[发明专利]基因测序芯片、基因测序设备及基因测序方法

说明书

技术领域

本发明涉及基因测序领域，尤其是涉及一种基因测序芯片、基因测序设备及基因测序方法。

背景技术

基因测序技术是现代分子生物学研究中最常用的技术，从1977第一代基因测序发展至今，基因测序技术已经取得了相当大的发展，主要包括第一代sanger测序技术、第二代高通量测序技术、第三代单分子测序技术和第四代纳米孔测序技术。而目前市场主流的测序技术仍以第二代高通量测序为主。

第二代高通量测序技术主要包括Illumina的边合成边测序技术、ThermoFisher的离子半导体测序技术、连接法测序技术和Roche的焦磷酸测序技术等。其中Illumina的边合成边测序法和Thermo Fisher的连接法测序都需要进行荧光标记，还需要有激光光源和光学系统。Roche的焦磷酸测序虽然没有激光光源和光学系统，但是也需要进行荧光标记。离子半导体测序法需要采用CMOS工艺制作一个离子传感器和两个场效应晶体管。

由于Illumina的边合成边测序法和Thermo Fisher的连接法测序都需要进行荧光标记，还需要有激光光源和光学系统，这样使得测序变的复杂，增加了测序时间和成本。而离子半导体测序法由于要采用CMOS工艺制作一个离子传感器和两个场效应晶体管，因此工艺复杂，制作困难。

发明内容

发明要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种基因测序芯片，该基因测序芯片不需要激光光源和光学系统，也不需要任何场效应管，制造工艺简单，能够大大降低制造难度和成本。本发明还涉及包括该基因测序芯片的基因测序设备。

此外，本发明还提供一种基因测序方法，该基因测序方法应用本发明的基因测序芯片，不需要对脱氧核糖核苷酸进行荧光标记，能够简单方便地进行基因测序。

发明的技术方案

本发明提供一种基因测序芯片，包括：透明的第一基板；第二基板，所述第二基板与所述第一基板相对设置；第一电极和/或第二电极，其中，所述第一电极设置在所述第一基板上并且是透明电极，所述第二电极设置在所述第二基板上；电子墨水层，所述电子墨水层设置在所述第一基板和所述第二基板之间；微孔层，所述微孔层设置在所述第二基板远离所述第一基板的一侧，在所述微孔层上与所述第一电极或所述第二电极相对应的位置设置有微孔。其中，所述电子墨水层包括多个微胶囊，每个所述微胶囊中包括带正电的白色颗粒和带负电的黑色颗粒。

优选地，所述微孔中在靠近所述第二基板的一侧设置有离子敏感膜，所述离子敏感膜可使所述电子墨水层的颜色变化更加明显。

优选地，所述离子敏感膜由四氮化三硅制成，由四氮化三硅制成的离子敏感膜对氢离子更加敏感。

优选地，所述第一电极设置在所述第一基板面向所述第二基板的一侧，和/或，所述第二电极设置在所述第二基板面向所述第一基板的一侧。

优选地，所述第一电极与所述第二电极均为块状电极，并且所述第一电极与所述第二电极在所述第一基板或所述第二基板上的投影相互重合。

优选地，所述第一电极、所述第二电极和所述微孔在所述第一基板或所述第二基板上的投影相互重合。

优选地，所述第一电极为铺满所述第一基板的面状电极，所述第二电极为块状电极；

或者所述第二电极为铺满所述第二基板的面状电极，所述第一电极为块状电极，有助于进一步降低制造难度和成本。

优选地，所述第一基板上设置有向所述第一电极施加电压的第一信号引线，和/或所述第二基板上设置有向所述第二电极施加电压的第二信号引线。

优选地，所述第一电极由氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)制成，所述第二电极、所述第一信号引线和所述第二信号引线由ITO、钼、铝、铜等制成，所述微孔层由氮化硅或氧化硅制成。

本发明还提供一种基因测序设备，包括一种基因测序芯片，所述基因测序芯片包括：第一基板；第二基板，所述第二基板与所述第一基板相对设置；电子墨水层，所述电子墨水层设置在所述第一基板和所述第二基板之间；第一电极，所述第一电极设置于所述第一基板上，或者所述第一电极设置于所述第二基板上；绝缘层，所述绝缘层设置在所述第二基板远离所述第一基板的一侧，在所述绝缘层上与所述第一电极相对应的位置设置有微孔。其中，所述电子墨水层包括多个微胶囊，每个所述微胶囊中包括带正电的白色颗粒和带负电的黑色颗粒。

本发明还提供一种基因测序方法，所述基因测序方法包括以下步骤：