[发明专利]一种基于反应温度调整的DNA图像采集测序系统

摘要

本发明涉及一种基于反应温度调整的DNA图像采集测序系统，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。本发明中冗余判断的方式，能够有效判断图谱采集存在问题的准确位置，方便采取措施，且软件运行的成本较低，可根据准确性任意设置图谱采集频率，适合大规模应用；并且，本发明在对灰度值取样时，排除反应仓温度变化的干扰，将反应仓温度维持在预设的范围内，保证取样的准确性。

主权项

一种基于反应温度调整的DNA图像采集测序系统，其特征在于，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；所述的设置有反应芯片的反应仓组件包括反应芯片安装座、反应仓底座组件，在反应仓底座的外侧面的中间部分设置有温控组件；在反应仓底座的中间部位设置有电加热丝，其设置在底座的电热丝安装槽中；在电加热丝上部的温度传感器安装槽内，设置有温度传感器及控制组件；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维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6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，分别计算得出重合度Pn，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微控制器(MCU)或可编程逻辑控制器(PLC)，其包括存储模块，其内存储有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；所述的逻辑控制模块向运动控制单元发送控制指令；运动控制单元控制电机动作，电机带动丝杠转动，丝杠上的螺母及螺母安装座带动CCD相机移动；在底座侧部的位置传感器实时检测CCD相机的位置，并传输至运动控制单元中，运动控制单元实时将位置信息传输至逻辑控制模块中，并与存储在存储模块中的预设的CCD相机位置信息进行比对，直到CCD相机移动至指定位置；所述的逻辑控制模块向设置在反应仓底座内的温控组件发送控制指令，电加热丝相应的加热或者降低温度，所述的温度传感器实时检测反应仓内的温度并将实时温度信息传输至逻辑控制模块中，并与其内的存储模块的温度信息进行比对，直到符合要求；所述的电机的输出轴与丝杠通过联轴器连接，电机与丝杠连接处设置有支撑座，在丝杠的端部设置有轴承以及轴向定位套；在丝杠上连接有螺母，螺母设置在螺母安装座上；螺母安装座的上端与连接板连接，连接板的上端连接有相机安装座；在轴承末端设置轴承压紧盖。