基因测序芯片制造技术

本发明专利技术公开一种基因测序芯片，及其在基因测序领域的应用。本发明专利技术公开了一种基因测序芯片包含有高通量的微反应室，通过利用油相流体，将水相流体封闭在微反应室中，形成独立的反应单元。本发明专利技术提供的检测方法或者检测芯片特别适用于发光基团游离于溶液中的测序反应。本发明专利技术提供的检测方法或者检测芯片提供了隔离的微反应室，使得每一个微反应室都可以是独立的反应单元，从而达到信号不串扰的目的。

【技术实现步骤摘要】
基因测序芯片
本专利技术涉及一种基因测序芯片，属于基因测序领域。更具体的说，本专利技术涉及一种系统、设备或方法用于大规模的生物化学检测；特别是基因测序方面的应用。背景介绍基因测序是一种新型基因检测技术，能够从血液或者人体附属物中分析测定基因序列，预测患多种疾病的可能性，如癌症或白血病等。基因测序相关产品和技术已由实验室研究演变到临床使用。基因芯片或者说测序芯片是基因测序用的芯片。目前已经有多种多样的基因测序芯片问世。基因芯片的原型是80年代中期提出的。基因芯片的测序原理是杂交测序方法，即通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法，在一块基片表面固定了序列已知的靶核苷酸的探针。当溶液中带有荧光标记的核酸序列，与基因芯片上对应位置的核酸探针产生互补匹配时，通过确定荧光强度，获得一组序列完全互补的探针序列。据此可重组出待测核酸的序列。根据测序方法的不同，测序芯片的设计也完全不一样。比如illumina测序中，其芯片是简单的多层结构。现有芯片的设计多种多样，主要的目的还是为满足各种测序反应的需求。本专利技术公开一种油封式的测序芯片，采用油等流体隔离的方式使得测序芯片的微反应室之间相互隔离。
技术实现思路
本专利技术涉及一种基因测序芯片，及其在基因测序领域的应用。本专利技术公开一种基因测序芯片，其特征在于包括，流体通道构成的流体室；第一固体基板；第二固体基板；流体入口和流体出口；其中，第一固体基板的内表面有高通量的微反应室；流体室在第一固体基板和第二固体基板之间；所述高通量的微反应室的至少部分表面是疏水的。所述的芯片具备油封功能。所述油封指的是，首先将水相流体通过流体入口通入流体室；然后通入油相流体将水相流体排出流体室，同时将部分水相流体封闭在高通量的微反应室内，形成相互隔离的反应单元。根据优选的实施方式，所述高通量的微反应室是通过在一个平面的基片上制备高通量的微纳米尺寸的凹陷结构形成的。根据优选的实施方式，所述第一固体基板是由透明材料基片制备而成的。根据优选的实施方式，所述微反应室为凹陷的圆柱形结构，底部直径为0.5-10微米，优选1-5微米；微反应室的深度为0.5-10微米，优选1-5微米。根据优选的实施方式，所述微反应室为凹陷的圆台型结构、圆柱形结构、正方体结构、长方体结构或其组合。根据优选的实施方式，所述的内表面有高通量的微反应室的第一固体基板，在微反应室的至少部分外表面是疏水的，至少部分内表面是亲水的。根据优选的实施方式，所述测序芯片包括第一流体入口和第二流体入口；两个流体入口通过微流管路连接的方式合并在一起，然后通入流体室。根据优选的实施方式，所述第一流体入口为水相流体入口，所述第二流体入口为油相流体入口，两相流体通过不同的入口通入芯片。本专利技术公开一种油封式的基因测序芯片，其特征在于包括，流体通道构成的流体室；第一固体基板；第二固体基板；流体入口和流体出口；第一流体提供系统；第二流体提供系统；其中，第一固体基板的内表面有高通量的微反应室；流体室在第一固体基板和第二固体基板之间；所述高通量的微反应室的至少部分表面是疏水的；第一流体为水相流体；第二流体为油相流体。根据优选的实施方式，所述流体入口为一个、两个或者多个。根据优选的实施方式，所述第一流体和第二流体通过相同的入口进入流体室。根据优选的实施方式，所述第一流体和第二流体通过不同的入口进入流体室。根据优选的实施方式，所述的测序指的是，通过酶，使得核苷酸上的荧光基团释放到反应液中的测序方法。根据优选的实施方式，所述的高通量的微反应室具有105-109的微反应室，优选106-5×108的微反应室。根据优选的实施方式，芯片具备多个流体入口和多个流体出口。根据优选的实施方式，所述的外表面对于水的接触角指的是，当外表面进行疏水修饰以后，内表面不进行化学修饰，整个表面对于水的接触角。所述的内表面对于水的接触角指的是，当外表面未进行化学修饰的时候，整个表面对于水的接触角。所述外表面对于水的接触角指的是，内表面不修饰，芯片利用接触角仪等方法测量，获得的接触角数据。当内表面由于不同的修饰方式对于芯片整体表面的接触角有影响的时候，芯片整体或者说外表面的接触角需要满足接触角的疏水条件。本专利技术公开了一种油密封的基因测序方法，其特征在于，利用测序芯片进行测序；所述的测序芯片包括流体通道构成的流体室，第一固体基板，第二固体基板，流体入口和流体出口；其中，第一固体基板的内表面有高通量的微反应室；流体室在两层固体基板之间；所述高通量的微反应室层的至少部分表面是疏水的；首先将包含有测序反应液的水相流体通过流体入口通入流体室，然后将油相流体通入流体室；油相流体将水相流体从流体室排出，同时将部分水相流体封闭在高通量的微反应室内，形成相互隔离的反应单元；通过检测获得对应于微反应室内的待测核酸序列的信息。根据优选的实施方式，形成相互隔离的反应单元以后，通过酶，使得核酸上的荧光基团释放到水相的反应液中，然后对隔离的反应单元进行检测。根据优选的实施方式，其中，所述流体室的厚度为1-1000微米，优选10-100微米。根据优选的实施方式，还包括清洗液，用于清洗油相流体。根据优选的实施方式，所述清洗液为异丙醇、乙醇或者含有表面活性剂的水溶液。根据优选的实施方式，一般的测试流程中，通入反应液-油-反应液，如此循环下去。仅仅使用反应液冲洗油残留会比较严重，对于芯片的要求也比较高，使用另外的清洗液可以更加有效的将油冲洗干净。经过测试，仅仅使用水溶液或者测序反应液冲洗的效率圆圆低于异丙醇。相同条件下，异丙醇用约十分之一的冲洗量即可将油相流体冲洗干净。相对来说，乙醇、丙酮等流体的冲洗效率约为异丙醇的一半。根据优选的实施方式，所述相互隔离的反应单元指的是，至少部分区域的微反应室在生物化学检测的时候，是相互隔离的；每一个隔离的微反应室都是一个独立的反应单元。根据优选的实施方式，所述微反应室为凹陷的圆台型结构、圆柱形结构、正方体结构、长方体结构，或者其任意组合结构。本专利技术公开一种基因测序芯片，其特征在于包括薄膜层，以及和流体室相对的压力调节室，薄膜层位于流体室和压力调节室之间，在进行检测的时候，薄膜层向流体室方向运动，并且与微反应室层接触，从而使得微反应室之间隔离。根据优选的实施方式，所述微反应室层的至少部分表面是疏水的，指的是至少部分表面对于水的接触角大于120度。根据优选的实施方式，所述可以油封的基因测序芯片，可以将水封闭在微反应室中，并且残水的微反应室(由于水相流体残留，导致微坑之间不能有效隔离)数目小于总微反应室数目的5％，优选1％；所述可以油封的基因测序芯片，可以重复油封100次以上。根据优选的实施方式，所述可以油封的基因测序芯片，在满足疏水条件的情况下，可以将水封闭在微反应室中，并且残水的微反应室数目小于总微反应室数目的5％，优选1％；所述可以油封的基因测序芯片，可以重复油封100次以上。根据优选的实施方式，所述的可以反复油封的基因测序芯片，可以将含有千分之一的tween20水溶液重复油封100次以上。本专利技术公开一种基因测序方法，其特征在于，利用测序芯片进行测序；所述的测序芯片包括流体通道构成的流体室，两层固体基板，流体入口和流体出口；其中，一层固体基板为透明材料基片，其内表面有高通量的微反应室；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基因测序芯片，其特征在于包括，流体通道构成的流体室；第一固体基板；第二固体基板；流体入口和流体出口；其中，第一固体基板的内表面有高通量的微反应室；流体室在第一固体基板和第二固体基板之间；所述高通量的微反应室的至少部分表面是疏水的。

【技术特征摘要】
2016.11.16 CN PCT/CN2016/1061171.一种基因测序芯片，其特征在于包括，流体通道构成的流体室；第一固体基板；第二固体基板；流体入口和流体出口；其中，第一固体基板的内表面有高通量的微反应室；流体室在第一固体基板和第二固体基板之间；所述高通量的微反应室的至少部分表面是疏水的。2.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述高通量的微反应室是通过在一个平面的基片上制备高通量的微纳米尺寸的凹陷结构形成的。3.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述第一固体基板是由透明材料基片制备而成的。4.根据前面任一项权利要求所述的芯片，其特征在于，所述微反应室为凹陷的圆柱形结构，底部直径为0.5-10微米，优选1-5微米；微反应室的深度为0.5-10微米，优选1-5微米。5.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述芯片具备油封的功能；所述油封指的是，首先将水相流体通过流体入口通入流体室；然后通入油相流体将水相流体排出流体室，同时将部分水相流体封闭在高通量的微反应室内，形成相互隔离的反应单元。6.根据前面任一项权利要求所述的芯片，其特征在于，所述微反应室为凹陷的圆台型结构、圆柱形结构、正方体结构、长方体结构或其组合。7.根据前面任一项权利要求所述的芯片，其特征在于，所述的内表面有高通量的微反应室的第一固体基板，在微反应室的至少部分外表面是疏水的，至少部分内表面是亲水的。8.根据权利要求1-5任一项所述的芯片，其特征在于，所述测序芯片包括第一流体入口和第二流体入口；两个流体入口通过微流管路连接的方式合并在一起，然后通入流体室。9.根据权利要求7所述的芯片，其特征在于，所述第一流体入口为水相流体入口，所述第二流体入口为油相流体入口，两相流体通过不同的入口通入芯片。10.一种油封式的基因测序系统，其特征在于包括，流体通道构成的流体室；第一固体基板；第二固体基板；流体入口和流体出口；第一流体提供系统；第二流体提供系统；其中，第一固体基板的内表面有高通量的微反应室；流体室在第一固体基板和第二固体基板之间；所述高通量的微反应室的至少部分表面是疏水的；第一流体为水相流体；第二流体为油相流体。11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述流体入口为1个或2个。12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述第一流体和第二流体通过相同或不同的流体入口进行流体室。13.一种油密封的基因测序方法，其特征在于，利用测序芯片进行测序；所述的测序芯片包括流体通道构成的流体室，第一固体基板，第二固体基板，流体入口和流体出口；其中，第一固体基板的内...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文涛，陈子天，乔朔，陈宣杨，吴镭，
申请(专利权)人：赛纳生物科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11