[發明專利]一種傳感系統及其檢測方法

在審

• 申請號: 202010324920.4
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111484920A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 楊樹;張瀚元;郭清;盛況
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/34;C12Q1/6869
• 代理公司: 杭州裕陽聯合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 姚宇吉

本申請公開了一種傳感系統及其檢測方法，該傳感系統包括：第一液滴分離區，用于將含有磁珠的液體分割成磁珠小液滴；第一液滴篩選區，用于在所述磁珠小液滴中篩選出只有一個小磁珠的目標磁珠液滴；液滴融合區，用于融合所述磁珠小液滴和含有DNA片段的文庫小液滴形成融合液滴；PCR擴增區，用于對所述融合液滴進行PCR擴增反應，形成擴增液滴，所述擴增液滴作為目標液滴；以及傳感器檢測區，包括具有敏感膜的第一傳感器芯片，所述目標液滴與所述敏感膜接觸，所述傳感器輸出傳感信號。該傳感系統提高了DNA測序技術的集成度、測序效率和測序速度，降低了測序成本。

技術領域

本發明涉及一種傳感系統，尤其涉及一種傳感系統及其檢測方法。

技術背景

DNA測序技術是未來生物醫學領域發展的重要工具，對于疾病的預測，診斷以及學術研究具有重大意義。如何更加快速、便宜地進行DNA測序是DNA測序技術的發展方向。

目前Ion Torrent公司已經開發出了基于半導體技術的第三代測序技術，它利用DNA測序芯片對經過PCR(聚合酶鏈式反應)擴增后的DNA磁珠進行檢測，所述DNA測序芯片上面有數百萬個ISFET(離子選擇場效應管)，每一個 ISFET就是一個pH計，ISFET的傳感區表面有一個小孔，每一個小孔正好可以容納一個磁珠的大小，將目標液滴倒到芯片表面，通過離心旋涂(spin coating)技術使磁珠進入芯片表面的小孔中進行DNA聚合反應，所述DNA測序芯片輸出PH值瞬態變化量信號；第四步，把PH值瞬態變化量信號傳輸給計算機進行后期信號處理，分析出整個樣品DNA的序列信息。

但是上述這種測序方法中，磁珠能夠進入ISFET表面小孔的比例(Ion SphereParticals density)在比較理想情況下才能達到60％～80％，并且DNA測序芯片對DNA磁珠直接進行檢測，而所述DNA磁珠中可能存在不包括DNA文庫分子的磁珠，也可能存在包含多個DNA文庫分子的磁珠，而只有包括單個DNA 文庫分子的磁珠才能產生有效測序數據，這無疑降低了測序的效率，增加了測序時間，提高了測序成本。

發明內容

為了解決上述現有技術的一個或多個技術問題，本發明提出一種傳感系統及其檢測方法。

根據本發明的實施例的一種傳感系統，包括：包括微流控芯片和具有敏感膜的第一傳感器芯片，所述傳感系統包括：至少一個第一液滴分離區，用于將含有磁珠的液體分割成磁珠小液滴；至少一個第一液滴篩選區，用于在所述磁珠小液滴中篩選出只有一個小磁珠的目標磁珠液滴；至少一個液滴融合區，用于融合所述目標磁珠液滴和含有DNA片段的文庫小液滴，形成融合液滴；至少一個PCR擴增區，用于對所述融合液滴進行PCR擴增反應，形成擴增液滴，所述擴增液滴作為目標液滴；以及至少一個傳感器檢測區，包括所述第一傳感器芯片，所述目標液滴與所述敏感膜接觸，所述第一傳感器芯片輸出傳感信號；其中所述第一傳感器芯片位于一拓展襯底上，所述拓展襯底位于所述微流控芯片上方且與所述微流控芯片具有間距，所述敏感膜與所述微流控芯片表面的疏水層面相對。

根據本發明的實施例的一種傳感系統的檢測方法，所述傳感系統包括微流控芯片和具有敏感膜的傳感器芯片，所述第一傳感器芯片位于一拓展襯底上，所述拓展襯底位于所述微流控芯片上方且與所述微流控芯片具有間距，所述敏感膜與所述微流控芯片表面的疏水層面相對，所述測序方法包括：將含有磁珠的液體分割成磁珠小液滴；在所述磁珠小液滴中篩選出只有一個小磁珠的目標磁珠液滴；融合所述目標磁珠液滴和含有DNA片段的文庫小液滴形成融合液滴；對所述融合液滴進行PCR擴增反應，形成擴增液滴，所述擴增液滴作為目標液滴；以及控制所述目標液滴與所述敏感膜接觸，所述第一傳感器芯片輸出傳感信號；其中所述磁珠小液滴、目標磁珠液滴、融合液滴、擴增液滴和目標液滴的移動均在所述微流控芯片表面進行。