[發明專利]一種用于基因測序的信號收集結構及測序方法

在審

• 申請號: 202110336903.7
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN115125115A
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 上海近觀科技有限責任公司
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34;C12Q1/6874;G01N21/64
• 代理公司: 江蘇坤象律師事務所 32393
• 代理人: 趙新民

1.一種用于基因測序的信號收集結構，其特征在于：包括設置在基底上的檢測組件、覆蓋在所述檢測組件上的信號分離區以及包圍信號分離區的擋光側壁；

所述信號分離區包括濾光層；

所述檢測組件包括電連接的光電探測器和信號預處理模塊，所述信號預處理模塊包括比較器、計數器；所述光電探測器包括光電二極管元件及相應的信號處理單元。

2.根據權利要求1所述的一種用于基因測序的信號收集結構，其特征在于：所述信號分離區還包括在所述檢測組件與所述濾光層之間依次設置的分光層與光學聚焦層；

所述濾光層只濾除激發光；所述信號處理單元至少有4個；

不同發射波段的熒光經所述光學聚焦層會聚后入射到所述分光層，被所述分光層分離后投射在不同的所述信號處理單元上。

3.根據權利要求2所述的一種用于基因測序的信號收集結構，其特征在于：所述分光層是棱鏡結構，所述棱鏡結構的垂直入射面朝向所述光學聚焦層，傾斜出射面朝向所述檢測組件。

4.根據權利要求2所述的一種用于基因測序的信號收集結構，其特征在于：所述分光層是光柵結構。

5.根據權利要求1所述的一種用于基因測序的信號收集結構，其特征在于：所述信號分離區還包括設置在所述濾光層與所述檢測組件之間的光學聚焦層；所述濾光層只濾除激發光；

所述信號預處理模塊還包括前置放大器、脈沖整形器和并行端口多路轉接器。

6.根據權利要求1-5任意一項所述的一種用于基因測序的信號收集結構，其特征在于：所述光電探測器是CMOS圖像傳感器、電荷耦合器件CCD、光電倍增管PMT、SPAD光電傳感器、硅光電倍增管SiPM中的任意一種。

7.根據權利要求1-5任意一項所述的一種用于基因測序的信號收集結構，其特征在于：所述擋光側壁的縱剖面形狀呈矩形或梯形。

8.根據權利要求1-5任意一項所述的一種用于基因測序的信號收集結構，其特征在于：所述擋光側壁是氮化鈦材料制成的。

9.根據權利要求1-5任意一項所述的一種用于基因測序的信號收集結構，其特征在于：所述信號處理單元的尺寸范圍是2 μm -100 μm。

10.一種測序方法，其特征在于：采用具有權利要求1-9任意一項所述的信號收集結構的測序芯片進行，包括：

步驟S1.激發核苷酸類似物的熒光信號；

步驟S2.將熒光信號經光學系統準直收集投射到所述信號收集結構；

步驟S3.所述濾光層濾除激發光，熒光信號被光電探測器檢測；

步驟S4.通過預設的閾值進行判斷，分離出不同堿基對應的信號；

步驟S5.經數模轉換和FPGA/ASIC運算后將信號送至處理器，經過圖像與數據處理，展示出基因序列。

11.根據權利要求10所述的一種測序方法，其特征在于：采用具有權利要求7所述的信號收集結構的測序芯片進行，所述步驟S4中，將熒光強度信號放大，所述預設的閾值包括4種堿基對應不同熒光強度評估值；根據所述預設的閾值分離出不同堿基對應的信號。