一种基因检测仪及检测方法与流程

本发明涉及基因检测，更具体地说，涉及一种基因检测仪及检测方法。

背景技术：

1、基因是dna分子上的一个功能片段，是遗传信息的基本单位，是决定一切生物物种最基本的因子。基因检测通过检测dna序列的变异来识别与特定疾病或性状相关的基因变异，在检测过程中，通常需要从待检测样本中提取dna，然后利用聚合酶链式反应或其他技术扩增特定的dna片段。

2、在聚合酶链式反应(简称pcr反应)中，该技术能在短时间内将极其微量的目的核酸片段扩增至十万乃至百万倍，从极其微量的标本中扩增出足量的核酸片段供分析研究和检测鉴定。样本(即含有目标dna片段的溶液)会经历一系列的温度变化，以完成dna的变性、引物退火和dna聚合酶延伸三个基本反应步骤，其中，变性：将样本加热至第一目标温度区间，使双链dna解离成单链dna，这是pcr循环的第一步；退火：将温度迅速降低到第二目标温度区间，使引物(人工合成的短链dna)与模板dna的单链特异性结合。引物是与目标dna序列两端互补的短链dna，它们为dna聚合酶提供了起始点；延伸：在dna聚合酶的作用下，以引物为起点，以四种脱氧核糖核苷三磷酸(dntps)为原料，在第三目标温度区间合成新的dna链。这个过程是dna复制的关键步骤，这三个步骤构成一个pcr循环，通常需要进行20-40个循环，以便在短时间内获得大量的目标dna片段，因此，pcr基因检测实质上是对样本进行一个重复升降温的过程。

3、现有技术中，为防止pcr试管在热循环过程中发生蒸发现象，一般会在试管顶端添加热盖，通过温度设置得比反应液的温度更高的热盖来避免蒸汽在管壁上凝结，进而减少蒸发，但这也产生了另一个问题，热盖通常在pcr反应前开始升温加压，而且在pcr反应过程中，热盖将持续性加压、保温，试管顶部将因为热传导而导致始终高温状态，这有可能导致pcr反应的非特异性，会为后续分析带来误差，甚至产生完全偏离的检测分析结果，影响检测的准确性。

4、因此，针对上述技术问题，有必要提供一种基因检测仪及检测方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基因检测仪及检测方法，以解决上述的问题。

2、为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

3、一种基因检测仪，检测仪主体和检测箱，所述检测箱设置在检测仪主体上，所述检测箱由铰接设置的上盖和箱体组合而成，所述箱体通过定位杆固定连接有样品盒，所述样品盒上的样品孔中插设有pcr反应试管，所述检测箱的左右两侧上均开设有出气口，所述检测仪主体内设置有温控系统，所述温控系统用于在prc热循环过程中围绕变性、退火和延伸这三个反应步骤进行温度控制；温度反馈机构，包括隔离板，所述隔离板设置在箱体内部开设的第一滑槽内，所述隔离板的下端固定连接有数量和位置均与pcr反应试管相对应的热盖，所述隔离板与箱体的内顶端四角处之间均固定连接有热驱动杆，所述隔离板的下端固定连接有一对对称分布的延伸板；从动调节机构，包括一对异形板，所述异形板设置在上盖内部开设的第二滑槽内，所述异形板与第二滑槽的内底端之间均固定连接有微型压簧，所述样品盒的左右两端均固定连接有一对连接板，所述连接板的内部固定连接有磁屏蔽膜，所述磁屏蔽膜位于延伸板与异形板之间。

4、作为本发明的进一步改进，所述温控系统在变性、退火和延伸这三个反应步骤时，变性温度在90～95℃，持续时间为35～45秒，退火温度50～55℃，持续时间与变性温度持续时间一致，延伸温度在70～75℃，持续时间取决于待扩增dna片段的长度和酶的活性。

5、作为本发明的进一步改进，所述热驱动杆由形状记忆合金制成，所述热驱动杆为双程记忆效应的形状记忆合金，且在50°时呈低温相形态，在70-90°时呈高温相形态。

6、作为本发明的进一步改进，所述隔离板采用隔温材料制成，所述隔离板的表面开设有多个溢流孔。

7、作为本发明的进一步改进，所述热盖的下端固定连接有压垫，所述压垫为填充有dbe液体的液体压垫。

8、作为本发明的进一步改进，所述压垫设置为圆台形，且压垫靠近pcr反应试管一端的直径小于靠近热盖一端的直径。

9、作为本发明的进一步改进，所述延伸板的内端嵌设有磁块一，所述异形板的内端嵌设有磁块二，且磁块一位于磁块二的正上侧。

10、作为本发明的进一步改进，所述异形板位于第二滑槽外的一端与箱体的内壁近乎贴合，且异形板的顶部与出气口的开口最低处齐平。

11、作为本发明的进一步改进，所述磁屏蔽膜包括磁屏蔽半膜、弹性扩张孔、磁屏蔽瓣，所述磁屏蔽半膜采用耐高温弹性材料制成，所述磁屏蔽半膜的中心处开设有弹性扩张孔，且弹性扩张孔位于延伸板的正下侧，所述磁屏蔽半膜的内底部固定连接有一对磁屏蔽瓣，且一对磁屏蔽瓣分布在弹性扩张孔的两侧。

12、作为本发明的进一步改进，一种基因检测仪的检测方法，包括以下步骤：

13、s1、试剂制备：在pcr反应试管内加入如下试剂，从生物样本中提取的dna片段、引物、dna聚合酶、缓冲液以及脱氧核糖核苷三磷酸，充分混合均匀后，将pcr反应试管放入样品盒上的样品孔中；

14、s2、变性反应：温控系统控制检测箱内温度迅速达到90～95℃，使pcr反应试管内双链dna模板变性，形成两条单链dna，热驱动杆在此温度区间呈高温相形态，推动隔离板与热盖向下运动，将热盖推至与pcr反应试管管口齐平位置，使压垫填满pcr反应试管的开口，此状态下，延伸板贯穿弹性扩张孔，异形板向上运动与延伸板贴合，并将出气口封堵；

15、s3、退火反应：温控系统控制检测箱内温度回落至50～55℃，使两个寡核苷酸引物分别与目的基因两侧的两条单链互补结合，形成引物-模板复合物，热驱动杆在此温度区间呈低温相形态，拉动隔离板与热盖向上运动，压垫与pcr反应试管管口存在部分间隙，此状态下，延伸板位于磁屏蔽膜的上方，异形板受微型压簧牵引复位，其顶部与出气口的开口最低处齐平；

16、s4、延伸反应：耐热的dna聚合酶开始以目的基因为模板，从引物的3'端开始掺入单核苷酸，沿5'→3'方向延伸，合成新的dna互补链，此反应下温度反馈机构与从动调节机构内的各部件与变性反应下的运动状态相同；

17、s5、循环与产物分析：变性、退火与延伸步骤重复进行20～40次，直至pcr反应结束，再将pcr产物保存在4℃或将其取出进行后续分析。

18、相比于现有技术，本发明的优点在于：

19、本方案通过在prc热循环过程中围绕变性、退火和延伸步骤设计相对应的温度反馈机构与从动调节机构，根据每个步骤所对应的温度区间设备进行自适应的调节与形变，从而保证在变性与退火步骤时，热盖与压垫对pcr反应试管封堵，以此预防非特异性扩增，且设备处于封闭状态，保证热量不会因外界因素流失，在退火步骤时，可进行良好的泄压，设备内部迅速散热至合适的工作温度区间，预防因外界因素的干扰而导致的数据误差，从而有效提升设备检测分析结果的准确性。