CN113881754A - 一种基因检测装置、系统和方法 - Google Patents

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王成勇
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Abstract

本申请是一种基因的检测装置、系统和方法。该检测方法让待测基因与金刚石纳米线上的探针分子先发生杂交，然后在加热板的加热下发生加热变性，用恒电位仪依次记录上述两个反应阶段中源电极和漏电极之间的电流Ids与时间t的变化关系；将杂交过程的Ids‑t曲线和加热过程的Ids‑t曲线分别作为第一和第二关系曲线，将未突变待测基因的杂交和加热过程的Ids‑t曲线作为第三关系曲线。将第一和第二关系曲线合并，并用合并曲线与第三曲线比较，若两曲线完全一致则确定待测基因为未突变基因，反之则为突变基因；检测装置包括液栅、顶盖、检测机构、加热板、垫板和底板。本申请提供的方案能够对待测基因进行双重检测和多种基因并行检测，提高基因检测的准确度和效率。

Description

一种基因检测装置、系统和方法
技术领域
本申请涉及基因检测技术领域，尤其涉及一种基因检测装置、系统和方法。
背景技术
近期，新冠病毒突变导致部分核酸检测试剂盒失效，全球多地出现“多次检测阴性后转阳”现象。其根本原因是新冠病毒属于RNA病毒，RNA病毒容易发生突变。DNA或RNA分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列,是基因遗传的基本单元；基因储存着生命孕育、生长、凋亡过程的全部信息，因此，它不仅与生物体的生、老、病、死等一切生命现象直接相关，也是决定生命健康的内在因素；基因在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变，可引起生物性状与功能变化，甚至使机体出现病状；对于允许通过早期发现并通过早期治疗能够治愈或改善的疾病，基因的超灵敏检测实现疾病早期筛查与诊断便具有十分重要的意义。
目前，基因检测装置中采用的检测材料是以聚合酶链反应(Polymerase ChainReaction，PCR)为主，然而采用该种检测材料是会导致基因扩增，进而导致基因检测耗时长，无法快速高效地对基因进行检测，且基因检测的精度较低。采用传统的方法对基因进行检测时，检测基因是往往是在常温下进行，无法依次对基因进行常温和加热过程中进行检测，即无法对基因进行双重检测，导致在突变基因检测时易产生假阳性，造成基因检测结果不准确。
研究人员利用薄膜场效应晶体管对基因进行检测，提高了基因检测的精度，但对于单碱基的突变或者易位难以实现精准的检测，以及薄膜场效应晶体管通常使用的石墨烯、氧化物等材料不具备电解液中生化表面所需的化学稳定性和再现性，同时器件的使用寿命较短。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基因检测装置、系统和方法，本发明的金刚石纳米线场效应晶体管的纳米线结构可以提高表面体积比，增加了检测的灵敏度；金刚石材料具有良好的稳定性和耐腐蚀的化学性能，提高了器件的使用寿命；本发明对基因在常温和加热过程进行双重检测，提高了检测精度，避免了假阳性的情况；本发明的检测装置设计金刚石纳米线阵列场效应晶体管可以实现多种基因并行检测。
本申请第一方面提供一种基因检测装置，包括：
液栅、顶盖、检测机构、加热板、垫板和底板；该检测机构包括场效应晶体管和绝缘层，该场效应晶体管设有至少2条金刚石纳米线，以及该金刚石纳米线对应的源极和漏极；该绝缘层设有第一通槽；且该的金刚石纳米线位于该第一通槽内，该绝缘层使得场效应晶体管除金刚石纳米线外的其他部分与含待测物的电解质溶液不接触；该底板设有凹槽和第二通槽，该第一通槽的深度等于该第二通槽的深度，该加热板、垫板和该检测机构均设置在该底板的凹槽内；其中，该第一通槽与该第二通槽连通，该凹槽的深度与该加热板、垫板的厚度和该检测机构厚度之和相适配，且该加热板位于该垫板与该检测机构的之间；该顶盖设有第三通槽，该第三通槽分别与第一通槽和第二通槽适配，构成待测物溶液通道。
进一步地，该场效应晶体管的金刚石纳米包括有：源极、漏极；该源极和该漏极分别位于该检测机构的边缘，且该源极和该漏极基于该第一通槽的轴线对称。
进一步地，该加热板的两面分别与该检测机构的底面和垫板的表面接触；该垫板的两面分别与该加热板的底面和该凹槽的表面接触。
进一步地，该第一通槽设置在该凹槽区域内，且该第一通槽的深度小于该凹槽的深度。
进一步地，该顶盖设有栅极通孔，该栅极通孔与第三通槽相连，且该栅极通孔直径要大于该液栅的直径。
本申请第二方面提供一种基因检测系统，包括：
如上述的基因检测装置，还包括与该场效应晶体管电连接的恒电位仪，以及与该加热板和该场效应晶体管电连接的控制单元；该场效应晶体管产生基因检测的电信号；该控制单元控制该加热板对该基因检测装置进行加热，恒电位仪接收该场效应晶体管产生的电信号，根据该电信号获得基因检测结果。
进一步地，该控制单元还配置有温度感应单元，该温度感应单元用于获取该基因检测装置在检测基因时的检测温度；该控制单元根据该温度感应单元获得的检测温度，进而控制该加热板的加热温度；其中，该加热温度范围在25℃到100℃，整个加热过程为匀速加热，且整个加热时间为30分钟到40分钟之间。
本申请第三方面提供一种基因检测方法，包括：
设定待测基因与该金刚石纳米线上修饰的探针分子的检测时长，该检测时长包括：第一检测时段和第二检测时段，该第一检测时段为常温条件下的检测时段，该第二检测时段为加热过程中的检测时段；将第一关系曲线与第二关系曲线进行合并处理，得到该待测基因的检测关系曲线，该第一关系曲线为在第一检测时段内检测到的关系曲线，该第二关系曲线为在第二检测时段内检测到的关系曲线；获取第三关系曲线，该第三关系曲线为未突变待测基因所对应的关系曲线；将该第三关系曲线与该检测关系曲线比较；当该第三关系曲线与该检测关系曲线相比较完全相似时，则确定该待测基因为未突变基因。进一步地，该获取该第一关系曲线和第二关系曲线，包括：
通过利用修饰在该金刚石纳米线上修饰待测基因的探针分子；在常温下，向待测溶液通道加入含待测基因的电解质溶液，静置一段时间，使得待测基因与金刚石纳米线上的探针分子充分杂交，同时记录下待测基因与探针分子杂交过程中的Ids—t的关系曲线，该关系曲线作为第一检测时段内产生的第一关系曲线；当进入该第二检测时段时，对该利用控制单元使得加热板对检测机构进行加热，从而待测基因与探针分子的杂交体会产生加热变性；温度感应单元反馈加热板实时温度，当温度到达控制单元所设定的温度时，加热板会停止加热；记录下加热过程中的Ids—t的关系曲线，该关系曲线作为第二检测时段内产生的第二关系曲线。
进一步地，该将该第三关系曲线与该检测关系曲线比较，还包括：当该第三关系曲线与检测关系曲线完全一致时，则确定该待测基因为未突变基因，反之则为突变基因。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：
1.为基因检测提供新的检测方法。针对目前基因检测精度不高，出现假阳性结果的难题。本发明合并常温下待检测基因片段与金刚石纳米线上的探针分子杂交产生的Ids—t关系曲线(第一关系曲线)和探针分子与待测基因加热变性产生的Ids—t关系曲线(第二关系曲线)，与未突变待测基因的Ids—t关系曲线(第三关系曲线)比较从而判断是否为未突变基因，实现了基因双重检测，并提高了检测精度。
2.能同时进行多种基因检测。在金刚石纳米线场效应晶体管的不同金刚石纳米线上修饰不同探针分子，可以实现多种基因同步检测。
3、本方案利用金刚石纳米线场效应晶体管抗酸抗碱性强，可重复使用，延长了器件的使用寿命。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1是本申请实施例示出的基因检测装置的结构示意图；
图2是本申请实施例示出的基因检测装置的检测机构的绝缘层的结构示意图；
图3是本申请实施例示出的基因检测装置中的场效应晶体管的结构示意图；
图4是本申请实施例示出的基因检测装置中的底板的结构示意图；
图5是本申请实施例示出的基因检测装置中的顶盖的结构示意图；
图6是本申请实施例示出的基因检测系统的结构示意图；
图7是本申请实施例示出的基因检测方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本申请的优选实施方式。虽然附图中显示了本申请的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“该”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
传统的方法对基因进行检测时，检测基因是往往是在常温下进行，无法依次对基因进行常温和加热过程中进行检测，即无法对基因进行双重检测，且在常温下基因检测装置中的PCR易受到非特异性产物和引物二聚体的干扰，导致在突变基因检测时易产生假阳性，造成基因检测结果不准确。
针对上述问题，本申请实施例提供一种基因检测装置，能够在常温下和加热过程中对待测基因进行基因检测。
附图中的标号说明表：
Figure BDA0003227341720000051
Figure BDA0003227341720000061
以下结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。
图1是本申请实施例示出的基因检测装置的结构示意图；图2是本申请实施例示出的基因检测装置的检测机构的绝缘层的结构示意图。
参见图1和图2，本申请实施例中基因检测装置的一个实施例(实施例一)包括：
液栅1、顶盖2、检测机构3、加热板4、垫板5和底板6；所述检测机构3包括场效应晶体管31和绝缘层32，所述场效应晶体管31设有至少5条金刚石纳米线311以及每条金刚石纳米线对应的源极312和漏极313；所述绝缘层32设有第一通槽321。所述场效应晶体管至少包括2条金刚石纳米线311，且所述的金刚石纳米线311位于所述第一通槽321内，金刚石纳米线311利用化学修饰在其表面修饰上待测基因的探针分子；该底板6设有凹槽62和第二通槽61，该第一通槽321的深度等于该第二通槽61的深度；该加热板4、垫板5和该检测机构3均设置在该底板的凹槽62内；其中，该第一通槽321与该第二通槽61连通，该凹槽62的深度与加热板4厚度、垫板5厚度和检测机构3厚度之和相适配；加热板4位于垫板5与该检测机构3的之间；垫板5位于加热板4和凹槽62之间；该顶盖2设有第三通槽22，该第三通槽22分别与第一通槽321和第二通槽61合接，构成用于流通待测溶液的通道。
在本实施例中，为了实现在同一种装置中同时测试多种基因以及在不同条件下测试待测基因与金刚石纳米线修饰上的探针分子杂交产生的电流，采用检测机构3、底板6、加热板4、垫板5和顶盖2组建而成的基因检测装置；检测机构包括有绝缘层32和场效应晶体管31，该场效应晶体管31中的金刚石纳米线311设置在该第一通槽321内，该第一通槽321设置在绝缘层32的中间，能够将该场效应晶体管31划分成轴对称的两部分；该底板6设置有凹槽62和第二通槽61，其中该凹槽62用于装设该加热板4、垫板5和该检测机构3，该第二通槽62用于连通第一通槽321，使得待测溶液能够顺利流通第二通槽62与第一通槽连通321的通槽。在该通槽中，金刚石纳米311线修饰的探针分子在支持电解质作为介质的情况下，与待测基因杂交产生电流；由于加热板4、垫板5和检测机构3均设置在底板6的凹槽内，为了能够使得顶盖2能完全覆盖底板6，加热板4、垫板5的厚度与该检测机构3的厚度之和应当等于该底板6的凹槽深度。另外，该顶盖2中设有第三通槽22和栅极通孔21，该第三通槽22用于合并第二通槽61与第一通槽22连通的通槽，合并后三条通槽构建成用于流通待测溶液的通道。
当底板6、加热板4、垫板5、检测机构3和顶盖2完整组合时，该顶盖2与底板6完全配合，同时该第一通槽321与该第二通槽61连通，该第三通槽22与该第一通槽321和第二通槽62连通形成的通槽合并，形成了用于流通待测溶液的通道；其中，修饰了探针分子的金刚石纳米线311在该通道内，当待测溶液流入该通道时，该待测基因在支持电解质中与探针分子杂交，产生电流Ids；等到电流Ids不再随时间变化而变化时，控制单元控制加热板对检测机构加热使得探针分子与待测基因加热变性，产生电流Ids。
值得注意的是，当底板6、加热板4、垫板5、检测机构3和顶2盖完整组合时，为了让该基因检测装置的结构更加稳定，该加热板的两面还分别与该检测机构的底面和该凹槽的表面接触，从而提高基因检测装置在应用时的稳定性。
另外，该场效应晶体管31还包括漏极313和源极312，场效应晶体管31的栅极采用液栅1直接接入栅极通孔21浸没在待测溶液中。该漏极313用于电连接恒电位仪的电流输出口，该源极312用于电连接恒电位仪的电流输入口；还应当说明的是，通过该恒电位仪电连接该检测机构中的场效应晶体管时，可以检测到放置在该基因检测装置中待测基因和探针分子杂交和加热变性产生的电流值；还应当说明的是，该金刚石纳米线311至少有2条，且每条金刚石纳米线上都修饰上一种类型的探针分子；用于同时检测多种待测基因；例如，当待测基因为非小细胞肺癌(ctDNA)的五种不同类型基因(正常、核苷酸变异与重排、野生型、缺失和插入)时，5根金刚石纳米线上依次修饰上对应的探针分子，实现多种基因同步检测。
其中，探针分子为以分子杂交为基础的技术均用探针(probe)来检测具有互补序列的核酸序列，探针既可以是克隆的或PCR扩增的DNA分子，也可以是人工合成的寡聚核苷酸或经体外转录的RNA分子；另外，探针必须是纯一的，不含有其他不同的核酸，为了保证通过碱基互补来检测目的基因，探针必须为单链分子；在实际应用中，以双链的DNA探针在应用前必须变为单链，一般采用加热的方法使双链DNA探针变性，原为单链的寡聚核苷酸和RNA探针的RNA分子无需变性处理即可使用。
还应当说明的是，电解质溶液就是提高化学电池中溶液导电率的电解质，本身不参与电化学反应；在水溶液中常用的电解质溶液有KCl、NaCl等。
图3是本申请实施例示出的基因检测装置中的检测机构的结构示意图。
参见图3，本申请实施例中基因检测装置的一个实施例(实施例二)包括：
在本实施中，该检测机构3包括有场效应晶体管31和绝缘层32。场效应晶体管还包括有：金刚石纳米线311、源极312、漏极313；绝缘层32设有第一通槽321，该第一通槽321用于流通待测溶液，该源极312用于输入电流，该漏极313用于输出电流。
值得注意的是，该检测机构是可以直接检测常温条件下的待测基因。当含有待测基因的电解质溶液流过该检测机构中的第一通槽时，待测基因与该金刚石纳米线上的探针分子在电解质溶液中发生杂交发应，并产生了电流。
图4是本申请实施例示出的基因检测装置中的底板的结构示意图。
参见图4，本申请实施例中基因检测装置的一个实施例(实施例三)包括：
在本实施例中，该底板设有凹槽62和第二通槽61，且该第二通槽穿过该凹槽的区域范围，便于在该凹槽装设加热板4、垫板5和检测机构3时，该底板中的第二通槽与第一通槽321连通，当该第二通槽不穿过该凹槽的区域范围时，第二通槽与第一通槽无法连通，影响电解质溶液流动。
值得注意的是，为了保证该检测机构3中的第一通槽能够吻合地和第二通槽连通，从而让电解质溶液高效流通，该第一通槽的深度应当小于所述凹槽的深度；当该第一通槽的深度等于或者大于该凹槽的深度时，该基因检测装置的结构将被损坏，同时也会浪费大量的电解质溶液，我写地高效流通第一通槽。
图5是本申请实施例示出的基因检测装置中的顶盖的结构示意图。
参见图5，本申请实施例中基因检测装置的一个实施例(实施例四)包括：
在本实施例中，该顶盖包括有栅极通孔21和第三通槽22，该栅极通孔用于液栅浸没在待测溶液中；该第三通槽用于合接第一通槽和第二通槽连通所形成的通槽，使得三条通槽能够构成一条完整的通道。
与前述应用的基因检测装置实施例相对应，本申请还提供了一种基因检测系统及相应的实施例。
图6是本申请实施例示出的基因检测系统的结构示意图。
参见图6，本申请实施例中基因检测装置的一个实施例(实施例五)包括：
上述所述的基因检测装置，还包括与所述场效应晶体管电连接的恒电位仪，以及与所述加热板和所述场效应晶体管电连接的控制单元；所述场效应晶体管用于获取所述基因检测装置中产生的电信号；所述控制单元控制所述加热板对所述基因检测装置进行加热，并接收所述场效应晶体管获得到的电信号，根据所述电信号获得基因检测结果。另外，所述控制单元还配置有温度感应单元，所述温度感应单元用于获取所述基因检测装置在检测基因时的检测温度；所述控制单元根据所述温度感应单元获得的检测温度控制所述加热板的加热温度。
在本实施例中，为实现自动化检测基因，提高基因双重检测的效率和检测基因的准确度，引入了恒电位仪、控制单元和配置在该控制单元中的温度感应单元；其中，该恒电位仪的栅极连接口与该基因检测装置中的场效应晶体管的栅极电连接，该恒电位仪的源极连接口与场效应晶体管中的源极电连接，该恒电位仪的漏极连接口与场效应晶体管中的漏极电连接；该控制单元还与该恒电位仪和加热板电连接；该控制单元向该恒电位仪发生操作指令获取该基因检测装置中的电信号，根据该电信号获取基因检测结果；并将配置在该控制单元中的温度感应单元设置在基因检测装置的加热板位置，当该控制单元接收到该温度感应单元获取的检测温度，控制单元根据该检测温度控制加热板的温度。
在实际应用中，该控制单元向该恒电位仪发出检测指令，该恒电位仪检测到该基因检测装置上的待测基因与金刚石纳米线上探针杂交产生的电信号，该恒电位仪对该电信号进行判断处理，确定待测基因的基因检测结果，将该基因检测结果发送至该控制单元；同时该控制单元还通过该温度感应单元获取到待测基因在进行基因检测时的实时检测温度，该控制单元根据该检测温度控制加热板温度；例如，假设该温度感应单元获取到的检测温度为25℃(即常温)，也就是说该控制单元获得到的基因检测结果为25℃条件下的基因检测结果；该控制单元根据该检测温度(25℃)进而控制该加热板进行加热，同时控制该恒电位仪获取待测基因在加热过程中待测基因与金刚石纳米线上的探针分子加热变性产生的电信号，根据该电信号进行判断处理，向控制单元再次发送基因检测结果，实现对待测基因进行双重检测的目的。
与前述应用的基因检测系统实施例相对应，本申请还提供了一种基因检测方法及相应的实施例。
图7是本申请实施例示出的基因检测方法的流程示意图。
参见图7，本申请实施例中基因检测方法的一个实施例(实施例六)包括：
S1、设定待测基因与所述金刚石纳米线上的探针分子的检测时长，所述检测时长包括：第一检测时段和第二检测时段；
在本实施例中，所述第一检测时段是指在常温条件下的检测时段，所述第二检测时段是指在加热过程中的检测时段；为了分别获取待测基因在常温下和在加热过程中依次金刚石纳米线上的探针分子发杂交和加热变性产生的电流，在对待测基因进行检测前，设定两个检测时段，一个检测时段为常温下的检测时段，另一个检测时段为在加热过程中的检测时段；划分两个检测时段主要是为了能够将两个不同条件下产生的电流划分出来，进而能够提高基因检测的准确度。
在实际应用中，检测时段的确立往往是根据不同类型的待测基因的特性确定的，即不同类型的基因的检测时段是不同的。
S2、获取在所述第一检测时段内产生的第一关系曲线；
在本实施例中，所述第一关系曲线为待测基因与所述金刚石纳米线上的探针分子在常温下电解质溶液中产生的电流-时间关系曲线；该电流-时间关系曲线是通过恒电位仪获取基因检测装置中产生的电信号处理之后生成的；其中，该第一关系曲线是双重检测基因的第一次检测得到的关系曲线，同时也是确定基因检测结果的第一关键关系曲线。
在实际应用中，获取待测基因在电解液溶液中与金刚石纳米线上的探针分子杂交产生的电信号的装置有多种，在本申请实施例中，采用的获取电信号的装置为恒电位仪。
S3、当完成第一检测时段进入所述第二检测时段时，对所述加热板进行加热，并获取所述第二检测时段内产生的第二关系曲线；
在本实施例中，所述第二关系曲线为所述待测基因与所述金刚石纳米线上的探针分子在加热变性过程中产生的时间-电流关系曲线；在完成获取第一检测时段的电信号结束时，进入第二检测时段；在进入第二检测时段开始时，控制单元根据温度感应单元获取到的温度确定加热板的加热温度，加热板开始加热；与此同时，恒电位仪在确定加热板的加热温度之后，开始获取第二检测时段的电信号，并根据该电信号生成第二关系曲线。
在实际应用中，该第一检测时段和第二检测时段往往是连贯的，中间一般不会发生时间中断，即在常温下检测待测基因和在加热过程中检测待测基因是连续不中断的。
S4、对所述第一关系曲线和第二关系曲线进行合并处理，得到所述待测基因的检测关系曲线；
在本实施例中，得到第一关系曲线和第二关系曲线之后，为了将两者整体与未突变基因的关系曲线比较，需要对该第一关系曲线和第二关系曲线进行合并处理，即将第一关系曲线和第二关系曲线用连续一个关系曲线表达两者分别在常温和加热过程中产生的杂交和加热变性释放电信号的情况；在第一关系曲线和第二关系曲线合并之后，得到的是待测基因的检测关系曲线，该待测基因的检测关系曲线是用于与未突变基因的检测关系曲线比较。
应当说明的是，该第一关系曲线和第二关系曲线合并是在恒电位仪中连续测得的。
S5、获取第三关系曲线，所述第三关系曲线为未突变待测基因所对应的关系曲线；
在本实施例中，第一关系曲线和第二关系曲线合并之后，需要在恒电位仪的数据库获取第三关系曲线，其中，该第三关系曲线为该待测基因未发生突变的关系曲线，该关系曲线为该待测基因未发生突变的关系曲线为测试基因的经验关系曲线。
在实际应用中，获取待测基因未发生突变的关系曲线是在恒电位仪中进行。
S6、将所述第三关系曲线与所述检测关系曲线比较；
在本实施例中，需要将该第三关系曲线与该检测关系曲线进行比较才能确定待测基因是否已经突变；由于关系曲线中只存在两个参数，一个是时间参数，一个是电流测试值，两个关系曲线是通过比较在检测时段内每个时刻所对应的电流测试值得差异率来确定待测基因是否已经突变。
在实际应用中，是通过恒电位仪对第三关系曲线和检测关系曲线进行计算相似度的，并根据计算出的相似度作为划分基因的界限。
S7、当所述第三关系曲线与所述检测关系曲线完全一致时，则确定所述待测基因为未突变基因，反之则为突变基因。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不再做详细阐述说明。
上文中已经参考附图详细描述了本申请的方案。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。另外，可以理解，本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减，本申请实施例装置中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的系统和方法的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，该模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标记的功能也可以以不同于附图中所标记的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种基因检测装置，其特征在于，包括：
液栅(1)、顶盖(2)、检测机构(3)、加热板(4)、垫板(5)和底板(6)；
所述检测机构(3)包括场效应晶体管(31)和绝缘层(32)，所述场效应晶体管(31)设有至少2条金刚石纳米线(311)，以及所述金刚石纳米线对应的源极(312)和漏极(313)；所述绝缘层(32)设有第一通槽(321)；且所述的金刚石纳米线(311)位于所述第一通槽(321)内，所述绝缘层(32)使得场效应晶体管除金刚石纳米线(311)外的其他部分与含待测物的电解质溶液不接触；
所述底板(6)设有凹槽(62)和第二通槽(61)，所述第一通槽的深度等于所述第二通槽的深度，所述加热板(4)、垫板(5)和所述检测机构(3)均设置在所述底板的凹槽(62)内；其中，所述第一通槽(321)与所述第二通槽(61)连通，所述凹槽的深度与所述加热板(4)、垫板(5)的厚度和所述检测机构(3)厚度之和相适配，且所述加热板(4)位于所述垫板(5)与所述检测机构(3)的之间；
所述顶盖(2)设有第三通槽(22)，所述第三通槽(22)分别与第一通槽(321)和第二通槽(61)适配，构成待测物溶液通道。
2.根据权利要求1所述的基因检测装置，其特征在于：
所述场效应晶体管的金刚石纳米线包括有：源极(312)、漏极(313)；
所述源极和所述漏极分别位于所述场效应晶体管(31)的两侧边缘，且所述源极和所述漏极基于所述第一通槽(321)的轴线对称。
3.根据权利要求1所述的基因检测装置，其特征在于：
所述加热板(4)的两面分别与所述检测机构(3)的底面和所述垫板(5)的表面接触；所述垫板(5)的两面分别与所述加热板(4)的底面和所述凹槽(62)的表面接触。
4.根据权利要求1所述的基因检测装置，其特征在于：
所述第一通槽(321)设置在所述凹槽(62)区域内，且所述第一通槽(321)的深度小于所述凹槽(62)的深度。
5.根据权利要求1所述的基因检测装置，其特征在于：
所述顶盖设有栅极通孔(21)，所述栅极通孔(21)与所述第三通槽(22)相连，且所述栅极通孔(21)直径要大于所述液栅(1)的直径。
6.一种基因检测系统，其特征在于，包括：
如权利要求1至5中任意一项所述的基因检测装置，还包括与所述场效应晶体管电连接的恒电位仪，以及与所述加热板和所述场效应晶体管电连接的控制单元；
所述场效应晶体管用于获取所述基因检测装置中产生的电信号；所述控制单元控制所述加热板对所述基因检测装置进行加热，并接收所述场效应晶体管获得到的电信号，根据所述电信号获得基因检测结果。
7.根据权利要求6所述的基因检测系统，其特征在于：
所述控制单元还配置有温度感应单元，所述温度感应单元用于获取所述基因检测装置在检测基因时的检测温度；
所述控制单元根据所述温度感应单元获得的检测温度，进而控制所述加热板的加热温度；其中，所述加热温度范围在25℃到100℃之间，整个加热过程为匀速加热，且整个加热时间为30分钟到40分钟之间。
8.一种基因检测方法，其特征在于，采用权利要求6至7所述的基因检测系统，包括：
设定待测基因与所述金刚石纳米线上修饰的探针分子的检测时长，所述检测时长包括：第一检测时段和第二检测时段，所述第一检测时段为常温条件下的检测时段，所述第二检测时段为加热过程中的检测时段；
将第一关系曲线与第二关系曲线进行合并处理，得到所述待测基因的检测关系曲线，所述第一关系曲线为在第一检测时段内检测到的关系曲线，所述第二关系曲线为在第二检测时段内检测到的关系曲线；
获取第三关系曲线，所述第三关系曲线为未突变待测基因所对应的关系曲线；
将所述第三关系曲线与所述检测关系曲线比较；
当所述第三关系曲线与所述检测关系曲线相比较完全相似时，则确定所述待测基因为未突变基因。
9.根据权利要求8所述的基因检测方法，其特征在于，
所述获取所述第一关系曲线和第二关系曲线，包括：
通过利用修饰在所述金刚石纳米线上修饰待测基因的探针分子；
在常温下，向待测溶液通道加入含待测基因的电解质溶液，静置一段时间，使得待测基因与金刚石纳米线上的探针分子充分杂交，同时记录下待测基因与探针分子杂交过程中的源电极和漏电极之间的电流Ids与时间t的变化关系，即Ids—t的关系曲线，该关系曲线作为第一检测时段内产生的第一关系曲线；
当进入所述第二检测时段时，利用控制单元使得加热板对检测机构进行加热，从而待测基因与探针分子的杂交体会产生加热变性；温度感应单元反馈加热板实时温度，当温度到达控制单元所设定的温度时，加热板会停止加热；记录下加热过程中的Ids—t的关系曲线，该关系曲线作为第二检测时段内产生的第二关系曲线。
10.根据权利要求8所述的基因检测方法，其特征在于，所述将所述第三关系曲线与所述检测关系曲线比较，还包括：
当所述第三关系曲线与所述检测关系曲线相比较完全相似时，则确定所述待测基因为未突变基因，反之则为突变基因。
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