一种基因测序仪的制作方法

本技术涉及一种基因测序仪，属于生物、化学检测领域。

背景技术：

1、基因测序是一种新型基因检测技术，能够从血液或者人体附属物中分析测定基因序列，预测患多种疾病的可能性，如癌症或白血病等。基因测序相关产品和技术已由实验室研究演变到临床使用。基因芯片或者说测序芯片是基因测序用的芯片。目前已经有多种多样的基因测序芯片问世。基因芯片的测序原理是杂交测序方法，即通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法，在一块基片表面固定了序列已知的靶核苷酸的探针。当溶液中带有荧光标记的核酸序列，与基因芯片上对应位置的核酸探针产生互补匹配时，通过确定荧光强度，获得一组序列完全互补的探针序列。据此可重组出待测核酸的序列。根据测序方法的不同，测序仪的设计也完全不一样。在单芯片设计的测序仪中，由于流体进样和光学成像交替进行，流体系统和光学系统总有一方处于空闲状态，造成了时间和资源的低效利用。为提高测序通量，在一台测序仪中可以设计多张芯片同步进行测序反应，此时协调流体系统和光学系统配合使得测序效率最大化则成为一个难题。

技术实现思路

1、本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题。由于光学系统的成本往往更高，因此一个合理的解决方案是使光学系统连续进行成像工作，暂不成像的芯片则由流体系统进样发生测序化学反应，通过光学系统和流体系统的配合，实现光学系统运行效率最大化，进而实现测序效率最大化。

2、本申请公开了一种基因测序仪，其特征在于，包括：

3、支撑台，支撑台设置有减震机构；支撑台上方安装平移台组件；

4、多套测序单元组件，每套测序单元组件包括芯片台，芯片台用于承载测序芯片，芯片台安装在平移台组件上；芯片包含至少一个芯片入口和至少一个芯片出口，待测核酸在芯片中发生测序反应；成像区域由芯片的可拍照区域组成；

5、多套流体系统，每套流体系统分别连接一套测序单元组件并提供试剂；

6、光学成像系统，用于激发并收集测序芯片中的光学信号；

7、平移台组件，用于将成像区域连续移动到所述光学成像系统的视野中，实现光学成像系统在成像区域连续扫描。

8、根据优选的实施方式，芯片的成像区域指的是一张芯片的不同成像区域。即，多套测序单元组件只放置一张芯片。

9、根据优选的实施方式，芯片的成像区域指的是多张芯片中的每一张芯片的不同成像区域。即，多套测序单元组件放置多张芯片。

10、根据优选的实施方式，核酸测序仪还包括控制器，控制流体系统按照预定的顺序向其连接的测序单元组件提供所需的试剂。

11、根据优选的实施方式，每套流体系统包括：

12、试剂仓，用于储存测序反应所需的试剂；

13、试剂选择部件，适于连接到试剂仓，其可控制以从多条试剂流动路径中选择一条试剂流动路径至芯片入口；

14、动力部件，包括泵，与芯片出口连接，可操作以控制对于芯片的流体流动。

15、根据优选的实施方式，所述泵是注射泵，动力部件还包括与注射泵连通的选择阀，选择阀有多个端口，其中一个端口与芯片出口连通，另一个端口与废液储器连通。

16、根据优选的实施方式，试剂仓包括低温区，低温区内包含半导体温控组件及传热组件，用于制冷。试剂仓还包括常温区，用于放置常温试剂。

17、根据优选的实施方式，测序芯片下方安装有加热和制冷功能的半导体温控组件，用于控制芯片的温度。

18、根据优选的实施方式，光学系统包括：

19、荧光产生及收集模块，包括激发激光器、照明光路、相机、筒镜、物镜；

20、自动聚焦模块，包括对焦传感器、物镜驱动器。

21、根据优选的实施方式，相机为tdi线阵扫描相机。

22、根据优选的实施方式，物镜的数值孔径大于等于0.5，视场范围大于2mm。

23、根据优选的实施方式，测序仪还包括框架组件，光学系统安装于框架组件上；框架组件为竖直结构，其底部与支撑台连接。

24、根据优选的实施方式，测序芯片下方安装有真空吸盘，可通过负压将测序芯片吸附在芯片台上。

25、根据优选的实施方式，流体系统还包括入口汇流板，包括一个入口、流体通路和出口，入口汇流板的出口与芯片入口通过密封结构密封连接。

26、根据优选的实施方式，测序仪还包括数据处理系统，用于从光学成像系统获取图像并处理，将图像信号转换为读出的基因序列，输出序列质量等参考信息。

27、有益效果：

28、1.本实用新型公开的测序仪通过为每块芯片提供一套流体系统，使得每块芯片中的流体、化学反应能够独立进行，测序反应完成后利用平移台组件快速移动芯片使其就位，再利用光学成像系统对测序反应后的芯片进行成像反应，通过计算，可以使不同芯片的流体、化学反应交替进行，使得光学成像系统能够连续不断地对芯片进行成像，减少了光学系统的等待时间，提高了单位时间内的测序数据产出量。

29、2.将测序化学反应和高速线扫描成像系统结合，可缩短每次测序所需的总时间，提高数据的产出速度，适合对时效性要求较高的使用场景。

技术特征：

1.一种基因测序仪，其特征在于，包括：支撑台，支撑台设置有减震机构；支撑台上方安装平移台组件；多套测序单元组件，每套测序单元组件包括芯片台，芯片台用于承载测序芯片，芯片台安装在平移台组件上；芯片包含至少一个芯片入口和至少一个芯片出口，待测核酸在芯片中发生测序反应；成像区域由芯片的可拍照区域组成；多套流体系统，每套流体系统分别连接一套测序单元组件并提供试剂；光学成像系统，用于激发并收集测序芯片中的光学信号；平移台组件，用于将成像区域连续移动到所述光学成像系统的视野中，实现光学成像系统在成像区域连续扫描。

2.根据权利要求1所述的测序仪，其特征在于，所述成像区域指的是一张芯片的不同成像区域。

3.根据权利要求1所述的测序仪，其特征在于，所述成像区域指的是多张芯片中的每一张芯片的不同成像区域。

4.根据权利要求1所述的测序仪，其特征在于，还包括控制器，控制流体系统按照预定的顺序向其连接的测序单元组件提供所需的试剂。

5.根据权利要求1所述的测序仪，其特征在于，每套流体系统包括：试剂仓，用于储存测序反应所需的试剂；试剂选择部件，适于连接到试剂仓，其可控制以从多条试剂流动路径中选择一条试剂流动路径至芯片入口；动力部件，包括泵，与芯片出口连接，可操作以控制芯片的流体流动。

6.根据权利要求5所述的测序仪，其特征在于，所述泵是注射泵，动力部件还包括与注射泵连通的选择阀，所述选择阀有多个端口，其中一个端口与芯片出口连通，另一个端口与废液储器连通。

7.根据权利要求5所述的测序仪，其特征在于，试剂仓包括低温区，低温区内包含半导体温控组件及传热组件，用于制冷。

8.根据权利要求1所述的测序仪，其特征在于，测序芯片下方安装有加热和制冷功能的半导体温控组件，用于控制芯片的温度。

9.根据权利要求1所述的测序仪，其特征在于，所述光学成像系统包括：荧光产生及收集模块，包括激发激光器、照明光路、相机、筒镜、物镜；自动聚焦模块，包括对焦传感器、物镜驱动器。

10.根据权利要求9所述的测序仪，其特征在于，所述相机为tdi线阵扫描相机。

11.根据权利要求9所述的测序仪，其特征在于，所述物镜的数值孔径大于等于0.5，视场范围大于2mm。

12.根据权利要求1所述的测序仪，其特征在于，还包括框架组件，所述光学成像系统安装于框架组件上；所述框架组件为竖直结构，其底部与支撑台连接。

13.根据权利要求1所述的测序仪，其特征在于，所述测序芯片下方安装有真空吸盘，通过负压将测序芯片吸附在芯片台上。

技术总结
本技术公开一种基因测序仪，包括芯片台、支撑台、流体系统、平移台组件。本技术公开的测序仪通过为每块芯片提供一套流体系统，使得每块芯片中的流体、化学反应能够独立进行，测序反应完成后利用平移台组件快速移动芯片使其就位，再利用光学成像系统对测序反应后的芯片进行成像反应，通过计算，可以使不同芯片的流体、化学反应交替进行，使得光学成像系统能够连续不断地对芯片进行成像，减少了光学系统的等待时间，提高了单位时间内的测序数据产出量。

技术研发人员：杜灵国,谭靖恺,乔朔
受保护的技术使用者：赛纳生物科技（广州）有限公司
技术研发日：20230301
技术公布日：2024/1/14