，可參考申請(qǐng)人的已公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮镃N200810132008. 8，發(fā)明名稱(chēng)為“測(cè)序反應(yīng)小室、基因測(cè)序反應(yīng)臺(tái)及基因測(cè)序系統(tǒng)”，本發(fā)明也將在其后的實(shí)施例中進(jìn)行具體闡述。關(guān)于反應(yīng)體系需要說(shuō)明的是，該反應(yīng)體系包含多個(gè)相互獨(dú)立的反應(yīng)滴，每個(gè)反應(yīng)滴包含多個(gè)拷貝數(shù)目的待測(cè)DNA片段，在本發(fā)明中一般是上千萬(wàn)甚至上億的數(shù)量級(jí)。在測(cè)序過(guò)程中，反應(yīng)體系中待測(cè)的DNA片段將與帶有標(biāo)記物的核苷酸結(jié)合，該標(biāo)記物可以受到特定波長(zhǎng)的光源激發(fā)，使帶有該標(biāo)記物的微珠發(fā)光，這樣就可以采集圖像信號(hào)，并根據(jù)圖像信號(hào)進(jìn)行處理和分析，得到基因序列信息。圖2示出了圖1中的控制系統(tǒng)1在第一實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)，包括樣品控制單元400、 反應(yīng)控制單元100、定位控制單元200、采圖控制單元300。其中(1)樣品控制單元400用于控制生物樣品的制備，生成反應(yīng)體系并將其設(shè)置到基因測(cè)序儀中。需要說(shuō)明的是，樣品控制單元400與控制系統(tǒng)1中其他單元之間應(yīng)當(dāng)視為邏輯上的控制關(guān)系，而不應(yīng)限于物理連接或無(wú)線連接。樣品控制單元400所控制的硬件部分可以存在于基因測(cè)序儀內(nèi)部，也可以在基因測(cè)序儀外部獨(dú)立存在，不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。例如，基因測(cè)序儀內(nèi)部具有與樣品控制單元400對(duì)應(yīng)的多個(gè)組件，樣品控制單元 400實(shí)際上是通過(guò)控制部分組件的操作，將所采集到的生物樣品制備成所需的反應(yīng)體系，并通過(guò)控制另一部分組件的操作，將該反應(yīng)體系安裝或設(shè)置到基因測(cè)序儀中適當(dāng)?shù)奈恢谩Ｔ囈砸环N類(lèi)型的基因測(cè)序儀為例說(shuō)明上述控制過(guò)程，在該具體情形中，基因測(cè)序儀內(nèi)包括與樣品控制單元400對(duì)應(yīng)的如下組件(1)文庫(kù)制備組件，用于將生物樣品制備成待測(cè)的基因片段庫(kù)；(2)反應(yīng)體系制備組件，用于將待測(cè)的基因片段制備成測(cè)序所需的反應(yīng)體系；(3) 機(jī)械手，將反應(yīng)體系安裝到基因測(cè)序儀中適當(dāng)?shù)奈恢茫话闶前惭b在樣品臺(tái)中。在該情形下，樣品控制單元400的控制過(guò)程是通過(guò)控制文庫(kù)制備組件將生物樣品制備成待測(cè)的基因片段庫(kù)，再進(jìn)一步控制反應(yīng)體系制備組件將基因片段制備成測(cè)序所需的反應(yīng)體系，然后控制機(jī)械手進(jìn)行安裝。關(guān)于樣品控制單元400的具體功能模塊及控制方式，將在其后的實(shí)施例中詳細(xì)闡述。
(2)反應(yīng)控制單元100用于控制基因測(cè)序儀將試劑導(dǎo)入反應(yīng)體系，并在測(cè)序過(guò)程中調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的溫度。在本發(fā)明中，基因測(cè)序儀內(nèi)部具有與反應(yīng)控制單元100對(duì)應(yīng)的多個(gè)組件，反應(yīng)控制單元100實(shí)際上是通過(guò)控制部分組件的操作，將試劑導(dǎo)入反應(yīng)體系，并通過(guò)控制另一部分組件的操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)體系溫度的調(diào)節(jié)。試以一種類(lèi)型的基因測(cè)序儀為例說(shuō)明上述控制過(guò)程，在該具體情形中，基因測(cè)序儀內(nèi)包括與反應(yīng)控制單元100對(duì)應(yīng)的如下組件(1)試劑臺(tái)，用于放置或容納多種可供吸取的試劑；(2)機(jī)械手，用于在不同的反應(yīng)階段選擇合適的試劑；(3)泵及軟管，用于吸取所選擇的試劑，其中軟管固定在機(jī)械手上；(4)樣品臺(tái)，其包含反應(yīng)小室，用于容納反應(yīng)體系；(5)溫控器，與反應(yīng)小室相連，其包括用于檢測(cè)反應(yīng)小室溫度的溫度傳感器，以及給反應(yīng)小室加熱的升溫裝置。在該情形下，反應(yīng)控制單元100的控制過(guò)程是通過(guò)控制機(jī)械手、泵及軟管，將試劑導(dǎo)入反應(yīng)體系，并通過(guò)溫度傳感器檢測(cè)溫度，以及控制升溫裝置給反應(yīng)小室加熱，從而調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的溫度。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，對(duì)于不同類(lèi)型的基因測(cè)序儀，其所包括的組件的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)或數(shù)量可能存在差異，但反應(yīng)控制單元 100的控制過(guò)程在基本原理上是一致的，因此保護(hù)范圍不應(yīng)受到上述因素的限制。關(guān)于反應(yīng)控制單元100的具體功能模塊及控制方式，將在其后的實(shí)施例中詳細(xì)闡述。(2)定位控制單元200用于控制反應(yīng)體系在基因測(cè)序儀中的移動(dòng)，并確定采圖位置。在本發(fā)明中，基因測(cè)序儀內(nèi)部具有與定位控制單元200對(duì)應(yīng)的多個(gè)組件，定位控制單元200實(shí)際上是通過(guò)控制部分組件的操作，從而控制反應(yīng)體系在基因測(cè)序儀中的移動(dòng)，并通過(guò)控制另一部分組件的操作，從而確定采圖位置。試以一種類(lèi)型的基因測(cè)序儀為例說(shuō)明上述控制過(guò)程，在該具體情形中，基因測(cè)序儀內(nèi)包括如下與定位控制單元200對(duì)應(yīng)的組件(1)樣品臺(tái)，即前述內(nèi)容提及的樣品臺(tái)，其包含反應(yīng)小室，用于容納反應(yīng)體系，如前所述，各組件之間不一定完全獨(dú)立，實(shí)現(xiàn)不同功能的各組件可能會(huì)涉及一個(gè)或多個(gè)相同的部件；(2)顯微鏡，用于對(duì)聚焦進(jìn)行調(diào)節(jié)。在該情形下，定位控制單元200的控制過(guò)程是通過(guò)控制樣品臺(tái)的移動(dòng)，使反應(yīng)體系移動(dòng)到基因測(cè)序儀中合適的位置，并通過(guò)控制顯微鏡與反應(yīng)小室之間的距離，從而確定合適的采圖位置。關(guān)于定位控制單元200的具體功能模塊及控制方式，將在其后的實(shí)施例中詳細(xì)闡述。(3)采圖控制單元300用于激發(fā)反應(yīng)體系中核苷酸攜帶的標(biāo)記物發(fā)光，并在上述采圖位置獲取圖像信號(hào)。在本發(fā)明中，基因測(cè)序儀內(nèi)部具有與采圖控制單元300對(duì)應(yīng)的多個(gè)組件，采圖控制單元300實(shí)際上是通過(guò)控制部分組件的操作，從而激發(fā)反應(yīng)體系中核苷酸攜帶的標(biāo)記物發(fā)光，并通過(guò)控制另一部分組件的操作，從而在采圖位置獲取圖像信號(hào)。試以一種類(lèi)型的基因測(cè)序儀為例說(shuō)明上述控制過(guò)程，在該具體情形中，基因測(cè)序儀內(nèi)包括如下與采圖控制單元300對(duì)應(yīng)的組件(1)激發(fā)光源；(2)CCD，用于拍攝圖像。在該情形下，采圖控制單元300 的控制過(guò)程是通過(guò)控制激發(fā)光源發(fā)光，激發(fā)反應(yīng)體系中核苷酸攜帶的標(biāo)記物發(fā)光，并通過(guò)控制CCD拍攝圖像，從而獲取圖像信號(hào)。關(guān)于采圖控制單元300的具體功能模塊及控制方式，將在其后的實(shí)施例中詳細(xì)闡述。在具體應(yīng)用中，圖2所示的上述系統(tǒng)利用樣品控制單元400、反應(yīng)控制單元100、定位控制單元200、采圖控制單元300對(duì)基因測(cè)序儀中對(duì)應(yīng)的各組件分別進(jìn)行自動(dòng)化操作，且能對(duì)不同組件進(jìn)行有效的協(xié)調(diào)。更為重要的是，每項(xiàng)操作均充分考慮了基因測(cè)序各階段的技術(shù)特點(diǎn)，包括反應(yīng)控制單元100對(duì)試劑劑量及類(lèi)型、反應(yīng)溫度、時(shí)間、潔凈度等的控制，定位控制單元200對(duì)納米級(jí)位移、聚焦調(diào)節(jié)等的控制，采圖控制單元300對(duì)發(fā)光強(qiáng)度、光路調(diào)節(jié)、曝光時(shí)間計(jì)算、圖像拍攝等的控制，均按照嚴(yán)格指標(biāo)進(jìn)行精確的操作。因此本發(fā)明的系統(tǒng)能大幅度提高測(cè)序過(guò)程的穩(wěn)定性和效率，以及測(cè)序結(jié)果的準(zhǔn)確性。圖3示出了圖2中的樣品控制單元400在一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)，包括體系制備模塊401、上樣控制模塊402。其中(1)體系制備模塊401根據(jù)生物樣品制備待測(cè)的基因片段庫(kù)，并生成測(cè)序所需的反應(yīng)體系。在本發(fā)明中，反應(yīng)體系的樣品制備過(guò)程是通過(guò)一個(gè)油包水的單分子DNA片段擴(kuò)增體系來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在油包水的體系中包含大量相互獨(dú)立的反應(yīng)滴，每個(gè)反應(yīng)滴包含一個(gè)微珠，其上結(jié)合有待測(cè)的DNA片段。通過(guò)對(duì)油包水的體系進(jìn)行PCR擴(kuò)增，每一個(gè)磁珠將結(jié)合擴(kuò)增后的多個(gè)拷貝數(shù)目的DNA片段，而這些片段均來(lái)自于同一個(gè)待測(cè)DNA模板。當(dāng)然，本發(fā)明也可以不經(jīng)過(guò)PCR擴(kuò)增，針對(duì)單分子也可以進(jìn)行后續(xù)操作，只是經(jīng)PCR擴(kuò)增后可以增強(qiáng)測(cè)序信號(hào)，提高測(cè)序質(zhì)量。以圖2中描述的基因測(cè)序儀組件的情形為例，該制備過(guò)程是利用體系制備模塊 401對(duì)基因測(cè)序儀中的文庫(kù)制備組件、反應(yīng)體系制備組件進(jìn)行控制，具體包括(a)體系制備模塊401發(fā)送指令給文庫(kù)制備組件，控制該組件在不同的實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)生物樣品進(jìn)行一系列處理，使得生物樣品完成幾個(gè)階段的轉(zhuǎn)變，得到待測(cè)的基因片段庫(kù)。需說(shuō)明的是，(b)體系制備模塊401發(fā)送指令給反應(yīng)體系制備組件，控制該組件進(jìn)行油相、水相的混合，在一定條件下生成油包水的反應(yīng)體系。上述(a)中，若最初獲取的生物樣品的類(lèi)型、所處階段不同，體系制備模塊401就會(huì)對(duì)應(yīng)多種不同的處理方式。在一個(gè)實(shí)施例中，若最初獲取的生物樣品是組織細(xì)胞、細(xì)菌等，那么體系制備模塊401將首先控制文庫(kù)制備組件從這些組織細(xì)胞、細(xì)菌中提取RNA，并轉(zhuǎn)錄合成得到初始DNA片段。然后將初始DNA片段結(jié)合到微珠上，再將結(jié)合在微珠上的多個(gè)初始DNA片段酶切成長(zhǎng)度相等的多個(gè)DNA標(biāo)簽，接著將每一 DNA標(biāo)簽連接一段通用序列， 最后對(duì)連有通用序列的每一 DNA標(biāo)簽進(jìn)行擴(kuò)增，得到待測(cè)的基因片段庫(kù)。在另一實(shí)施例中， 若最初獲取的生物樣品已經(jīng)是經(jīng)過(guò)提取、轉(zhuǎn)錄合成得到的初始DNA片段，那么體系制備模塊401則控制文庫(kù)制備組件將初始DNA片段結(jié)合到微珠上，再將結(jié)合在微珠上的多個(gè)初始 DNA片段酶切成長(zhǎng)度相等的多個(gè)DNA標(biāo)簽，接著將每一 DNA標(biāo)簽連接一段通用序列，最后對(duì)連有通用序列的每一 DNA標(biāo)簽進(jìn)行擴(kuò)增，得到待測(cè)的基因片段庫(kù)。上述(b)中，油包水反應(yīng)體系的制備有多種方式。在一個(gè)實(shí)施例中，體系制備模塊 401首先控制反應(yīng)體系制備組件建立包含修飾后的微珠在內(nèi)的PCRmix水相體系，例如建立如下水相體系(I)IOXPCR buffer, 15 μ L ； (2) dNTP，3 μ L ； (3)DNA 模板，2 μ L ； (4)引物結(jié)合后的微珠，5 μ L ； (5) Taq 酶，9 μ L ； (6)Mg2+，3 μ L ； (7) ddH20，114 μ L ； (8)在水相體系中優(yōu)選加入能夠加快反應(yīng)啟動(dòng)速度的一對(duì)小引物，上、下游兩端各0.75 μ L。體系制備模塊401 然后控制反應(yīng)體系制備組件建立油脂類(lèi)溶液構(gòu)成的油相體系，然后將水相體系注入到油相體系，在一定條件下震蕩混勻成為乳濁液。該條件例如，震蕩頻率15ΗΖ，時(shí)間15s。上述油包水反應(yīng)體系可在多種容器中制備，例如試管中。(2)上樣控制模塊402將反應(yīng)體系設(shè)置到基因測(cè)序儀中。
以圖2中描述的基因測(cè)序儀組件的情形為例，該設(shè)置過(guò)程是利用上樣控制模塊 402對(duì)基因測(cè)序儀中的機(jī)械手進(jìn)行控制，將反應(yīng)體系設(shè)置到基因測(cè)序儀中的可活動(dòng)組件中。 在一個(gè)實(shí)施例中，上樣控制模塊402發(fā)送指令給機(jī)械手，將前述的試管中的油包水反應(yīng)體系導(dǎo)入一反應(yīng)小室，再將反應(yīng)小室安裝到樣品臺(tái)的特定位置。至此，完成了自動(dòng)化的樣品制備及上樣操作，則可以開(kāi)始進(jìn)行測(cè)序。圖4示出了圖2中的反應(yīng)控制單元100在一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)，包括試劑控制模塊101、溫控模塊102。其中(1)試劑控制模塊101用于控制基因測(cè)序儀對(duì)試劑進(jìn)行選擇，并吸取對(duì)應(yīng)的試劑， 導(dǎo)入反應(yīng)體系。以圖2中描述的基因測(cè)序儀組件的情形為例，試劑控制模塊101的具體控制過(guò)程是通過(guò)串口通信方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，具體過(guò)程是試劑控制模塊101確定不同階段所需取用的試劑類(lèi)型，發(fā)送指令到機(jī)械手，控制機(jī)械手移動(dòng)到試劑臺(tái)上對(duì)應(yīng)的試劑位置，并將固定于機(jī)械手上的軟管插入試劑中；試劑控制模塊101發(fā)送指令到泵，控制泵運(yùn)轉(zhuǎn)從而吸取試劑；試劑控制模塊101吸取到所需的試劑后，發(fā)送指令到泵，繼續(xù)控制泵運(yùn)轉(zhuǎn)將試劑打入反應(yīng)小室。(2)溫控模塊102用于將反應(yīng)體系的溫度控制在反應(yīng)所需的溫度。以圖2中描述的基因測(cè)序儀組件的情形為例，溫控模塊102的具體控制過(guò)程是通過(guò)串口通信方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，具體過(guò)程是溫控模塊102發(fā)送指令給溫度傳感器，控制溫度傳感器對(duì)反應(yīng)小室的溫度進(jìn)行檢測(cè)，并讀取溫度檢測(cè)結(jié)果t ；溫控模塊102中設(shè)置了不同反應(yīng)階段的溫度值T，當(dāng)其獲得溫度檢測(cè)結(jié)果t后，則將其與設(shè)置的溫度值T進(jìn)行對(duì)比；溫控模塊102進(jìn)一步根據(jù)對(duì)比結(jié)果進(jìn)行處理，若t < T，溫控模塊102發(fā)送指令給溫控器中的升溫裝置，控制溫控器中的升溫裝置啟動(dòng)，給反應(yīng)小室加熱，若t ^ T，則不需啟動(dòng)升溫裝置加熱，升溫裝置通過(guò)外部環(huán)境自動(dòng)冷卻到溫度T。對(duì)于其他情形下的基因測(cè)序儀組件，控制原理一致，具體過(guò)程可能存在差異。例如，在另一種情形下的基因測(cè)序儀組件中，相比于圖2中描述的情形，溫控器除了包括用于檢測(cè)反應(yīng)小室溫度的溫度傳感器、給反應(yīng)小室加熱的升溫裝置，還包括給反應(yīng)小室制冷的降溫裝置。那么在這種情形下，溫控模塊102的具體控制過(guò)程為溫控模塊102發(fā)送指令給溫度傳感器，控制溫度傳感器對(duì)反應(yīng)小室的溫度進(jìn)行檢測(cè)，并讀取溫度檢測(cè)結(jié)果t ；溫控模塊102中設(shè)置了不同反應(yīng)階段的溫度值T，當(dāng)其獲得溫度檢測(cè)結(jié)果t后，則將其與設(shè)置的溫度值T進(jìn)行對(duì)比；溫控模塊102進(jìn)一步根據(jù)對(duì)比結(jié)果進(jìn)行處理，若t < T，溫控模塊102發(fā)送指令給溫控器中的升溫裝置，控制溫控器中的升溫裝置啟動(dòng)，給反應(yīng)小室加熱，若t彡T， 溫控模塊102發(fā)送指令給溫控器中的降溫裝置，控制溫控器中的降溫裝置啟動(dòng)，對(duì)反應(yīng)小室制冷。由上可知，試劑控制模塊101可對(duì)試劑類(lèi)型、試劑劑量、試劑傳輸速度等進(jìn)行精確的控制，溫控模塊102可對(duì)溫度檢測(cè)、溫度設(shè)置、加熱、制冷等進(jìn)行嚴(yán)格控制，從而保證了反應(yīng)體系的生化反應(yīng)過(guò)程順利進(jìn)行，也因此提高了整個(gè)測(cè)序過(guò)程的穩(wěn)定性、效率及準(zhǔn)確性。圖5示出了圖2中的定位控制單元200在一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)，包括位移模塊 201、聚焦模塊202。其中(1)位移模塊201用于檢測(cè)反應(yīng)體系在基因測(cè)序儀中的當(dāng)前位置，并控制其移動(dòng)到其所在平面上的目標(biāo)位置。本發(fā)明中，位移模塊201可通過(guò)多種方式控制反應(yīng)體系的移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，基因測(cè)序儀中與定位控制單元200對(duì)應(yīng)的組件為前述圖2中描述的情形，位移模塊201的具體控制過(guò)程是通過(guò)串口通信方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的位移模塊201首先發(fā)送指令給樣品臺(tái)，讀取樣品臺(tái)在其所在平面上的初始位置坐標(biāo)，例如為(Xtl, Y0)；確定反應(yīng)體系在其所在平面上的目的坐標(biāo)(X，Y)后，位移模塊201再發(fā)送指令給樣品臺(tái)，控制樣品臺(tái)從(X。，Y0)平移到目的坐標(biāo)(X，Y)。(2)聚焦模塊202用于控制基因測(cè)序儀的焦距調(diào)節(jié)，確定反應(yīng)體系的采圖位置。本發(fā)明中，聚焦模塊202可通過(guò)多種方式確定反應(yīng)體系的采圖位置，下面以圖2中描述的基因測(cè)序儀組件的情形為例進(jìn)行說(shuō)明。在一個(gè)實(shí)施例中，聚焦模塊202的具體控制過(guò)程是通過(guò)串口通信方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的 聚焦模塊202首先發(fā)送指令給顯微鏡，控制顯微鏡在與樣品臺(tái)垂直方向上移動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)顯微鏡與反應(yīng)小室之間的距離，將清晰度最佳的位置確定為采圖位置。在另一實(shí)施例中，聚焦模塊202發(fā)送指令給樣品臺(tái)，控制樣品臺(tái)在其所在平面的垂直方向上移動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)小室與顯微鏡之間的距離，將清晰度最佳的位置確定為采圖位置。在上述兩個(gè)實(shí)施例中，聚焦模塊202可通過(guò)多種方式確定圖像清晰度最佳的位置。例如，可通過(guò)顯微鏡鏡頭觀察對(duì)比的方式確定圖像清晰度最佳的位置，或者利用算法計(jì)算圖像清晰度、利用算法自動(dòng)調(diào)節(jié)圖像清晰度，等等。由上可知，位移模塊201可對(duì)微納米級(jí)的位移進(jìn)行精確的自動(dòng)控制，聚焦模塊202 可對(duì)聚焦調(diào)節(jié)、清晰度判斷等進(jìn)行精確的自動(dòng)控制，從而能快速、準(zhǔn)確地確定最佳的采圖位置，也因此提高了測(cè)序過(guò)程的穩(wěn)定性、效率及準(zhǔn)確性。圖6示出了圖2中的采圖控制單元300在一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)，包括激發(fā)模塊 301、拍照模塊302、圖像存取模塊303。其中(1)激發(fā)模塊301用于控制特定波長(zhǎng)的激發(fā)光照射反應(yīng)體系，使反應(yīng)體系中核苷酸攜帶的標(biāo)記物發(fā)光。在本發(fā)明中，激發(fā)模塊301可通過(guò)多種方式使標(biāo)記物發(fā)光。在一個(gè)實(shí)施例中，基因測(cè)序儀中與采圖控制單元300對(duì)應(yīng)的組件為前述圖2中描述的情形，那么激發(fā)模塊301發(fā)送指令給激發(fā)光源，啟動(dòng)激發(fā)光源發(fā)光，使光線照射到樣品臺(tái)上的反應(yīng)小室。在本實(shí)施例中，反應(yīng)體系中微珠上核苷酸攜帶的標(biāo)記物為熒光標(biāo)記物，其受到特定波長(zhǎng)的光源激發(fā)后就可發(fā)出熒光。(2)拍照模塊302確定曝光時(shí)間，并采用所述曝光時(shí)間對(duì)反應(yīng)體系拍照，獲取圖像信號(hào)。在本發(fā)明中，拍照模塊302可通過(guò)多種方式獲取圖像信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，基因測(cè)序儀中與采圖控制單元300對(duì)應(yīng)的組件為前述圖2中描述的情形，那么拍照模塊302首先確定合適的曝光時(shí)間值，然后發(fā)送指令給(XD，控制CXD按照該曝光時(shí)間值拍攝熒光圖。本發(fā)明的拍照模塊302可通過(guò)多種方式確定合適的曝光時(shí)間值，例如根據(jù)情況進(jìn)行人為設(shè)置，或者設(shè)置為多次測(cè)序過(guò)程累積的曝光時(shí)間經(jīng)驗(yàn)值，或者通過(guò)算法計(jì)算出合適的曝光時(shí)間值，等等。在此前現(xiàn)有技術(shù)的基因測(cè)序控制系統(tǒng)中，大部分采用了人為設(shè)置的方式，本發(fā)明則具有多種可選模式，旨在根據(jù)不同的情況確定最佳的曝光時(shí)間值，從而提高圖像信號(hào)的質(zhì)量。(3)圖像存取模塊303與拍照模塊302進(jìn)行通信，用于保存獲取的圖像信號(hào)。本發(fā)明中圖像存取模塊303可采用多種格式存儲(chǔ)圖像信號(hào)。在前述實(shí)施例中，拍照模塊302控制CCD拍攝熒光圖后，發(fā)送給圖像存取模塊303，圖像存取模塊303可以采用特殊的高保真圖像存儲(chǔ)格式保存熒光圖，也可以采用普通的圖像存儲(chǔ)格式，例如TIFF、EPS、PNG、PSD格式等。本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)受到圖像存儲(chǔ)格式的限制。由上可知，激發(fā)模塊301可對(duì)激發(fā)光源的發(fā)光光路等進(jìn)行精確控制，拍照模塊302 可對(duì)曝光時(shí)間值的確定、圖像拍攝等進(jìn)行精確控制，圖像存取模塊303可采用最佳的圖像格式存儲(chǔ)圖像信號(hào)，從而保證了所獲取的圖像信號(hào)的質(zhì)量，極大地提高了測(cè)序結(jié)果的準(zhǔn)確性，且該自動(dòng)化控制方式也提高了測(cè)序過(guò)程的穩(wěn)定性和效率。本發(fā)明對(duì)生物樣品處理及測(cè)序進(jìn)行自動(dòng)化控制的方法流程基于圖1所示的系統(tǒng)， 該系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)1，和與其相連的至少一臺(tái)基因測(cè)序儀。具體內(nèi)容參考前述圖1中的表述，此處不再贅述。該方法流程包括如下步驟控制系統(tǒng)1控制基因測(cè)序儀將試劑導(dǎo)入反應(yīng)體系，并調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的溫度；控制系統(tǒng)1控制反應(yīng)體系在基因測(cè)序儀中的移動(dòng)，并確定采圖位置；控制系統(tǒng)1激發(fā)反應(yīng)體系中核苷酸攜帶的標(biāo)記物發(fā)光，并在采圖位置獲取圖像信號(hào)。圖7示出了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中對(duì)生物樣品處理及測(cè)序進(jìn)行自動(dòng)化控制的方法流程，該方法流程基于前述圖2所示的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)1，和與其相連的至少一臺(tái)基因測(cè)序儀，具體內(nèi)容此處不再贅述。圖7所示的方法流程包括以下步驟步驟S0，控制生物樣品的制備，生成反應(yīng)體系并將其設(shè)置到基因測(cè)序儀中。關(guān)于步驟Sl的具體內(nèi)容，將在其后的實(shí)施例中詳細(xì)闡述。步驟Si，控制系統(tǒng)1利用其反應(yīng)控制單元100控制基因測(cè)序儀將試劑導(dǎo)入反應(yīng)體系，并調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的溫度。關(guān)于步驟Sl的具體內(nèi)容，將在其后的實(shí)施例中詳細(xì)闡述。步驟S2，控制系統(tǒng)1利用其定位控制單元200控制反應(yīng)體系在基因測(cè)序儀中的移動(dòng)，并確定采圖位置。關(guān)于步驟S2的具體內(nèi)容，將在其后的實(shí)施例中詳細(xì)闡述。步驟S3，控制系統(tǒng)1利用其采圖控制單元300激發(fā)反應(yīng)體系中核苷酸攜帶的標(biāo)記物發(fā)光，并在采圖位置獲取圖像信號(hào)。關(guān)于步驟S3的具體內(nèi)容，將在其后的實(shí)施例中詳細(xì)闡述。在具體應(yīng)用中，圖7所示的上述方法對(duì)基因測(cè)序儀中對(duì)應(yīng)的各組件分別進(jìn)行自動(dòng)化操作，且能對(duì)不同組件進(jìn)行有效的協(xié)調(diào)。更為重要的是，每項(xiàng)操作均充分考慮了基因測(cè)序各階段的技術(shù)特點(diǎn)，包括步驟Sl對(duì)試劑劑量及類(lèi)型、反應(yīng)溫度、時(shí)間、潔凈度等的控制，步驟S2對(duì)納米級(jí)位移、聚焦調(diào)節(jié)等的控制，步驟S3對(duì)發(fā)光強(qiáng)度、光路調(diào)節(jié)、曝光時(shí)間計(jì)算、圖像拍攝等的控制，均按照嚴(yán)格指標(biāo)進(jìn)行精確的操作。因此上述方法能大幅度提高測(cè)序過(guò)程的穩(wěn)定性和效率，以及測(cè)序結(jié)果的準(zhǔn)確性。圖8示出了圖7中步驟SO在一個(gè)實(shí)施例中的方法流程，包括步驟S01，根據(jù)生物樣品制備待測(cè)的基因片段庫(kù)，并生成測(cè)序所需的反應(yīng)體系。在本發(fā)明中，反應(yīng)體系的樣品制備過(guò)程是通過(guò)一個(gè)油包水的單分子DNA片段擴(kuò)增體系來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在油包水的體系中包含大量相互獨(dú)立的反應(yīng)滴，每個(gè)反應(yīng)滴包含一個(gè)微珠，其上結(jié)合有待測(cè)的DNA片段。通過(guò)對(duì)油包水的體系進(jìn)行PCR擴(kuò)增，每一個(gè)磁珠將結(jié)合擴(kuò)增后的多個(gè)拷貝數(shù)目的DNA片段，而這些片段均來(lái)自于同一個(gè)待測(cè)DNA模板。當(dāng)然，本發(fā)明也可以不經(jīng)過(guò) PCR擴(kuò)增，針對(duì)單分子也可以進(jìn)行后續(xù)操作，只是經(jīng)PCR擴(kuò)增后可以增強(qiáng)測(cè)序信號(hào)，提高測(cè)
序質(zhì)量。在一個(gè)實(shí)施例中，以圖2中描述的基因測(cè)序儀組件的情形為例，步驟SOl具體包括(a)體系制備模塊401發(fā)送指令給文庫(kù)制備組件，控制該組件在不同的實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)生物樣品進(jìn)行一系列處理，使得生物樣品完成幾個(gè)階段的轉(zhuǎn)變，得到待測(cè)的基因片段庫(kù)。需說(shuō)明的是，(b)體系制備模塊401發(fā)送指令給反應(yīng)體系制備組件，控制該組件進(jìn)行油相、水相的混合，在一定條件下生成油包水的反應(yīng)體系。上述(a)中，若最初獲取的生物樣品的類(lèi)型、所處階段不同，體系制備模塊401就會(huì)對(duì)應(yīng)多種不同的處理方式。在一個(gè)實(shí)施例中，若最初獲取的生物樣品是組織細(xì)胞、細(xì)菌等，那么體系制備模塊401將首先控制文庫(kù)制備組件從這些組織細(xì)胞、細(xì)菌中提取RNA，并轉(zhuǎn)錄合成得到初始DNA片段。然后將初始DNA片段結(jié)合到微珠上，再將結(jié)合在微珠上的多個(gè)初始DNA片段酶切成長(zhǎng)度相等的多個(gè)DNA標(biāo)簽，接著將每一 DNA標(biāo)簽連接一段通用序列， 最后對(duì)連有通用序列的每一 DNA標(biāo)簽進(jìn)行擴(kuò)增，得到待測(cè)的基因片段庫(kù)。在另一實(shí)施例中， 若最初獲取的生物樣品已經(jīng)是經(jīng)過(guò)提取、轉(zhuǎn)錄合成得到的初始DNA片段，那么體系制備模塊401則控制文庫(kù)制備組件將初始DNA片段結(jié)合到微珠上，再將結(jié)合在微珠上的多個(gè)初始 DNA片段酶切成長(zhǎng)度相等的多個(gè)DNA標(biāo)簽，接著將每一 DNA標(biāo)簽連接一段通用序列，最后對(duì)連有通用序列的每一 DNA標(biāo)簽進(jìn)行擴(kuò)增，得到待測(cè)的基因片段庫(kù)。上述(b)中，油包水反應(yīng)體系的制備有多種方式。在一個(gè)實(shí)施例中，體系制備模塊 401首先控制反應(yīng)體系制備組件建立包含修飾后的微珠在內(nèi)的PCRmix水相體系，例如建立如下水相體系(I)IOXPCR buffer, 15 μ L ； (2) dNTP，3 μ L ； (3)DNA 模板，2 μ L ； (4)引物結(jié)合后的微珠，5 μ L ； (5) Taq 酶，9 μ L ； (6)Mg2+，3 μ L ； (7) ddH20，114 μ L ； (8)在水相體系中優(yōu)選加入能夠加快反應(yīng)啟動(dòng)速度的一對(duì)小引物，上、下游兩端各0.75 μ L。體系制備模塊401 然后控制反應(yīng)體系制備組件建立油脂類(lèi)溶液構(gòu)成的油相體系，然后將水相體系注入到油相體系，在一定條件下震蕩混勻成為乳濁液。該條件例如，震蕩頻率15ΗΖ，時(shí)間15s。上述油包水反應(yīng)體系可以在多種容器中制備，例如試管中。(2)上樣控制模塊402將反應(yīng)體系設(shè)置到基因測(cè)序儀中。以圖2中描述的基因測(cè)序儀組件的情形為例，該設(shè)置過(guò)程是利用上樣控制模塊 402對(duì)基因測(cè)序儀中的機(jī)械手進(jìn)行控制，將反應(yīng)體系設(shè)置到基因測(cè)序儀中的可活動(dòng)組件中。 在一個(gè)實(shí)施例中，上樣控制模塊402發(fā)送指令給機(jī)械手，將前述的試管中的油包水反應(yīng)體系導(dǎo)入一反應(yīng)小室，再將反應(yīng)小室安裝到樣品臺(tái)的特定位置。至此，完成了自動(dòng)化的樣品制備及上樣操作，則可以開(kāi)始進(jìn)行測(cè)序。圖9示出了圖7中步驟Sl在一個(gè)實(shí)施例中的方法流程，該方法流程基于圖1、圖2 所示的系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，反應(yīng)控制單元100包括試劑控制模塊101、溫控模塊102。步驟 Sl包括步驟S11，試劑控制模塊101控制基因測(cè)序儀對(duì)試劑進(jìn)行選擇，并吸取對(duì)應(yīng)的試劑，導(dǎo)入反應(yīng)體系。本發(fā)明中步驟Sll存在多種具體實(shí)現(xiàn)方式，若基因測(cè)序儀中與反應(yīng)控制單元100對(duì)應(yīng)的組件為前述圖2中描述的情形，則其控制過(guò)程是試劑控制模塊101確定不同階段所需取用的試劑類(lèi)型，發(fā)送指令到機(jī)械手，控制機(jī)械手移動(dòng)到試劑臺(tái)上對(duì)應(yīng)的試劑位置，并將固定于機(jī)械手上的軟管插入試劑中；試劑控制模塊101發(fā)送指令到泵，控制泵運(yùn)轉(zhuǎn)從而吸取試劑；試劑控制模塊101吸取到所需的試劑后，發(fā)送指令到泵，繼續(xù)控制泵運(yùn)轉(zhuǎn)將試劑打入反應(yīng)小室。步驟S12，溫控模塊102將反應(yīng)體系的溫度控制在反應(yīng)所需的溫度。本發(fā)明中步驟 S12存在多種具體實(shí)現(xiàn)方式，下面將通過(guò)不同的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述。在一個(gè)實(shí)施例中，以圖2中描述的基因測(cè)序儀組件的情形為例，步驟S12通過(guò)串口通信方式實(shí)現(xiàn)，具體過(guò)程是溫控模塊102發(fā)送指令給溫度傳感器，控制溫度傳感器對(duì)反應(yīng)小室的溫度進(jìn)行檢測(cè)，并讀取溫度檢測(cè)結(jié)果t ；溫控模塊102中設(shè)置了不同反應(yīng)階段的溫度值T，當(dāng)其獲得溫度檢測(cè)結(jié)果t后，則將其與設(shè)置的溫度值T進(jìn)行對(duì)比；溫控模塊102進(jìn)一步根據(jù)對(duì)比結(jié)果進(jìn)行處理，若t < T，溫控模塊102發(fā)送指令給溫控器中的升溫裝置，控制溫控器中的升溫裝置啟動(dòng)，給反應(yīng)小室加熱，若t ^ T，則不需啟動(dòng)升溫裝置加熱，升溫裝置通過(guò)外部環(huán)境自動(dòng)冷卻到溫度T。對(duì)于其他情形下的基因測(cè)序儀組件，控制原理一致，具體過(guò)程可能存在差異。例如，在另一實(shí)施例中，若基因測(cè)序儀組件與圖2中描述的情形相比，溫控器除了包括用于檢測(cè)反應(yīng)小室溫度的溫度傳感器、給反應(yīng)小室加熱的升溫裝置，還包括給反應(yīng)小室制冷的降溫裝置。那么在這種情形下，步驟S12的實(shí)現(xiàn)過(guò)程為溫控模塊102發(fā)送指令給溫度傳感器，控制溫度傳感器對(duì)反應(yīng)小室的溫度進(jìn)行檢測(cè)，并讀取溫度檢測(cè)結(jié)果t ；溫控模塊102中設(shè)置了不同反應(yīng)階段的溫度值T，當(dāng)其獲得溫度檢測(cè)結(jié)果t后，則將其與設(shè)置的溫度值T進(jìn)行對(duì)比；溫控模塊102進(jìn)一步根據(jù)對(duì)比結(jié)果進(jìn)行處理，若t < T，溫控模塊102發(fā)送指令給溫控器中的升溫裝置，控制溫控器中的升溫裝置啟動(dòng)，給反應(yīng)小室加熱，若t ^ T，溫控模塊 102發(fā)送指令給溫控器中的降溫裝置，控制溫控器中的降溫裝置啟動(dòng)，對(duì)反應(yīng)小室制冷。由圖9可知，步驟S11可對(duì)試劑類(lèi)型、試劑劑量、吸取速度、打出速度等進(jìn)行精確的控制，步驟S12可對(duì)溫度檢測(cè)、溫度設(shè)置、加熱、制冷等進(jìn)行嚴(yán)格控制，從而保證了反應(yīng)體系的生化反應(yīng)過(guò)程順利進(jìn)行，也因此提高了整個(gè)測(cè)序過(guò)程的穩(wěn)定性、效率及準(zhǔn)確性。圖10示出了圖7中步驟S2在一個(gè)實(shí)施例中的方法流程。步驟S21，檢測(cè)反應(yīng)體系在基因測(cè)序儀中的當(dāng)前位置，并控制其移動(dòng)到其所在平面上的目標(biāo)位置。本發(fā)明中，步驟S21可通過(guò)多種方式控制反應(yīng)體系的移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，基因測(cè)序儀中與定位控制單元200對(duì)應(yīng)的組件為前述圖2中描述的情形，步驟S21是通過(guò)串口通信方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的位移模塊201首先發(fā)送指令給樣品臺(tái)， 讀取樣品臺(tái)在其所在平面上的初始位置坐標(biāo)，例如為(Xci, Y0)；確定反應(yīng)體系在其所在平面上的目的坐標(biāo)(Χ，Υ)后，位移模塊201再發(fā)送指令給樣品臺(tái)，控制樣品臺(tái)從(H)平移到目的坐標(biāo)(Χ，Υ)。步驟S22，控制基因測(cè)序儀的焦距調(diào)節(jié)，確定反應(yīng)體系的采圖位置。本發(fā)明中，步驟S22可通過(guò)多種方式確定反應(yīng)體系的采圖位置，下面以圖2中描述的基因測(cè)序儀組件的情形為例進(jìn)行說(shuō)明。在一個(gè)實(shí)施例中，步驟S22是通過(guò)串口通信方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的聚焦模塊202首先發(fā)送指令給顯微鏡，控制顯微鏡在與樣品臺(tái)垂直方向上移動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)顯微鏡與反應(yīng)小室之間的距離，將清晰度最佳的位置確定為采圖位置。
在另一實(shí)施例中，步驟S22仍然是通過(guò)串口通信方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的聚焦模塊202發(fā)送指令給樣品臺(tái)，控制樣品臺(tái)在其所在平面的垂直方向上移動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)小室與顯微鏡之間的距離，將清晰度最佳的位置確定為采圖位置。在上述兩個(gè)實(shí)施例中，步驟S22可通過(guò)多種方式確定圖像清晰度最佳的位置。例如，可通過(guò)顯微鏡鏡頭觀察對(duì)比的方式確定圖像清晰度最佳的位置，或者利用算法計(jì)算圖像清晰度、利用算法自動(dòng)調(diào)節(jié)圖像清晰度，等等。由上可知，步驟S21可對(duì)微納米級(jí)的位移進(jìn)行精確的自動(dòng)控制，步驟S22可對(duì)聚焦調(diào)節(jié)、清晰度判斷等進(jìn)行精確的自動(dòng)控制，從而能快速、準(zhǔn)確地確定最佳的采圖位置，也因此提高了測(cè)序過(guò)程的穩(wěn)定性、效率及準(zhǔn)確性。圖11示出了圖7中步驟S3在一個(gè)實(shí)施例中的方法流程。步驟S31，控制特定波長(zhǎng)的激發(fā)光照射反應(yīng)體系，使反應(yīng)體系中核苷酸攜帶的標(biāo)記物發(fā)光。在本發(fā)明中，步驟S31可通過(guò)多種方式實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施例中，基因測(cè)序儀中與采圖控制單元300對(duì)應(yīng)的組件為前述圖2中描述的情形，那么步驟S31的實(shí)現(xiàn)過(guò)程是激發(fā)模塊301發(fā)送指令給激發(fā)光源，啟動(dòng)激發(fā)光源發(fā)光，使光線照射到樣品臺(tái)上的反應(yīng)小室。在本實(shí)施例中，反應(yīng)體系中微珠上核苷酸攜帶的標(biāo)記物為熒光標(biāo)記物，其受到特定波長(zhǎng)的光源激發(fā)后就可發(fā)出熒光。步驟S32，確定曝光時(shí)間，并采用該曝光時(shí)間對(duì)反應(yīng)體系拍照，獲取圖像信號(hào)。在本發(fā)明中，步驟S32可通過(guò)多種方式實(shí)現(xiàn)。繼續(xù)在前述步驟S31的實(shí)施例中，基因測(cè)序儀中與采圖控制單元300對(duì)應(yīng)的組件為前述圖2中描述的情形，那么在步驟S32中，首先由拍照模塊302確定合適的曝光時(shí)間值，然后發(fā)送指令給CCD，控制CCD按照該曝光時(shí)間值拍攝熒光圖。本發(fā)明的步驟S32可通過(guò)多種方式確定合適的曝光時(shí)間值，例如根據(jù)情況進(jìn)行人為設(shè)置，或者設(shè)置為多次測(cè)序過(guò)程累積的曝光時(shí)間經(jīng)驗(yàn)值，或者通過(guò)算法計(jì)算出合適的曝光時(shí)間值，等等。在此前現(xiàn)有技術(shù)的基因測(cè)序控制系統(tǒng)中，大部分采用了人為設(shè)置的方式， 本發(fā)明則具有多種可選模式，旨在根據(jù)不同的情況確定最佳的曝光時(shí)間值，從而提高圖像信號(hào)的質(zhì)量。步驟S33，保存獲取的圖像信號(hào)。本發(fā)明中圖像存取模塊303可采用多種格式存儲(chǔ)圖像信號(hào)。步驟S33可通過(guò)多種方式實(shí)現(xiàn)。繼續(xù)在前述步驟S31、S32的實(shí)施例中，步驟S33的實(shí)現(xiàn)方式是拍照模塊302將 CCD拍攝的熒光圖發(fā)送給圖像存取模塊303，圖像存取模塊303可以采用特殊的高保真圖像存儲(chǔ)格式保存熒光圖，也可以采用普通的圖像存儲(chǔ)格式，例如TIFF、EPS、PNG、PSD格式等。由上可知，步驟S31可對(duì)激發(fā)光源的發(fā)光光路等進(jìn)行精確控制，步驟S32可對(duì)曝光時(shí)間值的確定、圖像拍攝等進(jìn)行精確控制，步驟S33可采用最佳的圖像格式存儲(chǔ)圖像信號(hào)， 從而保證了所獲取的圖像信號(hào)的質(zhì)量，極大地提高了測(cè)序結(jié)果的準(zhǔn)確性，且該自動(dòng)化控制方式也提高了測(cè)序過(guò)程的穩(wěn)定性和效率。為了更加清楚地闡釋本發(fā)明，申請(qǐng)人將以一個(gè)具體的實(shí)驗(yàn)過(guò)程為例說(shuō)明一個(gè)公知的生物樣品處理并進(jìn)行基因測(cè)序的全過(guò)程。該應(yīng)用場(chǎng)景是采用某種公知的測(cè)序方法對(duì)DNA 進(jìn)行測(cè)序(1)從所獲取的細(xì)菌樣品中提取RNA，轉(zhuǎn)錄合成得到初始DNA片段。
(2)將初始DNA片段結(jié)合到微珠上，再將結(jié)合在微珠上的多個(gè)初始DNA片段酶切成長(zhǎng)度相等的多個(gè)DNA標(biāo)簽，接著將每一 DNA標(biāo)簽連接一段通用序列。(3)對(duì)連有通用序列的每一 DNA標(biāo)簽進(jìn)行擴(kuò)增，得到待測(cè)的基因片段庫(kù)。(4)將待測(cè)基因片段上3’端修飾的微珠沉積于上樣玻片，在沉積過(guò)程中可對(duì)微珠密度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到最大通量。(5)向反應(yīng)體系中加入DNA連接酶、通用測(cè)序引物η和具有3’-XXrmnZZZ-5’結(jié)構(gòu)的八聚核苷酸。在這個(gè)八聚核苷酸中，第1和第2位(XX)上的堿基是確定的，并根據(jù)種類(lèi)的不同在第6-8位(ΖΖΖ)上加了不同的熒光標(biāo)記。這種由兩個(gè)堿基決定的測(cè)序方法被稱(chēng)為兩堿基測(cè)序(two base encoding)。(6)當(dāng)八聚核苷酸由于第1和第2位配對(duì)而被連接酶連接上時(shí)，經(jīng)特定波長(zhǎng)的光激發(fā)，會(huì)發(fā)出熒光。(7)在記錄下熒光信息后，通過(guò)化學(xué)方法在第5和第6位之間進(jìn)行切割，淬滅熒光信號(hào)，以進(jìn)行下個(gè)位置的測(cè)序。通過(guò)這種方法，每次測(cè)序的位置都相差五位，即第一次測(cè)第1和第2位，第二次測(cè)
第6和第7位......在測(cè)到末尾后，將新合成的鏈變性、洗脫。而后用通用測(cè)序引物n-1進(jìn)
行第二輪測(cè)序。通用測(cè)序引物n-1與通用測(cè)序引物η的差別是，二者在與接頭配對(duì)的位置上相差一個(gè)堿基，即通用測(cè)序引物n-1在通用測(cè)序引物η配對(duì)位置上向3’端移動(dòng)了一個(gè)堿基。
因此在加入DNA連接酶和八聚核苷酸后，可以測(cè)定第0和第1位、第5和第6位......第二
輪測(cè)序完成后，接下來(lái)再分別加入通用測(cè)序引物η-2、通用測(cè)序引物η-3、通用測(cè)序引物η-4 進(jìn)行第三輪、第四輪、第五輪測(cè)序，最終可以完成全部位置的測(cè)定。上述的測(cè)序過(guò)程，每一輪都涉及多次試劑取用、溫度調(diào)控、時(shí)間控制等，不論是單純的人工操作，還是人工控制儀器操作，均無(wú)法充分保證實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定性、效率及準(zhǔn)確性。而利用本發(fā)明的控制方法及系統(tǒng)，只需把制備好的反應(yīng)體系設(shè)置在基因測(cè)序儀中，選擇針對(duì)不同樣品的測(cè)序模式，就可以使基因測(cè)序儀自動(dòng)運(yùn)行上述各個(gè)步驟，無(wú)需手工操作。若基于圖2所示的系統(tǒng)及圖7所示的方法，上樣后經(jīng)過(guò)基因測(cè)序儀的自動(dòng)測(cè)序過(guò)程，可快速采集到圖像信號(hào)；若基于圖3所示的系統(tǒng)及圖8所示的方法，上樣后經(jīng)過(guò)基因測(cè)序儀的自動(dòng)測(cè)序過(guò)程，可直接得到基因序列信息，例如堿基排列順序、致病基因位點(diǎn)等。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，本發(fā)明的方法及系統(tǒng)適用于對(duì)各種類(lèi)型的生物樣品進(jìn)行處理，并在此基礎(chǔ)上對(duì)基因測(cè)序儀的測(cè)序過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)化控制。即便不同類(lèi)型的生物樣品在處理方式上可能存在差異，或者不同類(lèi)型的基因測(cè)序儀在具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)上可能存在差異，但上述的控制系統(tǒng)及控制方法在根本原理上是一致或類(lèi)似的，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)受到不同類(lèi)型的生物樣品，或者不同類(lèi)型的基因測(cè)序儀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的限制。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)生物樣品處理及測(cè)序進(jìn)行自動(dòng)化控制的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括樣品控制單元、反應(yīng)控制單元、定位控制單元、采圖控制單元；所述樣品控制單元用于控制生物樣品的制備，生成反應(yīng)體系并將其設(shè)置到基因測(cè)序儀中；所述反應(yīng)控制單元用于控制基因測(cè)序儀將試劑導(dǎo)入反應(yīng)體系，并在測(cè)序過(guò)程中調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的溫度；所述定位控制單元用于控制反應(yīng)體系在基因測(cè)序儀中的移動(dòng)，并確定采圖位置； 所述采圖控制單元用于激發(fā)反應(yīng)體系中核苷酸攜帶的標(biāo)記物發(fā)光，并在所述采圖位置獲取圖像信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)生物樣品處理及測(cè)序進(jìn)行自動(dòng)化控制的系統(tǒng)，其特征在于，所述樣品控制單元包括體系制備模塊、上樣控制模塊；所述體系制備模塊根據(jù)生物樣品制備待測(cè)的基因片段庫(kù)，并處理成測(cè)序所需的反應(yīng)體系；所述上樣控制模塊將反應(yīng)體系設(shè)置到基因測(cè)序儀中的確定位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)生物樣品處理及測(cè)序進(jìn)行自動(dòng)化控制的系統(tǒng)，其特征在于，所述反應(yīng)控制單元包括試劑控制模塊、溫控模塊；所述試劑控制模塊用于控制基因測(cè)序儀對(duì)試劑進(jìn)行選擇，并吸取對(duì)應(yīng)的試劑，導(dǎo)入反應(yīng)體系；所述溫控模塊用于將反應(yīng)體系的溫度控制在反應(yīng)所需的溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)生物樣品處理及測(cè)序進(jìn)行自動(dòng)化控制的系統(tǒng)，其特征在于，所述定位控制單元包括位移模塊、聚焦模塊；所述位移模塊用于檢測(cè)反應(yīng)體系在基因測(cè)序儀中的當(dāng)前位置，并控制其移動(dòng)到其所在平面上的目標(biāo)位置；所述聚焦模塊用于控制基因測(cè)序儀的焦距調(diào)節(jié)，確定反應(yīng)體系的采圖位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的對(duì)生物樣品處理及測(cè)序進(jìn)行自動(dòng)化控制的系統(tǒng)，其特征在于，所述聚焦模塊通過(guò)調(diào)節(jié)顯微鏡與反應(yīng)小室之間的距離，將清晰度最佳的位置確定為采圖位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)生物樣品處理及測(cè)序進(jìn)行自動(dòng)化控制的系統(tǒng)，其特征在于，所述采圖控制單元包括激發(fā)模塊、拍照模塊、圖像存取模塊；所述激發(fā)模塊用于控制特定波長(zhǎng)的激發(fā)光照射反應(yīng)體系，使反應(yīng)體系中核苷酸攜帶的標(biāo)記物發(fā)光；所述拍照模塊確定曝光時(shí)間，并采用所述曝光時(shí)間對(duì)反應(yīng)體系拍照，獲取圖像信號(hào)； 所述圖像存取模塊與拍照模塊進(jìn)行通信，用于保存獲取的圖像信號(hào)。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)對(duì)生物樣品處理及測(cè)序進(jìn)行自動(dòng)化控制的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟A.控制生物樣品的制備，生成反應(yīng)體系并將其設(shè)置到基因測(cè)序儀中；B.控制基因測(cè)序儀將試劑導(dǎo)入反應(yīng)體系，并調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的溫度；C.控制反應(yīng)體系在基因測(cè)序儀中的移動(dòng)，并確定采圖位置；D.激發(fā)反應(yīng)體系中核苷酸攜帶的標(biāo)記物發(fā)光，并在所述采圖位置獲取圖像信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的對(duì)生物樣品處理及測(cè)序進(jìn)行自動(dòng)化控制的方法，其特征在于，所述步驟A包括Al.根據(jù)生物樣品制備待測(cè)的基因片段庫(kù)，并處理成測(cè)序所需的反應(yīng)體系；A2.將所述反應(yīng)體系設(shè)置到基因測(cè)序儀中的確定位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的對(duì)生物樣品處理及測(cè)序進(jìn)行自動(dòng)化控制的方法，其特征在于，所述步驟B包括B 1.控制基因測(cè)序儀對(duì)試劑進(jìn)行選擇，并吸取對(duì)應(yīng)的試劑，導(dǎo)入反應(yīng)體系；B2.將反應(yīng)體系的溫度控制在反應(yīng)所需的溫度。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的對(duì)生物樣品處理及測(cè)序進(jìn)行自動(dòng)化控制的方法，其特征在于，所述步驟C包括Cl.檢測(cè)反應(yīng)體系在基因測(cè)序儀中的當(dāng)前位置，并控制其移動(dòng)到其所在平面上的目標(biāo)位置；C2.控制基因測(cè)序儀的焦距調(diào)節(jié)，確定反應(yīng)體系的采圖位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的對(duì)生物樣品處理及測(cè)序進(jìn)行自動(dòng)化控制的方法，其特征在于，所述步驟C2包括通過(guò)調(diào)節(jié)顯微鏡與反應(yīng)小室之間的距離，將清晰度最佳的位置確定為采圖位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的對(duì)生物樣品處理及測(cè)序進(jìn)行自動(dòng)化控制的方法，其特征在于，所述步驟D包括Dl.控制特定波長(zhǎng)的激發(fā)光照射反應(yīng)體系，使反應(yīng)體系中核苷酸攜帶的標(biāo)記物發(fā)光；D2.確定曝光時(shí)間，并采用所述曝光時(shí)間對(duì)反應(yīng)體系拍照，獲取圖像信號(hào)；D3.保存獲取的圖像信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及基因工程領(lǐng)域，提供了一種對(duì)生物樣品處理及測(cè)序進(jìn)行自動(dòng)化控制的方法及系統(tǒng)。所述方法包括以下步驟A.控制生物樣品的制備，生成反應(yīng)體系并將其設(shè)置到基因測(cè)序儀中；B.控制基因測(cè)序儀將試劑導(dǎo)入反應(yīng)體系，并調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的溫度；C.控制反應(yīng)體系在基因測(cè)序儀中的移動(dòng)，并確定采圖位置；D.激發(fā)反應(yīng)體系中核苷酸攜帶的標(biāo)記物發(fā)光，并在所述采圖位置獲取圖像信號(hào)。所述系統(tǒng)包括樣品控制單元、反應(yīng)控制單元、定位控制單元、采圖控制單元，分別用于執(zhí)行上述方法中的各步驟。本發(fā)明通過(guò)對(duì)生物樣品的制備及上樣進(jìn)行自動(dòng)化控制，以及對(duì)基因測(cè)序的測(cè)序過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)化控制，不僅提高了測(cè)序過(guò)程的穩(wěn)定性和效率，而且提高了測(cè)序結(jié)果的準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)C12M1/38GK102321535SQ201110258910
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月1日
發(fā)明者盛司潼 申請(qǐng)人:盛司潼