專利名稱：移動式遺傳信息分析裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種遺傳信息分析裝置及方法。
背景技術：
人類疾病特別是遺傳性疾病的發(fā)生與其本身的基因組DNA序列及修飾等信息密 切相關，不同的人體對疾病的易感性差別很大。每個人都有自己的基因組DNA序列及修飾 等遺傳信息。但是，現有的DNA、RNA及蛋白質等遺傳信息只能在實驗室和大型的數據分析 中心進行分析，無法在野外進行分析，待測對象的DNA等遺傳信息無法有效快捷的獲得，影 響疾病的及時診斷、個體化藥物的選擇及預后判斷。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是，克服現有技術的不足，提供一種適用于野外并能 對疾病進行高通量自動化檢測的遺傳信息分析裝置及方法。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種移動式遺傳信息分析裝置，其 特征在于用于獲取待測樣本遺傳信息的輸入檢測模塊；用于比較獲取的遺傳信息和內置 的遺傳信息的分析模塊；用于與外界進行信息交流的交互模塊；及用于根據比較結果進行 信息提示的顯示模塊；所述輸入檢測模塊、交互模塊及顯示模塊均與分析模塊信號連接。所述輸入檢測模塊選自微流控芯片、質譜儀、液相色譜儀。所述輸入檢測模塊包括反應單元及信號反應檢測單元，所述反應單元用于與所述 待測樣本反應，所述反應單元包括至少一個含有疾病DNA序列信息的第一 DNA探針及至少 一個含有對照序列信息的第二 DNA探針，所述信號反應檢測單元用于獲取所述反應單元與 待測樣本反應后的狀態(tài)信息并根據所述狀態(tài)信息得到遺傳信息。所述信號反應檢測單元包括用于獲取反應單元與待測樣本反應后圖像的圖像傳 感器，所述圖像傳感器獲取反應后的圖像狀態(tài)信息，并根據所述圖像狀態(tài)信息得到遺傳信 肩、ο所述信號反應檢測單元包括用于獲取反應單元與待測樣本反應后的灰度圖像的 掃描設備，所述掃描設備獲取反應后的圖像狀態(tài)信息，并根據所述圖像狀態(tài)信息得到遺傳 fn息ο所述輸入檢測模塊還包括傳感器單元，所述反應系統(tǒng)包括DNA檢測反應液和洗 液，所述傳感器單元實時監(jiān)測反所述應系統(tǒng)的狀態(tài)信息并反饋至所述分析模塊。所述輸入檢測模塊包括分解單元、納米微孔，電場驅動單元及信號反應檢測單元， 所述分解單元用于將待測樣本的遺傳物質分解為便于通過納米微孔的單體，所述電場驅動 單元用于驅動分解形成的單體通過納米微孔，所述信號反應檢測單元用于檢測單體通過納 米微孔時引起的電場變化，并根據該電場變化得出待測樣本的遺傳信息。一種移動式遺傳信息分析方法，包括如下步驟用于獲取待測樣本遺傳信息的步驟；
用于比較待測樣本遺傳信息和內置的遺傳信息數據庫的步驟；用于根據比較結果進行信息提示的步驟。所述的移動式遺傳信息分析方法還包括如下步驟用于更新遺傳信息數據庫的步
馬聚ο本發(fā)明的有益效果是，該裝置和方法適用于在野外(如救護車)對待測對象進行 高通量自動化的檢測，能夠隨時隨的分析檢測和評估待測對象遺傳信息中疾病的易感性及 其具體的DNA序列及修飾差異，從而能夠評價和預測待測對象患各種疾病的遺傳風險。


圖1是本實施方式移動式遺傳信息分析裝置的結構框圖；圖2是本實施方式移動式遺傳信息分析裝置的另一種結構框圖；圖3是本實施方式移動式遺傳信息分析方法的流程框圖；圖4是反映本實施方式的反應單元的結構示意圖。
具體實施例方式如圖1至圖4所示，本實施方式移動式遺傳信息分析裝置包括輸入檢測模塊、分析 模塊、交互模塊及顯示模塊，該輸入檢測模塊、交互模塊及顯示模塊均與該分析模塊連接。 該輸入檢測模塊用于獲取待測對象的遺傳信息。該分析模塊內置有遺傳信息數據庫，其用 于將獲取的遺傳信息和該遺傳信息數據庫進行比對和分析，得出分析結果。該交互模塊用 于實現該分析裝置與外界的信息交流，包括將分析結果送至所需單位的終端設備，或接受 終端設備發(fā)送的遺傳信息來更新遺傳信息數據庫。該顯示模塊用于供該裝置的使用者直觀 了解分析過程、分析結果。該遺傳信息如待測對象的全基因組DNA序列和修飾信息、蛋白質 序列和修飾信息、轉錄組及小RNA等。分析模塊包括存儲單元和處理器單元，該存儲單元存儲有數據和程序，該數據包 括該遺傳信息數據庫，該程序如進行遺傳信息比對分析的程序，該處理器單元比較、分析輸 入的遺傳信息和遺傳信息數據庫，分析結果送至顯示模塊或交互模塊。處理器單元由于需 要對遺傳信息進行分析計算，需要實現高速傳輸，如選用高速DSP或CPU處理器，設計專門 針對移動性的DNA計算電路，使處理器單元的運算主要集中于遺傳信息的比對和分析上。輸入檢測模塊包括反應單元、信號反應檢測單元及傳感器單元。反應單元用于與 待測樣本反應，其包括反應系統(tǒng)、至少一個含有疾病DNA序列信息的第一 DNA探針及至少一 個含有對照序列信息的第二 DNA探針，每個第一、二 DNA探針對應一個DNA序列信息，每個 疾病DNA序列信息對應一個對照序列信息，每個第一、二 DNA探針對應一個坐標，第二 DNA 探針為正?；虻腄NA探針，該反應單元如DNA微陣列芯片。第一、二 DNA探針可以與熒光 素、生物素或其它標記物耦聯(lián)。反應系統(tǒng)包括DNA檢測反應液和洗液。傳感器單元實時監(jiān) 測反應系統(tǒng)的溫度、特殊離子和濕度等表征反應系統(tǒng)狀態(tài)的信息。信號反應檢測單元用于 獲取反應單元與待測樣本反應后的狀態(tài)信息，該狀態(tài)信息如顏色、亮度、電流通斷、高低電 平等。信號反應檢測單元可以包括具有顯微鏡頭的圖像傳感器(如(XD、CM0S傳感器)，圖 像傳感器獲取的狀態(tài)信息經預處理(如光電轉換、AD模數轉換)后，輸入分析模塊，同時信 號反應檢測單元將傳感器單元反饋的反應系統(tǒng)的溫度、特殊離子、濕度等表征反應系統(tǒng)狀態(tài)的信息經預處理后送至分析模塊?，F以亮度為例說明信號反應檢測單元如何獲取狀態(tài)信息DNA序列由A、T、C、G四 種堿基組成，其中A與T、C與G相互配對，下面以DNA雜交反應為例描述，如圖4所示，A坐 標的DNA探針的DNA序列為A-A-T-T-C-G，M坐標的DNA探針的DNA序列為T-G-C-G-A，如 A坐標有亮度，則說明有與之互補的序列(T-T-A-A-G-C)；如M點位無亮度，則說明沒有與之 反應的互補DNA序列(A-C-G-C-T)。由于各個坐標點均處于有亮度或無亮度的狀態(tài)，通過圖 像傳感器即可獲取與待測樣本反應后的反應單元的圖像信息和狀態(tài)信息，由于狀態(tài)信息與 遺傳信息具有相關性，即相當于通過輸入檢測模塊獲取了待測樣本的遺傳信息。利用該遺傳信息分析裝置進行分析時，采取待測對象的血液、毛發(fā)毛囊、精液、舌 苔或組織等包含遺傳信息的待測樣本，經預處理后，使其成為具備較好檢測特征的待測樣 本后，將此待測樣本充分的與反應單元的各坐標上的第一、二 DNA探針雜交，并經清洗以去 除未反應的待測樣本。通過信號反應檢測單元獲取反應單元的圖像及反應單元的狀態(tài)信 息，并反饋該狀態(tài)信息至分析模塊，分析模塊的處理器單元根據該狀態(tài)信息得到待測樣本 的遺傳信息，并比較該遺傳信息和內置的遺傳信息數據庫，即可對待測對象的健康水平和 遺傳風險做出分析。在輸入檢測模塊的第二實施方式中，信號反應檢測單元可以為掃描設備，其可以 獲得反應單元的灰度圖片。在輸入檢測模塊的第三實施方式中，輸入檢測模塊包括分解單元、納米微孔，電場 驅動單元及信號反應檢測單元，分解單元用于將待測樣本的DNA、RNA或蛋白質等遺傳物質 分解為便于通過納米微孔的單體，電場驅動單元用于驅動分解形成的單體通過納米微孔， 信號反應檢測單元用于檢測單體通過納米微孔時引起的電場變化，并根據該電場變化得出 待測樣本的遺傳信息，并將該遺傳信息反饋到分析模塊。分析模塊接受輸入的遺傳信息，并 與存儲的遺傳信息數據庫進行比較，得出比較結果。在本實施方式中，每個納米微孔可以對 應一個坐標。在輸入檢測模塊的第四實施方式中，輸入檢測模塊為基因質譜儀，通過該基因質 譜儀得到待測樣本的遺傳信息。在輸入檢測模塊的第五實施方式中，輸入檢測模塊為液相色譜儀，通過該液相色 譜儀得到待測樣本的遺傳信息。在輸入檢測模塊的第六實施方式中，輸入檢測模塊為微流控芯片。交互模塊用于實現該遺傳信息分析裝置與外界之間的無線或有線信息交流，該交 互模塊如紅外線收發(fā)模塊、無線通信模塊、有線通信模塊等。顯示模塊如現有的觸摸屏、IXD、LED等。一種移動式遺傳信息分析方法包括如下步驟a)用于獲取待測樣本遺傳信息的步驟；b)用于比較待測樣本遺傳信息和內置的遺傳信息數據庫的步驟；c)用于根據比較結果進行信息提示的步驟，該信息提示如各種疾病的概率信息、 疾病相應的預防措施、用藥種類、用藥提示和用藥方式等信息。所述的步驟a)中，可以直接 獲取待測樣本的遺傳信息；也可以通過與待測樣本反應，獲取反應后的狀態(tài)信息，根據該狀 態(tài)信息得到遺傳信息。
該分析方法還可以包括如下步驟d)用于更新遺傳信息數據庫的步驟。通過本移動式遺傳信息分析裝置及方法，只需微量待測對象的包含細胞和/或 DNA的樣品，就可以全面得到待測對象的全基因組DNA序列和修飾信息、蛋白質序列和修飾 信息、轉錄組及小RNA等遺傳信息，根據遺傳信息數據庫，就可以分析出待測對象的疾病易 感性、藥物敏感性、食品及環(huán)境敏感性、性格和性趨向等信息，為待測對象的健康提供信息 服務。以上內容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在 不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的 保護范圍。
權利要求
一種移動式遺傳信息分析裝置，其特征在于包括用于獲取待測樣本遺傳信息的輸入檢測模塊；用于比較獲取的遺傳信息和內置的遺傳信息的分析模塊；用于與外界進行信息交流的交互模塊；及用于根據比較結果進行信息提示的顯示模塊；所述輸入檢測模塊、交互模塊及顯示模塊均與分析模塊信號連接。
2.根據權利要求1所述的移動式遺傳信息分析裝置，其特征在于所述輸入檢測模塊 選自微流控芯片、質譜儀、液相色譜儀。
3.根據權利要求1所述的移動式遺傳信息分析裝置，其特征在于所述輸入檢測模塊 包括反應單元及信號反應檢測單元，所述反應單元用于與所述待測樣本反應，所述反應單 元包括至少一個含有疾病DNA序列信息的第一 DNA探針及至少一個含有對照序列信息的第 二 DNA探針，所述信號反應檢測單元用于獲取所述反應單元與待測樣本反應后的狀態(tài)信息 并根據所述狀態(tài)信息得到遺傳信息。
4.根據權利要求3所述的移動式遺傳信息分析裝置，其特征在于所述信號反應檢測 單元包括用于獲取反應單元與待測樣本反應后圖像的圖像傳感器，所述圖像傳感器獲取反 應后的圖像狀態(tài)信息，并根據所述圖像狀態(tài)信息得到遺傳信息。
5.根據權利要求3所述的移動式遺傳信息分析裝置，其特征在于所述信號反應檢測 單元包括用于獲取反應單元與待測樣本反應后的灰度圖像的掃描設備，所述掃描設備獲取 反應后的圖像狀態(tài)信息，并根據所述圖像狀態(tài)信息得到遺傳信息。
6.根據權利要求3或4所述的移動式遺傳信息分析裝置，其特征在于所述輸入檢測 模塊還包括傳感器單元，所述反應系統(tǒng)包括DNA檢測反應液和洗液，所述傳感器單元實時 監(jiān)測反所述應系統(tǒng)的狀態(tài)信息并反饋至所述分析模塊。
7.根據權利要求1所述的移動式遺傳信息分析裝置，其特征在于所述輸入檢測模塊 包括分解單元、納米微孔，電場驅動單元及信號反應檢測單元，所述分解單元用于將待測樣 本的遺傳物質分解為便于通過納米微孔的單體，所述電場驅動單元用于驅動分解形成的單 體通過納米微孔，所述信號反應檢測單元用于檢測單體通過納米微孔時引起的電場變化， 并根據該電場變化得出待測樣本的遺傳信息。
8.一種移動式遺傳信息分析方法，其特征在于包括如下步驟用于獲取待測樣本遺傳信息的步驟；用于比較待測樣本遺傳信息和內置的遺傳信息數據庫的步驟；用于根據比較結果進行信息提示的步驟。
9.根據權利要求8所述的移動式遺傳信息分析方法，其特征在于還包括如下步驟用 于更新遺傳信息數據庫的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種移動式遺傳信息分析裝置及方法，包括用于獲取待測樣本遺傳信息的輸入檢測模塊；用于比較獲取的遺傳信息和內置的遺傳信息的分析模塊；用于與外界進行信息交流的交互模塊；及用于根據比較結果進行信息提示的顯示模塊；所述輸入檢測模塊、交互模塊及顯示模塊均與分析模塊信號連接。該裝置和方法適用于在野外(如救護車)對待測對象進行高通量自動化的檢測，能夠隨時隨地分析檢測和評估待測對象遺傳信息中疾病的易感性及其具體的DNA序列及修飾差異，從而能夠評價和預測待測對象患各種疾病的遺傳風險。
文檔編號C12M1/34GK101892150SQ200910107388
公開日2010年11月24日 申請日期2009年5月21日 優(yōu)先權日2009年5月21日
發(fā)明者唐愛發(fā), 董濤, 蔡志明 申請人:蔡志明;唐愛發(fā);董濤