[發明專利]一種多通道陣列式DNA測序系統及其測序方法

有效

• 申請號: 201410320550.1
• 申請日: 2014-07-08
• 公開（公告）號: CN104087505A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 陳云飛;司偉;伍根生;章寅;沙菁潔;劉磊
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34;C12Q1/68
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 王斌

1.一種多通道陣列式DNA測序系統，包括電流檢測單元，二硫化鉬場效應管，原子力顯微鏡進給系統和陣列單元；?

其中所述二硫化鉬場效應管包括源極電源（V_s）（4）、漏極電源（V_D）（9）、氮化硅基底（6）、帶有納米孔的單層二硫化鉬納米帶（7）和絕緣層（8）；

所述原子力顯微鏡進給系統包括原子力顯微鏡探針基底（1）和原子力顯微鏡探針（2）；

其特征在于：

將帶有納米孔的單層二硫化鉬納米帶的兩側分別連接金屬電極作為場效應管的源極和漏極，納米孔作為柵極，其電流信號檢測原理類似于場效應晶體管。

2.如權利要求1所述多通道陣列式DNA測序系統，其特征在于將單層二硫化鉬場效應管陣列式鋪展在基底上。

3.如權利要求1所述多通道陣列式DNA測序系統，其特征在于：將納米尺度下二硫化鉬場效應管應用于DNA過孔時電流變化的實時檢測。

4.如權利要求1所述多通道陣列式DNA測序系統，其特征在于：通過MEMS工藝在原子力顯微鏡探針基座上制備出陣列式的探針，并且探針之間的相對位置對應陣列式二硫化鉬場效應管中的納米孔位置。

5.如權利要求1所述多通道陣列式DNA測序系統，所述電流檢測單元是電流表（3）。

6.一種基于權利要求1-5所述多通道陣列式DNA測序系統的測序方法，包括以下步驟：

A、在氮化硅基底（6）上陣列式鋪展單層二硫化鉬納米帶（7），將所述納米帶的兩側分別采用MEMS工藝壓焊上Au或Pt電極，并引出連接源極電源（V_s）（4）和漏極電源（V_D）（9）形成各自的獨立電流檢測單元，然后覆蓋上絕緣層（8）對二硫化鉬納米帶進行保護，避免直接跟溶液接觸；

B、采用高能透射電子顯微鏡（TEM）將單層二硫化鉬納米帶（7）連同氮化硅基底（6）和絕緣層（8）打穿，加工出2納米的孔；

C、采用MEMS工藝在原子力顯微鏡探針基底（1）上制備出陣列式的原子力顯微鏡探針（2），所述陣列式的二硫化鉬場效應管必須與陣列式的原子力顯微鏡探針位置一一對應；

D、在陣列式的原子力顯微鏡探針上鍵合待測單鏈DNA分子；

E、通過操控原子力顯微鏡的進給系統來控制陣列式的探針牽引DNA沿著二硫化鉬納米孔軸線方向低速移動，并同時開始檢測DNA移動過程中各個二硫化鉬場效應管源漏極間的電流信號；

F、重復步驟E大于一次；

G、完成上述步驟后，通過整合比對分析所得的并行檢測數據，尋找堿基與信號之間的對應規律，完成測序。

7.如權利要求6所述多通道陣列式DNA測序系統的測序方法，其中在陣列式的原子力顯微鏡探針上鍵合待測單鏈DNA分子，具體包括：

（1）采用磁控濺射在陣列式的原子力顯微鏡探針表面鍍上一層Cr薄膜涂層，然后再在涂層上面鍍上一層Au薄膜；

（2）配制所要修飾的HS-DNA溶液；

（3）將鍍有Au薄膜的陣列式原子力顯微鏡探針浸泡到步驟（2）中所配制的DNA溶液中，靜置大于或等于24小時；

（4）在步驟（3）的溶液中加入0.02?mL的1?M?NaCl溶液三次，每次加入的時間間隔為2小時；

（5）用去離子水洗去吸附不牢的DNA三次，空氣中晾干后備用。