電子傳感器及基于電子傳感器的基因探測方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及生物檢測領(lǐng)域，公開了一種電子傳感器及基于電子傳感器的基因探測方法。在發(fā)明中，電子傳感器包含ISFET，該ISFET的源極和漏極之間的納米線溝道上刻蝕形成第一凹槽，該第一凹槽的底部或開有納米孔，或放置化學(xué)分子，或開設(shè)納米孔，并在納米孔處放置化學(xué)分子，使得DNA分子不再是暢通無阻地從化學(xué)分子或納米孔的一側(cè)高速無控地滑到另一側(cè)，只有在待測單鏈DNA和探測堿基配對成功后，才能通過化學(xué)分子往前挪動一個堿基，可以準(zhǔn)確檢測出探測堿基與待測單鏈DNA中的堿基配對過程，從而使基因探測結(jié)果更準(zhǔn)確，精度更高，靈敏度更高。
【專利說明】電子傳感器及基于電子傳感器的基因探測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物檢測領(lǐng)域，特別涉及一種電子傳感器及基于電子傳感器的基因探 測方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，脫氧核糖核酸（Deoxyribonucleic acid,縮寫為DNA)測序 已成為全世界生物醫(yī)藥研究實驗室的常規(guī)研究項目。帶來這種現(xiàn)象的原因可能是由于測序 技術(shù)的飛速發(fā)展，導(dǎo)致?lián)碛袦y序設(shè)備的成本下降，也可能是由于進(jìn)行測序所需要的生物化 學(xué)品和其他必需品成本下降?；谒^的第一代測序技術(shù)進(jìn)行整體人類基因組測序的成本 在2001年至2007年的下降率符合微電子學(xué)的摩爾定律。由圖可知，下一代大規(guī)模并行測 序技術(shù)在2005年進(jìn)入應(yīng)用階段，導(dǎo)致成本下降率超過了摩爾定律幾個數(shù)量級，但下降率自 2012年以來基本持平。新一輪的技術(shù)革命在當(dāng)時設(shè)定的目標(biāo)是實現(xiàn)僅花費1000美元完成 對整個人類基因組進(jìn)行測序。然而，為了使基因組測序走出科研實驗室，并滲透到醫(yī)療保健 部門，對每個基因組的測序成本應(yīng)該遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于1000美元，因此，進(jìn)一步發(fā)展測序技術(shù)是絕 對必要的。
[0003] 到目前為止，市售的測序技術(shù)幾乎完全都是基于光學(xué)的熒光/化學(xué)標(biāo)記法的。笨 重的機器和冗長的操作時間，以及高昂的成本，是這一技術(shù)的主要缺點。由離子激流（Ion Torrent)公司于2010年12月進(jìn)行商業(yè)化的半導(dǎo)體測序技術(shù)呈現(xiàn)出革命性的進(jìn)步。半導(dǎo) 體測序技術(shù)完全是基于硅微加工技術(shù)和微電子的，且無需標(biāo)記和光學(xué)儀器。如圖1所示是 Ion Torrent系統(tǒng)的離子敏感場效應(yīng)晶體管（ISFET)示意圖（111為襯底，104為參考電極)。 圖中，磁珠101上承載了大量的(數(shù)量大于IO 4至1〇6)相同的單鏈DNA102,該磁珠放置在充 滿電解質(zhì)的ISFET凹槽107內(nèi)。該凹槽連接至以預(yù)設(shè)的順序供給四種核苷酸(也稱為"堿 基"）的流體池，四種堿基分別是：腺嘌呤（A)、胞嘧啶（C)、鳥嘌呤（G)、胸腺嘧啶（T)，不一定 按A、C、G、T的順序，但基本上每流中每一種類型出現(xiàn)一次。圖中，未畫出流體池，但畫出了 堿基進(jìn)入ISFET凹槽107的方向103。當(dāng)流體中的探測堿基與單鏈DNA上的待測堿基出現(xiàn) 配對（即A-T或C-G結(jié)合，形成雙鏈)時，將在流體中釋放大量的氫離子。這將導(dǎo)致ISFET凹 槽內(nèi)電解質(zhì)的酸堿（pH)值瞬間變化，并且更重要的是導(dǎo)致ISFET的堆疊柵極的上表面的氫 離子濃度瞬間變化。而表面氫離子濃度變化將導(dǎo)致ISFET表面電勢的變化，從而引起ISFET 源極105和漏極106之間的溝道電流的變化。為了最大限度檢測到這個變化，可以在堆疊 柵極的表面涂覆對質(zhì)子化/去質(zhì)子化(或pH值改變）尤其敏感的金屬或金屬氧化物108。
[0004] Ion Torrent技術(shù)的最大優(yōu)點在于它的成本極其低廉。經(jīng)過幾十年的飛速發(fā)展和 巨大的投資，目前的半導(dǎo)體工廠的微芯片加工在費用和復(fù)雜性上都極具競爭力。片上芯片 集成了 Ion Torrent傳感器陣列與各種電子電路，進(jìn)行校準(zhǔn)，噪聲處理，數(shù)據(jù)管理等，使得這 一新興技術(shù)進(jìn)一步降低了整體成本。
[0005] 然而，Ion Torrent公司的芯片（到目前為止所有產(chǎn)品)存在一個缺陷，就是在測序 中，通常會產(chǎn)生比光學(xué)方法更高的誤碼率。具體地說，Ion Torrent測序技術(shù)存在的兩大主 要缺陷是：
[0006] (-）單鏈DNA上出現(xiàn)大量重復(fù)堿基時，無法確定其重復(fù)長度的精確數(shù)字。例如， GGGGG (重復(fù)長度為5)與GGGGGG (重復(fù)長度為6)，當(dāng)出現(xiàn)類似重復(fù)時，預(yù)期可能產(chǎn)生更強的 電信號，因為在單個流體中釋放了更多的氫離子，導(dǎo)致了更大的PH值變化。但這種變化卻 難以確定是由于長重復(fù)序列引起的，還是由于使用了大量的相同單鏈DNA拷貝引起的。
[0007] (二）Ion Torrent技術(shù)的讀取長度（即單鏈DNA的總堿基數(shù))通常低于400個堿基 對，比其他測序方法短。當(dāng)對存在較多重復(fù)或有許多結(jié)構(gòu)變異的DNA進(jìn)行測序時，較長的讀 取長度是有利的。比如說，較長的測序讀取長度對從頭基因組的組裝特別有益。
[0008] 這些缺陷主要是由于平面ISFET相當(dāng)差的靈敏度導(dǎo)致的，其根源在于平面ISFET 的溝道上的錐截體微凹槽結(jié)構(gòu)(如圖1所示)，因為其占支配地位的側(cè)壁區(qū)域不是有效的檢 測區(qū)。因此，這樣的設(shè)計應(yīng)當(dāng)可以進(jìn)行改進(jìn)，從而獲得更好的靈敏度。此外，在每一顆磁珠 上使用了大量的相同DNA的拷貝，使得釋放的氫離子難以協(xié)調(diào)一致地改變表面電勢，從而 引起非線性問題，并難以區(qū)分長重復(fù)。憑直覺來說，用少量的DNA拷貝，甚至只使用一個，進(jìn) 行測序，是非常有利的，因為它不僅解決了非線性問題，也避免了因DNA擴增的聚合酶鏈反 應(yīng)（PCR)等引起的誤測。事實上，可以去除費時的PCR步驟。
[0009] 半導(dǎo)體測序技術(shù)被稱為"2. 5代"，而單個分子測序被認(rèn)為是第三代。最有代表性 的也許是使用納米孔，包括基于石墨烯薄片的納米孔，進(jìn)行電子計數(shù)并確定堿基，從而進(jìn)行 直接測序，無需DNA擴增，熒光/化學(xué)標(biāo)記或光學(xué)儀器。該裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理很簡單， 如圖2A和2B所示。當(dāng)單鏈DNA電泳通過納米孔時，特別是堿基通過納米孔時，上、下電解 液儲液池之間的離子電流減小?？梢酝ㄟ^記錄這些離子電流變化，得到已通過的堿基數(shù)，并 通過參考已知的堿基間距離，獲取單鏈DNA的長度。
[0010] 然而，使用納米孔迄今為止主要用于測量DNA長度，可測長度達(dá)數(shù)千個堿基，而不 是確定序列的順序，因為由四種不同的堿基所產(chǎn)生的離子阻斷電流的差別非常小。而且， 離子電流本身非常低，在l〇_ n至KTltl安培（A)數(shù)量級，對其進(jìn)行準(zhǔn)確探測也非常困難。此 夕卜，納米孔的形狀和大小，DNA堿基相對于納米孔的位置和方向，以及電解液儲液池中的離 子性質(zhì)和離子強度，這些參數(shù)對其探測結(jié)果的影響也非常大。在堿基之間電子結(jié)構(gòu)的細(xì)微 差別用橫向電子隧穿電流(如圖2B所示，圖中，201為隧道探針tunneling probe，202為背 柵back gate)來度量也絕非易事。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的在于提供一種電子傳感器及基于電子傳感器的基因探測方法，使基 因探測結(jié)果更準(zhǔn)確，精度更高，靈敏度更高。
[0012] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種電子傳感器，包含離子敏感場效應(yīng)晶體 管ISFET，所述ISFET的源極和漏極之間的納米線溝道上刻蝕形成一個第一凹槽；
[0013] 所述第一凹槽的底部具有以下結(jié)構(gòu)之一或組合：
[0014] 所述第一凹槽的底部開有納米孔、所述第一凹槽的底部放置有化學(xué)分子；
[0015] 其中，所述化學(xué)分子用于控制基因的移動。
[0016] 本發(fā)明還提供了一種基于上述電子傳感器的基因探測方法，包含以下步驟：
[0017] 將所述第一凹槽連接上電解質(zhì)儲液池；
[0018] 在所述上電解質(zhì)儲液池中插入?yún)⒖茧姌O；
[0019] 向所述上電解質(zhì)儲液池內(nèi)投放待測單鏈DNA ;
[0020] 所述待測單鏈DNA在所述參考電極的偏置電壓作用下，移動到所述第一凹槽底 部；
[0021] 向所述上電解質(zhì)儲液池供給探測堿基；其中，以預(yù)設(shè)的順序供應(yīng)四種堿基，每次向 所述上電解質(zhì)儲液池供給一種堿基；并且，每次更換堿基之前，從所述上電解質(zhì)儲液池、所 述第一凹槽中將前一種堿基沖洗出去；
[0022] 探測堿基與所述單鏈DNA中的堿基配對成功后，所述待測單鏈DNA移動一個堿 基；
[0023] 檢測所述納米孔的離子電流被阻出現(xiàn)的電流峰或谷，測定所述待測單鏈DNA的長 度或堿基數(shù)；其中，在所述堿基通過所述納米孔時，所述納米孔的離子電流被阻；
[0024] 或者，在堿基配對過程中，向所述納米碗內(nèi)釋放氫離子，檢測所述ISFET的源極和 漏極之間的電流變化。
[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中ISFET的源極和漏極之間的納米線溝道上刻蝕形成一 個第一凹槽，該第一凹槽的底部或開有納米孔，或放置化學(xué)分子，或開設(shè)納米孔，并在納米 孔處放置化學(xué)分子，使得DNA分子不再是暢通無阻地從化學(xué)分子或納米孔的一側(cè)高速無控 地滑到另一側(cè)，只有在待測單鏈DNA和探測堿基配對成功后，才能通過化學(xué)分子往前挪動 一個堿基，可以準(zhǔn)確檢測出探測堿基與待測單鏈DNA中的堿基配對過程，從而使基因探測 結(jié)果更準(zhǔn)確，精度更高，靈敏度更高。
[0026] 另外，所述第一凹槽可以為納米碗，在納米碗底部放置有化學(xué)分子。
[0027] 另外，所述第一凹槽可以為納米碗，所述納米碗的底部開有納米孔，所述ISFET的 襯底以所述納米孔為中心開有第二凹槽。
[0028] 另外，所述第一凹槽可以為納米碗，所述納米碗的底部開有納米孔，所述ISFET的 襯底以所述納米孔為中心開有第二凹槽，并且所述納米孔所在位置放置有化學(xué)分子；其中， 所述化學(xué)分子只允許基因的雙鏈部分從所述納米孔一邊向另一邊移動。
[0029] 另外，所述納米碗的底部在所述納米孔周圍形成尖角knife-edge,以便更準(zhǔn)確地 檢測納米孔的橫向電子隧穿電流
[0030] 另外，所述納米碗的高度和直徑小于200納米；或者，所述納米碗的容積小于KT17 升。納米碗具有足夠小的體積可以進(jìn)一步使基因探測結(jié)果更準(zhǔn)確，精度更高，靈敏度更高。
[0031] 另外，所述納米孔的直徑小于10納米，與基因的尺寸匹配，以便進(jìn)行有效地探測。
[0032] 另外，所述納米碗的底部在所述納米孔周圍的厚度小于5納米。
[0033] 另外，所述納米碗的內(nèi)側(cè)壁上涂覆離子敏感膜。所述離子敏感膜材料可以為金屬 或金屬氧化物，這些離子敏感膜材料對氫離子比較敏感且吸附作用比較強，吸附濃度較高， 靈敏度好，這樣就使測量結(jié)果更加及時有效。
[0034] 另外，所述離子敏感膜上可以結(jié)合有機離子基團(tuán)。通過有機離子可以激活表面，使 本實施方式的電子傳感器對氫離子更敏感。
[0035] 另外，所述化學(xué)分子為Phi29DNAP。
[0036] 另外，所述第一凹槽可以為漏斗形；所述漏斗形底部開有納米孔；并且所述第一 凹槽底部在所述納米孔周圍形成尖角knife-edge。
[0037] 另外，所述尖角所在位置放置有化學(xué)分子；其中，所述化學(xué)分子只允許基因的雙鏈 部分從所述納米孔一邊向另一邊移動。
[0038] 另外，在檢測所述ISFET的源極和漏極之間的電流變化時，記錄在電流發(fā)生變化 時所供應(yīng)的堿基類型。
[0039] 另外，在檢測出所述納米孔的離子電流被阻出現(xiàn)的電流峰或谷時，記錄在電流發(fā) 生變化時所供應(yīng)的堿基類型。
[0040] 另外，在檢測所述ISFET的源極和漏極之間的電流變化的步驟之后，還包含以下 步驟：
[0041] 根據(jù)堿基配對原則，將記錄的堿基類型按順序找出其互補堿基，得到所述待測單 鏈DNA的堿基順序；
[0042] 其中，所述堿基配對原則為：腺嘌呤A與胸腺嘧啶T配對，鳥嘌呤G與胞嘧啶C配 對。
[0043] 另外，在得到所述待測單鏈DNA的堿基順序的步驟之后，還包含以下步驟：
[0044] 參考已知的堿基間距離，根據(jù)所述待測單鏈DNA的堿基順序，獲取所述待測單鏈 DNA的長度。
[0045] 另外，在檢測所述ISFET的源極和漏極之間的電流變化的步驟中，還包含以下子 步驟：
[0046] 記錄電流發(fā)生變化的次數(shù)；
[0047] 待基因探測完畢之后，將所記錄的電流發(fā)生變化的總次數(shù)作為所述待測單鏈DNA 的喊基數(shù)。
[0048] 另外，在向所述上電解質(zhì)儲液池內(nèi)投放待測單鏈DNA的步驟中，每次僅投放一個 待測單鏈DNA ;
[0049] 在向所述上電解質(zhì)儲液池供給堿基的步驟中，每次向所述上電解液儲液池供給一 個探測喊基。
[0050] 通過每次供應(yīng)一個探測堿基對單個單鏈DNA進(jìn)行測序，其測序結(jié)果更準(zhǔn)確。并且， 由于每次只供應(yīng)一個探測堿基，如果檢測到的ISFET的源極和漏極之間的電流變化，那么， 其結(jié)果只可能是供應(yīng)的探測堿基與單鏈DNA中的堿基配對成功；而且通過Phi29DNAP的控 制，即使出現(xiàn)單鏈DNA中的堿基重復(fù)，每次也只能與雙鏈部分之后的一個堿基配對，因此， 對長重復(fù)堿基，也可以準(zhǔn)確地檢測出來。
[0051] 另外，在向所述上電解質(zhì)儲液池內(nèi)投放待測單鏈DNA的步驟中，投放若干相同待 測單鏈DNA的拷貝；
[0052] 在向所述上電解質(zhì)儲液池供給堿基的步驟之前，判斷所述相同待測單鏈DNA的拷 貝是否均移動到所述第一凹槽的底部，若否，等待，直到所述相同待測單鏈DNA的拷貝均移 動到所述第一凹槽的底部之后，再向所述上電解質(zhì)儲液池供給堿基；
[0053] 在向所述上電解質(zhì)儲液池供給堿基的步驟中，每次向所述上電解質(zhì)儲液池供給若 干探測堿基；其中，所述供給的堿基數(shù)大于或等于所述相同待測單鏈DNA的拷貝數(shù)。
[0054] 通過多個探測堿基與多個相同待測單鏈DNA的拷貝中的堿基配對，可以使ISFET 的源極和漏極之間的電流變化增大，或ISFET的源極和漏極之間的電流變化持續(xù)的時間增 長，從而可以進(jìn)一步使基因測序結(jié)果更準(zhǔn)確。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0055] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)中Ion Torrent系統(tǒng)的ISFET示意圖；
[0056] 圖2A是現(xiàn)有技術(shù)中基于石墨烯薄片的納米孔直接基因測序的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0057] 圖2B是現(xiàn)有技術(shù)中基于石墨烯薄片的納米孔直接基因測序的工作原理示意圖；
[0058] 圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式中的電子傳感器示意圖；
[0059] 圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式中的電子傳感器進(jìn)行基因探測的系統(tǒng)示意圖；
[0060] 圖5A是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式中的電子傳感器剖面示意圖；
[0061] 圖5B是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式中的電子傳感器俯視圖；
[0062] 圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式中的電子傳感器進(jìn)行基因長度和堿基數(shù)探測的 系統(tǒng)不意圖；
[0063] 圖7是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式中的電子傳感器進(jìn)行基因測序的系統(tǒng)示意圖；
[0064] 圖8是根據(jù)本發(fā)明第三實施方式中的電子傳感器的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0065] 圖9是根據(jù)本發(fā)明第三實施方式中的電子傳感器的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0066] 圖10是根據(jù)本發(fā)明第三實施方式中的電子傳感器進(jìn)行基因測序的系統(tǒng)示意圖；
[0067] 圖11是根據(jù)本發(fā)明第四實施方式中的基因探測方法所采用的基因探測系統(tǒng)示意 圖；
[0068] 圖12是是根據(jù)本發(fā)明第四實施方式中的基因探測方法的流程圖；
[0069] 圖13是根據(jù)本發(fā)明第五實施方式中的基因探測方法所采用的基因探測系統(tǒng)示意 圖；
[0070] 圖14是是根據(jù)本發(fā)明第五實施方式中的基因探測方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0071] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的各實 施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在本發(fā)明各實施方式中， 為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基 于以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方 案。
[0072] 本發(fā)明的第一實施方式涉及一種電子傳感器，如圖3所示，該電子傳感器包含離 子敏感場效應(yīng)晶體管（ISFET)，其源極302和漏極303之間的納米線溝道304上刻蝕形成一 個第一凹槽，該第一凹槽的底部具有以下結(jié)構(gòu)之一或組合：第一凹槽的底部開有納米孔、第 一凹槽的底部放置有化學(xué)分子；其中，化學(xué)分子用于控制基因的移動。也就是說，該第一凹 槽的底部或開有納米孔，或放置化學(xué)分子，或開設(shè)納米孔，并在納米孔處放置化學(xué)分子，使 得DNA分子不再是暢通無阻地從化學(xué)分子或納米孔的一側(cè)高速無控地滑到另一側(cè)，只有在 待測單鏈DNA和探測堿基配對成功后，才能通過化學(xué)分子往前挪動一個堿基，可以準(zhǔn)確檢 測出探測堿基與待測單鏈DNA中的堿基配對過程，從而使基因探測結(jié)果更準(zhǔn)確，精度更高， 靈敏度更高。
[0073] 在本實施方式中，第一凹槽可以為納米碗，該納米碗的底部開有納米孔306, ISFET 的襯底301以納米孔306為中心開有凹槽。
[0074] 納米碗的體積做得足夠小，可以相對增加電解質(zhì)內(nèi)離子的濃度。比如，納米碗的高 度和直徑小于200納米，或者，納米碗的容積小于KT 17升。具體地說，人的正常血液pH值是 7. 4,對應(yīng)于相當(dāng)?shù)偷馁|(zhì)子濃度，約每立方厘米24X 1012,即在360nm邊長的納米立方體內(nèi)只 能找到1個質(zhì)子。以納米碗的高度和直徑小于100納米，或其容積小于1(Γ 18升（attolitre, 即IO6立方納米）為例來說，在如此小容積的納米碗內(nèi)雖然只有一個質(zhì)子，但其對應(yīng)的濃度 幾乎比人的正常血液中質(zhì)子平均散布情況下增加50倍，相應(yīng)地，在這樣小的容積內(nèi)產(chǎn)生 一個質(zhì)子將相應(yīng)地使PH值從1. 7變化至5. 7,或使電勢偏移110毫伏（mV)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過典型 ISFET的分辨率極限（0. 1-lmV)。因此，納米碗具有足夠小的體積可以進(jìn)一步使基因探測結(jié) 果更準(zhǔn)確，精度更高，靈敏度更高。
[0075] 本實施方式的電子傳感器可稱為"3NAN0傳感器"（簡稱3NAN0)，包含三個納米級 概念：納米線、納米碗和納米孔。專門設(shè)計的SOI襯底具有Si0 2/Si3N4/Si02堆棧作為絕緣層 (如圖3中301)，為后續(xù)制作納米孔做好準(zhǔn)備。表面硅層的厚度可以為200納米，先制作和 使用基于目前的ISFET制備工藝的納米線ISFET，也可以采用新的電子束光刻（EBL)技術(shù)來 制作納米結(jié)構(gòu)。寬50至300納米的納米線陣列可用于形成最優(yōu)的納米碗，而納米碗的厚度 (即納米碗的高度)可以很容易地從表面硅層的厚度200nm調(diào)整得到。納米線的摻雜類型和 濃度也調(diào)整到最佳極性和偏壓條件下。通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)置電解液的柵極偏置電壓，可以盡量 使堿基配對過程中釋放的氫離子向感測表面（即離子敏感膜305)移動，而不是向遠(yuǎn)離納米 碗的方向移動。
[0076] 從上向下看時，納米碗輪廓可以是圓形、橢圓形或幾種不同的基本形狀的組合，可 以通過仿真選擇出靈敏度最佳、可加工性最優(yōu)的精確形狀。納米碗的內(nèi)表面需要設(shè)計成鏡 面，以消除腐蝕損壞?？刹捎脽嵫趸に囆纬删哂凶顝姺€(wěn)定性的Si0 2/silic〇n界面，其界 面形態(tài)和熱穩(wěn)定性均較好，靈敏度高，并且噪聲控制能力較強。離子敏感膜將被沉積的最上 面一層，詳見下文。此外，本實施方式的3NAN0傳感器具有優(yōu)化的源極/漏極，絕緣層，鈍化 和金屬接觸區(qū)，以盡量減少外部干擾。
[0077] 位于納米碗底部的納米孔可以通過在幾納米厚的氮化硅膜上，采用電子束光刻 (EBL)方式自頂向下方法形成直徑達(dá)到20納米的納米孔，也可以采用硬掩膜和共形薄膜沉 積(例如原子層沉積ALD)組合起來形成直徑小于10納米的納米孔。納米孔的孔徑大小可 以通過ALD進(jìn)一步減少，但納米孔周圍的有效膜厚度也是需要控制的，也就是說，納米碗的 底部在納米孔邊緣的厚度小于5納米。因此，可根據(jù)需要控制ALD的次數(shù)，使納米孔的孔徑 和納米孔周圍的膜厚度均調(diào)整到合適的取值。
[0078] 納米碗的內(nèi)側(cè)壁上可涂覆離子敏感膜。刻蝕在納米線晶體管溝道內(nèi)的納米碗可注 入電解質(zhì)，這樣的設(shè)計使得幾乎整個納米碗的內(nèi)側(cè)，除了納米孔之外，包括堅直側(cè)壁，均是 感測表面。當(dāng)然，也可以只在堅立側(cè)壁上涂覆離子敏感膜，能達(dá)到一樣的感測效果。應(yīng)用本 實施方式的電子傳感器進(jìn)行基因探測時，由于納米碗的內(nèi)側(cè)壁上涂覆離子敏感膜，所以整 個納米碗的內(nèi)側(cè)壁均可用于檢測氫離子濃度，使探測堿基與待測單鏈DNA中的堿基配對過 程能夠被準(zhǔn)確地檢測出來，從而使基因探測結(jié)果更準(zhǔn)確，精度更高，靈敏度更高。
[0079] 本實施例中的離子敏感膜的材料可以為金屬或金屬氧化物，目前較常見的金屬有 金、鉬、鈀等，較常見的金屬氧化物有二氧化鉿（HfO 2)、二氧化鈦（TiO2)、氧化鋁（Al2O3)或五 氧化鉭（Ta 2O5)等，這些離子敏感膜材料對氫離子比較敏感且吸附作用比較強，吸附濃度較 高，靈敏度好，這樣就使測量結(jié)果更加及時有效。該離子敏感膜可以通過熱氧化、化學(xué)氣相 沉積或原子層沉積的方式把上述材料制成薄膜，這些方式相對來說都比較簡單易行，對成 膜設(shè)備要求也不高，能降低整個器件的制備成本。
[0080] 此外，值得一提的是，離子敏感膜上還可以結(jié)合有機離子基團(tuán)，比如氫氧根OH-離 子、氫硫酸氫根SH-離子。這些有機離子可以激活表面，使本實施方式的電子傳感器對氫離 子更敏感。
[0081] 此外，值得說明的是，在本實施方式中，半導(dǎo)體襯底可以是P型或N型，若半導(dǎo)體襯 底是P型，則通過摻雜形成的就是N型的源極和漏極；若半導(dǎo)體襯底是N型，則通過摻雜形 成的就是P型的源極和漏極。在圖3中，用的是P型半導(dǎo)體襯底，通過摻雜形成N型的源極 和漏極，并在源極和漏極形成了 P型重?fù)诫s（圖中P+區(qū)域)。因為電子的遷移率遠(yuǎn)大于空穴 的遷移率，因此用電子為多數(shù)載流子的N型摻雜做源極和漏極的話，通過電流能力要強得 多；另外，從控制角度而言，N型ISFET可以用正電壓開啟，使用起來比較方便。
[0082] 采用本實施方式的電子傳感器進(jìn)行基因探測的系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖4所示，納米孔 所在位置放置有化學(xué)分子401，納米碗連接上電解質(zhì)儲液池402,第二凹槽連接下電解質(zhì)儲 液池403。
[0083] 目前已經(jīng)出現(xiàn)了一些技術(shù)，通過測量電子流通過集成了納米孔的納米線FET，采用 與移位相關(guān)聯(lián)的堿基計數(shù)改進(jìn)可靠性。在該技術(shù)中，最關(guān)鍵的是如何通過納米孔控制DNA 移位的速率。利用光或命名為"Phi29的DNA聚合酶"（簡稱為Phi29DNAP)可以控制速率 被證明是可行的。Phi29DNAP也被用在其它測序中，最出名的是在零模光波導(dǎo)（ZMW)技術(shù) 中，成功地使用這種神奇的酶，控制在單個堿基水平的單鏈DNA運動，每一個成功的堿基配 對導(dǎo)致單鏈DNA的一個堿基移動。也就是說，在納米孔入口處加Phi29DNAP或類似的化學(xué) 分子等，Phi29DNAP的存在使得DNA分子不再是暢通無阻地從納米孔的一側(cè)（圖中納米孔上 方，上電解質(zhì)儲液池402 -側(cè)）高速無控地滑到另一側(cè)（圖中納米孔下方，下電解質(zhì)儲液池 403 -側(cè)）。在合理條件下，Phi29DNAP只讓DNA的雙鏈部分通過，也就是說，只有在待測單 鏈DNA和流入的探測堿基A、G、C、T堿基配對成功后，DNA才能通過Phi29DNAP往下方挪動 一個堿基。
[0084] 應(yīng)用上述原理，在進(jìn)行基因測序時，向上電解質(zhì)儲液池中投放單鏈DNA，從流體池 向上電解質(zhì)儲液池中供應(yīng)探測堿基(用五角星標(biāo)示)，方向如圖中404所示，探測堿基A、C、 G、T與單鏈DNA中的堿基配對，配對成功后，原來的單鏈DNA成為雙鏈的，在Phi29DNAP的 控制下，向下電解質(zhì)儲液池移動一個堿基。在單鏈DNA中的每個堿基配對過程中，產(chǎn)生氫離 子406,釋放到納米碗中，使納米碗中電解質(zhì)的pH值發(fā)生瞬時變化。在參考電極405的偏 置電壓作用下，氫離子向納米碗的內(nèi)壁移動（圖中407所示方向），使ISFET的源極和漏極之 間的溝道電流也隨之發(fā)生瞬時變化，通過檢測ISFET的源極和漏極之間的溝道電流變化， 可以準(zhǔn)確地獲取堿基配對成功的時刻。簡言之，用測通過納米孔的離子電流被阻時(正好某 個堿基通過納米孔時）的變化（出現(xiàn)電流峰或谷）來測定DNA的長度或堿基數(shù)；或者，可通過 對ISFET電子電流變化和流入探測堿基時序的同步處理，來確定DNA的順序；也可通過對納 米孔離子電流變化和流入探測堿基時序的同步處理來確定DNA的順序；后兩者也可結(jié)合使 用，可以提高測序的準(zhǔn)確率（cross-check)。
[0085] 此外，值得注意是，核糖核酸（RNA)由核糖核苷酸經(jīng)磷酯鍵縮合而成長鏈狀分子。 一個核糖核苷酸分子由磷酸，核糖和堿基構(gòu)成。RNA的堿基主要有4種，即腺嘌呤（A)、鳥嘌 呤（G)、胞嘧啶（C)、尿嘧啶（U)，其中，U取代了 DNA中的T。與上文中闡述的關(guān)于單鏈DNA 探測類似，本實施方式的電子傳感器也可用于對RNA進(jìn)行探測，不同之處在于探測堿基類 型為A、G、C、U，在納米孔入口處放置與Phi29DNAP類似的化學(xué)分子，可以控制RNA從納米孔 一側(cè)向另一側(cè)的移動，對RNA進(jìn)行長度、堿基數(shù)、順序探測的原理與DNA類似，在此不一一贅 述。
[0086] 本發(fā)明第二實施方式涉及一種電子傳感器，第二實施方式與第一實施方式大致 相同，主要不同之處在于：在第一實施方式中，第一凹槽為納米碗，在第二實施方式中，第 一凹槽為漏斗形，漏斗形底部開有納米孔，并且第一凹槽的底部在納米孔周圍形成尖角 (knife-edge)，其結(jié)構(gòu)如圖5A和5B所示，其中，圖5A是本實施方式的ISFET的剖面示意圖， 圖5B是本實施方式的ISFET的俯視圖。
[0087] 具體地說，本實施方式的ISFET將圖2A中的Si3N4/Si02納米孔替換成了一個只有 幾納米厚的尖角納米孔ISFET，以便更準(zhǔn)確地檢測納米孔的橫向電子隧穿電流。采用圖6所 示系統(tǒng)，可以用測通過納米孔的離子電流被阻時（正好某個堿基通過納米孔時）的變化（出 現(xiàn)電流峰或谷）來測定DNA的長度或堿基數(shù)。采用圖7所示系統(tǒng)，在尖角所在位置放置有 化學(xué)分子；該化學(xué)分子只允許基因的雙鏈部分從納米孔一邊（圖中所示上側(cè)）向另一邊（圖 中所示下側(cè)）移動，可通過對ISFET電子電流變化和流入探測堿基時序的同步處理，來確定 DNA的順序；也可通過對納米孔離子電流變化和流入探測堿基時序的同步處理來確定DNA 的順序；后兩者也可結(jié)合使用，可以提高測序的準(zhǔn)確率（cross-check)。其基本原理與第一 實施方式類似，在此不再一一贅述。
[0088] 本發(fā)明第二實施方式涉及一種電子傳感器，第二實施方式與第一實施方式大致相 同，主要不同之處在于：在第一實施方式中，第一凹槽為納米碗，納米碗底部開有納米孔； 在第二實施方式中，第一凹槽為納米碗，但納米碗底部不開納米孔，直接放置化學(xué)分子，其 結(jié)構(gòu)如圖8所示。具體地說，納米碗的底部為堆疊結(jié)構(gòu)，依次堆疊有絕緣層801、Si介質(zhì)層 802和離子敏感膜803 ;化學(xué)分子804放置在離子敏感膜上。
[0089] 或者，第一凹槽為納米碗，納米碗底部開納米孔，在納米孔坐在位置放置化學(xué)分 子，其結(jié)構(gòu)如圖9所示。圖中，301為襯底，304為ISFET的源極302和漏極303之間的納米 溝道，401為化學(xué)分子。在本實施方式中，可以在納米碗整個內(nèi)壁涂覆離子敏感膜，也可以只 在堅直側(cè)壁涂覆離子敏感膜305。
[0090] 采用本實施方式的電子傳感器進(jìn)行基因探測的系統(tǒng)如圖10所示，在參考電極405 作用下，投放到上電解質(zhì)儲液池中的待測單鏈DNA向納米碗底部移動，向上電解質(zhì)儲液池 中注入探測喊基(用五角星表ττΟ,探測喊基與待測單鏈DNA中的喊基配對成功時，向納米碗 中釋放氫離子，使納米碗中電解質(zhì)的pH值發(fā)生瞬時變化。在參考電極的偏置電壓作用下， 氫離子向納米碗的內(nèi)壁移動，使ISFET的源極和漏極之間的溝道電流也隨之發(fā)生瞬時變 化，通過檢測ISFET的源極和漏極之間的溝道電流變化，可以準(zhǔn)確地獲取堿基配對成功的 時刻。其基本原理與第一實施方式類似，在此不再 贅述。
[0091] 本發(fā)明第三實施方式涉及一種基因探測方法，是基于第一實施方式的電子傳感器 的基因探測方法，具體進(jìn)行單個單鏈DNA探測，其具體探測原理如圖11所示，探測流程如圖 12所示。
[0092] 具體地說,先將納米碗連接上電解質(zhì)儲液池，凹槽連接下電解質(zhì)儲液池；在上電解 質(zhì)儲液池和下電解質(zhì)儲液池的電解質(zhì)之間加偏置電壓，向上電解質(zhì)儲液池內(nèi)投放待測單鏈 DNA，每次僅投放一個待測單鏈DNA ;該待測單鏈DNA在偏置電壓的作用下，通過納米孔，向 下電解質(zhì)儲液池快速移動，在納米孔處，被化學(xué)分子阻攔。
[0093] 向上電解質(zhì)儲液池供給探測堿基，每次供給一個探測堿基；其中，以預(yù)設(shè)的順序供 應(yīng)四種喊基，每次向上電解質(zhì)儲液池供給一種喊基，并且，每次更換喊基之如，從上電解質(zhì) 儲液池、納米碗、凹槽、下電解質(zhì)儲液池中將前一種堿基沖洗出去。
[0094] 探測堿基與單鏈DNA中的堿基配對成功后，待測單鏈DNA向下電解質(zhì)儲液池移動 一個堿基；
[0095] 檢測納米孔的離子電流被阻出現(xiàn)的電流峰或谷，測定待測單鏈DNA的長度或堿基 數(shù)；其中，在堿基通過納米孔時，納米孔的離子電流被阻。
[0096] 在堿基配對過程中，會向納米碗內(nèi)釋放氫離子，因此，可以檢測ISFET的源極和漏 極之間的電流變化，并記錄在電流發(fā)生變化時所供應(yīng)的堿基類型。或者，在檢測出納米孔的 離子電流被阻出現(xiàn)的電流峰或谷時，記錄在電流發(fā)生變化時所供應(yīng)的堿基類型。然后，根據(jù) 堿基配對原則，將記錄的堿基類型按順序找出其互補堿基，得到待測單鏈DNA的堿基順序； 其中，堿基配對原則為：腺嘌呤A與胸腺嘧啶T配對，鳥嘌呤G與胞嘧啶C配對。
[0097] 此外，在得到待測單鏈DNA的堿基順序之后，參考已知的堿基間距離，根據(jù)待測單 鏈DNA的堿基順序，可以獲取待測單鏈DNA的長度。并且，在檢測ISFET的源極和漏極之間 的電流變化的過程中，還可以記錄電流發(fā)生變化的次數(shù)；待基因探測完畢之后，將所記錄的 電流發(fā)生變化的總次數(shù)作為待測單鏈DNA的堿基數(shù)。
[0098] 本實施方式通過每次供應(yīng)一個探測堿基對單個單鏈DNA進(jìn)行測序，其測序結(jié)果更 準(zhǔn)確。并且，由于每次只供應(yīng)一個探測堿基，如果檢測到的ISFET的源極和漏極之間的電 流變化，那么，其結(jié)果只可能是供應(yīng)的探測堿基與單鏈DNA中的堿基配對成功；而且通過 Phi29DNAP的控制，即使出現(xiàn)單鏈DNA中的堿基重復(fù)，每次也只能與雙鏈部分之后的一個堿 基配對，因此，對長重復(fù)堿基，也可以準(zhǔn)確地檢測出來。
[0099] 本發(fā)明第四實施方式涉及一種基因探測方法，是基于第一實施方式的電子傳感器 的基因探測方法，具體進(jìn)行多個單鏈DNA探測，其具體探測原理如圖13所示，探測流程如圖 14所示。
[0100] 具體地說,先將納米碗連接上電解質(zhì)儲液池,凹槽連接下電解質(zhì)儲液池,在上電解 質(zhì)儲液池和下電解質(zhì)儲液池的電解質(zhì)之間加偏置電壓，向上電解質(zhì)儲液池內(nèi)投放待測單鏈 DNA，投放若干相同待測單鏈DNA的拷貝；該待測單鏈DNA在偏置電壓的作用下，通過納米 孔，向下電解質(zhì)儲液池快速移動，在納米孔處，被化學(xué)分子阻攔。
[0101] 在向上電解質(zhì)儲液池供給堿基之前，判斷相同待測單鏈DNA的拷貝是否均移動到 納米孔，若否，等待，直到相同待測單鏈DNA的拷貝均移動到納米孔之后，再向上電解質(zhì)儲 液池供給堿基。
[0102] 向上電解質(zhì)儲液池供給探測堿基時，每次供給若干探測堿基；其中，以預(yù)設(shè)的順序 供應(yīng)四種堿基，每次向上電解質(zhì)儲液池供給一種堿基，供給的堿基數(shù)大于或等于相同待測 單鏈DNA的拷貝數(shù)。并且，每次更換堿基之前，從上電解質(zhì)儲液池、納米碗、凹槽、下電解質(zhì) 儲液池中將前一種堿基沖洗出去。
[0103] 探測堿基與單鏈DNA中的堿基配對成功后，待測單鏈DNA向下電解質(zhì)儲液池移動 一個堿基；檢測納米孔的離子電流被阻出現(xiàn)的電流峰或谷，測定待測單鏈DNA的長度或堿 基數(shù)；其中，在堿基通過納米孔時，納米孔的離子電流被阻。
[0104] 此外，與第三實施方式類似，也可以對待測單鏈DNA進(jìn)行測序等探測，其工作原理 類似，為避免重復(fù)，在此不再贅述。
[0105] 在本實施方式中，由于多個探測堿基與多個相同待測單鏈DNA的拷貝中的堿基配 對，因此，存在兩種情況：
[0106] (1)多個探測堿基同時與單鏈DNA中的堿基配對，此時若配對成功，其產(chǎn)生的氫離 子將比單個單鏈DNA時產(chǎn)生的氫離子多，那么ISFET的源極和漏極之間的電流變化也會增 大，從而便于檢測到這個電流變化，可以進(jìn)一步使基因測序結(jié)果更準(zhǔn)確。
[0107] (2)多個探測堿基不同時與單鏈DNA中的堿基配對，此時若配對成功，則會在一定 時間內(nèi)，持續(xù)產(chǎn)生氫離子，從而使ISFET的源極和漏極之間的電流變化持續(xù)的時間也更長， 也有利于檢測到這個電流變化，可以進(jìn)一步使基因測序結(jié)果更準(zhǔn)確。
[0108] 上面各種方法的步驟劃分，只是為了描述清楚，實現(xiàn)時可以合并為一個步驟或者 對某些步驟進(jìn)行拆分，分解為多個步驟，只要包含相同的邏輯關(guān)系，都在本專利的保護(hù)范圍 內(nèi)；對算法中或者流程中添加無關(guān)緊要的修改或者引入無關(guān)緊要的設(shè)計，但不改變其算法 和流程的核心設(shè)計都在該專利的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0109] 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，上述各實施方式是實現(xiàn)本發(fā)明的具體實施例， 而在實際應(yīng)用中，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種電子傳感器，包括離子敏感場效應(yīng)晶體管ISFET，其特征在于，所述ISFET的源 極和漏極之間的納米線溝道上刻蝕形成一個第一凹槽； 所述第一凹槽的底部具有以下結(jié)構(gòu)之一或組合： 所述第一凹槽的底部開有納米孔、所述第一凹槽的底部放置有化學(xué)分子； 其中，所述化學(xué)分子用于控制基因的移動。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子傳感器，其特征在于，所述第一凹槽為納米碗。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子傳感器，其特征在于，所述納米碗底部放置有所述化學(xué) 分子。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子傳感器，其特征在于，所述納米碗的底部開有納米孔，所 述ISFET的襯底以所述納米孔為中心開有凹槽。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子傳感器，其特征在于，所述納米孔所在位置放置有化學(xué) 分子；其中，所述化學(xué)分子只允許基因的雙鏈部分從所述納米孔一邊向另一邊移動。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子傳感器，其特征在于，所述納米碗的高度和直徑小于200 納米； 或者，所述納米碗的容積小于1(Γ17升。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子傳感器，其特征在于，所述納米孔的直徑小于10納米。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子傳感器，其特征在于，所述納米碗的底部在所述納米孔 邊緣的厚度小于5納米。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子傳感器，其特征在于，所述納米碗的內(nèi)側(cè)壁上涂覆離子 敏感膜。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子傳感器，其特征在于，所述離子敏感膜的材料為金屬或 金屬氧化物。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電子傳感器，其特征在于，所述離子敏感膜上結(jié)合有機離 子基團(tuán)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電子傳感器，其特征在于，所述納米碗的底部為堆疊結(jié)構(gòu)， 依次堆疊有絕緣層、Si介質(zhì)層和離子敏感膜； 所述化學(xué)分子放置在所述離子敏感膜上。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子傳感器，其特征在于，所述化學(xué)分子為Phi29DNAP。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子傳感器，其特征在于，所述第一凹槽為漏斗形；所述漏 斗形底部開有納米孔； 所述第一凹槽底部在所述納米孔周圍形成尖角knife-edge。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子傳感器，其特征在于，所述尖角所在位置放置有化學(xué) 分子；其中，所述化學(xué)分子只允許基因的雙鏈部分從所述納米孔一邊向另一邊移動。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子傳感器，其特征在于，所述納米孔的材料為以下任意之 娃Si、氮化娃SiNx、氧化娃Si02、金剛石、石墨烯graphene。
17. -種基于如權(quán)利要求1至16任一項所述的電子傳感器的基因探測方法，其特征在 于，包含以下步驟： 將所述第一凹槽連接上電解質(zhì)儲液池； 在所述上電解質(zhì)儲液池中插入?yún)⒖茧姌O； 向所述上電解質(zhì)儲液池內(nèi)投放待測單鏈DNA ; 所述待測單鏈DNA在所述參考電極的偏置電壓作用下，移動到所述第一凹槽的底部； 向所述上電解質(zhì)儲液池供給探測堿基；其中，以預(yù)設(shè)的順序供應(yīng)四種堿基，每次向所述 上電解質(zhì)儲液池供給一種堿基；并且，每次更換堿基之前，從所述上電解質(zhì)儲液池、所述第 一凹槽中將前一種堿基沖洗出去； 探測堿基與所述單鏈DNA中的堿基配對成功后，所述待測單鏈DNA移動一個堿基； 檢測所述納米孔的離子電流被阻出現(xiàn)的電流峰或谷，測定所述待測單鏈DNA的長度或 堿基數(shù)；其中，在所述堿基通過所述納米孔時，所述納米孔的離子電流被阻； 或者，在堿基配對過程中，向所述納米碗內(nèi)釋放氫離子，檢測所述ISFET的源極和漏極 之間的電流變化。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的基因探測方法，其特征在于，在檢測所述ISFET的源極和漏 極之間的電流變化時，記錄在電流發(fā)生變化時所供應(yīng)的堿基類型。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的基因探測方法，其特征在于，在檢測出所述納米孔的離子 電流被阻出現(xiàn)的電流峰或谷時，記錄在電流發(fā)生變化時所供應(yīng)的堿基類型。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的基因探測方法，其特征在于，在檢測所述ISFET的源 極和漏極之間的電流變化的步驟之后，還包含以下步驟： 根據(jù)堿基配對原則，將記錄的堿基類型按順序找出其互補堿基，得到所述待測單鏈DNA 的喊基順序； 其中，所述堿基配對原則為：腺嘌呤A與胸腺嘧啶T配對，鳥嘌呤G與胞嘧啶C配對。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的基因探測方法，其特征在于，在得到所述待測單鏈DNA的堿 基順序的步驟之后，還包含以下步驟： 參考已知的堿基間距離，根據(jù)所述待測單鏈DNA的堿基順序，獲取所述待測單鏈DNA的 長度。
22. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的基因探測方法，其特征在于，在檢測所述ISFET的源極和漏 極之間的電流變化的步驟中，還包含以下子步驟： 記錄電流發(fā)生變化的次數(shù)； 待基因探測完畢之后，將所記錄的電流發(fā)生變化的總次數(shù)作為所述待測單鏈DNA的堿 基數(shù)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的基因探測方法，其特征在于，在向所述上電解質(zhì)儲液池內(nèi) 投放待測單鏈DNA的步驟中，每次僅投放一個待測單鏈DNA ; 在向所述上電解質(zhì)儲液池供給堿基的步驟中，每次向所述上電解液儲液池供給一個探 測喊基。
24. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的基因探測方法，其特征在于，在向所述上電解質(zhì)儲液池內(nèi) 投放待測單鏈DNA的步驟中，投放若干相同待測單鏈DNA的拷貝； 在向所述上電解質(zhì)儲液池供給堿基的步驟之前，判斷所述相同待測單鏈DNA的拷貝是 否均移動到所述第一凹槽的底部，若否，等待，直到所述相同待測單鏈DNA的拷貝均移動到 所述第一凹槽的底部之后，再向所述上電解質(zhì)儲液池供給堿基； 在向所述上電解質(zhì)儲液池供給堿基的步驟中，每次向所述上電解質(zhì)儲液池供給若干探 測堿基；其中，所述供給的堿基數(shù)大于或等于所述相同待測單鏈DNA的拷貝數(shù)。
【文檔編號】C12Q1/68GK104212711SQ201410138340
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月8日
【發(fā)明者】張世理, 吳東平, 章貞, 克勞斯·安德斯·尤特, 拉爾夫·西艾切 申請人:張世理, 吳東平, 章貞, 克勞斯·安德斯·尤特, 拉爾夫·西艾切