CN106978337A - 一种芯片式数字化基因智能分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于基因检测领域，提供了一种芯片式数字化基因智能分析系统，该系统包括：电化学基因芯片、电化学生物传感器、控制器及处理器，电化学生物传感器，用于检测电化学基因芯片在杂交前后的电化学信号变化；控制器用于控制电化学生物传感器对电化学基因芯片的检测过程，并将电化学生物传感器检测到的模拟信号转化为数字信号，传送至处理器进行分析；处理器用于根据控制器传送的数字信号进行分析，并发送指令实时调节控制器；本发明实施例通过检测电化学基因芯片在杂交前后的电化学信号的变换，即可精准的检验DNA，相对于荧光标记进行DNA检验，检测成本低，无需对样品进行荧光标记，减少操作步骤，加快检测速度。
Description
技术领域
本发明属于基因检测领域，尤其涉及一种芯片式数字化基因智能分析系统。
背景技术
基因芯片，又称DNA芯片或生物芯片，基因芯片的测序原理是基于杂交测序方法，即通过与一组已知序列的核酸探针进行核酸测序的方法，在一块基片表面固定了已知的靶核苷酸探针，当溶液中带有荧光标记的核苷酸序列，基因芯片上对应位置的核酸探针产生互补匹配时，通过确定荧光强度最强的探针位置，获得一组序列完全互补的探针序列，据此可重组出靶核酸的序列。
现有都基因检测系统大多通过荧光标记来实现基因测序的，而基于荧光标标记实现基因测序，需要荧光扫描仪对杂交后的基因芯片进行荧光信号采集，因此，成本高昂，此外，在进行杂交之前，还需要对样品进行荧光标记，荧光标记过程操作不但专业且繁琐。
发明内容
本发明实施例提供一种芯片式数字化基因智能分析系统，旨在解决基于荧光标标记实现基因测序，需要荧光扫描仪对杂交后的基因芯片进行荧光信号采集，成本高昂，荧光标记过程操作不但专业且繁琐的问题。
本发明是这样实现的，一种芯片式数字化基因智能分析系统，所述系统包括：
该系统包括:电化学基因芯片、电化学生物传感器、控制器及处理器，电化学生物传感器分别与电化学基因芯片及控制器连接，控制器与处理器连接，
电化学生物传感器，用于检测电化学基因芯片在杂交前后的电化学信号变化；控制器用于控制电化学生物传感器对电化学基因芯片的检测过程，并将电化学生物传感器检测到的模拟信号转化为数字信号，传送至处理器进行分析；处理器用于根据控制器传送过来的数字信号进行分析，并发送指令实时调节控制器；
本发明实施例通过电化学生物传感器检测电化学基因芯片在杂交前后的电化学信号的变换，即可精准的检验DNA，相对于荧光标记进行DNA检验，检测成本低，且无需对样品进行荧光标记，减少操作步骤，加快了检测速度，此外，通过电化学生物传感器进行检测还具有灵敏度高，无污染，重复性好等优点。
附图说明
图1是本发明实施例提供的芯片式数字化基因智能分析系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为本发明实施例提供的芯片式数字化基因智能分析系统的结构示意图，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分。
该系统包括:电化学基因芯片、电化学生物传感器、控制器及处理器，电化学生物传感器分别与电化学基因芯片及控制器连接，控制器与处理器连接，
电化学生物传感器，用于检测电化学基因芯片在杂交前后的电化学信号变化；控制器用于控制电化学生物传感器对电化学基因芯片的检测过程，并将电化学生物传感器检测到的模拟信号转化为数字信号，传送至处理器进行分析；处理器用于根据控制器传送过来的数字信号进行分析，并发送指令实时调节控制器；
本发明实施例通过电化学生物传感器检测电化学基因芯片在杂交前后的电化学信号的变换，即可精准的检验DNA，相对于荧光标记进行DNA检验，检测成本低，且无需对样品进行荧光标记，减少操作步骤，加快了检测速度，此外，通过电化学生物传感器进行检测还具有灵敏度高，无污染，重复性好等优点。
在本发明实施例中，是通过杂交来进行基因的检测，在杂交过程需要严格控制温度，因此，该芯片式数字化基因智能分析系统还包括：
芯片加热装置及温度传感器，芯片加热装置分别与电化学基因芯片及所述处理器连接，温度传感器与处理器连接，
芯片加热装置用于对电化学基因芯片进行加热；
温度传感器用于实时感应电化学基因芯片的温度，处理器用于根据温度传感器感应的温度值判断是否驱动芯片加热装置。
在本发明实施例中，电化学基因芯片包括：芯片基片、利用掩膜喷镀在芯片基片上的电极及连接各电极的电路、及固定于所述电极上的带有杂交指示剂的DNA探针；
在本发明实施例中，芯片基片为硅基片、玻璃基片或陶瓷芯片，以硅基片为例进行说明，在清洁后的硅基片上，利用掩膜进行电极和电路(用于连接各个电极)的喷镀，再将加有杂交指示剂的DNA探针固定在电极上，为了使电极和电路能更稳固的固定在硅基片上，在清洁后的硅基片上，先利用掩膜进行粘附层的喷镀，在粘附层上进行电极和电路的喷镀，最后将加有杂交指示剂的DNA探针固定在电极上。
在本发明实施例中，杂交指示剂是指可指示杂交信息的电活性物质，如：二茂铁及其衍生物或亚甲基蓝为常用的嵌入式杂交指示剂。
作为本发明的优选实施例，金为电极和电路最佳的喷镀材料，钛为粘附层的最佳材料，DNA探针末端嵌有巯基，与金电极之间形成Au-S键，可以自组装置至电极表面。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种芯片式数字化基因智能分析系统，其特征在于，所述系统包括：电化学基因芯片、电化学生物传感器、控制器及处理器，所述电化学生物传感器分别与所述电化学基因芯片及所述控制器连接，所述控制器与所述处理器连接，
所述电化学生物传感器，用于检测电化学基因芯片在杂交前后的电化学信号变化；
所述控制器用于控制所述电化学生物传感器对电化学基因芯片的检测过程，并将所述电化学生物传感器检测到的模拟信号转化为数字信号，传送至所述处理器进行分析；
所述处理器用于根据所述控制器传送的数字信号进行分析，并发送指令实时调节所述控制器。
2.如权利要求1所述的芯片式数字化基因智能分析系统，其特征在于，所述系统还包括：
芯片加热装置及温度传感器，所述芯片加热装置分别与所述电化学基因芯片及所述处理器连接，所述温度传感器与所述处理器连接，
所述芯片加热装置用于对电化学基因芯片进行加热；
所述温度传感器用于实时感应电化学基因芯片的温度，处理器用于根据温度传感器感应的温度值判断是否驱动芯片加热装置。
3.如权利要求1或2所述的芯片式数字化基因智能分析系统，其特征在于，所述电化学基因芯片包括：
芯片基片、利用掩膜喷镀在芯片基片上的电极及连接各电极的电路、及固定于所述电极上的带有杂交指示剂的DNA探针。
4.如权利要求3所述的芯片式数字化基因智能检测系统，其特征在于，所述电化学基因芯片还包括：利用所述掩膜在所述芯片基片上喷镀的粘附层，所述粘附层位于所述芯片基片与所述电极和电路之间。
5.如权利要求4所述的芯片式数字化基因智能检测系统，其特征在于，所述电极为金，所述粘附层为钛。
6.如权利要求5所述的芯片式数字化基因智能检测系统，其特征在于，所述DNA探针是通过探针分子末端的巯基与金电极之间形成Au-S键，自组装置至电极表面。
7.如权利要求3所述的芯片式数字化基因智能检测系统，其特征在于，所述杂交指示剂为二茂铁及其衍生物或亚甲基蓝。
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2017
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