(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210761662.5 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 南京普济生物有限公司 地址 210008 江苏省南京市江北新区新锦 湖路3-1号中丹生态生命科学产业园 二期C座3层西侧 (72)发明人 尚午　张毅良　 (51)Int.Cl. C12M 1/34(2006.01) C12M 1/12(2006.01) C12M 1/36(2006.01) C12M 1/00(2006.01) B01L 7/00(2006.01) C12Q 1/686(2018.01) (54)发明名称 一种用于血液游离DNA的超多重PCR检测系 统及方法 (57)摘要 本申请涉及 核酸检测技术的领域， 公开了一 种用于血液游离DNA 的超多重PCR检测系统及方 法， 多重PCR检测系统包括检测实验主体、 输送模 块、 备样模块、 反应液添加模块、 混合模块、 油相 液添加模块、 制滴模块、 逐滴制样模块、 封板震荡 模块、 数字PCR仪、 转移模块、 弃置舱和转移机械 手， 其中， 逐滴制样模块包括设置于检测实验主 体内的多轴机械臂， 多轴机械臂的自由端设置有 注射器以及设置在注射器上的注 射枪头， 注射枪 头的开口边缘形成剪切刃， 注射器上连接有气 管， 气管上安装有气压传感器和调压阀， 气压传 感器通过有线或者无线的方式连接有第一控制 器， 第一控制器控制连接上述气压传感器。 本申 请可以在大批量PCR检测中确保实验结果的准确 度。 权利要求书2页 说明书16页 附图3页 CN 114958583 A 2022.08.30 CN 114958583 A 1.一种用于血液游离DNA的超多重PCR检测系统， 其特征在于， 包括检测实验主体(1)， 用于提供洁净的检测实验环境； 输送模块(2)， 设置 于检测实验主体(1)内， 用于 输送实验样品至检测实验主体(1)内； 备样模块(3)， 设置 于检测实验主体(1)内， 用于存放PCR反应液； 反应液添加模块(4)， 用于向输送模块(2)上的实验样品内加入PCR反应液； 混合模块(5)， 用于摇匀PCR反应液与实验样品的混合液； 油相液添加模块(6)， 用于向培 养板上添加油相液； 制滴模块， 用于将PCR反应液与实验样品的混合液注入至油相液中并配制成滴状混合 液； 逐滴制样模块， 用于将滴状混合液 逐滴置入培 养板中； 封板震荡模块(9)， 用于密封 培养板并在密封后对滴状PCR预反应液进行震荡摇匀； 数字PCR仪(10)， 用于扩增 和荧光检测所述 滴状PCR预反应液中的目标DNA； 转移模块(11)， 设置于检测实验主体(1)内， 用于将输送模块(2)上的实验样品转移至 封板震荡模块(9)， 并在滴状PCR预反应液密封震荡后， 将滴状PCR预反应液送入至数字PCR 仪(10)内； 弃置舱(12)， 设置 于检测实验主体(1)内， 用于存放废弃培 养板； 转移机械手(13)， 设置于检测实验主体(1)内， 用于抓取废弃培养板 并将其丢入至弃置 舱(12)中； 其中， 逐滴制样模块包括设置于检测实验主体(1)内的多轴机械臂(14)， 多轴机械臂 (14)的自由端设置有注射器(15)以及设置在注射器(15)上的注射枪头(16)， 注射枪头(16) 的开口边缘形成剪切刃(17)， 注射器(15)上连接有气管(18)， 气管(18)上安装有气压传感 器(19)和调 压阀(20)， 气压传感器(19)通过有线或者无线的方式连接有第一控制器(21)， 第一控制器(21)控制连接上述气压传感器(19)； 其中， 所述第一控制器(21)通过预训练的气压调 节模型来控制调压阀(20)输出的压力 大小， 所述预训练的气压调节模 型为F=a×(b‑)+c； 其中， F为调压阀(20)输出的压力大小， a 的取值范围在1.05～1.5 之间， x为注 射枪头(16)抽吸溶液在枪头内形成溶液的液面高度的 计 量刻度值， w为注 射枪头(16)抽吸溶液在在枪头内形成溶液的圆形液面直径大小的1/2， b的值不小于注射枪头(16)使用时可容溶液总量体积值， c为偏置量， 0<c<y， y的值不大于 (b‑)的计算值。 2.根据权利 要求1所述的一种用于血液游离DNA的超多重PCR检测系统， 其特征在于， 多 轴机械臂(14)的自由端于注 射枪头(16)的周侧设置有多个图像获取设备(22)， 多个图像获 取设备(22)通过有线或者无线的方式连接有副数据图像分析仪(23)， 副数据图像分析仪 (23)用于判断PCR反应液是否以滴状的方式从注射枪头(16)流出， 副数据图像分析仪(23) 电连接有第一报警器(24)； 其中， 所述副数据图像分析仪(23)内存储有用于判断注射枪头 (16)是否以滴状滴加溶液的液体滴加智能识别模型， 所述液体滴加智能识别模 型包括卷积 神经网络模型。 3.根据权利 要求2所述的一种用于血液游离DNA的超多重PCR检测系统， 其特征在于， 副 数据图像 分析仪(23)还用于分析出注 射枪头(16)是否污染结果， 副数据图像 分析仪(23)还 连接有第二报警器(25)； 其中， 所述副数据图像分析仪(23)内还存储有用于判断注射枪头权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114958583 A 2(16)是否污染的注 射枪头(16)可用性模 型， 所述注 射枪头(16)可用性模 型包括卷积神经网 络模型。 4.根据权利 要求1所述的一种用于血液游离DNA的超多重PCR检测系统， 其特征在于， 还 包括： 主数据图像分析仪(26)， 通过有线或者无线的方式连接数字PCR仪(10)， 用于接收数 字PCR仪(10)的实验图像并分析出实验 结果； 其中， 主 数据图像分析仪(26)存储有卷积神经 网络模型。 5.根据权利 要求4所述的一种用于血液游离DNA的超多重PCR检测系统， 其特征在于， 存 储于主数据图像分析仪(26)的卷积神经网络模型的分析对象为临床样本检测结果图中的 荧光检测图像数据。 6.一种用于血液游离DNA的超多重PCR检测方法， 其特征在于， 所述超多重PCR检测方法 采用包括数字PCR仪(10)和/或计算机设备的装置来执 行， 包括以下步骤： S1， 目标DNA的提取和引物探针混合液的制备； S2， 吸取制备 得到的引物探针混合液； S3， 将制备得到的引物探针混合液加入目标DNA样本中振荡摇匀， 得到预反应液， 然后 将所述预反应液制备成滴状预反应液； S4， 采用数字PCR仪(10)进行目标DNA样本的dPCR扩增 和荧光检测； S5， 获取目标DNA样本的荧 光检测图像数据； S6， 构建目标DNA样本的荧 光检测图像数据的智能识别模型； S7， 智能识别目标DNA的遗传信息； S8， 智能输出识别结果； 其中， 所述超多重PCR检测方法通过指定装置来执行自动化操作过程， 所述指定装置包 括注射枪头(16)、 制滴模块、 注射枪头(16)的图像获取设备(22)和微生物清理模块A(42)， 所述注射枪头(16)的图像获取设备(22)用于采集注 射枪头(16)的图像数据信息； 所述微生 物清理模块A(42)， 用于对注射 枪头(16)活动空间内的微 生物进行灭活。 7.根据权利 要求6所述的一种用于血液游离DNA的超多重PCR检测方法， 其特征在于， 步 骤S3还包括： 采用注 射枪头(16)吸取所述预反应液， 注射枪头(16)内设置有剪切刃(17)， 将 所述预反应液裁切为 滴状加入油相物质， 得到滴状预反应液。 8.根据权利 要求6所述的一种用于血液游离DNA的超多重PCR检测方法， 其特征在于， 步 骤S1中， 根据目标DNA设计引物； 将设计好引物的一端添加上核苷酸序列： GTACCATCTGTAGA CTCACTATA GGAAGAGATGTCAACTCGTGCACGA GTTGACATCTCTTCTCCGA GCCGGTCGAAATATTGGA GGAAG CTCGAGCTG GAGGAAAAGTGAGTCTACAGATG GTAC。 9.根据权利 要求8所述的一种用于血液游离DNA的超多重PCR检测方法， 其特征在于， 引 物扩增前的预处理方法为： 将合成的核苷酸序列， 加入到缓冲液B中加热至68℃， 保温7分 钟， 然后冷却至30℃， 保温30分钟， 得到用于检测的核苷酸序列全长； 其中， 缓冲液B的组分 为： 300mMNaCl， 5mM MgCl2， 20mMTris(pH7.6)。 10.根据权利要求6所述的一种用于血液游离DNA的超多重PCR检测方法， 其特征在于， 还包括： 采用微 生物清理模块B(3 0)对检测操作环境内的微 生物进行灭活清理。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114958583 A 3