[发明专利]基因测序结构、芯片、系统和基因测序方法

说明书

本发明属于基因测序及生物检测领域，涉及基因测序结构、芯片、系统和方法。该基因测序结构中：对设电极包括相对、间隔设置的第一电极和第二电极；半导体层设置于对设电极的一侧，且分别与第一电极和第二电极在正投影方向上至少部分重叠；绝缘层，设置于半导体层远离对设电极的一侧；感应电极设置于绝缘层远离对设电极的一侧，且与半导体层在正投影方向上至少部分重叠；敏感膜层设置于感应电极远离对设电极的一侧，至少包含有对碱基配对产生离子能发生电压变化的敏感材料；微孔层设置于敏感膜层远离对设电极的一侧，在对应着感应电极的区域开设有微孔。该基因测序结构在基因测序时无需激光光源和光学系统，成本低、结构简单，测试效率高。

技术领域

本发明属于基因测序及生物检测领域，具体涉及一种基因测序结构、基因测序芯片、基因测序系统和基因测序方法。

背景技术

基因测序(Gene sequencing)技术是一种新型基因检测技术，是现代分子生物学研究中最常用的技术，基因测序能够从血液或唾液中分析测定基因全序列，预测罹患多种疾病的可能性，如癌症或白血病。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，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，目前市场主流的测序技术仍以第二代高通量测序为主，单分子测序技术还处在研发阶段，并未有实质的商业化进展。

第二代高通量测序技术主要包括边合成边测序技术、离子半导体(semiconductor)测序技术、连接法测序技术和焦磷酸测序技术等，尤其以边合成边测序技术为主流，占据市场龙头地位。其中，边合成边测序技术和连接法测序技术都需要对碱基进行荧光标记，还需要有复杂的激光光源和光学系统，这样使得测序系统变得复杂，而且标记化学试剂特别昂贵，导致测序成本居高不下，还增加测序时间和成本；焦磷酸测序技术虽然无需激光光源和光学系统，但同样也需要进行荧光标记；离子半导体测序技术需要采用CMOS工艺制作一个离子传感器和两个场效应晶体管，工艺复杂，制作困难。

基因测序技术的大众化应用急需解决测序成本问题，提供一种成本低、结构简单，测试效率高的基因测试技术成为目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中上述不足，提供一种基因测序结构、基因测序芯片、基因测序系统和基因测序方法，该基因测序结构成本低、结构简单，测试效率高。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是该基因测序结构，包括对设电极、半导体层、感应电极、绝缘层、敏感膜层和微孔层，其中：

所述对设电极，包括相对、间隔设置的第一电极和第二电极；

所述半导体层，设置于所述对设电极的一侧，且分别与所述第一电极和所述第二电极在正投影方向上至少部分重叠；

所述绝缘层，设置于所述半导体层远离所述对设电极的一侧；

所述感应电极，设置于所述绝缘层远离所述对设电极的一侧，且与所述半导体层在正投影方向上至少部分重叠；

所述敏感膜层，设置于所述感应电极远离所述对设电极的一侧，至少包含有对碱基配对产生离子能发生电压变化的敏感材料；

所述微孔层，设置于所述敏感膜层远离所述对设电极的一侧，在对应着所述感应电极的区域开设有微孔。

优选的是，所述第一电极和所述第二电极的结构相同，且互为镜像对称设置。

优选的是，所述第一电极和所述第二电极的横截面形状为L型，且所述第一电极和所述第二电极的L型内凹部相对设置。

优选的是，所述第一电极和所述第二电极的端部分别各设置有一根连接线，以引入测试信号。

优选的是，所述半导体层的横截面形状为正方形、矩形、圆形中的任一种。