[发明专利]一种基于反应温度调整的DNA图像采集测序系统

说明书

技术领域

本发明涉及DNA测序分析领域，尤其涉及一种基于反应温度调整的DNA图像采集测序系统。

背景技术

在DNA测序技术领域，整体操作流程描述如下：DNA样品通过破碎后，应用建库试剂进行加接头、单链捕获、结合至微球、微乳液PCR扩增、破乳液，获得建立在微球上的DNA文库，应用加样板将文库和测序反应需要的酶等铺放至具有微反应池的测序芯片，测序芯片和测序试剂安装至主机上，通过控制计算机根据模块数量和位置启动测序程序，自动化进行测序反应，产生的数据传输至数据分析计算机，完成测序后应用计算分析软件进行图像处理、序列读出、质量分析、序列拼接等工作，最终得到DNA样本的序列信息。

微反应池测序芯片是测序反应的载体，载有测序模板的DNA Beads及各种测序反应用酶均位于刻有微反应池的测序芯片中。

在对反应芯片的图像采集后，需要对单个图像的信息进行处理，尤其对图像的信息准确性进行判定，避免图像的准确性缺失造成碱基类型的判定失误；在对图像测试时，CCD相机位置的精准度为影响图像获取准确性的因素，在对图像获取时，CCD相机位置的变化需要调整。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于反应温度调整的DNA图像采集测序系统，用以克服上述技术缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种基于反应温度调整的DNA图像采集测序系统，包括设置有反应芯片的反应仓组件、运动平台组件、运动控制单元、设置在运动平台组件上并受运动控制单元控制的CCD相机、平台支撑组件以及控制CCD相机获取图像并对图像进行冗余处理的图像处理及控制系统，其中，

所述的反应仓组件，在控制系统的作用下，反应液进入反应芯片中进行化学反应，产生可见光；所述的运动平台组件，其按照图像处理及控制系统的控制指令将CCD相机进给到适当的拍照位置，对反应芯片中产生的可见光信息进行拍照采集；所述的平台支撑组件，其支撑所述的反应仓组件、运动平台组件；

所述的图像处理及控制系统获取图谱信息，在对每个图谱Δt的采样时间间隔内分别获取m个图谱，m为偶数；对同一碱基的拍照图谱进行分组，然后通过冗余判定的方式进行判定，并与标准的碱基图谱信息进行比对，A，T，C，G四种碱基信息，确定图谱信息中包含的碱基类型；

所述的图像处理及控制系统包括分组单元、数据采集控制单元、比较模块和逻辑控制模块，所述的分组单元按照二位矩阵将上述采集的图谱或图像信息进行分组整理；

获取m为12的连续图谱信息，分别每两个相邻近的时间，作为一二维组灰度值的两个维度值，按照标号1-12，分别标记为6组二维灰度值，其中的第一、二灰度值为第一组，第三、四灰度值为第二组，第五、六灰度值为第三组；第七、八灰度值为第四组，第九、十灰度值为第五组，第十一、十二灰度值为第六组，所述分组单元将采集的灰度值信息按照上述分组将三组二维灰度值矩阵进行整理得到矩阵(i₁,i₂)、(i₃,i₄)、(i₅,i₆)、(i₇,i₈)、(i₉,i₁₀)、(i₁₁,i₁₂)；

所述比较模块内包括一比较器，其对所有数据采集模块内存储的灰度值采集信号进行运算处理，分别计算得出一重合度P_n，并将其传输至所述逻辑控制模块内；所述比较模块将上述重合度两两做差值并取绝对值，计算出结果后，将信号重合度与差值绝对值计算结果传输至所述逻辑控制模块内；所述逻辑控制模块为一MCU处理器或一PLC，其包括一存储模块，其内存储有一标准碱基的重合度阈值P₀和一组标准值δ₁和δ₂；

所述的数据采集控制单元采集重合度绝对值差值大于阈值P₀的相应的图像灰度值δ，所述的灰度值δ与标准灰度值δ₁和δ₂进行对比，若δ₁＜δ＜δ₂，则该图像的灰度值超过第一段预设值，需对CCD相机的位置进行调整；