本文涉及但不限于液晶顯示技術(shù)，尤指一種用于基因測序的芯片和一種基因測序方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的基因測序是通過對測試試劑中的各種堿基進行不同的熒光基團修飾(即：銀光標記)，當這些堿基與待測基因片段(即：脫氧核苷酸鏈)配對后，通過光學系統(tǒng)檢測熒光基團釋放的熒光顏色，即可確定待測基因片段的堿基種類和個數(shù)，以此來對應得到待測基因片段的序列。熒光基團修飾的檢測方法是當前基因測序領(lǐng)域的主流方法，該檢測方法的檢測結(jié)果直觀，測序精度較高，但該檢測方法對四種堿基進行不同顏色的熒光標記，而測序過程一般需經(jīng)過上千輪的堿基配對，致使需要熒光基團修飾的堿基量較大，這就造成測序試劑的成本較高，不利于基因測序在醫(yī)學等領(lǐng)域的普及和推廣。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題中的至少之一，本文提供了一種用于基因測序的芯片，其結(jié)構(gòu)簡單、測序操作簡便，在對基因進行測序時無需對堿基熒光標記，測序過程中堿基互補配對形成磷酸酯鍵和氫鍵放出的熱量導致反映環(huán)境溫度提高，通過對體系溫度變化量的檢測來確定堿基種類及配對個數(shù)，從而得到待測基因的序列。

為了達到本文目的，本發(fā)明提供了一種用于基因測序的芯片，包括本體，所述本體上具有容置腔室和溫度測試單元，所述溫度測試單元用于測試所述容置腔室內(nèi)的溫度變化量。

可選地，所述容置腔室的橫截面的外接圓直徑d為10～100μm，所述容置腔室的高度為1.25d～5d。

可選地，所述本體上還具有進口和出口，所述本體的內(nèi)部具有過流腔室、多個所述容置腔室和多個所述溫度測試單元，多個所述容置腔室、所述進口和所述出口均與所述過流腔室相連通，多個所述溫度測試單元一一對應設(shè)置在多個所述容置腔室內(nèi)、用于一一對應檢測多個所述容置腔室內(nèi)的溫度變化。

可選地，任一所述容置腔室的腔壁上均設(shè)置有可受熱變形的懸臂梁，多個所述溫度測試單元一一對應設(shè)置在多個所述懸臂梁上，任一所述溫度測試單元均通過檢測對應的所述懸臂梁的變形量來反應對應的所述容置腔室內(nèi)部的溫度變化量。

可選地，任一所述懸臂梁包括第一基梁、第二基梁和連接層，所述第一基梁和所述第二基梁并排設(shè)置、并通過所述連接層連接在一起，且所述第一基梁和所述第二基梁的熱膨脹系數(shù)不同，所述溫度測試單元為設(shè)置在所述第一基梁或所述第二基梁上的壓敏電阻。

可選地，任一所述懸臂梁包括第一基梁、第二基梁和介電層，所述第一基梁和所述第二基梁并排設(shè)置、并通過所述介電層連接在一起，所述溫度測試單元為所述第一基梁、所述介電層和所述第二基梁構(gòu)成的電容。

可選地，所述第一基梁和所述第二基梁的熱膨脹系數(shù)不同。

可選地，所述第一基梁和所述第二基梁中的一個的材料為金屬鋁、另一個的材料為非金屬硅，且多個所述懸臂梁均一一對應橫置在所述過流腔室與多個所述容置腔室相連通的位置處。

可選地，所述本體包括：第一基板；第二基板，所述第一基板和所述第二基板相對設(shè)置；和環(huán)形壁，位于所述第一基板和所述第二基板之間，且所述環(huán)形壁的一端連接所述第一基板的邊緣、另一端連接所述第二基板的邊緣；其中，所述第一基板和所述第二基板中的一個上設(shè)置有多個所述容置腔室、另一個上設(shè)置有所述進口和所述出口，所述環(huán)形壁之間形成所述過流腔室，多個所述容置腔室的朝向所述過流腔室的一側(cè)與所述過流腔室相連通。

本發(fā)明還提供了一種基因測序方法，采用四種測試試劑對脫氧核苷酸鏈的堿基依次進行檢測，在脫氧核苷酸鏈的待檢測的堿基與對應的測試試劑的堿基配對后，通過檢測生成的熱量來確定待檢測的堿基的個數(shù)、通過該對應的測試試劑的堿基種類來確定該脫氧核苷酸鏈的待檢測的堿基的種類，直至檢測完整條脫氧核苷酸鏈的堿基為止；其中，任一種測試試劑中具有一種單一的堿基，四種測試試劑中具有四種單一的堿基。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的用于基因測序的芯片，其結(jié)構(gòu)簡單、測序操作簡便，在對基因進行測序時無需對堿基熒光標記，測序過程中堿基互補配對形成磷酸酯鍵和氫鍵放出的熱量導致反映環(huán)境溫度提高，溫度測試單元通過對容置腔室內(nèi)的溫度變化量的檢測來確定進行配對的堿基種類及配對堿基個數(shù)，然后再采用相同方法對后續(xù)的堿基種類和配對堿基個數(shù)依次進行檢測，從而得到待測基因的序列。

本發(fā)明提供的基因測序方法，根據(jù)脫氧核苷酸鏈的堿基僅能夠逐個進行配對的原理，采用四種測試試劑對脫氧核苷酸鏈的堿基依次進行檢測，在脫氧核苷酸鏈的待檢測的堿基與對應的測試試劑的堿基配對后，通過檢測生成的熱量來確定待檢測的堿基的個數(shù)、通過該對應的測試試劑的堿基種類來確定該脫氧核苷酸鏈的待檢測的堿基的種類，可得到該次反應的堿基種類和堿基個數(shù)，然后再采用相同方法對后續(xù)的堿基種類和配對堿基個數(shù)依次進行檢測，直至檢測完整條脫氧核苷酸鏈的堿基為止；其中，任一種測試試劑中具有一種單一的堿基，四種測試試劑中具有四種單一的堿基，在更換測試試劑的過程中，需要在脫氧核苷酸鏈的配對環(huán)境中先清除干凈上一次選用的測試試劑，然后再向脫氧核苷酸鏈的配對環(huán)境中添加該次選用的測試試劑，以確保測試精準性。

本文的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本文而了解。本文的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。

附圖說明

附圖用來提供對本文技術(shù)方案的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本申請的實施例一起用于解釋本文的技術(shù)方案，并不構(gòu)成對本文技術(shù)方案的限制。

圖1為本發(fā)明一個實施例所述的用于基因測序的芯片的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示的芯片的主視結(jié)構(gòu)剖視示意圖；

圖3為本發(fā)明中磁珠位于容置腔室內(nèi)的主視結(jié)構(gòu)剖視示意圖；

圖4為本發(fā)明中磁珠位于容置腔室內(nèi)的俯視結(jié)構(gòu)剖面示意圖；

圖5為圖2中懸臂梁一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖2中懸臂梁另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，圖1至圖6中附圖標記與部件名稱之間的對應關(guān)系為：

1本體，11進口，12出口，13過流腔室，14第一基板，15第二基板，151玻璃基板，152硅蝕刻層，16環(huán)形壁，2容置腔室，3溫度測試單元，4磁珠，5懸臂梁，51第一基梁，52第二基梁，53連接層，54介電層，55立柱。

具體實施方式

為使本文的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下文中將結(jié)合附圖對本文的實施例進行詳細說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互任意組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本文，但是，本文還可以采用其他不同于在此描述的方式來實施，因此，本文的保護范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。

下面結(jié)合附圖描述本文一些實施例的一種用于基因測序的芯片和一種基因測序方法。

本發(fā)明提供的用于基因測序的芯片，如圖1和圖2所示，包括本體1，所述本體1上具有容置腔室2和溫度測試單元3，所述溫度測試單元3用于測試所述容置腔室2內(nèi)的溫度變化量。

本發(fā)明提供的用于基因測序的芯片，其結(jié)構(gòu)簡單、測序操作簡便，在對基因進行測序時無需對堿基熒光標記，降低了測試試劑的成本，也就降低了基因測序的成本，更利于基因測序在醫(yī)學等領(lǐng)域普及和推廣。

測序過程中堿基互補配對形成磷酸酯鍵和氫鍵放出的熱量導致反映環(huán)境(即：容置腔室2)溫度提高，溫度測試單元3通過對容置腔室2內(nèi)的溫度變化量的檢測來確定進行配對的堿基種類及配對堿基個數(shù)，然后再采用相同方法對后續(xù)的堿基種類和配對堿基個數(shù)依次進行檢測，從而得到待測基因的序列。

配對生成的熱量通過溫度測試單元3檢測容置腔室2內(nèi)的溫度變化量來反應出。

可選地，所述容置腔室2的橫截面的外接圓直徑d為10～100μm，所述容置腔室2的高度為1.25d～5d，容置腔室2的橫截面可以是圓形或正六邊形等。與攜帶有脫氧核苷酸鏈的磁珠的尺寸相適應，確保一個容置腔室2內(nèi)僅能夠容納一個磁珠。

其中，一個磁珠上僅有一種脫氧核苷酸鏈(但是該種脫氧核苷酸鏈可以在磁珠的表面復制多個)。

可選地，如圖2至圖4所示，所述本體1上還具有進口11和出口12，所述本體1的內(nèi)部具有過流腔室13、多個所述容置腔室2和多個所述溫度測試單元3，多個所述容置腔室2、所述進口11和所述出口12均與所述過流腔室13相連通，多個所述溫度測試單元3一一對應設(shè)置在多個所述容置腔室2內(nèi)、用于一一對應檢測多個所述容置腔室2內(nèi)的溫度變化。可以實現(xiàn)多個脫氧核苷酸鏈同時進行測序，可提升測序效率。

如圖2至圖4所示，磁珠4通過進口11進入到過流腔室13內(nèi)，再自過流腔室13進入到容置腔室2內(nèi)，由于一個容置腔室2內(nèi)僅能夠容納一個磁珠4，這樣進入的多個磁珠4就可以一一對應進入到多個容置腔室2內(nèi)，各個容置腔室2各自獨立，內(nèi)部反應放出的熱量也不會相互進行熱傳遞。在進行測序時，先將一種測試試劑自進口11供入到過流腔室13內(nèi)，然后再流入到各個容置腔室2內(nèi)，各個容置腔室2內(nèi)的溫度變化情況由各自的溫度測試單元3檢測出，容置腔室2內(nèi)的脫氧核苷酸鏈的堿基未配對則該容置腔室2內(nèi)的溫度不變化，容置腔室2內(nèi)的脫氧核苷酸鏈的堿基配對則該容置腔室2內(nèi)的溫度變化，可根據(jù)溫度變化量得到堿基的個數(shù)，通過供入的測試試劑得到堿基的種類，一一對應記錄，此次測試完成后，清除干凈芯片內(nèi)的測試試劑而更換另一種測試試劑，再進行堿基種類的測試和記錄，直到所有的容置腔室2內(nèi)的脫氧核苷酸鏈測序完成為止。

其中，所有的測序過程中，單個容置腔室2內(nèi)的堿基配對產(chǎn)生的溫度變化量最小的應當是單個堿基配對的放熱量(該容置腔室2內(nèi)的脫氧核苷酸鏈上的單個堿基)，由此可以推算出在該脫氧核苷酸鏈上具有連續(xù)多個相同的堿基時該多個相同的堿基的個數(shù)(根據(jù)該連續(xù)多個相同的堿基進行配對反應時的放熱量能夠計算出)。

可選地，如圖2、圖3、圖5和圖6所示，任一所述容置腔室2的腔壁上均設(shè)置有可受熱變形的懸臂梁5，多個所述溫度測試單元3一一對應設(shè)置在多個所述懸臂梁5上，任一所述溫度測試單元3均通過檢測對應的所述懸臂梁5的變形量來反應對應的所述容置腔室2內(nèi)部的溫度變化量，由此來計算出進行配對反應的堿基的個數(shù)。

本發(fā)明的第一個具體實施例中，如圖5所示，任一所述懸臂梁5包括第一基梁51、第二基梁52和連接層53，所述第一基梁51和所述第二基梁52并排設(shè)置、并通過所述連接層53連接在一起，且所述第一基梁51和所述第二基梁52的熱膨脹系數(shù)不同，溫度變化時，第一基梁51和第二基梁52受熱導致熱膨脹系數(shù)失配，從而產(chǎn)生熱應力使第一基梁51和第二基梁52發(fā)生彎曲形變，連接層53用于較好地連接第一基梁51和第二基梁52，防止由于熱膨脹系數(shù)失配導致第一基梁51和第二基梁52剝離脫落。所述溫度測試單元3為設(shè)置在所述第一基梁51或所述第二基梁52上的壓敏電阻。

本發(fā)明的第二個具體實施例中，如圖6所示，任一所述懸臂梁5包括第一基梁51、第二基梁52和介電層54，所述第一基梁51和所述第二基梁52并排設(shè)置、并通過所述介電層54連接在一起，所述溫度測試單元3為所述第一基梁51、所述介電層54和所述第二基梁52構(gòu)成的電容。當懸臂梁5受熱時，介電層54的介電常數(shù)發(fā)生變化，介電層54的厚度變化，致使第一基梁51和第二基梁52的間距改變，導致電容值變化，根據(jù)電容值的變化量來確定溫度變化量。

其中，所述第一基梁51和所述第二基梁52的熱膨脹系數(shù)可相同也可不同，在第一基梁51和第二基梁52的熱膨脹系數(shù)不同時，懸臂梁5受熱彎曲，介電層54的介電常數(shù)發(fā)生變化，介電層54的厚度變化，第一基梁51和第二基梁52的彎曲度也不同，致使第一基梁51和第二基梁52的間距改變，導致電容值變化，根據(jù)電容值的變化量來確定溫度變化量?？稍诘谝换?1和第二基梁52上引出電容的測試點。

可選地，所述第一基梁51和所述第二基梁52中的一個的材料為金屬鋁、另一個的材料為非金屬硅，第一基梁51和第二基梁52的熱膨脹系數(shù)有明顯差異，溫度變化時，第一基梁51和第二基梁52受熱導致熱膨脹系數(shù)失配，從而產(chǎn)生熱應力使懸臂梁5發(fā)生彎曲形變；多個所述懸臂梁5均一一對應橫置在所述過流腔室13與多個所述容置腔室2相連通的位置處，以對容置腔室2內(nèi)的熱量的散失起到阻礙作用，更有利于提升容置腔室2內(nèi)溫度變化的檢測精準性。

可選地，如圖1和圖2所示，所述本體1包括：第一基板14(其材料可以是玻璃、硅、聚合物等)；第二基板15(其材料可以是硅等)，所述第一基板14和所述第二基板15相對設(shè)置；和環(huán)形壁16(其材料可以是氧化硅、氮化硅、聚合物等)，位于所述第一基板14和所述第二基板15之間，且所述環(huán)形壁16的一端連接所述第一基板14的邊緣、另一端連接所述第二基板15的邊緣；其中，所述第二基板15上設(shè)置有多個所述容置腔室2、第一基板14上設(shè)置有所述進口11和所述出口12，所述環(huán)形壁16之間形成所述過流腔室13，多個所述容置腔室2的朝向所述過流腔室13的一側(cè)與所述過流腔室13相連通。

當然，如圖1至圖3所示，第二基板15也可以是采用復合結(jié)構(gòu)，如包括玻璃板層151和硅蝕刻層152，硅蝕刻層152設(shè)置在玻璃基板層151上，容置腔室2蝕刻在硅蝕刻層152上，懸臂梁5橫置在容置腔室2的上部開口處。

其中，標號55為懸臂梁5的立柱，圖2和圖3中的剖面線未畫出。

本發(fā)明提供的基因測序方法應用上述任一實施例所述的用于基因測序的芯片對脫氧核苷酸鏈的堿基進行測序，具體為：采用四種測試試劑對脫氧核苷酸鏈的堿基依次進行檢測，在脫氧核苷酸鏈的待檢測的堿基與對應的測試試劑的堿基配對后，通過檢測生成的熱量來確定待檢測的堿基的個數(shù)、通過該對應的測試試劑的堿基種類來確定該脫氧核苷酸鏈的待檢測的堿基的種類，直至檢測完整條脫氧核苷酸鏈的堿基為止；其中，任一種測試試劑中具有一種單一的堿基，四種測試試劑中具有四種單一的堿基。

根據(jù)脫氧核苷酸鏈的堿基僅能夠逐個進行配對的原理，采用四種測試試劑對脫氧核苷酸鏈的堿基依次進行檢測，在脫氧核苷酸鏈的待檢測的堿基與對應的測試試劑的堿基配對后，通過檢測生成的熱量來確定待檢測的堿基的個數(shù)、通過該對應的測試試劑的堿基種類來確定該脫氧核苷酸鏈的待檢測的堿基的種類，可得到該次反應的堿基種類和堿基個數(shù)，再清除干凈進行該次反應的測試試劑，然后再采用相同方法對后續(xù)的堿基種類和配對堿基個數(shù)依次進行檢測，直至檢測完整條脫氧核苷酸鏈的堿基為止；其中，任一種測試試劑中具有一種單一的堿基，四種測試試劑中具有四種單一的堿基。

在更換測試試劑進行測試的過程中，需要在脫氧核苷酸鏈的配對環(huán)境中先清除干凈上一次選用的測試試劑，然后再向脫氧核苷酸鏈的配對環(huán)境中添加該次選用的測試試劑，以確保測試精準性，避免上一次選用的測試試劑在該次配對后恰巧能夠與配對基因后面的基因進行配對的情況出現(xiàn)。

綜上所述，本發(fā)明提供的用于基因測序的芯片，其結(jié)構(gòu)簡單、測序操作簡便，在對基因進行測序時無需對堿基熒光標記，測序過程中堿基互補配對形成磷酸酯鍵和氫鍵放出的熱量導致反映環(huán)境溫度提高，溫度測試單元通過對容置腔室內(nèi)的溫度變化量的檢測來確定進行配對的堿基種類及配對堿基個數(shù)，然后再采用相同方法對后續(xù)的堿基種類和配對堿基個數(shù)依次進行檢測，從而得到待測基因的序列。

本發(fā)明提供的基因測序方法，根據(jù)脫氧核苷酸鏈的堿基僅能夠逐個進行配對的原理，采用四種測試試劑對脫氧核苷酸鏈的堿基依次進行檢測，在脫氧核苷酸鏈的待檢測的堿基與對應的測試試劑的堿基配對后，通過檢測生成的熱量來確定待檢測的堿基的個數(shù)、通過該對應的測試試劑的堿基種類來確定該脫氧核苷酸鏈的待檢測的堿基的種類，可得到該次反應的堿基種類和堿基個數(shù)，然后再采用相同方法對后續(xù)的堿基種類和配對堿基個數(shù)依次進行檢測，直至檢測完整條脫氧核苷酸鏈的堿基為止；其中，任一種測試試劑中具有一種單一的堿基，四種測試試劑中具有四種單一的堿基，在更換測試試劑的過程中，需要在脫氧核苷酸鏈的配對環(huán)境中先清除干凈上一次選用的測試試劑，然后再向脫氧核苷酸鏈的配對環(huán)境中添加該次選用的測試試劑，以確保測試精準性。

在本文的描述中，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等均應做廣義理解，例如，“連接”可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本文中的具體含義。

在本說明書的描述中，術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“具體實施例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或特點包含于本文的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或?qū)嵗６?，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

雖然本文所揭露的實施方式如上，但所述的內(nèi)容僅為便于理解本文而采用的實施方式，并非用以限定本文。任何本文所屬領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本文所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實施的形式及細節(jié)上進行任何的修改與變化，但本文的專利保護范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準。