[发明专利]一种基因测序芯片、基因测序系统及其测序方法

说明书

本发明公开了一种基因测序芯片、基因测序系统及其测序方法，该基因测序芯片在进行基因测序时，将样本基因与可逆终止核苷酸加入到微孔之后，在微孔中样本基因与可逆终止核苷酸进行配对释放出氢离子，在离子敏感膜表面感应出能斯特电位，进而通过对透明电极层施加电压形成电场，从而控制切换层切换到透射态，再根据获取到切换层透射态下的光信息时对应的可逆终止核苷酸的类型确定基因的碱基类型，实现基因测序。该基因测序芯片的结构简单制作成本低，用于配对测序的可逆终止核苷酸无需进行荧光标记，也不需要背光光源、激光光源等光学系统，仅通过自然光反射原理就可以实现基因测序，该测序方法简单易行，大大降低了基因测序的成本和时间。

技术领域

本发明涉及基因测序技术领域，尤其涉及一种基因测序芯片、基因测序系统及其测序方法。

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，基因测序技术取得了相当大的发展。其中，基因测序技术的发展过程包括：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，第四代纳米孔测序技术；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，Thermo Fisher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；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，这样使得测序变的复杂，增加了测序时间和成本。而Roche的焦磷酸测序不需要激光光源和光学系统，但是也需要进行荧光标记；而离子半导体测序法采用的测序装置需要采用半导体制作工艺制作一个离子传感器和两个场效应晶体管，其制作工艺复杂，制作过程较困难。

因此，如何简化基因测序的过程，从而降低基因测序的时间和成本，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种基因测序芯片、基因测序系统及其测序方法，用以简化基因测序的过程，从而降低基因测序的时间和成本，。

本发明实施例提供了一种基因测序芯片，包括：相对设置的上基板和下基板、透明电极层和位于所述下基板与所述上基板之间的切换层；其中，

所述切换层用于在电场的作用下完成反射态与透射态之间的切换；

所述透明电极层位于所述下基板；

所述上基板背离所述下基板的一面具有相互隔离的多个微孔，所述微孔底部具有离子敏感膜。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述基因测序芯片中，所述切换层为双稳态胆甾相液晶层，所述基因测序芯片还包括：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。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述基因测序芯片中，所述双稳态胆甾相液晶层用于在电场作用下由反射态切换到透射态；其中，所述反射态为平面态，所述透射态为焦锥态。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述基因测序芯片中，所述切换层为电致变色层。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述基因测序芯片中，多个所述微孔在所述上基板背离所述下基板的一面呈矩阵排列。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述基因测序芯片中，还包括：黑色基底层；

所述黑色基底层位于所述下基板背离所述上基板的一面。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述基因测序芯片中，所述离子敏感膜的材料为四氮化三硅。