[发明专利]一种单分子基因测序方法与装置

摘要

一种单分子基因测序方法，其包括步骤在碳化硅衬底上生长散列的量子点颗粒；引导被测DNA分子进入间隙；由单电子电极阵列获取石墨烯的电子分布，通过快电子学输出给计算机；从单电子电极阵列输出的高速信号中重建DNA分子的时间和蜿蜒轨迹信息；获取系统响应矩阵；反演系统响应矩阵获得带有次序的核苷酸种类组成的向量。一种单分子基因测序装置，其中包括量子点薄膜间隙模块、DNA分子运动控制模块、单电子读出模块、系统响应矩阵计算模块、DNA序列估计模块。通过采用本发明的单分子基因测序方法与装置，能有效提高探测的测序精度，减少测序时间，避免基因扩增带来的偏向性误差，特别适合于手持终端和实时性要求高的应用场合。

主权项

一种单分子基因测序方法，其特征在于包括步骤：S1：在碳化硅衬底上生长散列的量子点颗粒，并用扫描电子显微镜对每个量子点进行定位，定位后，附上石墨烯薄膜，并在石墨烯薄膜上外延单电子电极阵列；S2：采用电磁导引和微流控技术，引导被测DNA分子进入石墨烯薄膜和碳化硅衬底的间隙；S3：DNA分子在带有量子点的薄膜间隙中游动时，不断地扭曲量子点附近的电子云结构，该电子云的涨落进一步影响石墨烯的电子分布情况，单电子电极阵列获取石墨烯的电子分布，通过快电子学输出给计算机；S4：从单电子电极阵列输出的高速信号中重建DNA分子的时间和蜿蜒轨迹信息；S5：采用已知的DNA片段测试电极阵列的系统响应矩阵，系统响应矩阵的精度足以分清四种核苷酸对电极不同的影响；S6：以轨迹附近的单电子电极的电流大小组成的向量为输出，通过反演这个系统响应矩阵，计算带有次序的核苷酸种类组成的向量。