一種電化學基因檢測系統技術方案

本實用新型專利技術提供一種電化學基因檢測系統，包括：上位處理終端和檢測終端；所述檢測終端包括：基因檢測器和控制器，所述基因檢測器用于根據雜交反應，采用電化學技術對分子進行標記，并通過交流伏安法掃描經過標記的檢測信號，所述控制器控制所述基因檢測器進行基因檢測，接收基因檢測器的掃描數據，并進行結果分析，并將分析結果傳送到上位處理終端，所述上位處理終端用通過發送控制指令實時調節控制器。采用高精度儀器對檢驗過程進行控制，大大的提高了檢驗的速度和效率，并且有效的節約了檢驗的成本和人力資源，達到高速、準確和精確的檢驗DNA。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及基因檢測
，特別是涉及一種電化學基因檢測系統。
技術介紹
1998年底美國科學促進會將電化學基因傳感器技術列為1998年度自然科學領域十大進展之一，足見其在科學史上的意義。它以其可同時、快速、準確地分析數以千計基因組信息的本領而顯示出了巨大的威力。這些應用主要包括基因表達檢測、突變檢測、基因組多態性分析和基因文庫作圖以及雜交測序等方面。采用電化學基因傳感器檢測基因表達的改變能夠節省大量的人力物力和財力，在以前，科學家不得不重復大量的實驗來觀察多個基因的改變情況，如果采用傳統的方法研究細胞中的上千個基因的改變幾乎是不可想象的，因為必須提取首先提取細胞的核酸，而 且要足夠多以滿足Northern雜交的需要，然后標記每一種探針，再分別進行雜交檢測。而采用電化學基因傳感器則可以使工作量成千上萬倍地減少，利用電化學基因傳感器同時檢測了酵母菌中6000個基因的功能，而斯坦福大學Patrick Brown領導的科研小組則成果地檢測了人成纖維細胞中8600個基因的表達改變。電化學基因傳感器還可用于基因測序，目前美國人類基因組計劃正在大力發展這一技術爭取能替代目前的自動測序，同現有的手工測序和自動測序相比，電化學基因傳感器測序能節省大量的試劑和儀器損耗。在基因表達檢測的研究上人們已比較成功地對多種生物包括擬南芥、酵母及人的基因組表達情況進行了研究。實踐證明電化學基因傳感器技術也可用于核酸突變的檢測及基因組多態性的分析，與常規測序結果一致性達到98%等的突變檢測，對人類基因組單核苷酸多態性的鑒定、作圖和分型、人線粒體基因組多態性的研究等。將生物傳感器與芯片技術相結合，通過改變探針陣列區域的電場強度已經證明可以檢測到基因的單堿基突變，通過確定重疊克隆的次序從而對酵母基因組進行作圖。雜交測序是電化學基因傳感器技術的另一重要應用。該測序技術理論上不失為一種高效可行的測序方法，但需通過大量重疊序列探針與目的分子的雜交方可推導出目的核酸分子的序列，所以需要制作大量的探針。電化學基因傳感器技術可以比較容易地合成并固定大量核酸分子，所以它的問世無疑為雜交測序提供了實踐的可能性。采用電化學基因傳感器技術，可以大大加快人類基因組計劃的工作進度，例如用于基因測序、基因表達檢測和新的遺傳標志如SNP定位等，這對尋找新的功能基因、尋找新的藥物作用靶點和開發新的基因藥物具有重要意義。采用電化學基因傳感器可以進行超乎以前想象的工作量來檢測不同物種、不同組織、不同病種、不同處理條件下的基因表達改變，從而知道開發具有不同用途的的診斷試劑盒。新藥在實驗階段必須通過人體安全性實驗，就必須觀察藥物對人基因表達的影響，由于并不知道藥物對那一種基因起作用，就必須對已知所有或一定范圍內的基因表達都進行檢測，采用電化學基因傳感器可以迅速而準確地完成這一任務。但是現有通過電化學傳感器進行基因檢測需要較多的步驟，并且對于人工的操作要求比較高，同時檢測的步驟繁瑣時間較長，對于需要同時對多個樣品進行檢測的情況需要大量的人力物力，提高了檢測成本，再且，由于受到地方和設備的限制，對于多樣品的處理明顯有的很大的限制，特別是對于醫院和實驗室等地方，受到空間的限制，不能安裝過多的設備和容納過多的操作人員，大大的減低了對于樣品的檢測效率，比且對于檢測過程中需要對樣品進行轉移或操作，由于多個步驟分離處理，容易使到樣品或數據受到影響，從而大大的影響了檢測準確性。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種簡便、快速的電化學基因檢測系統。一種電化學基因檢測系統，包括上位處理終端和檢測終端；所述檢測終端包括基因檢測器和控制器，所述基因檢測器用于根據雜交反應，采 用電化學技術對分子進行標記，并通過交流伏安法掃描經過標記的檢測信號，所述控制器控制所述基因檢測器進行基因檢測，接收基因檢測器的掃描數據，并進行結果分析，并將分析結果傳送到上位處理終端，所述上位處理終端用通過發送控制指令實時調節控制器；優選地，所述基因檢測器包括電化學基因傳感器、連接器、第二連接管理裝置和芯片加熱裝置，所述電化學基因傳感器采用電化學技術對待檢測物雜交反應后的分子進行標記，實現基因檢測，所述第二連接管理裝置通過交流伏安法掃描經過標記的檢測信號，并根據所述控制器的指令控制基因檢測的過程，以及控制所述芯片加熱裝置的溫度；所述連接器用于所述電化學基因傳感器與第二連接管理裝置和芯片加熱裝置連接。優選地，所述上位處理終端包括用于在處理過程中創建一個或多個用戶設置項的設置模塊；用于在處理過程中接收控制器傳送的數據信號的第二接收模塊；用于在處理過程中根據用戶設置項對第二接收模塊接收到的數據進行處理的運算模塊；用于在處理過程中根據用戶設置項向控制器發送控制信號的輸出模塊；用于在處理過程中接收用戶的一個或多個輸入的第一接收模塊，所述用戶的一個或多個輸入對應于所述一個或多個用戶設置項；優選地，所述控制器包括第一管理連接模塊、第一處理模塊和第二處理模塊，所述第一管理連接模塊與所述基因檢測器連接，接收第二連接管理裝置輸出的掃描數據，并與所述第二連接管理裝置進行數據交互；所述第二處理模塊對獲取的數據進行結果分析；所述第一處理模塊與所述第一管理連接模塊連接，用于對所述基因檢測器進行控制和管理，對芯片加熱裝置進行控制，并用于對外的通信和連接管理。優選地，本技術包括一個或多個檢測終端，用于對一個或多個待檢測物進行基因檢測，所述檢測終端包括一個或多個檢測裝置，所述檢測裝置包括一個或多個基因檢測器，用于對一個或多個待檢測物進行基因檢測，所述芯片加熱裝置包括一個或多個芯片加熱端，與所述一個或多個基因檢測器連接。優選地，所述連接器包括與所述電化學基因傳感器連接的第一連接端，；與所述芯片加熱裝置連接，調節控制電化學基因傳感器的溫度的環境控制端；與所述第二連接管理裝置連接的第二電信號傳輸接口 ；所述第一連接端包括電化學基因傳感器固定位和與所述電化學基因傳感器連接的第一電信號傳輸接口，所述電化學基因傳感器固定位用于固定電化學基因傳感器，所述第一電信號傳輸接口用于與電化學基因傳感器進行數據傳輸；所述第二電信號傳輸接口與所述第一電信號傳輸接口相互連接，用于第二連接管理裝置與所述電化學基因傳感器之間傳輸電信號。優選地，所述第一處理模塊包括數據處理單元和溫度控制單元，所述數據處理單元用于對所述基因檢測器進行控制和管理，并用于對外的通信和連接管理，所述溫度控制單元用于控制芯片加熱裝置，實時調節電化學基因傳感器的溫度。優選地，述溫度控制單元包括一個或多個溫度控制元件和一個或多個溫度反饋元件，所述一個或多個溫度控制元件分別對應于一個或多個基因檢測器，所述一個或多個溫反饋元件分別對應于一個或多個基因檢測器，所述一個或多個溫度檢測元件跟據所述一個或多個溫度反饋單元對基因檢測器的溫度監控，分別對一個或多個基因檢測器上的芯片加熱裝置實時控制。優選地，所述一個或多個溫度控制元件包括比較元件，用于將一個或多個溫度反饋單元所檢測到的溫度模擬數字轉換后，將數字信號轉換為溫度與目標溫度進行比較；控制元件，基于比較結果，根據溫度變化的幅度、速率等參數預測溫度變化情況，實時調整溫度控制輸出量；執行元件，根據控制元件的輸出控制量，控制所述芯片加熱裝置的溫度優選地，第二連接本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電化學基因檢測系統，其特征在于，包括：上位處理終端和檢測終端；所述檢測終端包括：基因檢測器和控制器，所述基因檢測器用于根據雜交反應，采用電化學技術對分子進行標記，并通過交流伏安法掃描經過標記的檢測信號，所述控制器控制所述基因檢測器進行基因檢測，接收基因檢測器的掃描數據，并進行結果分析，并將分析結果傳送到上位處理終端，所述上位處理終端通過發送控制指令實時調節控制器。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李明，洪俊安，陳華云，謝劍鋒，周詩寒，蔡偉光，
申請(專利權)人：中山大學達安基因股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：