CN115141240A - 荧光标记的核苷酸类似物及基因测序芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种荧光标记的核苷酸类似物及基因测序芯片,所述核苷酸类似物上具有荧光分子,具有如结构通式(1)所示结构:其中,B为碱基;L为连接基团;n1、n2、n3、n4为不小于0的整数,且n1、n2、n3、n4不同时为零;R1、R2、R3、R4选自荧光分子、氢、官能团或碳链,且至少一个为荧光分子。所述基因测序芯片为可分离式结构,在反应层结构中设有反应孔,荧光标记的核苷酸类似物置于反应孔内。本发明所提供的荧光标记的核苷酸类似物可以通过多种标记方法来实现基因测序,从而提高了基因测序方法的多样性,可以实现与多种类型的用于收集、分析荧光信号的荧光信号收集装置相匹配,还可以降低基因测序的错误率。
Description
技术领域
本发明属于生物技术领域,特别是涉及荧光标记的核苷酸类似物及基因测序芯片。
背景技术
单分子实时测序技术(SMRT)芯片是一种带有很多零模式波导孔(ZMW)的金属片,每个ZMW都能够包含一个DNA聚合酶及一条DNA样品链进行单分子测序,并实时监测插入碱基的荧光信号。测序时将DNA样品打断成许多小的片段,分散到不同的ZMW纳米孔中。对用于测定DNA样品链的核苷酸结构进行荧光标记,当ZMW孔底部聚合反应发生时,参与反应的核苷酸结构会在小孔的荧光探测区域中被DNA聚合酶滞留数十毫秒,荧光标记在激光束的激发下发出荧光,反应完成后荧光标记被聚合酶切除而弥散出ZMW小孔。根据收集到的荧光信号判定参与聚合反应的核苷酸结构种类。
天然的核苷酸或合成的核苷酸类似物是一类由嘌呤碱或嘧啶碱、核糖或脱氧核糖以及磷酸三种物质组成的化合物。核苷酸是合成生物大分子核糖核酸(RNA)及脱氧核糖核酸(DNA)的前身物。
在基因测序中,需要对核苷酸结构进行荧光标记,现有研究主要采用在核苷酸的戊糖基团上进行荧光分子的取代或者在磷酸酯链末端的羟基上进行荧光分子的取代。以上方法只能在核苷酸结构上添加一个荧光分子,因此,在聚合反应中可能会导致一定的测序错误率,而且,现有的荧光标记的核苷酸结构只能采用不同的荧光分子来识别不同的碱基身份,存在标记方法单一的问题。
发明内容
为了解决上述全部或部分问题,本发明的目的在于:提供一种荧光标记的核苷酸类似物及基因测序芯片,所提供的荧光标记的核苷酸类似物可以通过多种标记方法来实现基因测序,从而提高了基因测序方法的多样性,可以实现与多种类型的用于收集、分析荧光信号的荧光信号收集装置相匹配,而且,还可以降低基因测序的错误率。
为了实现上述目的,本发明提供了一种荧光标记的核苷酸类似物,所述核苷酸类似物上具有荧光分子,具有如下通式(1)所示结构:
通式(1);
其中,B为碱基;L为连接基团;
n1、n2、n3、n4为不小于0的整数,且n1、n2、n3、n4不同时为零;
R1、R2、R3、R4选自荧光分子、氢、官能团或碳链,且至少一个为荧光分子。
L可以选自羰基、硫代连接基团和烷烃链等,其中,烷烃链例如-(CH2)m-,m为大于或等于1的整数。当R1、R2、R3、R4可以直接连接在亚磷酸酯基团上时,L也可以是R1、R2、R3、R4上能够直接与亚磷酸酯基团相连的部分。
本发明所提供的荧光标记的核苷酸类似物可以进行多种类型的荧光标记,多种荧光标记类型的核苷酸类似物可以匹配多种类型的荧光信号收集装置,在一个核苷酸类似物结构上可以存在多种发射波段的荧光分子或多种荧光强度的荧光分子,因此,可以降低基因测序的错误率。
所述n1、n2、n3、n4优选为0-9中的任一整数,且n1、n2、n3、n4不同时为零。亚磷酸酯链过长将会影响到DNA聚合反应,可能导致DNA聚合反应出错,还可能会影响到荧光分子的切除,从而影响测序结果,导致测序失败。
所述n1为不小于1的整数,n2=n3=n4=0,具有如下通式(2)所示结构:
通式(2);
其中,B为碱基;L为连接基团;
n=n1,R=R1;R为荧光分子。
L可以选自羰基、硫代连接基团和烷烃链等,其中,烷烃链例如-(CH2)m-,m为大于或等于1的整数。当R1、R2、R3、R4可以直接连接在亚磷酸酯基团上时,L也可以是R1、R2、R3、R4上能够直接与亚磷酸酯基团相连的部分。
所述n1优选为大于等于1、小于等于9的整数,n2=n3=n4=0。同样地,亚磷酸酯链过长将会影响到DNA聚合反应,可能导致DNA聚合反应出错,还可能会影响到荧光分子的切除,从而影响测序结果,导致测序失败。
当n2=n3=n4=0时,同一碱基标记的核苷酸类似物结构仅存在一种荧光分子。在此种情况下,不同碱基上的荧光标记类型存在两种情况:第一种是不同碱基的荧光分子的种类不同,且发射波段不同;第二种是不同碱基的荧光分子的发射波段相同或相似、碱基上荧光分子的总荧光强度相互不同。第二种情况还可以分为:1、不同碱基的荧光分子种类均相同,不同碱基上的荧光分子数量不同。2、不同碱基的荧光分子种类不同,如果不同种类荧光分子具有相同或相似的荧光强度,则需要满足不同碱基上的荧光分子数量不同;如果不同种类荧光分子的荧光强度相差较大,则需要控制不同碱基上的荧光分子数量,使得不同碱基上的荧光分子的总荧光强度相互不同。
不同碱基标记的荧光分子的发射波段相同或相似,且不同碱基中荧光分子的荧光强度不同。荧光分子的发射波段相同或相似,在荧光信号收集时,不同碱基对应的荧光信号出现在同一波段,而不同碱基中荧光分子的荧光强度不同会导致出现的荧光信号强度不同,从而可以区分来源于不同碱基的荧光信号,实现基因测序。
不同碱基标记的荧光分子种类相同,且不同碱基中荧光分子的数量不同。在需要确保不同碱基对应的荧光分子的发射波段相同或相似时,最简单的是在不同碱基中采用相同种类的荧光分子,在这种情况下,为实现不同碱基中荧光分子的荧光强度不同,将不同碱基中的荧光分子设计成不同数量。此种方法的原理简单、且操作方便,非常适用于通过对荧光强度进行区别来识别不同碱基的身份信息,可以与通过检测信号强度来进行基因测序的荧光信号收集分析装置相匹配。
不同碱基标记的荧光分子的发射波段不同。可以避免在荧光信号收集与分析时出现信号波段之间的干涉,可以使得检测到的荧光信号准确清楚。通过检测荧光信号的波段,来区分不同碱基的身份信息,以实现基因测序。优选地,不同碱基对应的荧光分子可以选自发射波段相差较大的荧光分子,方便清楚地区分不同碱基的荧光信号。
同一碱基中存在两个以上荧光分子,且同一碱基中所有荧光分子的种类相同。同一碱基中的荧光分子可以有一种或多种,当同一碱基中的荧光分子只有一种时,只需要确保不同碱基中的荧光分子发射波段不同即可,可以简化荧光分子的标记过程。大部分情况下,在同一碱基中采用的荧光分子只有一种。
所述荧光分子可以选自市场上常用的荧光分子,如Alexa fluor系列染料分子、青色素染料分子、异硫氰酸荧光素、罗丹明或5-羧基荧光素等。
所述B代表的碱基选自腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胞嘧啶C、胸腺嘧啶T或尿嘧啶U。对DNA进行测序时,选用的碱基为腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胞嘧啶C和胸腺嘧啶T;对RNA进行测序时,选用的碱基为嘌呤A、鸟嘌呤G、胞嘧啶C和尿嘧啶U。
所述荧光标记的核苷酸类似物可以作为DNA聚合酶底物或RNA聚合酶底物,被DNA聚合酶或RNA聚合酶识别并掺入到DNA链或RNA链中。可以实现对基因片段的DNA测序或RNA测序。
本发明提供的核苷酸类似物上的荧光分子位于核糖分子5’位上多磷酸酯基团的α位之后,其中,α位是一个正磷酸基团,α位之后具有亚磷酸酯基团,荧光分子通过连接基团L或直接连接在亚磷酸酯的羟基上。亚磷酸酯基团可以是一个或多个,亚磷酸酯基团的个数即结构通式(1)中n1、n2、n3、n4的数值之和或结构通式(2)中n的数值。其中,n的取值范围优选为1-9的任一整数,进一步优选为1-3的任一整数。n1、n2、n3、n4的取值范围优选为1-5的任一整数,进一步优选为1-2的任一整数。当采用不同发射波段的荧光分子来标记不同的碱基时,亚磷酸酯基团的个数对标记方法不会产生限制。当采用相同或相似发射波段、荧光强度不同的荧光分子来标记不同的碱基时,如果不同碱基中具有相同或相似发射波段的不同荧光分子本身的荧光强度就存在区别,亚磷酸酯基团的个数对标记方法不会产生限制。但是,如果不同碱基标记的荧光分子种类相同但数量不同时,则四种碱基至少分别标记1个、2个、3个、4个荧光分子,在此种情况下,对n1、n2、n3、n4和n存在一定的要求。即n1、n2、n3、n4的数值总和要大于等于4,n的数值要大于等于4。如果亚磷酸酯基团过多,即n1、n2、n3、n4和n的数值太大会导致荧光标记的核苷酸类似物与聚合酶作用时,聚合酶的合成作用出现错误的情况,会导致聚合反应不充分或根本无法发生聚合反应。
本发明还提供一种基因测序芯片,包括反应层结构、光学层以及信号收集层,所述反应层结构与所述信号收集层分离,在所述反应层结构中设有反应孔;还包括上述方案中所述的荧光标记的核苷酸类似物,所述荧光标记的核苷酸类似物置于所述反应孔内。
与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果:本发明所提供的荧光标记的核苷酸类似物可以通过多种标记方法来实现基因测序,从而提高了基因测序方法的多样性,可以实现与多种类型的用于收集、分析荧光信号的荧光信号收集装置相匹配,而且,还可以降低基因测序的错误率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案,下面将对实施方式描述中的荧光标记的核苷酸类似物的结构通式进行简单地介绍,显而易见地,下面描述的附图仅仅是本发明的实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中荧光标记的核苷酸类似物的结构通式(1)。
图2为本发明中荧光标记的核苷酸类似物的结构通式(2)。
具体实施方式
下面将对本发明具体实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明作进一步详细说明,但不应用来限制本发明的范围。以下实施方式中,以用于DNA测序的核苷酸类似物为例,对腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胞嘧啶C、胸腺嘧啶T标记的核苷酸类似物结构进行荧光标记。在其他实施方式中还可以对腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胞嘧啶C、尿嘧啶U对应的核苷酸结构进行荧光标记,以进行后续的RNA测序。
实施例一不同碱基所标记的荧光分子的种类相同、数量不同
一种荧光标记的核苷酸类似物,参照图1,结构通式如下:
通式(1);
当碱基B为腺嘌呤A时,n1=n2=n3=n4=1,其中,R1、R2、R3、R4均为青色素Cy2,L为-CH2-。
当碱基B为鸟嘌呤G时,n1=n2=n3=n4=1,其中,R1、R2、R3均为青色素Cy2,R4为甲基,L为-CH2-。
当碱基B为胞嘧啶C时,n1=n2=n3=n4=1,其中,R1、R2均为青色素Cy2,R3、R4为甲基,L为-CH2-。
当碱基B为胸腺嘧啶T时,n1=n2=n3=n4=1,其中,R1为青色素Cy2,R2、R3、R4为甲基,L为-CH2-。
在本实施例中,不同碱基对应的亚磷酸酯基团数量相同,而在亚磷酸酯基团上标记的荧光分子的种类相同,数量不同。在其他实施例中,以碱基B为鸟嘌呤G,还可以是n1=n2=n3=1,n4=0,在此种情况下,同样可以满足不同碱基的荧光分子种类相同、数量不同。
本实施例采用的非荧光分子为甲基,当R1、R2、R3、R4不同时选用荧光分子时,还可以选用例如氢、官能团或其他碳链。
在本实施例中,四种碱基所标记的荧光分子种类相同,在其他实施例中,还可以使不同碱基标记的荧光分子种类不同。可以选择发射波段相同或相似的不同种类的荧光分子分别对不同碱基进行标记。在此种情况下,不同碱基对应的荧光信号波段相同或相似,同样也可以通过控制荧光分子的数量使得不同碱基对应的荧光强度均不相同。
在本实施例中,同一种碱基所标记的荧光分子均为青色素Cy2,实际上,同一种碱基所标记的荧光分子中还可以含有与青色素Cy2具有相同或相似发射波段的荧光分子,即同一种碱基可以标记相同或相似发射波段的不同荧光分子。
本实施例中的n1、n2、n3、n4取值相同,实际上,n1、n2、n3、n4的取值也可以不相同。对n1、n2、n3、n4的取值之和也没有具体限定,只有当不同碱基所标记的所有荧光分子发射波段均相同、且R1、R2、R3、R4上单个荧光分子的荧光强度全部相同时,才对不同碱基中n1、n2、n3、n4的取值之和具有要求,即不同碱基对应的取值之和不能相同。
在本实施例中,连接基团L为-CH2-,在其他实施例中还可以是其他连接基团,例如羰基等。
当碱基B为腺嘌呤A时,n1=n2=n3=n4=1,且R1、R2、R3、R4均为青色素Cy2,在这种情况下,与n1=4、n2=n3=n4=0、且R1为青色素Cy2的情况相同;或者,当碱基B为鸟嘌呤G时,n1=n2=n3=1,n4=0,且R1、R2、R3均为青色素Cy2,在这种情况下,与n1=3、n2=n3=n4=0、且R1为青色素Cy2的情况相同,依次类推。参照图2,此种情况的结构通式如下:
通式(2);
此时,n=n1,R=R1,R为荧光分子青色素Cy2。不同碱基对应的n的取值不同,对应的R相同。
在本实施例中,四种碱基的荧光分子数量均大于1,实际上还可将四种碱基的荧光分子数量设计成分别仅标记有1个荧光分子,由1个荧光分子代表1种碱基,且四种碱基标记的荧光分子的发射波段相同或相似而荧光强度相差较大。在此种情况下,四种碱基的荧光信号强度均取决于唯一的荧光分子。
在本实施例中,四种碱基所对应的荧光分子的种类相同,而数量不同,此种情况下,四种碱基所对应的荧光信号的波段相同,而荧光强度不同。而其他例如通过四种碱基所对应的荧光信号的波段不同,且荧光强度不同时,同样成立。仅需满足不同碱基对应的荧光信号强度不同且相差较大,在基因测序芯片中的信号收集层收集到荧光信号后就可以根据荧光信号的强度不同来区分四种碱基,从而得到样本DNA的基因序列。而本实施例只需要准备一种荧光分子,即可完成对四种核苷酸类似物的荧光标记,标记方法简单、标记步骤也相应得到简化。本实施例的荧光分子是位于α位之后的亚磷酸酯基团上,且荧光分子可以不止一个,在荧光分子被DNA聚合酶剪去时可以起到实时测序的功能,加快测序速度,提供测序通量。
实施例二不同碱基所标记的荧光分子的种类不同
一种荧光标记的核苷酸类似物,其结构通式与实施例一中的结构通式(1)相同。
当碱基B为腺嘌呤A时,n1=n2=n3=n4=2,其中,R1、R2、R3、R4均为青色素Cy2,L为-(CH2)2-。
当碱基B为鸟嘌呤G时,n1=n2=n3=n4=2,其中,R1、R2、R3、R4均为青色素Cy3,L为-(CH2)2-。
当碱基B为胞嘧啶C时,n1=n2=n3=n4=2,其中,R1、R2、R3、R4均为青色素Cy5,L为-(CH2)2-。
当碱基B为胸腺嘧啶T时,n1=n2=n3=n4=2,其中,R1、R2、R3、R4均为青色素Cy7,L为-(CH2)2-。
在本实施例中,四种碱基的荧光分子数量相同,均标记8个荧光分子。而四种碱基的荧光分子种类不同,腺嘌呤标记青色素Cy2,鸟嘌呤标记青色素Cy3,胞嘧啶标记青色素Cy5,胸腺嘧啶标记青色素Cy7。上述四种荧光分子的发射波段不同,因此四种碱基对应的荧光信号的波段不同。
在其他实施例中,四种碱基标记的荧光分子的数量也可以不同。例如,当碱基B为鸟嘌呤G时,还可以是:n1=n2=n3=n4=2,其中,R1、R2、R3均为青色素Cy3,R4为氢或甲基等。此时,鸟嘌呤标记的荧光分子的数量与腺嘌呤标记的荧光分子的数量不同。还可以例如,当碱基B为腺嘌呤时,n1=1,n2=n3=n4=0,其中,R1为青色素Cy2;当碱基B为鸟嘌呤时,n1=2,n2=n3=n4=0,其中,R1为青色素Cy3,此时,鸟嘌呤标记的荧光分子的数量与腺嘌呤标记的荧光分子的数量也不相同。
不同碱基对应的n1、n2、n3、n4的取值不需要相同,且n1、n2、n3、n4的取值之和也不需要相同,荧光分子的数目也不需要相同,只需要确保不同碱基对应的荧光信号的波段不同即可。
在本实施例中,L为-(CH2)2-,在其他实施例中还可以是其他连接基团,例如羰基等。
当碱基B为腺嘌呤A时,n1=n2=n3=n4=2,且R1、R2、R3、R4均为青色素Cy2,在这种情况下,与n1=8、n2=n3=n4=0、且R1为青色素Cy2的情况相同;当碱基B为鸟嘌呤G时,n1=n2=n3=n4=2,且R1、R2、R3、R4均为青色素Cy3,在这种情况下,与n1=8、n2=n3=n4=0、且R1为青色素Cy3的情况相同,依次类推。此种情况的结构通式与实施例一中的结构通式(2)相同。
此时,n=n1,R=R1,R为荧光分子。不同碱基对应的n的取值可以相同或不同,而标记的R必须为不同发射波段的荧光分子。
在本实施例中,四种碱基的荧光分子数量均大于1,实际上还可将四种碱基的荧光分子数量设计成分别仅标记有1个荧光分子,由1个荧光分子代表1种碱基。在此种情况下,四种碱基的荧光信号的波段和强度均取决于唯一的荧光分子,四种碱基标记的荧光分子需要具有不同的发射波段。
在本实施例中,四种碱基对应的荧光种类不同,而数量相同,且四种荧光分子的发射波段不同。仅需满足不同碱基对应的荧光信号波段不同,在基因测序芯片中的信号收集层收集到荧光信号后可以根据荧光信号的波段不同来区分四种碱基,从而得到样本DNA的基因序列。本实施例中,当同一个碱基中的荧光分子种类相同时,同一碱基对应的荧光信号波段相同,可以方便对不同碱基对应的荧光信号进行收集与分析。
以上实施例一和实施例二中,主要详细说明了本发明的两类实施方式,实施例一描述的是当四种碱基标记的荧光分子种类相同而数量不同的情况,实施例二描述的是当四种碱基标记的荧光分子数量相同而种类不同、且在同一种碱基中的荧光分子种类相同、同时满足不同碱基中荧光分子发射波段不同的情况。在其他实施例中,还可以存在以下两种情况:1、同一碱基中还可以标记不同发射波段的荧光分子;2、在同一碱基中可以标记相同或相似发射波段但不同荧光强度的荧光分子,第二种情况也可以实现利用荧光强度不同来区分不同碱基的身份信息。与实施例一相比,实施例一通过调整不同碱基中相同荧光分子的数量来实现四种碱基对应的荧光信号处于同一波段的不同强度,而此处的第二种情况是直接通过采用不同荧光强度的荧光分子来实现四种碱基对应的荧光信号处于同一波段的不同强度,实施例一中主要描述的标记方式更为简便易操作。
以上实施例中,当n1、n2、n3、n4不为0时,所对应的R1、R2、R3、R4还可以是氢、官能团或碳链,只需确保核苷酸类似物中的亚磷酸酯基团上至少有一个荧光分子即可。所述官能团包括卤素、-OH、-CHO、-COOH、-NO2、-SO3H、-NH2、RCO-等。所述碳链包括脂肪族化合物、脂环族化合物、芳香族化合物、杂环化合物等形成的基团,所述基团可以是甲基、乙基、苯环等。
以上实施例中,所用的荧光分子均为青色素染料分子,包括青色素Cy2、Cy3、Cy5、Cy7,在其他实施例中还可以选用青色素Cy5.5、Cy3.5。另外,还可以采用其他的荧光分子,例如Alexa fluor系列染料分子中的Alexa fluor350、405、488、532、546、555、568、594、647、680、750。还可以是,例如罗丹明中的Rhodamine B、5-ROX、Rhodamine R6G、Rhodamine123、TM Rhodamine、Rhodamine Red、Lissamine Rhodamine。还可以是,例如R-phycoerythrin、SYPRO Red、SYPRO Orange、SYPRO Ruby、SYBR Gold、NanoOrange、GelStar、Oregon Green、SYBR DX、OliGreen、RiboGreen、PicoGreen、Rhodamine Green、BODIPY FL、BODIPY 530、BODIPY TMR、Nile Red。还可以是,例如mCherry、Atto、Texas Red、异硫氰酸荧光素、5-羧基荧光素等。
以上实施例中的荧光标记的核苷酸类似物可以作为DNA聚合酶底物或RNA聚合酶底物,被DNA聚合酶或RNA聚合酶识别并掺入到DNA链或RNA链中。因此,本发明所提供的荧光标记的核苷酸类似物可用于合成DNA链或RNA链,从而可以应用于核酸测序中。
实施例三
一种基因测序芯片,包括反应层结构、光学层以及信号收集层,反应层结构与信号收集层分离;反应层结构包括包覆层以及设置在包覆层上的反应材料层,包覆层内部设有光波导,反应材料层上设有反应孔,反应孔的底部为包覆层材料,反应孔的侧壁为反应材料层材料。光学层为光学收集元件;信号收集层包括像素元件,设在像素元件上方的信号收集区,以及包围信号收集区的挡光侧壁。所述光波导用于传导激光,将激光传导至反应孔内的荧光信号区域。
基因测试芯片采用可分离式架构,所述反应层结构为可抛弃耗材,所述光学层与信号收集层为循环使用的部件,可以大大降低基因测试芯片的成本。所述基因测序芯片的反应孔内需要放置本发明提供的荧光标记的核苷酸类似物,以待测DNA样本或RNA样本为模板合成DNA或RNA新链,从而实现DNA测序或RNA测序。
利用本发明提供的荧光标记的核苷酸类似物进行基因测序(以DNA测序为例)的原理为在核苷酸类似物上标记有荧光分子,用于标记并识别不同碱基的身份信息。利用DNA聚合酶、核苷酸类似物等对需要检测的DNA样品通过聚合反应形成新链。DNA聚合酶需要固定在反应孔底部,激光通过光波导导入反应孔,在反应孔处形成有荧光信号检测区域,落入荧光信号检测区域的核苷酸类似物进行聚合反应,核苷酸类似物上的标记物被激光激发发出荧光,通过对荧光分子的捕捉、收集、分析,从而获得DNA样品的基因序列信息。
包括但不限于以下两种情况:
第一种情况:对不同碱基对应的核苷酸类似物进行荧光标记,不同碱基对应的荧光信号的强度不同。当核苷酸类似物以DNA样品链为模板通过DNA聚合酶发生聚合反应时,信号收集层可以将光学层收集的荧光转换为荧光信号进行收集与分析。在此种情况下,信号收集层收集到的荧光信号的强度不同。从而可以区分测序所用的碱基以及合成的顺序,利用荧光强度不同的四种碱基所对应的核苷酸类似物对DNA样本的基因序列进行检测。
第二种情况:对不同碱基对应的核苷酸类似物进行荧光标记,不同碱基对应的荧光信号的波段不同。当核苷酸类似物以DNA样品链为模板通过DNA聚合酶发生聚合反应时,信号收集层可以将光学层收集的荧光转换为荧光信号进行收集与分析。在此种情况下,信号收集层收集到的荧光信号的波段不同。从而可以区分测序所用的碱基以及合成的顺序,利用荧光信号波段不同的四种碱基所对应的核苷酸类似物对DNA样本的基因序列进行检测。
以上所述仅为本发明的实施方式,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效材料或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求保护的范围内。
Claims (10)
3.根据权利要求1或2所述的荧光标记的核苷酸类似物,其特征在于,不同碱基标记的荧光分子的发射波段相同或相似,且不同碱基中荧光分子的荧光强度不同。
4.根据权利要求3所述的荧光标记的核苷酸类似物,其特征在于,不同碱基标记的荧光分子种类相同,且不同碱基中荧光分子的数量不同。
5.根据权利要求1或2所述的荧光标记的核苷酸类似物,其特征在于,不同碱基标记的荧光分子的发射波段不同。
6.根据权利要求5所述的荧光标记的核苷酸类似物,其特征在于,同一碱基中存在两个以上荧光分子,且同一碱基中所有荧光分子的种类相同。
7.根据权利要求1或2所述的荧光标记的核苷酸类似物,其特征在于,所述荧光分子选自Alexa fluor系列染料分子、青色素染料分子、异硫氰酸荧光素、罗丹明或5-羧基荧光素。
8.根据权利要求1或2所述的荧光标记的核苷酸类似物,其特征在于,所述B代表的碱基选自腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胞嘧啶C、胸腺嘧啶T或尿嘧啶U。
9.根据权利要求8所述的荧光标记的核苷酸类似物,其特征在于,所述荧光标记的核苷酸类似物可以作为DNA聚合酶底物或RNA聚合酶底物,被DNA聚合酶或RNA聚合酶识别并掺入到DNA链或RNA链中。
10.一种基因测序芯片,其特征在于,包括反应层结构、光学层以及信号收集层,所述反应层结构与所述信号收集层分离,在所述反应层结构中设有反应孔;还包括权利要求1-9任一项所述的荧光标记的核苷酸类似物,所述荧光标记的核苷酸类似物置于所述反应孔内。
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