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一种用于高通量基因测序的文库构建的自动化建库系统

2021-03-01 16:40:52

一种用于高通量基因测序的文库构建的自动化建库系统

  技术领域

  本实用新型涉及基因测序实验室自动化技术领域,更具体地说,本实用新型涉及一种用于高通量基因测序的文库构建的自动化建库系统。

  背景技术

  基因序列信息的快速获得对于生命科学的研究非常重要,目前最常用的手段是核酸高通量基因测序,一次对几十万到几百万条DNA分子进行序列测定。为了能使从生命体中提取的DNA能满足测序的要求,需要对打断后的DNA进行末端修复,加接头,纯化等操作,这个实验过程称为文库构建,其目的在于在目的DNA片段两端连接上想要的接头,文库结构需要符合高通量测序仪的上机要求才能进行测序。

  文库构建的过程分为几个步骤:1、对打断后的DNA进行末端修复;2、将接头连接到目的片段上;3、对得到的产物进行磁珠纯化;4、对纯化后的文库进行PCR获得大量的文库;5、对PCR后的文库进行纯化,即得到了可上机测序的文库。

  而按照目前现有的建库流程和方法,文库构建过程中前3步最为复杂,对实验人员技术要求高。建库难度大、成功率低。因此,研发一种新型自动化建库仪来解决上述问题很有必要。

  实用新型内容

  为了克服现有技术的上述缺陷,本实用新型的实施例提供一种用于高通量基因测序的文库构建的自动化建库系统,以解决上述背景技术中提出的问题。

  为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:一种用于高通量基因测序的文库构建的自动化建库系统,包括建库仪主体,所述建库仪主体的顶端表面设置有标准模块,所述标准模块为加热模块,所述标准模块的一侧设置有长条模块,且标准模块的另一侧设置有机械臂,所述建库仪主体的顶端表面靠近标准模块的一端设置有LCD液晶显示屏;

  所述标准模块共设置有八个,且标准模块包括模块一,所述模块一的一侧设置有模块二,且模块一的底部设置有模块五,所述模块二的一侧设置有模块三,且模块二的底部设置有模块六,所述模块三的一侧设置有模块四,且模块三的底部设置有模块七,所述模块四的底部设置有模块八。

  在一个优选地实施方式中,所述模块一、模块二、模块三以及模块四与模块五、模块六、模块七以及模块八均水平共线设置,所述模块八的前三排设置有磁珠。

  在一个优选地实施方式中,所述模块一的表面设置有吸头,所述吸头的数量设置有多个。

  在一个优选地实施方式中,所述模块三的前六排设置有空管,且模块三的后六排设置有样品。

  在一个优选地实施方式中,所述模块四的前六排设置有引物,且模块四的六排到八排之间设置有接头。

  在一个优选地实施方式中,所述建库仪主体的底端设置有支撑块,所述支撑块的数量设置有四个,且四个支撑块与建库仪主体之间固定连接。

  在一个优选地实施方式中,所述LCD液晶显示屏的下方设置有操作面板,所述操作面板的表面嵌入设置有程序控制按钮。

  在一个优选地实施方式中,所述机械臂的周向侧外壁设置有磁力架,且机械臂与建库仪主体之间滑动连接。

  本实用新型的技术效果和优点:

  与现有技术相比,本实用新型结构简单合理、经济实用、使用方便,通过该仪器自动化操作一次可完成多个样本的建库工作,减少人工成本、人为操作失误的可能以及仪器操作稳定性高,操作面板上带有程序控制按钮,便于控制仪器的运行和停止,仪器自动操作,无需人工操作及看守,所述纯化操作在枪头内完成可节约时间和提高纯化效率,机械臂根据已设定的操作步骤对样本及试剂的吸取、释放、混匀等操作完成对生物基因样本的文库构建过程,从而减少人工成本、人为操作失误的可能以及标准化实验的建立。

  附图说明

  图1为本实用新型的整体结构示意图。

  图2为本实用新型的标准模块结构示意图。

  图3为本实用新型的标准模块布置示意图。

  附图标记为:1建库仪主体、2标准模块、3长条模块、4机械臂、5磁力架、6LCD液晶显示屏、7操作面板、8程序控制按钮、9支撑块、10模块一、11模块二、12模块三、13模块四、14模块五、15模块六、16模块七、17模块八、18吸头、19空管、20样品、21磁珠。

  具体实施方式

  下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

  本实用新型一实施例的用于高通量基因测序的文库构建的自动化建库系统,包括建库仪主体1,所述建库仪主体1的顶端表面设置有标准模块二11,所述标准模块二11为加热模块,所述标准模块二11的一侧设置有长条模块三12,且标准模块2的另一侧设置有机械臂4,所述建库仪主体1的顶端表面靠近标准模块二11的一端设置有LCD液晶显示屏6。

  参照说明书附图1-3,该实施例的用于高通量基因测序的文库构建的自动化建库系统中的标准模块二11共设置有八个,且标准模块二11包括模块一10,所述模块一10的一侧设置有模块二11,且模块一10的底部设置有模块五14,所述模块二11的一侧设置有模块三12,且模块二11的底部设置有模块六15,所述模块三12的一侧设置有模块四13,且模块三12的底部设置有模块七16,所述模块四13的底部设置有模块八17。

  进一步的,所述模块一10、模块二11、模块三12以及模块四13与模块五14、模块六15、模块七16以及模块八17均水平共线设置,所述模块八17的前三排设置有磁珠21,所述模块一10的表面设置有吸头18,所述吸头18的数量设置有多个。

  进一步的,所述模块三12的前六排设置有空管19,且模块三12的后六排设置有样品20,所述模块四13的前六排设置有引物,且模块四13的六排到八排之间设置有接头。

  进一步的,所述机械臂4的周向侧外壁设置有磁力架5,且机械臂4与建库仪主体1之间滑动连接。

  进一步的,所述建库仪主体1的底端设置有支撑块9,所述支撑块9的数量设置有四个,且四个支撑块9与建库仪主体1之间固定连接。

  进一步的,所述LCD液晶显示屏6的下方设置有操作面板7,所述操作面板7的表面嵌入设置有程序控制按钮8。

  实施场景具体为:步骤1.1:试剂耗材准备

  末端修复试剂配制

  

  

  接头连接试剂配制

  

  步骤1.2:末端修复

  从模块一10排1扎吸头18,到模块四13排10吸取10μL的末端修复的试剂,加入到模块三12排1中,混匀,打掉吸头18;

  2、从模块一10排2扎吸头18,到模块四13排10吸取10μL的末端修复的试剂,加入到模块三12排2中,混匀,打掉吸头18;

  3、从模块一10排3扎吸头18,到模块四13排10吸取10μL的末端修复的试剂,加入到模块三12排3中,混匀,打掉吸头18;

  4、从模块一10排4扎吸头18,到模块四13排10吸取10μL的末端修复的试剂,加入到模块三12排4中,混匀,打掉吸头18;

  5、从模块一10排5扎吸头18,到模块四13排10吸取10μL的末端修复的试剂,加入到模块三12排5中,混匀,打掉吸头18;

  6、从模块一10排6扎吸头18,到模块四13排10吸取10μL的末端修复的试剂,加入到模块三12排6中,混匀,打掉吸头18;

  7、模块三12升温至20℃;

  8、从模块一10排7扎吸头18,到模块6排2吸取20μL的矿物油,加入到模块三12排1中,打掉吸头18;

  9、从模块一10排8扎吸头18,到模块6排2吸取20μL的矿物油,加入到模块三12排2中,打掉吸头18;

  10、从模块一10排9扎吸头18,到模块6排2吸取20μL的矿物油,加入到模块三12排3中,打掉吸头18;

  11、从模块一10排10扎吸头18,到模块6排2吸取20μL的矿物油,加入到模块三12排4中,打掉吸头18;

  12、从模块一10排11扎吸头18,到模块6排2吸取20μL的矿物油,加入到模块三12排5中,打掉吸头18;

  13、从模块一10排12扎吸头18,到模块6排2吸取20μL的矿物油,加入到模块三12排6中,打掉吸头18;

  14、模块三1220℃孵育30min后升温到65℃;

  15、65℃孵育30min后降温到4℃保持

  步骤1.3:接头连接

  1、从模块七16排1扎取吸头18,到模块四13排12吸取109μL接头连接Mix,到模块四13排8喷液,与14μL接头混匀;

  2、吸取105μL混匀后的试剂,到模块三12排7-9,每个排喷35μL接头连接试剂加接头的Mix;

  3、到模块三12排1吸取末端修复产物60μL,加到模块三12排7,喷液,混匀;

  4、从模块七16排2扎取吸头18,到模块三12排2吸取末端修复产物60μL,加到模块三12排8,喷液,混匀;

  5、从模块七16排3扎取吸头18,到模块三12排3吸取末端修复产物60μL,加到模块三12排9,喷液,混匀;

  6、从模块七16排4扎取吸头18,到模块四13排11吸取109μL接头连接Mix,到模块四13排7喷液,与14μL接头混匀;

  7、吸取105μL混匀后的试剂,到模块三12排10-12,每个排喷35μL接头连接试剂加接头的Mix;

  8、到模块三12排4吸取末端修复产物60μL,加到模块三12排10,喷液,混匀;

  9、从模块七16排5扎取吸头18,到模块三12排5吸取末端修复产物60μL,加到模块三12排11,喷液,混匀;

  10、从模块七16排6扎取吸头18,到模块三12排6吸取末端修复产物60μL,加到模块三12排12,喷液,混匀;

  11、模块三12温度升到20℃,孵育15min,温度降到4℃保持。

  步骤1.4:磁珠纯化

  1、从模块七16排7扎取吸头18,到模块八17排1将磁珠21混匀,然后吸取87μL磁珠21,然后到模块三12排7吸取97μL样品,混匀;

  2、喷液到模块二11排1孵育,将吸头18退回到模块七16排7;

  3、从模块一10排1扎取吸头18,到模块二11排12吸取17μLElutionBuffer,喷液到模块二11排7;

  4、从模块6排4吸取40μL超纯水,再到模块6排3吸取160μL100%酒精,混匀,喷液到模块八17排7,打掉吸头18;

  5、孵育10min,然后从模块七16排7扎取吸头18,从模块二11排1吸取磁珠21样品混合物,上磁力架5,澄清后将上清打到模块二11排1;

  6、到模块八17排7吸取50μL80%酒精,洗涤后将80%酒精打到模块三12排7;

  7、重复操作6两次,

  8、吸取最后50μL80%酒精,洗涤后将80%酒精打到模块八17排7;

  9、反复吹吸磁珠21,吹3分钟至磁21晾干;

  10、到模块二11排7吸取17μLElutionBuffer,重悬磁珠21,然后上磁力架5,待澄清后,将DNA打到模块四13排1,打掉吸头18;

  11、重复上述类似步骤,完成剩余样品的纯化,最后样品位于模块四13排1-6。

  步骤1.5:PCR setup

  1、从模块一10排7扎取吸头18,到模块四13排9吸取25μLPCRMix,加入到模块四13排1,混匀;

  2、从模块一10排8扎取吸头18,到模块四13排9吸取25μLPCRMix,加入到模块四13排2,混匀;

  3、从模块一10排9扎取吸头18,到模块四13排9吸取25μLPCRMix,加入到模块四13排3,混匀;

  4、从模块一10排10扎取吸头18,到模块四13排9吸取25μLPCRMix,加入到模块四13排4,混匀;

  5、从模块一10排11扎取吸头18,到模块四13排9吸取25μLPCRMix,加入到模块四13排5,混匀;

  6、从模块一10排12扎取吸头18,到模块四13排9吸取25μL。

  本实用新型的工作原理:

  参照说明书附图1-3,建库仪主体1的表面设有标准模块二11,其中标准模块二11分为试剂板和样本板,长条模块三12作为垃圾桶,用于收集丢弃的枪头,机械臂4带有吸液和打液的功能,机械臂4根据已设定的操作步骤对样本及试剂的吸取、释放、混匀等操作完成对生物基因样本的文库构建过程,从而减少人工成本、人为操作失误的可能以及标准化实验的建立。

  最后应说明的几点是:首先,在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变,则相对位置关系可能发生改变;

  其次:本实用新型公开实施例附图中,只涉及到与本公开实施例涉及到的结构,其他结构可参考通常设计,在不冲突情况下,本实用新型同一实施例及不同实施例可以相互组合;

  最后:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

《一种用于高通量基因测序的文库构建的自动化建库系统.doc》
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