專利名稱：一種多通道測序反應小室及基因測序儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及生化設備，更具體地說，涉及一種多通道測序反應小室及基因測序儀。
背景技術：
基因測序技術近年來發展非常迅猛。與第一代測序技術“毛細管電泳測序”不同， 當前的基因測序技術是通過基因測序儀來檢測核酸，通過數據處理得到核酸序列。而在基因測序儀中包含一個重要設備一測序反應小室。測序反應小室用于進行測序反應。在現有技術的基因測序儀中，測序反應小室具有一個中間寬、兩端窄的反應通道，在進行測序時，首先將處理好的待測樣品固定在測序反應小室內，然后注入測序反應試劑，該試劑通過反應通道流經測序反應小室，與待測樣品發生測序反應。在測序反應結束后，通過信號采集裝置采集測序信號，通過后期的數據處理從而得到基因序列。由于基因測序是在納米數量級的操作，對于儀器加工精度及各種生化材料的制備精度要求都非常高，對生化反應的溫度、試劑劑量、時間控制等的要求也非常嚴格。而正是由于上述限制，在現有技術的基因測序儀中，所設計的測序反應小室為單個通道。當需要對多個待測樣品進行測序時，只能分別進行多次測序反應，這使得對多樣品測序的效率非常低。另外，現有技術中測序反應小室的反應通道面積較大，為了使待測樣品與試劑充分接觸，試劑必須充滿反應通道。當反應通道中只有一小部分區域固定有待測樣品時，試劑仍然充滿整個反應通道，將會造成大量試劑浪費，使得測序成本較高。且現有技術中的測序反應小室為密封裝置，無法清洗，不能重復使用，當進行下次測序時，需要使用新的測序反應小室，這也使得測序成本較高。因此需要一種新的測序反應小室及基因測序儀，能夠提高多樣品測序的效率，并降低測序成本。

發明內容
本發明的目的在于提供一種多通道測序反應小室及基因測序儀，旨在解決現有技術中多樣品測序效率低、測序成本高等問題。為了實現發明目的，多通道測序反應小室包括多通道反應腔、分液組件；該多通道反應腔，包括多個相互獨立的反應通道，用于多個樣品分別在不同的反應通道中同時進行測序反應；該分液組件，用于將試劑分別導入所述多通道反應腔的多個反應通道中，以及將多個反應通道中的試劑排出。其中，所述多通道反應腔包括密封片、蓋樣片和載樣片。該密封片，用于與蓋樣片和載樣片共同形成多通道反應腔；該蓋樣片，一面緊貼密封片另一面緊貼載樣片，用于形成多個反應通道；該載樣片，用于固定待測樣品。其中，所述蓋樣片有M個中空槽；在所述密封片上，與每個中空槽對應的位置有兩個與中空槽連通的通孔，分別形成試劑入口和試劑出口 ；所述載樣片、M個中空槽、密封片配合，形成M個反應通道；其中，M ^ 2，M為正整數。每個反應通道有一試劑入口和一試劑出口。該試劑入口可位于反應通道的任意位置，該試劑出口位于除試劑出口以外的反應通道的任意位置。其中，所述多通道反應腔包含多個蓋樣片，其位于同一平面且相互間隔，分別與密封片和載樣片配合形成多個獨立的反應通道；所述每相鄰兩個蓋樣片與所述密封片、載樣片配合形成兩個通孔，位于反應通道的兩端，分別形成試劑入口和試劑出口。。所述的蓋樣片的寬度d優選為0. 2mm^d^3mm；其中，所述試劑入口，用于接收輸入多通道反應腔的試劑，并將試劑導入到多通道反應腔中。所述試劑出口，用于導出多通道反應腔內的試劑。所述密封片、蓋樣片和載樣片分別為透光的固體材料制成的片。其中，多通道反應腔包括至少兩個反應通道；該反應通道，用于固定待測樣品，接收試劑。優選的，反應通道的個數為2 16個；更優選的，反應通道的個數為8個。其中，所述多通道反應腔中的反應通道的個數可根據待測樣品的個數來選擇。當有M2SNS 16)個待測樣品時，可選用具有N個反應通道的多通道反應腔。其中，每個反應通道的面積不限，優選在30mm2到500mm2之間。所述密封片、蓋樣片和載樣片的大小任意。優選的，該密封片的面積優選在 1200mm2至9000mm2之間。優選的，該蓋樣片的面積優選在IOOOmm2至8000mm2之間。優選的，該載樣片的面積優選在1200mm2至9000mm2之間。所述密封片、蓋樣片和載樣片的形狀任意。優選的，密封片、蓋樣片和載樣片的形狀為長方形或正方形。其中，待測樣品為DNA片段，DNA片段可以直接固定在反應通道上，也可以通過小珠固定在反應通道上。所述反應通道的面積可根據需要固定的待測樣品含有的DNA片段的多少來選擇。其中，所述密封片為透光的固體材料制成的片。該密封片的厚度為0. 2mm至5. Omm 之間。優選的，該密封片的厚度在0. 5mm至3. Omm之間。更優選的，該密封片的厚度在1. Omm 至2. Omm之間。其中，所述蓋樣片密封片為透光的固體材料制成的片。優選的，所述蓋樣片為具有密封作用，使用溫度范圍至少包含0°C 90°C之間的固體材料制成的片。其中，所述載樣片為透光的固體材料制成的片。所述分液組件包括進液裝置和出液裝置；該進液裝置，與多通道反應腔連接，用于將試劑均勻的輸入到多通道反應腔的多個相互獨立的反應通道中；該出液裝置，與多通道反應腔連接，用于接收多通道反應腔排出的試劑。所述進液裝置包括進液口、分液腔和多個分液進口 ；該進液口，與分液腔連接，用于接收試劑，并將接收的試劑傳輸到分液腔中；該分液腔，用于將試劑分成多等份導入到多個分液進口 ；該分液進口，與分液腔和多通道反應腔分別連接，用于將分液腔中的試劑傳輸到多通道反應腔的多個反應通道中。所述出液裝置包括液體倉和至少兩個分液出口 ；該分液出口與多通道反應腔的多個反應通道一一對應并連接，用于接收多通道反應腔導出的試劑；該液體倉，用于存儲分液出口接收的試劑。本發明的基因測序儀包括液體傳輸組件、多通道測序反應小室、調平調焦組件、采圖組件，其特征在于，所述多通道測序反應小室包括多通道反應腔，具有多個相互獨立的反應通道，用于多個樣品分別在不同的反應通道中同時進行測序反應；所述多通道測序反應小室還包括分液組件，與所述液體傳輸組件相連，用于將試劑分別導入所述多通道反應腔的多個反應通道中，以及將多個反應通道中的試劑排出。其中，所述多通道反應腔包括密封片、蓋樣片和載樣片；所述密封片，用于與蓋樣片和載樣片共同形成多通道反應腔；所述蓋樣片，一面緊貼密封片另一面緊貼載樣片，用于形成反應通道；所述載樣片，用于固定待測樣品。其中，所述蓋樣片有M個中空槽；在所述密封片上，與每個中空槽對應的位置有兩個與中空槽連通的通孔，分別形成試劑入口和試劑出口 ；所述載樣片、M個中空槽、密封片配合，形成M個反應通道；其中，M彡2，M為正整數。其中，所述多通道反應腔包含多個蓋樣片，其位于同一平面且相互間隔，分別與密封片和載樣片配合形成多個獨立的反應通道；所述每相鄰兩個蓋樣片與所述密封片、載樣片配合形成兩個通孔，位于反應通道的兩端，分別形成試劑入口和試劑出口。 其中，所述試劑入口，用于接收輸入多通道反應腔的試劑，并將試劑導入到多通道反應腔中；所述試劑出口，用于導出多通道反應腔內的試劑。其中，所述密封片、蓋樣片和載樣片均為透光的固體材料制成的片。其中，所述分液組件包括進液裝置和出液裝置；所述進液裝置，與多通道反應腔連接，用于將試劑均勻的輸入到多通道反應腔的多個相互獨立的反應通道中；所述出液裝置， 與多通道反應腔連接，用于接收多通道反應腔排出的試劑。其中，所述進液裝置包括進液口、分液腔和多個分液進口 ；所述進液口，與分液腔連接，用于接收試劑，并將接收的試劑傳輸到分液腔中；所述分液腔，用于將試劑分成多等份，并分別導入到多個分液進口 ；所述分液進口，與分液腔和多通道反應腔連接，用于將分液腔中的試劑傳輸到多通道反應腔的多個反應通道中。其中，所述出液裝置包括液體倉和多個分液出口 ；所述分液出口，與多通道反應腔的多個反應通道一一對應并連接，用于接收多通道反應腔導出的試劑；所述液體倉，用于存儲分液出口接收的試劑。其中，所述基因測序儀包括一個或多個多通道測序反應小室。由上可知，本發明的多通道測序反應小室具有多個反應通道，將多個樣品分別固定在不同的反應通道上，可對多個樣品同時進行測序反應，從而提高了多樣品測序的效率； 另外，本發明中的多通道反應小室對反應通道的面積進行了優化配置，不僅提高了通量，還大大降低了試劑成本；此外，該多通道測序反應小室可拆卸，能重復使用，也降低了測序成本。


圖1是本發明在一個實施例中基因測序儀的的結構示意圖；圖2是本發明在一個實施例中多通道測序反應小室的結構示意圖3-1和圖3-2是本發明在一個實施例中多通道反應腔的爆炸結構示意圖；圖4-1和圖4-2是本發明在另一個實施例中多通道反應腔的結構示意圖；圖5-1和圖5-2是本發明在另一個實施例中多通道反應腔的俯視圖；圖6是本發明在另一個實施例中多通道反應腔的爆炸結構示意圖；圖7-1和圖7-2是本發明在另一個實施例中多通道反應腔的剖面圖；圖8-1和圖8-2是本發明在另一個實施例中多通道反應腔的結構示意圖；和反應通道形狀的示意圖；圖9-1和圖9-2是本發明在另一個實施例中多通道反應腔的結構示意圖；和反應通道形狀的示意圖；圖10-1和圖10-2是本發明在另一個實施例中多通道反應腔的結構示意圖；圖11是本發明在另一個實施例中反應通道形狀的示意圖；圖12是本發明在一個實施例中分液組件的結構示意圖；圖13是本發明在一個實施例中進液裝置的結構示意圖；圖14是本發明在一個實施例中出液裝置的結構示意圖；圖15-1和圖15-2是本發明在另一個實施例中多通道測序反應小室的詳細結構示意圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。本發明的技術方案，基因測序儀采用多通道測序反應小室，使得多個樣品同時進行測序反應，實現了多通道測序反應小室平行測序。克服了傳統的測序反應小室內只能單個樣品進行測序，效率比較低下的問題；同時，也避免了單個樣品較少時，測序反應進行時， 試劑仍然要填充整個測序反應小室，浪費試劑的現象。本發明中的多通道測序反應小室內固定的樣品與試劑發生反應，使樣品攜帶標記物，而形成攜帶標記物的樣品，該攜帶標記物的樣品經過激發光激發后可以發光。本發明中的待測樣品通過小珠或直接固定在多通道測序反應小室上，所述待測樣品固定在多通道測序反應小室上，稱為點樣。所述小珠的直徑為1X10、 10X10、。當多通道測序反應小室內固定的小珠的密度一定時，多通道測序反應小室內用于固定待測樣品的區域越大，固定的小珠數越多，也即測序通量越高。待測樣品直接固定在多通道測序反應小室上，其測序通量的原理與通過小珠固定在多通道測序反應小室上相同。本發明的多通道測序反應小室可以單獨使用，也可以結合測序設備使用。本發明的多通道測序反應小室優選用在基因測序儀中，針對多通道測序反應小室在基因測序儀中的運用，本發明提出一實施例，如圖1所示。基因測序儀包括液體傳輸組件、多通道測序反應小室、調平調焦組件、溫控組件和采圖組件。其中(1)液體傳輸組件01，用于將試劑傳輸到多通道測序反應小室，提供測序反應的試齊LU(2)多通道測序反應小室1，用于提供多個樣品進行獨立測序反應。(3)調平調焦組件02，用于調節多通道測序反應小室1的位置。
(4)溫控組件03，用于控制多通道測序反應小室1的溫度，使測序反應能夠順利進行。(5)采圖組件05，用于采集測序反應的圖像。本實施例的技術方案能夠實現多個樣品自動化平行測序，也即多個樣品同時發生測序反應。針對基因測序儀，本發明提出另一實施例，如圖1所示，基因測序儀包括液體傳輸組件、多通道測序反應小室、調平調焦組件、溫控組件、光源組件、采圖組件和數據處理組件。其中(1)液體傳輸組件01，用于將試劑傳輸到多通道測序反應小室，提供測序反應的試齊LU(2)多通道測序反應小室1，用于提供多個樣品進行獨立測序反應。(3)調平調焦組件02，用于調節多通道測序反應小室1的位置。(4)溫控組件03，用于控制多通道測序反應小室1的溫度，使測序反應能夠順利進行。(5)光源組件04，用于激發攜帶標記物的樣品發光。(6)采圖組件05，用于采集測序反應的圖像。(7)數據處理組件06，用于處理測序反應的圖像，得到圖像對應的堿基。本實施例中的技術方案不僅能夠實現多個樣品化平行測序，也即多個樣品同時發生測序反應，提高了多樣品測序的效率，而且大大提高了基因測序的自動化程度。本發明中的基因測序儀的多通道測序反應小室可以為一個或多個。多通道測序反應小室優選為兩個。當采圖組件進行采圖時，分別切換到不同的多通道測序反應小室進行采集測序反應的圖像。該基因測序儀避免采集測序反應圖像的中間等待時間，大大提高了基因測序儀的工作效率。當而第一個多通道測序反應小室的測序反應進行完畢時，第二個多通道測序反應小室進行測序反應正在進行時。反應采圖組件拍攝第一個多通道測序反應小室內的圖像；當采圖組件拍攝完第一個多通道測序反應小室內的圖像時，采圖組件切換到第二個多通道測序反應小室，進行采集圖像，第一個多通道測序反應小室繼續另一輪的測序反應。如此循環拍圖，大大提高了基因測序儀的工作效率。圖2示出了本發明的多通道測序反應小室的結構示意圖，測序反應小室包括多通道反應腔1和分液組件2。其中(1)多通道反應腔1，包括多個相互獨立的反應通道，使得用于多個樣品分別在不同的反應通道中同時進行測序反應。(2)分液組件2，用于將試劑分別導入所述多通道反應腔1的多個反應通道中，以及將多個反應通道中的試劑排出。本實施例的技術方案，將多個樣品分別固定在多通道反應腔的不同的反應通道上，使多個樣品在不同的反應通道中同時進行測序反應，實現了平行測序，大大提高了測序反應的效率。同時分液組件將試劑分別導入到多個反應通道中，使得各個反應通道中進行獨立的測序反應，保證了多樣品平行測序的順利進行。圖3-1示出了本發明一實施例中多通道反應腔的結構爆炸圖，多通道反應腔包括密封片101、蓋樣片102和載樣片103。其中
(1)密封片101，用于與蓋樣片102和載樣片103共同形成多通道反應腔。(2)蓋樣片102，一面緊貼密封片101另一面緊貼載樣片103，用于形成多個反應通道。(3)載樣片103，用于固定待測樣品。本實施例的技術方案中，所述密封片有多個通孔；所述蓋樣片有多個中空槽。所述蓋樣片的多個中空槽與密封片和載樣片配合形成多個反應通道。。該多通道反應腔的多個反應通道用來固定樣品，所固定的多個樣品可以為同一種樣品，也可以為多種樣品，從而實現了多樣品平行測序。由上可知，本發明提供的多通道反應腔是由密封片101、蓋樣片102、載樣片103組成的三層結構，可拆卸，在實際使用過程中可多次重復使用。相對于現有技術中一次性使用的反應腔，本發明大大降低了設備的成本。圖3-2示出了本發明一實施例中多通道反應腔的結構爆炸圖，多通道反應腔包括密封片101、蓋樣片102和載樣片103。其中(1)密封片101，用于與蓋樣片102和載樣片103共同形成多通道反應腔。(2)蓋樣片102，一面緊貼密封片101另一面緊貼載樣片103，用于形成多個反應通道。(3)載樣片103，用于固定待測樣品。本實施例的技術方案中，所述多個蓋樣片分別位于同一平面且互不接觸，多個蓋樣片分別與密封片和載樣片形成多個反應通道。該多通道反應腔的多個反應通道用來固定樣品，所固定的多個樣品可以為同一種樣品，也可以為多種樣品，從而實現多樣品平行測序。同時，本實施例中的多通道反應腔是由密封片101、蓋樣片102、載樣片103組成的三層結構，可拆卸，在實際使用過程中可多次重復使用。相對于現有技術中一次性使用的反應腔，本發明大大降低了設備的成本。本發明中的密封片、蓋樣片和載樣片的形狀無具體限制。優選為正方形或長方形， 如圖3-1所示。密封片、蓋樣片和載樣片的大小均無具體限制。在實際應用中，蓋樣片的面積根據反應通道的多少來選取，當反應通道多時，蓋樣片面積可選擇較小的；當反應通道少時，蓋樣片面積可選擇較大的。優選的，密封片的面積在1200mm2至9000mm2之間，優選的，蓋樣片的面積在 IOOOmm2至8000mm2之間，優選的，載樣片的面積在1200mm2至9000mm2之間。本發明中的密封片、蓋樣片和載樣片的形狀均無具體限制。優選為正方形或長方形，如圖3-2所示。密封片、載樣片的大小均無具體限制，在實際應用中，蓋樣片的面積根據反應通道的多少來選取，當反應通道多時，蓋樣片面積可選擇較小的；當反應通道少時，蓋樣片面積可選擇較大的。其中，蓋樣片的寬度至多為密封片和載樣片的一半。優選的，密封片的面積優選在1200mm2至9000mm2之間，蓋樣片的面積至多為密封片或載樣片面積的一半，載樣片的面積優選在1200mm2至9000mm2之間。在本發明中，密封片采用透光的固體材料制成。該固體材料可以是玻璃、有機玻璃、塑料、水晶、樹脂等，且不限于上述材料。本發明中，密封片和載樣片的厚度無特殊限制，優選在0. 2mm至5. Omm之間。本發明中，蓋樣片為透光的固體材料制成的片。蓋樣片包括但不限于氟橡膠、丁基橡膠、乙丙橡膠、聚四氟乙烯、丙烯酸酯橡膠和丁腈橡膠材料制成的片。本發明中蓋樣片的厚度無特殊限制，可在Imm至IOmm之間。該蓋樣片位于密封片和載樣片之間，因為有一定的厚度，從而形成試劑出口和試劑入口。本發明中的載樣片為透光的固體材料制成的片。該載樣片為玻璃、有機玻璃、塑料、水晶、樹脂、尼龍其中的一種或多種材料制成的片。但不限于上述的透明固體材料制成的片。載樣片經過物理和/或化學處理后，形成載樣片。該載樣片能夠固定待測樣品，也即待測樣品通過化學和/或物理作用被固定在載樣片上。本發明中的載樣片的厚度無特殊限制，優選在0. 3mm至6. Omm之間。本發明中，每個反應通道包括一個試劑入口和一個試劑出口。圖4-1和圖4-2示出了本發明一實施例中多通道反應腔的結構示意圖，多通道反應腔1包括試劑入口 12和試劑出口 13。其中(1)試劑入口 12，用于接收輸入多通道反應腔1的試劑，并將試劑導入到多通道反
應腔中。(2)試劑出口 13，用于導出多通道反應腔內的試劑。本實施例中，多通道反應腔1有多個試劑入口和多個試劑出口，試劑入口和試劑出口可以任意調換，一個為試劑入口則另一個為試劑出口。試劑從試劑入口進入，流過反應通道后，從試劑出口流出，使得試劑的流向具有方向性，可避免試劑與樣品接觸不充分，導致測序反應進行不完全。圖5-1和圖5-2示出了本發明一實施例中多通道反應腔的俯視圖，多通道反應腔 1包括多個反應通道11，試劑入口 12和試劑出口 13。其中(1)反應通道11，用于固定待測樣品，接收試劑。(2)試劑入口 12，用于接收輸入多通道反應腔的試劑，并將試劑導入到多通道反
應腔中。(3)試劑出口 13，用于導出多通道反應腔內的試劑。本實施例中，多通道反應腔有多個反應通道，每個反應通道上固定有待測樣品，每個反應通道上固定的待測樣品可以相同也可以不同。當需要對多個待測樣品進行測序時， 每個反應通道上可以固定不同的樣品。每個反應通道對應一個試劑出口一個試劑入口。本實施例的技術方案實現了多樣品平行測序，并且保證了測序反應的反應充分。圖6示出了本發明一實施例中多通道反應腔的爆炸結構示意圖，多通道反應腔包括密封片101、蓋樣片102和載樣片103。其中(1)密封片101，用于與蓋樣片102和載樣片103共同形成多通道反應腔。(2)蓋樣片102，一面緊貼密封片101另一面緊貼載樣片103，用于形成多個反應通道。(3)載樣片103，用于固定待測樣品。本實施例的技術方案中，上述密封片101、蓋樣片102和載樣片103大小相同，或密封片101和載樣片103均比蓋樣片102大。密封片101上有多個通孔，蓋樣片102上有多個中空槽，密封片012在與蓋樣片102的每個中空槽對應的位置上有兩個通孔。密封片 101貼合在蓋樣片102上，載樣片103貼合在蓋樣片102上，它們與蓋樣片102上多個中空槽形成了多個反應通道。在蓋樣片102的每個中空槽對應的位置上，密封片101有兩個與中空槽連通的通孔，分別形成試劑入口 12和試劑出口 12。待測樣品固定在載樣片103，固定位置為蓋樣片102的中空槽對應的載樣片103的位置，當進行測序反應時，試劑通過試劑入口 12流經每個反應通道11，與固定在載樣片103上的待測樣品發生測序反應，然后試劑從試劑出口 13流出。在本實施例中，密封片101、蓋樣片102和載樣片103的形狀均為長方形。另外，本實施例中的另一技術方案中的蓋樣片可換成多個蓋樣片，從而形成如圖4-2實施例中的多通道反應腔。上述密封片101、載樣片103大小相同，蓋樣片102的長度與密封片101和載樣片103相同，蓋樣片的最寬不超過密封片101或載樣片102的1/2。本實施例中的另一技術方案中的原理與本實施例中的技術方案的原理相同，本實施例中的另一技術方案中的原理的詳細原理見本實施例中的技術方案中。其中，本實施例中的多通道反應腔是由密封片101、蓋樣片102、載樣片103組成的三層結構，可拆卸，在實際使用過程中可多次重復使用。相對于現有技術中一次性使用的反應腔，本發明大大降低了設備的成本。圖7-1和圖7-2示出了本發明一實施例中多通道反應腔的剖面圖，多通道反應腔 1包括反應通道11、試劑入口 12和試劑出口 13。其中(1)反應通道11，用于固定待測樣品，接收試劑。(2)試劑入口 12，用于接收輸入多通道反應腔1的試劑，并將試劑導入到多通道反
應腔中。(3)試劑出口 13，用于導出多通道反應腔1內的試劑。在本實施例中，反應通道11上固定有待測樣品01，試劑從試劑入口 12進入反應通道11，流經反應通道11，與反應通道11上的待測樣品01發生測序反應，從試劑出口 13流出，本實施例的技術方案能夠保證試劑與待測樣品01充分接觸，進而充分發生反應。其中， 相對與圖7-1，圖7-2所對應的反應通道的面積更大，也即點樣的密度相同的情況下，所能通過小珠或直接固定的待測樣品01的數量更多，也即測序通量更高。其中，多通道反應腔包括至少兩個反應通道。優選的，反應通道的個數為2至16 個。圖8-1和圖8-2示出了本發明一實施例中多通道反應腔的結構示意圖，多通道反應腔1包括兩個反應通道11，每個反應通道11有一個試劑入口 12和一個試劑出口 13。其中(1)反應通道11，用于固定待測樣品，接收試劑。(2)試劑入口 12，用于接收輸入多通道反應腔1的試劑，并將試劑導入到多通道反
應腔中。(3)試劑出口 13，用于導出多通道反應腔1內的試劑。上述多通道反應腔1包括兩個反應通道11，兩個試劑入口 12和兩個試劑出口 13。 每個反應通道11的一端為試劑入口 12另一端為試劑出口 13，試劑從試劑入口 12流入反應通道11，流經反應通道11的試劑與固定的待測樣品發生測序反應后，從試劑出口 13流出。 圖8-1和圖8-2中的試劑流向具有一定的方向性，從而使得試劑能夠與待測樣品充分接觸，從而使得反應更充分，從而提高了測序反應的質量。同時，在相同情況下，圖8-2中的反應通道的面積較之圖8-1中的反應通道的面積更大，在點樣密度相同的情況下，所能通過小珠或直接固定的待測樣品01的數量更多，也即測序通量更高。圖9-1和9-2示出了本發明另一實施例中多通道反應腔的結構示意圖，多通道反應腔1包括八個反應通道11，每個反應通道11有一個試劑入口 12和一個試劑出口 13。其中(1)反應通道11，用于固定待測樣品，接收試劑。(2)試劑入口 12，用于接收輸入多通道反應腔1的試劑，并將試劑導入到多通道反
應腔中。(3)試劑出口 13，用于導出多通道反應腔1內的試劑。上述多通道反應腔1包括八個反應通道11，八個試劑入口 12和八個試劑出口 13。 其中，每個反應通道11的一端為試劑入口 12另一端為試劑出口 13，試劑從試劑入口 12流入反應通道11，流經反應通道11的試劑與固定的待測樣品發生測序反應后，從試劑出口 13 流出。在本實施例中，每個反應通道的面積可根據具體情況進行靈活設置，在一個較佳的應用場景中，圖9-1中上述每個反應通道的面積設置為200mm2。圖9_2中上述每個反應通道的面積設置為220mm2。本實施例的技術方案，既保證了多個樣品平行測序，又避免了反應通道過多，而使反應通道空著且又有試劑流過而浪費的現象出現。同時，試劑從試劑入口進從試劑入口出，使得試劑的流動具有方向性，從而保證了試劑能夠與待測樣品充分反應，使得測序的質量更高。圖10-1和圖10-2示出了本發明中多通道反應腔的另一結構示意圖，多通道反應腔1包括十六個反應通道11，每個反應通道11有一個試劑入口 12和一個試劑出口 13。其中(1)反應通道11，用于固定待測樣品，接收試劑。(2)試劑入口 12，用于接收輸入多通道反應腔1的試劑，并將試劑導入到多通道反
應腔中。(3)試劑出口 13，用于導出多通道反應腔1內的試劑。上述多通道反應腔1包括十六個反應通道11，十六個試劑入口 12和十六個試劑出口 13。其中，每個反應通道11的一端為試劑入口 12，另一端為試劑出口 13，試劑從試劑入口 12流入十六個反應通道11，流經反應通道11的試劑與固定的待測樣品發生測序反應后，從試劑出口 13流出。本實施例中，每個反應通道的面積可根據具體情況進行靈活設置， 在一個較佳的應用場景中，每個反應通道的面積為60mm2。本實施例的技術方案，多通道反應腔包括十六個反應通道，可以保證十六個樣品同時進行測序反應，實現多通道測序反應小室的平行測序；當做對比實驗時，可將同一個樣品分別點樣到多個通道中，使之獨立進行測序反應。本技術方案中的多通道測序反應小室大大提高了測序的效率。 在本發明中，反應通道的面積和形狀均存在多種方案。關于反應通道的面積，在本發明中可優選在30mm2至500mm2之間。在一個實施例中，每個反應通道的面積為30mm2。當樣品比較少時，利用小面積的反應通道可以節約試劑，從而降低測序成本。
在另一實施例中，每個反應通道的面積為150mm2。在又一實施例中，每個反應通道的面積為500mm2。每個反應通道的面積越大，可固定的樣品越多，從而可以提高測序的通量。關于反應通道的形狀，其可為任意形狀。優選的，反應通道的形狀為長方形、柳葉形或正方形。針對反應通道的形狀，本發明提出一實施例，如圖8-1和圖8-2所示，反應通道11 為柳葉形，多通道反應腔1包含多個柳葉形的反應通道11，柳葉形的的一端有一個試劑入口 12，另一端有一個試劑出口 13。針對反應通道的形狀，本發明提出另一實施例，如圖9-1和圖9-2所示，反應通道 11為長方形，多通道反應腔1包含多個長方形的反應通道11，反應通道的兩端分別為試劑入口 12和試劑出口 13。針對反應通道的形狀，本發明提出另一實施例，如圖11所示，多通道反應腔1包含多個正方形的反應通道11，在反應通道11的相對兩側分別有有一個試劑入口 12和一個試劑出口 13。由上可知，本發明中的多通道反應小室，對反應通道的面積進行了優化配置，不僅提高了通量，還大大降低了試劑成本。應當說明的是，上述實施例中提供的反應通道的面積和形狀并不用以限定本發明的保護范圍。圖12示出了分液組件的結構示意圖，分液組件包括進液裝置21和出液裝置22。 其中(1)進液裝置21，與多通道反應腔連接，用于將試劑均勻的輸入到多通道反應腔的多個相互獨立的反應通道中。(2)出液裝置22，與多通道反應腔連接，用于接收多通道反應腔排出的試劑。本實施例中，進液裝置將試劑均勻的輸入到都多通道反應腔中，保證了每個反應通道的測序反應環境相同，使得測序反應在整體上更易用控制。圖13示出了進液裝置的結構示意圖，進液裝置包括進液口 211、分液腔212和分液進口 213。其中(1)進液口 211，與分液腔212連接，用于接收試劑，并將接收的試劑傳輸到分液腔 212 中。(2)分液腔212，用于將試劑分成多等份，并分別導入到分液進口 213。(3)分液進口 213，與分液腔212和試劑入口分別連接，用于將分液腔212中的試劑傳輸到多通道反應腔的多個反應通道中。本實施例中，分液腔將試劑均勻的分成多等份，通過分液進口導入到多通道測序反應小室的每個反應通道中，從而保證了每個反應通道的環境相同，使得每個反應通道的測序反應順利進行。圖14示出了出液裝置的結構示意圖，出液裝置包括分液出口 221和液體倉222。 其中(1)分液出口 221，與多通道反應腔的多個反應通道一一對應并連接，用于接收多通道反應腔導出的試劑。
(2)液體倉222，用于存儲分液出口 221接收的試劑。圖15-1和15-2示出了多通道測序反應小室的詳細結構示意圖。試劑從進液口 211流入分液腔212，分液腔212將試劑分成M等份，將液體從M個分液進口 213輸出，通過管道20到達多通道反應腔1的MQ < M < 16)個試劑入口 12，試劑通過試劑入口 12流入固定有待測樣品的反應通道11，試劑與待測樣品反應后，試劑從試劑出口 13流出，經過管道20達到分液出口 221，分液出口 221將試劑導入到液體倉中。在本實施例中，進液裝置的進液口的個數、多通道反應腔的反應通道的個數、多通道反應腔的試劑入口的個數、多通道反應腔的試劑出口的個數、出液裝置的分液出口的個數均相同。其中，進液裝置的進液口的個數和出液裝置的分液出口的個數根據反應通道的個數來更換，如反應通道的個數為N(2 < N < 16，N為自然數)時，進液裝置的分液進口的個數也為N，出液裝置的分液出口的個數也為N。在本發明中，當反應通道為N個時，有n(n彡N，n和N均為自然數)個反應通道固定了待測樣品，則可用η個分液進口的進液裝置取代N個進液口的進液裝置，可用η個分液出口的出液裝置取代N個分液出口的出液裝置。本技術方案，可以保證每個固定有待測樣品的反應通道能順利接收試劑，并且順利排出試劑，同時也避免了空的反應通道浪費試劑的現象。針對多通道測序反應小室的使用，本發明提出一實施例。該多通道測序反應小室用于測序反應。首先，將待測的樣品固定在多通道測序反應小室的反應通道上，也即測序反應常說的“點樣”。然后，通過進液裝置將試劑注入反應通道中。接著，對溫度進行控制，等待測序反應進行。最后，將測序反應后的試劑導出，利用光源組件照射多通道測序反應小室，利用采圖組件進行采圖。針對多通道測序反應小室的測序通量，本發明提出一實施例。當一個反應通道的面積為500mm2時，待測樣品通過小珠固定在多通道測序反應小室。小珠的直徑為1 μ m。點樣密度為IX IO6小珠/mm2，則500mm2的反應通道可固定的小珠數為IX IO8個。也即測序通量為1X108。當反應通道的面積為200mm2時，待測樣品通過小珠固定在多通道測序反應小室。小珠的直徑為2 μ m。點樣密度為1 X IO5小珠/mm2，則200mm2的反應通道可固定的小珠數為2 X IO7個。也即測序通量為2 X 107。應當說明的是，本發明典型的結構但不限于多通道測序反應小室本身，在其他類似的設備中也可以應用本發明的典型結構。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種多通道測序反應小室，其特征在于，所述多通道測序反應小室包括多通道反應腔和分液組件；所述多通道反應腔，包括多個相互獨立的反應通道，用于多個樣品分別在不同的反應通道中同時進行測序反應；所述分液組件，用于將試劑分別導入所述多通道反應腔的多個反應通道中，以及將多個反應通道中的試劑排出。
2.根據權利要求1所述的多通道測序反應小室，其特征在于，所述多通道反應腔包括密封片、蓋樣片和載樣片；所述密封片，用于與蓋樣片和載樣片共同形成多通道反應腔； 所述蓋樣片，一面緊貼密封片另一面緊貼載樣片，用于形成反應通道； 所述載樣片，用于固定待測樣品。
3.根據權利要求2所述的多通道測序反應小室，其特征在于，所述蓋樣片有M個中空槽；在所述密封片上，與每個中空槽對應的位置有兩個與中空槽連通的通孔，分別形成試劑入口和試劑出口；所述載樣片、M個中空槽、密封片配合，形成M個反應通道； 其中，M彡2，M為正整數。
4.根據權利要求2所述的多通道測序反應小室，其特征在于，所述多通道反應腔包含多個蓋樣片，其位于同一平面且相互間隔，分別與密封片和載樣片配合形成多個獨立的反應通道；所述每相鄰兩個蓋樣片與所述密封片、載樣片配合形成兩個通孔，位于反應通道的兩端，分別形成試劑入口和試劑出口。
5.根據權利要求4或5中任一項所述的多通道測序反應小室，其特征在于，所述試劑入口，用于接收輸入多通道反應腔的試劑，并將試劑導入到多通道反應腔中；所述試劑出口，用于導出多通道反應腔內的試劑。
6.根據權利要求2所述的多通道測序反應小室，其特征在于，所述密封片、蓋樣片和載樣片均為透光的固體材料制成的片。
7.根據權利要求1、2、3、4或6中任一項所述的多通道測序反應小室，其特征在于，所述分液組件包括進液裝置和出液裝置；所述進液裝置，與多通道反應腔連接，用于將試劑均勻的輸入到多通道反應腔的多個相互獨立的反應通道中；所述出液裝置，與多通道反應腔連接，用于接收多通道反應腔排出的試劑。
8.根據權利要求7所述的多通道測序反應小室，其特征在于，所述進液裝置包括進液口、分液腔和多個分液進口 ；所述進液口，與分液腔連接，用于接收試劑，并將接收的試劑傳輸到分液腔中； 所述分液腔，用于將試劑分成多等份，并分別導入到多個分液進口 ； 所述分液進口，與分液腔和多通道反應腔連接，用于將分液腔中的試劑傳輸到多通道反應腔的多個反應通道中。
9.根據權利要求7所述的多通道測序反應小室，其特征在于，所述出液裝置包括液體倉和多個分液出口 ；所述分液出口，與多通道反應腔的多個反應通道一一對應并連接，用于接收多通道反應腔導出的試劑；所述液體倉，用于存儲分液出口接收的試劑。
10.一種基因測序儀，包括液體傳輸組件、多通道測序反應小室、調平調焦組件、溫控組件和采圖組件，其特征在于，所述多通道測序反應小室包括多通道反應腔，具有多個相互獨立的反應通道，用于多個樣品分別在不同的反應通道中同時進行測序反應；所述多通道測序反應小室還包括分液組件，與所述液體傳輸組件相連，用于將試劑分別導入所述多通道反應腔的多個反應通道中，以及將多個反應通道中的試劑排出。
11.根據權利要求10所述的基因測序儀，其特征在于，所述多通道反應腔包括密封片、 蓋樣片和載樣片；所述密封片，用于與蓋樣片和載樣片共同形成多通道反應腔； 所述蓋樣片，一面緊貼密封片另一面緊貼載樣片，用于形成反應通道； 所述載樣片，用于固定待測樣品。
12.根據權利要求11所述的多通道測序反應小室，其特征在于，所述蓋樣片有M個中空槽；在所述密封片上，與每個中空槽對應的位置有兩個與中空槽連通的通孔，分別形成試劑入口和試劑出口；所述載樣片、M個中空槽、密封片配合，形成M個反應通道； 其中，M彡2，M為正整數。
13.根據權利要求11所述的多通道測序反應小室，其特征在于，所述多通道反應腔包含多個蓋樣片，其位于同一平面且相互間隔，分別與密封片和載樣片配合形成多個獨立的反應通道；所述每相鄰兩個蓋樣片與所述密封片、載樣片配合形成兩個通孔，位于反應通道的兩端，分別形成試劑入口和試劑出口。
14.根據權利要求13或12中任一項所述的多通道測序反應小室，其特征在于，所述試劑入口，用于接收輸入多通道反應腔的試劑，并將試劑導入到多通道反應腔中；所述試劑出口，用于導出多通道反應腔內的試劑。
15.根據權利要求11所述的多通道測序反應小室，其特征在于，所述密封片、蓋樣片和載樣片均為透光的固體材料制成的片。
16.根據權利要求10、11、12、13或15中任一項所述的多通道測序反應小室，其特征在于，所述分液組件包括進液裝置和出液裝置；所述進液裝置，與多通道反應腔連接，用于將試劑均勻的輸入到多通道反應腔的多個相互獨立的反應通道中；所述出液裝置，與多通道反應腔連接，用于接收多通道反應腔排出的試劑。
17.根據權利要求16所述的多通道測序反應小室，其特征在于，所述進液裝置包括進液口、分液腔和多個分液進口 ；所述進液口，與分液腔連接，用于接收試劑，并將接收的試劑傳輸到分液腔中； 所述分液腔，用于將試劑分成多等份，并分別導入到多個分液進口 ；所述分液進口，與分液腔和多通道反應腔連接，用于將分液腔中的試劑傳輸到多通道反應腔的多個反應通道中。
18.根據權利要求16所述的多通道測序反應小室，其特征在于，所述出液裝置包括液體倉和多個分液出口 ；所述分液出口，與多通道反應腔的多個反應通道一一對應并連接，用于接收多通道反應腔導出的試劑；所述液體倉，用于存儲分液出口接收的試劑。
19.根據權利要求10所述的基因測序儀，其特征在于，所述基因測序儀包括至少兩個多通道測序反應小室。
全文摘要
本發明涉及生物化學設備領域，提供了一種多通道測序反應小室及其基因測序儀。所述基因測序儀包括液體傳輸組件、多通道測序反應小室、調平調焦組件、溫控組件和采圖組件。所述多通道測序反應小室包括多通道反應腔和分液組件；所述多通道反應腔，包括多個相互獨立的反應通道，用于多個樣品分別在不同的反應通道中同時進行測序反應；所述分液組件，用于將試劑分別導入所述多通道反應腔的多個反應通道中，以及將多個反應通道中的試劑排出。本發明的技術方案能夠實現對多樣品進行平行測序，提高了多樣品測序的效率，且降低了多樣品測序的成本。
文檔編號C12M1/00GK102517196SQ20111046075
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者盛司潼 申請人:盛司潼