[发明专利]一种传感系统及其检测方法

说明书

本申请公开了一种传感系统及其检测方法，该传感系统包括：第一液滴分离区，用于将含有磁珠的液体分割成磁珠小液滴；第一液滴筛选区，用于在所述磁珠小液滴中筛选出只有一个小磁珠的目标磁珠液滴；液滴融合区，用于融合所述磁珠小液滴和含有DNA片段的文库小液滴形成融合液滴；PCR扩增区，用于对所述融合液滴进行PCR扩增反应，形成扩增液滴，所述扩增液滴作为目标液滴；以及传感器检测区，包括具有敏感膜的第一传感器芯片，所述目标液滴与所述敏感膜接触，所述传感器输出传感信号。该传感系统提高了DNA测序技术的集成度、测序效率和测序速度，降低了测序成本。

技术领域

本发明涉及一种传感系统，尤其涉及一种传感系统及其检测方法。

技术背景

DNA测序技术是未来生物医学领域发展的重要工具，对于疾病的预测，诊断以及学术研究具有重大意义。如何更加快速、便宜地进行DNA测序是DNA测序技术的发展方向。

目前Ion Torrent公司已经开发出了基于半导体技术的第三代测序技术，它利用DNA测序芯片对经过PCR(聚合酶链式反应)扩增后的DNA磁珠进行检测，所述DNA测序芯片上面有数百万个ISFET(离子选择场效应管)，每一个 ISFET就是一个pH计，ISFET的传感区表面有一个小孔，每一个小孔正好可以容纳一个磁珠的大小，将目标液滴倒到芯片表面，通过离心旋涂(spin coating)技术使磁珠进入芯片表面的小孔中进行DNA聚合反应，所述DNA测序芯片输出PH值瞬态变化量信号；第四步，把PH值瞬态变化量信号传输给计算机进行后期信号处理，分析出整个样品DNA的序列信息。

但是上述这种测序方法中，磁珠能够进入ISFET表面小孔的比例(Ion SphereParticals density)在比较理想情况下才能达到60％～80％，并且DNA测序芯片对DNA磁珠直接进行检测，而所述DNA磁珠中可能存在不包括DNA文库分子的磁珠，也可能存在包含多个DNA文库分子的磁珠，而只有包括单个DNA 文库分子的磁珠才能产生有效测序数据，这无疑降低了测序的效率，增加了测序时间，提高了测序成本。

发明内容

为了解决上述现有技术的一个或多个技术问题，本发明提出一种传感系统及其检测方法。

根据本发明的实施例的一种传感系统，包括：包括微流控芯片和具有敏感膜的第一传感器芯片，所述传感系统包括：至少一个第一液滴分离区，用于将含有磁珠的液体分割成磁珠小液滴；至少一个第一液滴筛选区，用于在所述磁珠小液滴中筛选出只有一个小磁珠的目标磁珠液滴；至少一个液滴融合区，用于融合所述目标磁珠液滴和含有DNA片段的文库小液滴，形成融合液滴；至少一个PCR扩增区，用于对所述融合液滴进行PCR扩增反应，形成扩增液滴，所述扩增液滴作为目标液滴；以及至少一个传感器检测区，包括所述第一传感器芯片，所述目标液滴与所述敏感膜接触，所述第一传感器芯片输出传感信号；其中所述第一传感器芯片位于一拓展衬底上，所述拓展衬底位于所述微流控芯片上方且与所述微流控芯片具有间距，所述敏感膜与所述微流控芯片表面的疏水层面相对。

根据本发明的实施例的一种传感系统的检测方法，所述传感系统包括微流控芯片和具有敏感膜的传感器芯片，所述第一传感器芯片位于一拓展衬底上，所述拓展衬底位于所述微流控芯片上方且与所述微流控芯片具有间距，所述敏感膜与所述微流控芯片表面的疏水层面相对，所述测序方法包括：将含有磁珠的液体分割成磁珠小液滴；在所述磁珠小液滴中筛选出只有一个小磁珠的目标磁珠液滴；融合所述目标磁珠液滴和含有DNA片段的文库小液滴形成融合液滴；对所述融合液滴进行PCR扩增反应，形成扩增液滴，所述扩增液滴作为目标液滴；以及控制所述目标液滴与所述敏感膜接触，所述第一传感器芯片输出传感信号；其中所述磁珠小液滴、目标磁珠液滴、融合液滴、扩增液滴和目标液滴的移动均在所述微流控芯片表面进行。