一种用于基因测序的基因芯片及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种用于基因测序的基因芯片及其制备方法和应用

【技术实现步骤摘要】
一种用于基因测序的基因芯片及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于基因测序
，涉及一种用于基因测序的基因芯片及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]测序技术中，将原始测序文件转换为碱基序列的过程成为碱基判读技术
(base
‑
calling)。
一代测序中
base
‑
calling
是对峰图进行处理，二代测序中
base
‑
calling
是对激发出的荧光照片进行处理，三代测序如纳米孔
(nanopore)
测序中是将变化的电流值转换为碱基
。
二代测序中对荧光照片进行处理时，在每一次保存图像后，使用算法软件寻找每一个信号源，并将数据记录在案，每一个芯片上都有数以亿计的信号源，目前用于测序图像分析的定位有两种方式，一种是随机的模型，通过比较第一次测序的边缘和第二次边缘的重叠区域来判定两张图片的信号源
(
测序序列的位置点
)
位置；另一种为在芯片进行特殊的结构设计，通过定位特殊结构设计来定位每个信号源
。
[0003]通过比较多个图片的测序边缘重叠区域来确定测序序列的信号源，对测序仪中电脑处理需求比较大，而且测序通量增加，整个
base
‑
calling
增加的时间巨大
。
在芯片进行特殊的结构设计，对测序仪中电脑处理需求小，而且测序通量增加，整个
base
‑
calling
增加的时间较少，但芯片的制备时间和处理时间及成本较高，需要使用光刻机进行处理，对芯片处理技术要求很高
。
[0004]综上所述，如何提供一种低成本，低设备需求，减少
base
‑
calling
时间的方法，有效避免错误积累及降低成本，是基因测序领域亟待解决的问题之一
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足和实际需求，本专利技术提供一种用于基因测序的基因芯片及其制备方法和应用，本专利技术在基因芯片内植入随机固定信号，能够在高通量测序中被基因测序仪光学系统的所识别，使得每次保存的图像中都有相同位置的固定信号输出，加快算法软件的处理速度，提高测序效率
。
[0006]为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种用于基因测序的基因芯片，所述用于基因测序的基因芯片包括芯片基底，所述芯片基底上修饰有荧光微球，所述芯片基底通过共价键与所述荧光微球连接
。
[0008]本专利技术中，在基因芯片上修饰荧光微球，所述荧光微球能够持续发出荧光，可作为固定荧光信号，利用所述基因芯片对待侧基因进行测序，测序中固定荧光点的位置不会随测序过程进行移位，使得每次保存的图像中都有相同位置的固定荧光信号输出，在
base
‑
calling
时，可通过固定荧光信号的位置定位，使得算法软件能够快速的找到并识别每一个信号源，并将数据记录在案，加快算法软件的处理速度，提高测序效率，此外，基因芯片制备工艺简单
、
无需设计特殊结构，利于广泛推广应用
。
[0009]可以理解，本领域中可发被相机检测到的荧光微球均适用于本专利技术
。
[0010]优选地，所述荧光微球可以选择
FluoSpheres
TM
Carboxylate organe(540/560)
和
/
或
FluoSpheres
TM
Carboxylate red(660/680)
，但不限于此两种光波的荧光微球
。
[0011]优选地，所述荧光微球的粒径为
0.1
～
0.5
μ
m
，包括但不限于
0.2
μ
m、0.3
μ
m
或
0.4
μ
m。
[0012]优选地，所述芯片基底的材料可选自玻璃
、
金属或硅中的任意一种
。
[0013]优选地，所述芯片基底上修饰，荧光微球也有修饰，所述荧光微球通过化学反应与所述芯片基底连接
。
[0014]优选地，所述芯片基底上还连接有测序接头
。
[0015]本专利技术中，所述测序接头可按本领域通用测序接头设计原则，根据需求及待检测文库进行设计
。
[0016]优选地，所述测序接头通过化学键与所述芯片基底连接
。
[0017]优选地，所述荧光微球和测序接头的摩尔比为
1:(5000
～
10000)
，包括但不限于
1:5500、1:6500、1:7500、1:8500、1:9000、1:9500
或
1:9900。
[0018]本专利技术中，控制荧光微球和测序接头的比例，能够标定拍照的图片位置信息同时保证测序通量
。
[0019]第二方面，本专利技术提供一种第一方面所述的用于基因测序的基因芯片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
[0020]将荧光微球连接于芯片基底，得到所述用于基因测序的基因芯片；
[0021]优选地，所述制备方法还包括对芯片基底表面进行氨基化修饰的步骤
。
[0022]本专利技术中，本领域常规的修饰方法均适用于本专利技术，不作特殊限制，例如可采用浸泡法将氨基连接在芯片基底上，采用3‑
氨丙基三乙氧基硅烷处理芯片基底
。
[0023]优选地，所述荧光微球修饰可以是羧基，叠氮，羟基，
DBCO
等官能基团
。
[0024]优选地，所述制备方法还包括将测序接头连接于芯片基底的步骤
。
[0025]优选地，所述测序接头修饰可以是羧基，叠氮，羟基，
DBCO
等官能基团
。
[0026]优选地，所述制备方法包括：
[0027]将有化学修饰的荧光微球和修饰的测序接头加到表面修饰的芯片基底上，进行化学反应，得到所述用于基因测序的基因芯片
。
[0028]本专利技术中，所述化学反应的缩合剂可选自2‑
琥珀酰亚胺基
‑
1,1,3,3
‑
四甲基脲四氟硼酸酯
(TUTS)
和二异丙基乙基胺
(DIEA)。
[0029]优选地，所述缩合反应中2‑
琥珀酰亚胺基
‑
1,1,3,3
‑
四甲基脲四氟硼酸酯和二异丙基乙基胺摩尔比为
1:2。
此外可不加催化剂，或其它催化或缩合试剂
。
[0030]优选地，所述缩合反应的温度为
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于基因测序的基因芯片，其特征在于，所述用于基因测序的基因芯片包括芯片基底，所述芯片基底上修饰有荧光微球，所述芯片基底通过共价键与所述荧光微球连接
。2.
根据权利要求1所述的用于基因测序的基因芯片，其特征在于，所述荧光微球选自
FluoSpheres
TM
Carboxylate organe(540/560)
和
/
或
FluoSpheres
TM
Carboxylate red(660/680)
；优选地，所述荧光微球的粒径为
0.1
～
0.5
μ
m
；优选地，所述芯片基底的材料包括玻璃
、
金属或硅中的任意一种
。3.
根据权利要求1或2所述的用于基因测序的基因芯片，其特征在于，所述芯片基底上有表面化学修饰，所述荧光微球修饰也有相关修饰，所述荧光微球通过化学反应与所述芯片基底连接
。4.
根据权利要求1‑3任一项所述的用于基因测序的基因芯片，其特征在于，所述芯片基底上还连接有测序接头；优选地，所述测序接头通过化学键与所述芯片基底连接；优选地，所述荧光微球和测序接头的摩尔比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：周魏，代冲冲，彭思琪，孙宇鹏，
申请(专利权)人：深圳太古语科技有限公司，
类型：发明
国别省市：