[發明專利]一種基于試劑自適應調整的DNA圖像采集測序系統

有效

• 申請號: 201510870938.3
• 申請日: 2015-12-02
• 公開（公告）號: CN105296662A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 任魯風;馮玉臣;張睿;陳哲;劉元杰;蔡亦梅;高靜;范東雨;王緒敏;王者馥;殷金龍
• 申請（專利權）人: 北京中科紫鑫科技有限責任公司
• 主分類號: C12Q1/68
• 分類號: C12Q1/68
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及DNA測序分析領域，尤其涉及一種基于試劑自適應調整的DNA圖像采集測序系統。

背景技術

在DNA測序技術領域，整體操作流程描述如下：DNA樣品通過破碎后，應用建庫試劑進行加接頭、單鏈捕獲、結合至微球、微乳液PCR擴增、破乳液，獲得建立在微球上的DNA文庫，應用加樣板將文庫和測序反應需要的酶等鋪放至具有微反應池的測序芯片，測序芯片和測序試劑安裝至主機上，通過控制計算機根據模塊數量和位置啟動測序程序，自動化進行測序反應，產生的數據傳輸至數據分析計算機，完成測序后應用計算分析軟件進行圖像處理、序列讀出、質量分析、序列拼接等工作，最終得到DNA樣本的序列信息。

微反應池測序芯片是測序反應的載體，載有測序模板的DNABeads及各種測序反應用酶均位于刻有微反應池的測序芯片中。

在對反應芯片的圖像采集后，需要對單個圖像的信息進行處理，尤其對圖像的信息準確性進行判定，避免圖像的準確性缺失造成堿基類型的判定失誤；在對圖像測試時，試劑通過反應芯片的速度會對圖像獲取的精準度造成影響，因此控制并調整反應試劑的流速為重要的方式。

鑒于上述缺陷，本發明創作者經過長時間的研究和實踐終于獲得了本創作。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于試劑自適應調整的DNA圖像采集測序系統，用以克服上述技術缺陷。

為實現上述目的，本發明提供一種基于試劑自適應調整的DNA圖像采集測序系統，包括設置有反應芯片的反應倉組件、運動平臺組件、運動控制單元、設置在運動平臺組件上并受運動控制單元控制的CCD相機、平臺支撐組件以及控制CCD相機獲取圖像并對圖像進行冗余處理的圖像處理及控制系統，其中，

所述的反應倉組件，在控制系統的作用下，反應液進入反應芯片中進行化學反應，產生可見光；所述的運動平臺組件，其按照圖像處理及控制系統的控制指令將CCD相機進給到適當的拍照位置，對反應芯片中產生的可見光信息進行拍照采集；所述的平臺支撐組件，其支撐所述的反應倉組件、運動平臺組件；

所述的圖像處理及控制系統獲取圖譜信息，在對每個圖譜Δt的采樣時間間隔內分別獲取m個圖譜，m為偶數；對同一堿基的拍照圖譜進行分組，然后通過冗余判定的方式進行判定，并與標準的堿基圖譜信息進行比對，A，T，C，G四種堿基信息，確定圖譜信息中包含的堿基類型；

所述的圖像處理及控制系統包括分組單元、數據采集控制單元、比較模塊和邏輯控制模塊，所述的分組單元按照二位矩陣將上述采集的圖譜或圖像信息進行分組整理；

獲取m為12的連續圖譜信息，分別每兩個相鄰近的時間，作為一二維組灰度值的兩個維度值，按照標號1-12，分別標記為6組二維灰度值，其中的第一、二灰度值為第一組，第三、四灰度值為第二組，第五、六灰度值為第三組；第七、八灰度值為第四組，第九、十灰度值為第五組，第十一、十二灰度值為第六組，所述分組單元將采集的灰度值信息按照上述分組將三組二維灰度值矩陣進行整理得到矩陣(i₁,i₂)、(i₃,i₄)、(i₅,i₆)、(i₇,i₈)、(i₉,i₁₀)、(i₁₁,i₁₂)；

所述比較模塊內包括一比較器，其對所有數據采集模塊內存儲的灰度值采集信號進行運算處理，分別計算得出一重合度P_n，并將其傳輸至所述邏輯控制模塊內；所述比較模塊將上述重合度兩兩做差值并取絕對值，計算出結果后，將信號重合度與差值絕對值計算結果傳輸至所述邏輯控制模塊內；所述邏輯控制模塊為一MCU處理器或一PLC，其包括一存儲模塊，其內存儲有一標準堿基的重合度閾值P₀和一組標準值δ₁和δ₂；