[發(fā)明專利]一種基因測序芯片、基因測序系統(tǒng)及其測序方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710339668.2
• 申請日: 2017-05-15
• 公開（公告）號: CN107118960B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龐鳳春;蔡佩芝;耿越
• 申請（專利權(quán)）人: 京東方科技集團股份有限公司;北京京東方光電科技有限公司
• 主分類號: C12M1/38
• 分類號: C12M1/38;C12M1/00;C12Q1/6874
• 代理公司: 北京同達(dá)信恒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11291
• 代理人: 郭潤湘

本發(fā)明公開了一種基因測序芯片、基因測序系統(tǒng)及其測序方法，該基因測序芯片在進行基因測序時，將樣本基因與可逆終止核苷酸加入到微孔之后，在微孔中樣本基因與可逆終止核苷酸進行配對釋放出氫離子，在離子敏感膜表面感應(yīng)出能斯特電位，進而通過對透明電極層施加電壓形成電場，從而控制切換層切換到透射態(tài)，再根據(jù)獲取到切換層透射態(tài)下的光信息時對應(yīng)的可逆終止核苷酸的類型確定基因的堿基類型，實現(xiàn)基因測序。該基因測序芯片的結(jié)構(gòu)簡單制作成本低，用于配對測序的可逆終止核苷酸無需進行熒光標(biāo)記，也不需要背光光源、激光光源等光學(xué)系統(tǒng)，僅通過自然光反射原理就可以實現(xiàn)基因測序，該測序方法簡單易行，大大降低了基因測序的成本和時間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基因測序技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基因測序芯片、基因測序系統(tǒng)及其測序方法。

背景技術(shù)

基因測序技術(shù)是現(xiàn)代分子生物學(xué)研究中最常用的技術(shù)，從1977第一代基因測序發(fā)展至今，基因測序技術(shù)取得了相當(dāng)大的發(fā)展。其中，基因測序技術(shù)的發(fā)展過程包括：第一代sanger測序技術(shù)，第二代高通量測序技術(shù)，第三代單分子測序技術(shù)，第四代納米孔測序技術(shù)；目前市場主流的測序技術(shù)仍以第二代高通量測序為主。

第二代高通量測序技術(shù)主要包括：Illumina的邊合成邊測序技術(shù)，Thermo Fisher的離子半導(dǎo)體測序技術(shù)、連接法測序技術(shù)和Roche的焦磷酸測序技術(shù)；其中，Illumina的邊合成邊測序法和Thermo Fisher的連接法測序都需要進行熒光標(biāo)記，還需要有激光光源和光學(xué)系統(tǒng)，這樣使得測序變的復(fù)雜，增加了測序時間和成本。而Roche的焦磷酸測序不需要激光光源和光學(xué)系統(tǒng)，但是也需要進行熒光標(biāo)記；而離子半導(dǎo)體測序法采用的測序裝置需要采用半導(dǎo)體制作工藝制作一個離子傳感器和兩個場效應(yīng)晶體管，其制作工藝復(fù)雜，制作過程較困難。

因此，如何簡化基因測序的過程，從而降低基因測序的時間和成本，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供了一種基因測序芯片、基因測序系統(tǒng)及其測序方法，用以簡化基因測序的過程，從而降低基因測序的時間和成本，。

本發(fā)明實施例提供了一種基因測序芯片，包括：相對設(shè)置的上基板和下基板、透明電極層和位于所述下基板與所述上基板之間的切換層；其中，

所述切換層用于在電場的作用下完成反射態(tài)與透射態(tài)之間的切換；

所述透明電極層位于所述下基板；

所述上基板背離所述下基板的一面具有相互隔離的多個微孔，所述微孔底部具有離子敏感膜。

在一種可能的實施方式中，本發(fā)明實施例提供的上述基因測序芯片中，所述切換層為雙穩(wěn)態(tài)膽甾相液晶層，所述基因測序芯片還包括：第一取向膜和第二取向膜；其中，

所述第一取向膜位于所述下基板面向所述上基板的一面；

所述第二取向膜位于所述上基板面向所述下基板的一面。

在一種可能的實施方式中，本發(fā)明實施例提供的上述基因測序芯片中，所述雙穩(wěn)態(tài)膽甾相液晶層用于在電場作用下由反射態(tài)切換到透射態(tài)；其中，所述反射態(tài)為平面態(tài)，所述透射態(tài)為焦錐態(tài)。

在一種可能的實施方式中，本發(fā)明實施例提供的上述基因測序芯片中，所述切換層為電致變色層。

在一種可能的實施方式中，本發(fā)明實施例提供的上述基因測序芯片中，多個所述微孔在所述上基板背離所述下基板的一面呈矩陣排列。

在一種可能的實施方式中，本發(fā)明實施例提供的上述基因測序芯片中，還包括：黑色基底層；

所述黑色基底層位于所述下基板背離所述上基板的一面。

在一種可能的實施方式中，本發(fā)明實施例提供的上述基因測序芯片中，所述離子敏感膜的材料為四氮化三硅。