CN117488412A - 基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法 - Google Patents

基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法 Download PDF

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苏艳杰
陈迪
何婉丽
李淑娟
高扬
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Abstract

本发明提供了一种基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法。该方法包括：控制电极单元具有第一通断电状态，将位于电极单元的第一区域的DNA片段驱动至电极单元的第二区域；在DNA片段驱动至第二区域时，控制电极单元具有第二通断电状态，将第一试剂驱动至第二区域并与在DNA片段混合之后，将位于第一区域的第二试剂驱动至第二区域并与DNA片段混合，得到预文库；在得到预文库之后，控制电极单元具有第三通断电状态，将第三试剂驱动至第二区域，并使得第三试剂和预文库混合得到杂交产物；在得到杂交产物之后，控制电极单元具有第四通断电状态，将位于第四试剂驱动至第二区域，并使得第四试剂与杂交产物混合得到测序文库。

Description

基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法
技术领域
本发明涉及测序文库技术领域，具体而言，涉及一种基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法、基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建装置、计算机可读存储介质和电子设备。
背景技术
文库构建的过程复杂，主要体现在流程长、操作多、试剂量大、结果不稳定以及容易产生交叉污染等。现有技术方案都是采用人工方法或者基于移液臂和试管的配合下，利用外部设备（包括PCR仪、磁吸设备、离心机、震荡设备），在专业的实验室和设备平台内完成的，但是由于建库的试剂昂贵，采用现有方案建库时试剂用量大，因此建库成本高。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法、基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建装置、计算机可读存储介质和电子设备，以解决现有技术中建库成本高的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法，应用于微流控芯片，构建方法包括：在微流控芯片的电极单元的第一区域具有DNA片段的情况下，控制电极单元具有第一通断电状态，具有第一通断电状态的电极单元用于将DNA片段驱动至电极单元的第二区域，其中，第一区域具有至少一个第一电极，第二区域具有多个第二电极，至少一个第一电极与多个第二电极通过电极单元的至少一个驱动电极连接；在DNA片段驱动至电极单元的第二区域的情况下，控制电极单元具有第二通断电状态，具有第二通断电状态的电极单元用于将位于第一区域的第一试剂驱动至第二区域并与在DNA片段混合之后，将位于第一区域的第二试剂驱动至第二区域并与DNA片段混合，并在第一试剂、第二试剂和DNA片段混合第一预设时长之后，得到预文库，第一试剂用于修复DNA片段，其中，第二试剂用于连接DNA片段形成预文库；在得到预文库之后，控制电极单元具有第三通断电状态，具有第三通断电状态的电极单元将位于第一区域的第三试剂驱动至第二区域，并使得第三试剂和预文库混合第二预设时长之后，得到杂交产物，其中，第三试剂用于杂交预文库形成杂交产物；在得到杂交产物之后，控制电极单元具有第四通断电状态，具有第二通断电状态的电极单元将位于第一区域的第四试剂驱动至第二区域，并使得第四试剂与杂交产物混合第三预设时长之后，得到测序文库，其中，第四试剂用于洗脱杂交产物以得到测序文库。
进一步地，构建方法还包括：在将DNA片段驱动至电极单元的第二区域的步骤之前，控制微流控芯片的温度控制单元具有第四通断电状态，以在温度控制单元通电的情况下，对电极单元进行加热。
进一步地，在得到预文库的步骤中，构建方法还包括：在第一试剂和DNA片段混合第一子预设时长之后，控制微流控芯片的温度控制单元具有第一子通断电状态，以在温度控制单元通电的情况下，调整电极单元的温度；在第二试剂和DNA片段混合第二子预设时长之后，控制微流控芯片的温度控制单元具有第二子通断电状态，以在温度控制单元通电的情况下，对电极单元进行加热，第二预设时长为第一子预设时长和第二子预设时长之和。
进一步地，构建方法还包括：在得到杂交产物的步骤之后，控制微流控芯片的温度控制单元具有第五通断电状态，以在温度控制单元通电的情况下，对电极单元进行加热。
进一步地，构建方法还包括：在得到预文库的步骤之前，控制电极单元具有第六通断电状态，具有第六通断电状态的电极单元将位于第一区域的第一磁珠驱动至第二区域；在第一磁珠与DNA片段混合第四预设时长之后，将第一磁珠分离出第一磁珠与DNA片段的混合溶液，得到纯化之后的DNA片段。
进一步地，控制电极单元具有第六通断电状态，具有第六通断电状态的电极单元将位于第一区域的第一磁珠驱动至第二区域，包括：发送第一控制信号至微流控芯片的驱动单元，以使驱动单元顺序控制至少一个第一电极、至少一个驱动电极和多个第二电极的通断电，以将位于第一区域的第一磁珠驱动至第二区域；在第一磁珠到达第二区域的情况下，发送第二控制信号至驱动单元，以使驱动单元控制多个第二电极的通断电，以使第一磁珠与DNA片段在第二区域中混合第四预设时长。
进一步地，构建方法还包括：在得到预文库的步骤之后，得到杂交产物的步骤之前，控制电极单元具有第七通断电状态，具有第七通断电状态的电极单元将位于第一区域的第二磁珠驱动至第二区域；在第二磁珠与预文库混合第五预设时长之后，分离第二磁珠和预文库，得到纯化之后的预文库。
进一步地，控制电极单元具有第七通断电状态，具有第七通断电状态的电极单元将位于第一区域的第二磁珠驱动至第二区域，包括：发送第三控制信号至微流控芯片的驱动单元，以使驱动单元顺序控制至少一个第一电极、至少一个驱动电极和多个第二电极的通断电，以将位于第一区域的第二磁珠驱动至第二区域；在第二磁珠到达第二区域的情况下，发送第四控制信号至驱动单元，以使驱动单元控制多个第二电极的通断电，以使第二磁珠与预文库在第二区域中混合第五预设时长。
进一步地，构建方法还包括：在得到杂交产物的步骤之后，得到测序文库的步骤之前，控制电极单元具有第八通断电状态，具有第八通断电状态的电极单元将位于第一区域的第三磁珠驱动至第二区域；在第三磁珠与杂交产物混合第六预设时长之后，分离杂交产物和第三磁珠，得到纯化之后的杂交产物。
进一步地，控制电极单元具有第八通断电状态，具有第八通断电状态的电极单元将位于第一区域的第三磁珠驱动至第二区域，包括：发送第五控制信号至微流控芯片的驱动单元，以使驱动单元顺序控制至少一个第一电极、至少一个驱动电极和多个第二电极的通断电，以将位于第一区域的第三磁珠驱动至第二区域；在第三磁珠到达第二区域的情况下，发送第六控制信号至驱动单元，以使驱动单元控制多个第二电极的通断电，以使第三磁珠与杂交产物在第二区域中混合第五预设时长。
进一步地，得到预文库的步骤包括：发送第七控制信号至微流控芯片的驱动单元，以使驱动单元顺序控制至少一个第一电极、至少一个驱动电极和多个第二电极的通断电，以将位于第一区域的第一试剂驱动至第二区域；在第一试剂到达第二区域的情况下，发送第八控制信号至驱动单元，以使驱动单元控制多个第二电极的通断电，以使第一试剂与DNA片段在第二区域中混合第六预设时长；在第六预设时长之后，发送第九控制信号至驱动单元，以使驱动单元顺序控制至少一个第一电极、至少一个驱动电极和多个第二电极的通断电，以将位于第一区域的第二试剂驱动至第二区域；在第二试剂到达第二区域的情况下，发送第十控制信号至驱动单元，以使驱动单元控制多个第二电极的通断电，以使第二试剂与第一试剂在第二区域中混合第七预设时长，得到预文库，第一预设时长为第六预设时长和第七预设时长之和。
进一步地，得到杂交产物的步骤包括：发送第十一控制信号至微流控芯片的驱动单元，以使驱动单元顺序控制至少一个第一电极、至少一个驱动电极和多个第二电极的通断电，以将位于第一区域的第三试剂驱动至第二区域；在第三试剂到达第二区域的情况下，发送第十二控制信号至驱动单元，以使驱动单元控制多个第二电极的通断电，以使第三试剂与预文库在第二区域中混合第二预设时长，得到杂交产物。
进一步地，得到测序文库的步骤包括：发送第十三控制信号至微流控芯片的驱动单元，以使驱动单元顺序控制至少一个第一电极、至少一个驱动电极和多个第二电极的通断电，以将位于第一区域的第四试剂驱动至第二区域；在第四试剂到达第二区域的情况下，发送第十四控制信号至驱动单元，以使驱动单元控制多个第二电极的通断电，以使第四试剂与杂交产物在第二区域中混合第三预设时长，得到测序文库。
进一步地，在将DNA片段驱动至电极单元的第二区域步骤之前，以及在第一试剂与DNA片段混合的步骤之后，第二试剂驱动至第二区域的步骤之前，发送第十五控制信号至移液臂，以使移液臂将活性剂注入第一区域。
根据本发明的另一方面，提供了一种基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建装置，应用于微流控芯片，包括：驱动单元，用于在微流控芯片的电极单元的第一区域具有DNA片段的情况下，控制电极单元具有第一通断电状态，具有第一通断电状态的电极单元用于将DNA片段驱动至电极单元的第二区域，其中，第一区域具有至少一个第一电极，第二区域具有多个第二电极，至少一个第一电极与多个第二电极通过电极单元的至少一个驱动电极连接；预文库构建单元，用于在DNA片段驱动至电极单元的第二区域的情况下，控制电极单元具有第二通断电状态，具有第二通断电状态的电极单元用于将位于第一区域的第一试剂驱动至第二区域并与在DNA片段混合之后，将位于第一区域的第二试剂驱动至第二区域并与DNA片段混合，并在第一试剂、第二试剂和DNA片段混合第一预设时长之后，得到预文库，第一试剂用于修复DNA片段，其中，第二试剂用于连接DNA片段形成预文库；杂交产物构建单元，用于在得到预文库之后，控制电极单元具有第三通断电状态，具有第三通断电状态的电极单元将位于第一区域的第三试剂驱动至第二区域，并使得第三试剂和预文库混合第二预设时长之后，得到杂交产物，其中，第三试剂用于杂交预文库形成杂交产物；测序文库构建单元，用于在得到杂交产物之后，控制电极单元具有第四通断电状态，具有第二通断电状态的电极单元将位于第一区域的第四试剂驱动至第二区域，并使得第四试剂与杂交产物混合第三预设时长之后，得到测序文库，其中，第四试剂用于洗脱杂交产物以得到测序文库。
根据本发明的又一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述的基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法。
根据本发明的再一方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，一个或多个程序被存储在存储器中，并且被配置为由一个或多个处理器执行，一个或多个程序包括用于执行上述的基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法。
应用本发明的技术方案，提供一种基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法，可以控制电极单元具有第一通断电状态，以使位于第一区域的DNA片段移动至第二区域，然后可以控制电极单元具有第二通断电状态，以使第一试剂和第二试剂先后移动至第二区域并与位于第二区域的DNA片段先后混合形成预文库，进而可以控制电极单元具有第三通断电状态，以使第三试剂移动至第二区域并与位于第二区域的预文库混合形成杂交产物，最后可以控制电极单元具有第四通断电状态，以使第四试剂移动至第二区域并与位于第二区域的杂交产物混合形成测试文库。即由于本申请的基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法应用于微流控芯片，因此减少了用于形成测序文库的各种试剂（第一试剂、第二试剂、第三试剂以及第四试剂等）的用量，降低了成本；另外，由于测序文库的构建全部位于微流控芯片内，从而形成的测序文库的稳定性强，不易受到环境和交叉污染的影响，具有较强的环境适应能力，且该基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法自动化程度高，可实现全自动文库构建，提高通量和效率，可摆脱对专业人员和实验室的限制，适用于便携式和小型化设备，可实现现场检测及快速检测。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本申请的实施例中提供的一种执行基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法的移动终端的硬件结构框图；
图2示出了根据本申请的实施例提供的一种基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法的流程示意图；
图3示出了根据本申请的实施例提供的一种基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建装置的结构框图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
正如背景技术中所介绍的，文库构建的过程复杂，主要体现在流程长、操作多、试剂量大、结果不稳定以及容易产生交叉污染等。现有技术方案都是采用人工方法或者基于移液臂和试管的配合下，利用外部设备（包括PCR仪、磁吸设备、离心机、震荡设备），在专业的实验室和设备平台内完成的，但是由于建库的试剂昂贵，采用现有方案建库时试剂用量大，因此建库成本高，为解决建库成本高的问题，本申请的实施例提供了一种基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法、基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建装置、计算机可读存储介质和电子设备。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本申请实施例中所提供的方法实施例可以在移动终端、计算机终端或者类似的运算装置中执行。以运行在移动终端上为例，图1是本发明实施例的一种基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法的移动终端的硬件结构框图。如图1所示，移动终端可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)和用于存储数据的存储器104，其中，上述移动终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述移动终端的结构造成限定。例如，移动终端还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。
存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中的基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至移动终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。传输设备106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括移动终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输设备106包括一个网络适配器(Network Interface Controller，简称为NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备106可以为射频(Radio Frequency，简称为RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
在本实施例中提供了一种运行于移动终端、计算机终端或者类似的运算装置的数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图2是根据本申请实施例的基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法的流程图。如图2所示，该方法包括以下步骤：
步骤S201，在微流控芯片的电极单元的第一区域具有DNA片段的情况下，控制电极单元具有第一通断电状态，具有第一通断电状态的电极单元用于将DNA片段驱动至电极单元的第二区域，其中，第一区域具有至少一个第一电极，第二区域具有多个第二电极，至少一个第一电极与多个第二电极通过电极单元的至少一个驱动电极连接；
具体地，电极单元的第一区域可以包括有一个或多个第一电极，且在第一区域具有一个第一电极的情况下，DNA片段可以位于该第一电极上，从而为了将DNA片段驱动至第二区域，首先控制该第一电极的第一通断电状态为断电状态，且控制与该第一电极共边的驱动电极的第一通断电状态为通电状态，从而使得DNA片段可以从该第一电极移动至与该第一电极共边的驱动电极上，进而控制该驱动电极的第一通断电状态为断电状态，且控制第二区域中与该驱动电极共边的第二电极的第一通断电状态为通电状态，从而使得DNA片段可以从该驱动电极移动至与该驱动电极共边的第二电极上；在第一区域具有多个第一电极的情况下，若DNA片段位于第一区域中没有与第二区域的第二电极共边的第一个第一电极上，则控制具有DNA片段的第一个第一电极的第一通断电状态为断电状态，并控制与具有DNA片段的第一电极共边的第二个第一电极的第一通断电状态为通电状态，从而使得DNA片段从处于断电状态的第一个第一电极上移动至处于通电状态的第二个第一电极上，进而为了使得该DNA片段从第二个第一电极移动至第二区域的第二电极，控制该第二个第一电极的第一通断电状态为断电状态，与该第二个第一电极共边的驱动电极的第一通断电状态为通电状态，从而使得DNA片段从上述第二第一电极移动至上述驱动电极，进而控制该驱动电极的第一通断电状态为断电状态，与该驱动电极共边的第二电极的第一通断电状态为通电状态，从而使得DNA片段从上述驱动电极移动至上述第二电极。需要注意的是，处于断电状态的电极（第一电极或驱动电极）维持断电状态直至接收到控制第一通断电状态为通电状态的信号。
同理地，在上述第一电极和第二电极之间通过多个顺序共边设置的驱动电极连接的情况下，为了使得DNA片段从第一电极移动至第二电极，均可以首先控制具有DNA片段的电极（第一电极或驱动电极）的第一通断电状态为断电状态，而控制与该具有DNA片段的电极共边的电极（第一电极或驱动电极）的第一通电状态为通电状态，从而使得DNA片段从一个电极（第一电极或驱动电极）移动至另一个电极（第一电极或驱动电极）。可以理解的是，DNA片段具有移动方向，位于DNA片段的移动方向上的第一电极、驱动电极或第二电极可以根据DNA片段的当前位置顺序调整为通电状态；而不同于DNA片段的移动方向的第一电极、驱动电极或第二电极在DNA片段移动过程中的第一通断电状态可以调整为断电状态，以及DNA片段已经移动经过的第一电极、驱动电极或第二电极在DNA片段移动过程中的第一通断电状态可以调整为断电状态。
步骤S202，在DNA片段驱动至电极单元的第二区域的情况下，控制电极单元具有第二通断电状态，具有第二通断电状态的电极单元用于将位于第一区域的第一试剂驱动至第二区域并与在DNA片段混合之后，将位于第一区域的第二试剂驱动至第二区域并与DNA片段混合，并在第一试剂、第二试剂和DNA片段混合第一预设时长之后，得到预文库，第一试剂用于修复DNA片段，其中，第二试剂用于连接DNA片段形成预文库；
具体地，在将上述DNA片段移动至第二区域之后，为了使得第一试剂与位于第二区域的DNA片段进行连接，控制位于第一区域的第一试剂移动至第二区域。可选地，第一试剂位于第一区域中的第一电极上，可以首先控制具有第一试剂的第一个第一电极的第二通断电状态为断电状态，控制与该具有第一试剂的第二个第一电极共边的第一电极或驱动电极的第二通断电状态为通电状态，从而第一试剂能够从第一个第一电极移动至上述第二个第一电极或驱动电极上，进一步地，当第一试剂位于驱动电极上时，可以控制具有第一试剂的第一个驱动电极的第二通断电状态为断电状态，控制与该第一个驱动电极共边的第二个驱动电极或第二电极的第二通断电状态为通电状态，从而使得第一试剂从第一个驱动电极移动至第二驱动电极或第二电极上。
示例性地，若第一电极和第二电极之间通过两个驱动电极连接，即第一电极与第一个驱动电极共边，第一个驱动电极与第二个驱动电极共边，第二驱动电极与第二电极共边，从而可以首先控制第一电极为断电状态，第一个驱动电极为通电状态，使得第一试剂从第一电极移动至第一个驱动电极上，进而控制第一个驱动电极为断电状态，第二个驱动电极为通电状态，使得第一试剂从第一个驱动电极移动至第二驱动电极上，进而控制第二个驱动电极为断电状态，第二电极为通电状态，使得第一试剂从第二个驱动电极移动至第二电极。需要注意的是，处于断电状态的电极（第一电极或驱动电极）维持断电状态直至接收到控制第二通断电状态为通电状态的信号。
具体地，DNA片段和第一试剂可以位于第二区域上的不同第二电极上，为了使得DNA片段和第一试剂混合，将上述DNA片段和第一试剂驱动至同一个第二电极上。示例性地，第二区域具有顺序相邻的第一个第二电极、第二个第二电极和第三个第二电极，其中，DNA片段位于第一个第二电极上，第一试剂位于第三个第二电极上，则可以控制第一个第二电极和第三个第二电极的第二通断电状态为断电状态，控制第二个第二电极的第二通断电状态为通电状态，从而使得DNA片段和第一试剂移动至第二个第二电极上。可选地，在第二区域的第二电极包括多个的情况下，DNA片段和第一试剂的移动路径可以包括多条，示例性地，DNA片段和第一试剂沿着同一直线移动直至位于同一个第二电极上；或示例性地，DNA片段可以首先沿着水平方向移动，进而沿着竖直方向移动至上述顺序相邻的第一个第二电极上，而第一试剂可以首先沿着上述竖直方向移动，进而沿着与上述水平方向移动至上述上顺序相邻的第三个第二电极上，然后控制第一个第二电极和第三个第二电极的第二通断电状态为断电状态，控制第二个第二电极的第二通断电状态为通电状态，从而使得DNA片段和第一试剂移动至第二个第二电极上，从而达到DNA片段与第一试剂混合的目的。可选地，该第一试剂可以用于修复DNA片段，得到修复之后的DNA片段。示例性地，该修复后的DNA片段可以为具有接头的DNA片段。
同理地，可以首先控制具有第二试剂的第一电极的第二通断电状态为断电状态，控制与该具有第二试剂的第一个第一电极共边的第二个第一电极或驱动电极的第二通断电状态为通电状态，以使第二试剂从第一个第一电极移动至第二个第二电极或驱动电极，进而在第二试剂位于第二个第二电极上的情况下，控制第二个第二电极的第二通断电状态为断电状态，控制与该第二个第二电极共边的驱动电极的第二通断电状态为通电状态，以使第二试剂从第二个第二电极移动至驱动电极，进而控制驱动电极的第二通断电状态为断电状态，控制与该驱动电极共边的第二电极的第二通断电状态为通电状态，以使第二试剂从驱动电极移动至第二电极。
具体地，DNA片段（修复之后的DNA片段）和第二试剂可以位于第二区域上的不同第二电极上，为了使得DNA片段（修复之后的DNA片段）和第二试剂混合，将上述DNA片段（修复之后的DNA片段）和第二试剂驱动至同一个第二电极上。示例性地，第二区域具有顺序相邻的第一个第二电极、第二个第二电极和第三个第二电极，其中，DNA片段（修复之后的DNA片段）位于第一个第二电极上，第二试剂位于第三个第二电极上，则可以控制第一个第二电极和第三个第二电极的第二通断电状态为断电状态，控制第二个第二电极的第二通断电状态为通电状态，从而使得DNA片段（修复之后的DNA片段）和第二试剂移动至第二个第二电极上。可选地，在第二区域的第二电极包括多个的情况下，DNA片段（修复之后的DNA片段）和第二试剂的移动路径可以包括多条。示例性地，DNA片段（修复之后的DNA片段）和第二试剂沿着同一直线移动直至位于同一个第二电极上；或示例性地，DNA片段（修复之后的DNA片段）可以首先沿着水平方向移动，进而沿着竖直方向移动至上述顺序相邻的第一个第二电极上，而第二试剂可以首先沿着上述竖直方向移动，进而沿着与上述水平方向移动至上述上顺序相邻的第三个第二电极上，然后控制第一个第二电极和第三个第二电极的第二通断电状态为断电状态，控制第二个第二电极的第二通断电状态为通电状态，从而使得DNA片段（修复之后的DNA片段）和第二试剂移动至第二个第二电极上，从而达到DNA片段（修复之后的DNA片段）与第二试剂混合，从而得到预文库的目的。可以理解的是，第一试剂、DNA片段（修复之后的DNA片段）或第二试剂均具有移动方向，位于第一试剂、DNA片段（修复之后的DNA片段）或第二试剂的移动方向上的第一电极、驱动电极或第二电极可以根据第一试剂、DNA片段（修复之后的DNA片段）或第二试剂的当前位置顺序调整为通电状态；而不同于第一试剂、DNA片段（修复之后的DNA片段）或第二试剂的移动方向的第一电极、驱动电极或第二电极在第一试剂、DNA片段（修复之后的DNA片段）或第二试剂移动过程中的第二通断电状态可以调整为断电状态，以及第一试剂、DNA片段（修复之后的DNA片段）或第二试剂已经移动经过的第一电极、驱动电极或第二电极在第一试剂、DNA片段（修复之后的DNA片段）或第二试剂移动过程中的第二通断电状态可以调整为断电状态。
步骤S203，在得到预文库之后，控制电极单元具有第三通断电状态，具有第三通断电状态的电极单元将位于第一区域的第三试剂驱动至第二区域，并使得第三试剂和预文库混合第二预设时长之后，得到杂交产物，其中，第三试剂用于杂交预文库形成杂交产物；
具体地，第三试剂可以位于第一电极上，从而为了将第三试剂驱动至第二区域，首先控制该第一电极的第三通断电状态为断电状态，且控制与该第一电极共边的驱动电极的第三通断电状态为通电状态，从而使得第三试剂可以从该第一电极移动至与该第一电极共边的驱动电极上，进而控制该驱动电极的第三通断电状态为断电状态，且控制与该驱动电极共边的第二电极的第三通断电状态为通电状态，从而使得第三试剂可以从该驱动电极移动至与该驱动电极共边的第二电极上；在第一区域具有多个第一电极的情况下，若第三试剂位于第一区域中没有与第二区域的第二电极共边的第一个第一电极上，则控制具有第三试剂的第一个第一电极的第三通断电状态为断电状态，并控制与具有第三试剂的第一电极共边的第二个第一电极的第三通断电状态为通电状态，从而使得第三试剂从处于断电状态的第一个第一电极上移动至处于通电状态的第二个第一电极上，进而为了使得该第三试剂从第二个第一电极移动至第二区域的第二电极，控制该第二个第一电极的第三通断电状态为断电状态，与该第二个第一电极共边的驱动电极的第三通断电状态为通电状态，从而使得第三试剂从上述第二第一电极移动至上述驱动电极，进而控制该驱动电极的第三通断电状态为断电状态，与该驱动电极共边的第二电极的第三通断电状态为通电状态，从而使得第三试剂从上述驱动电极移动至上述第二电极。需要注意的是，处于断电状态的电极（第一电极或驱动电极）维持断电状态直至接收到控制第三通断电状态为通电状态的信号。
同理地，在上述第一电极和第二电极之间通过多个顺序共边设置的驱动电极连接的情况下，为了使得第三试剂从第一电极移动至第二电极，均可以首先控制具有第三试剂的电极（第一电极或驱动电极）的第三通断电状态为断电状态，而控制与该具有第三试剂的电极共边的电极（第一电极或驱动电极）的第三通断电状态为通电状态，从而使得第三试剂从一个电极（第一电极或驱动电极）移动至另一个电极（第一电极或驱动电极）。
具体地，在第三试剂和预文库均位于第二区域的情况下，第三试剂和预文库可以位于不同的第二电极上，为了使得第三试剂和预文库混合以形成杂交产物，可以控制第三试剂和预文库分别移动至共边相邻的不同第二电极上，且具有第三试剂的第一个第二电极和具有预文库的第三个第二电极之间还具有第二个第二电极，该第二个第二电极的两边分别与第一个第二电极和第三个第二电极的其中一边共边，从而通过控制第二个第二电极的第三通断电状态为通电状态，控制第一个第二电极和第三个第二电极的第三通断电状态为断电状态，从而使得位于第一个第二电极上的第三试剂与位于第三个第二电极上的预文库进行混合，以得到杂交产物。可以理解的是，第三试剂或预文库均具有移动方向，位于第三试剂或预文库的移动方向上的第一电极、驱动电极或第二电极可以根据第三试剂或预文库的当前位置顺序调整为通电状态；而不同于第三试剂或预文库的移动方向的第一电极、驱动电极或第二电极在第三试剂或预文库移动过程中的第三通断电状态可以调整为断电状态，以及第三试剂或预文库已经移动经过的第一电极、驱动电极或第二电极在第三试剂或预文库移动过程中的第三通断电状态可以调整为断电状态。
步骤S204，在得到杂交产物之后，控制电极单元具有第四通断电状态，具有第二通断电状态的电极单元将位于第一区域的第四试剂驱动至第二区域，并使得第四试剂与杂交产物混合第三预设时长之后，得到测序文库，其中，第四试剂用于洗脱杂交产物以得到测序文库。
具体地，第四试剂可以位于第一电极上，从而为了将第四试剂驱动至第二区域，首先控制该第一电极的第四通断电状态为断电状态，且控制与该第一电极共边的驱动电极的第四通断电状态为通电状态，从而使得第四试剂可以从该第一电极移动至与该第一电极共边的驱动电极上，进而控制该驱动电极的第四通断电状态为断电状态，且控制与该驱动电极共边的第二电极的第四通断电状态为通电状态，从而使得第四试剂可以从该驱动电极移动至与该驱动电极共边的第二电极上；在第一区域具有多个第一电极的情况下，若第四试剂位于第一区域中没有与第二区域的第二电极共边的第一个第一电极上，则控制具有第三试剂的第一个第一电极的第四通断电状态为断电状态，并控制与具有第四试剂的第一电极共边的第二个第一电极的第四通断电状态为通电状态，从而使得第四试剂从处于断电状态的第一个第一电极上移动至处于通电状态的第二个第一电极上，进而为了使得该第四试剂从第二个第一电极移动至第二区域的第二电极，控制该第二个第一电极的第四通断电状态为断电状态，与该第二个第一电极共边的驱动电极的第四通断电状态为通电状态，从而使得第四试剂从上述第二第一电极移动至上述驱动电极，进而控制该驱动电极的第四通断电状态为断电状态，与该驱动电极共边的第二电极的第四通断电状态为通电状态，从而使得第四试剂从上述驱动电极移动至上述第二电极。需要注意的是，处于断电状态的电极（第一电极或驱动电极）维持断电状态直至接收到控制第四通断电状态为通电状态的信号。
同理地，在上述第一电极和第二电极之间通过多个顺序共边设置的驱动电极连接的情况下，为了使得第四试剂从第一电极移动至第二电极，均可以首先控制具有第四试剂的电极（第一电极或驱动电极）的第四通断电状态为断电状态，而控制与该具有第四试剂的电极共边的电极（第一电极或驱动电极）的第四通断电状态为通电状态，从而使得第四试剂从一个电极（第一电极或驱动电极）移动至另一个电极（第一电极或驱动电极）。
具体地，在第四试剂和杂交产物均位于第二区域的情况下，第四试剂和杂交产物可以位于不同的第二电极上，为了使得第四试剂和杂交产物混合以形成测序文库，可以控制第四试剂和杂交产物分别移动至共边相邻的不同第二电极上，且具有第四试剂的第一个第二电极和具有杂交产物的第三个第二电极之间还具有第二个第二电极，该第二个第二电极的两边分别与第一个第二电极和第三个第二电极的其中一边共边，从而通过控制第二个第二电极的第四通断电状态为通电状态，控制第一个第二电极和第四试剂与位于第三个第二电极上的杂交产物进行混合，以得到测序文库。可以理解的是，第四试剂和杂交产物均具有移动方向，位于第四试剂和杂交产物移动方向上的第一电极、驱动电极或第二电极可以根据第四试剂和杂交产物的当前位置顺序调整为通电状态；而不同于第四试剂和杂交产物的移动方向的第一电极、驱动电极或第二电极在第四试剂和杂交产物移动过程中的第四通断电状态可以调整为断电状态，以及第四试剂和杂交产物已经移动经过的第一电极、驱动电极或第二电极在第四试剂和杂交产物移动过程中的第四通断电状态可以调整为断电状态。
通过本实施例，可以控制电极单元具有第一通断电状态，以使位于第一区域的DNA片段移动至第二区域，然后可以控制电极单元具有第二通断电状态，以使第一试剂和第二试剂先后移动至第二区域并与位于第二区域的DNA片段先后混合形成预文库，进而可以控制电极单元具有第三通断电状态，以使第三试剂移动至第二区域并与位于第二区域的预文库混合形成杂交产物，最后可以控制电极单元具有第四通断电状态，以使第四试剂移动至第二区域并与位于第二区域的杂交产物混合形成测试文库。即由于本申请的基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法应用于微流控芯片，因此减少了用于形成测序文库的各种试剂（第一试剂、第二试剂、第三试剂以及第四试剂等）的用量，降低了成本；另外，由于测序文库的构建全部位于微流控芯片内，从而形成的测序文库的稳定性强，不易受到环境和交叉污染的影响，具有较强的环境适应能力，且该基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法自动化程度高，可实现全自动文库构建，提高通量和效率，可摆脱对专业人员和实验室的限制，适用于便携式和小型化设备，可实现现场检测及快速检测。
在一些可选地实施方式中，由于上述DNA片段可以由酶打断试剂将样品DNA打断得到，因此为了两者在适宜条件下发生酶反应得到上述DNA片段，构建方法还包括：在将DNA片段驱动至电极单元的第二区域的步骤之前，控制微流控芯片的温度控制单元具有第四通断电状态，以在温度控制单元通电的情况下，对电极单元进行加热。
示例性地，可以控制微流控芯片的温度控制单元升温至32℃，并运行温度控制程序（32℃，12min；然后65℃，30min），且在该温度控制程序结束之后，降温该电极单元至23℃，以根据注入至微流控芯片中的样品DNA和酶打断试剂得到片段DNA，然后可以将具有上述DNA片段的样品DNA和酶打断试剂驱动至第二区域。可选地，上述样品DNA和酶打断试剂的混合溶液的体积为4~10uL。可选地，为了提高混合溶液的驱动效率，可以在酶打断试剂或者样本DNA内加入预定浓度的活性剂。示例性地，上述活性剂可以包括但不限于Triton活性剂、SDBS和TWEEN 20中的任意一种。示例性地，上述预订浓度可以包括但不限于0.001%~1%。
在一些可选的实施方式中，在得到预文库的步骤中，构建方法还包括：在第一试剂和DNA片段混合第一子预设时长之后，控制微流控芯片的温度控制单元具有第一子通断电状态，以在温度控制单元通电的情况下，调整电极单元的温度；在第二试剂和DNA片段混合第二子预设时长之后，控制微流控芯片的温度控制单元具有第二子通断电状态，以在温度控制单元通电的情况下，对电极单元进行加热，第二预设时长为第一子预设时长和第二子预设时长之和。
示例性地，上述实施方式中，可以在第一试剂和DNA片段混合第一子预设时长之后，调整电极单元的温度为20℃，进而在第二试剂和DNA片段混合第二子预设时长之后，对电极单元进行加热升温至23℃。可选地，上述第一试剂的体积可以为3-7uL。可选地，上述第一子预设时长可以为10-20min。可选地，上述第二子预设时长可以为5min。可选地，在混合上述第二子预设时长之后还可以保持当前状态20min。
在一些可选的实施方式中，为了使得杂交产物稳定并固定，构建方法还包括：在得到杂交产物的步骤之后，控制微流控芯片的温度控制单元具有第五通断电状态，以在温度控制单元通电的情况下，对电极单元进行加热。示例性地，可以控制上述温度控制单元运行温控程序（95℃，30秒；然后65℃，16小时）。
在一些可选的实施方式中，为了纯化DNA片段，构建方法还包括：在得到预文库的步骤之前，控制电极单元具有第六通断电状态，具有第六通断电状态的电极单元将位于第一区域的第一磁珠驱动至第二区域；在第一磁珠与DNA片段混合第四预设时长之后，将第一磁珠分离出第一磁珠与DNA片段的混合溶液，得到纯化之后的DNA片段。
可选地，上述第一磁珠的体积可以为10-14uL。可选地，上述第四预设时长可以为5min。示例性地，可以为第一磁珠和DNA片段的混合溶液施加磁场，并在第一磁珠充分磁吸之后，移开磁场，进而示例性地，该第二区域中可以至少具有顺序共边的第一个第二电极、第二个第二电极和第三个第二电极，其中，第一磁珠和DNA片段的混合溶液位于第二个第二电极上，因此可以控制第二个第二电极的第六通断电状态为断电状态，第一个第二电极和第三个第二电极的第六通断电状态为通电状态，从而可以将第一磁珠分离出第一磁珠与DNA片段的混合溶液，此时第一磁珠吸附有DNA片段，而吸附的DNA片段即为纯化的DNA片段。可选地，分离出第一磁珠之后的溶液可以被驱动至废液区域或废液孔排出。
在一些可选的实施方式中，控制电极单元具有第六通断电状态，具有第六通断电状态的电极单元将位于第一区域的第一磁珠驱动至第二区域，包括：发送第一控制信号至微流控芯片的驱动单元，以使驱动单元顺序控制至少一个第一电极、至少一个驱动电极和多个第二电极的通断电，以将位于第一区域的第一磁珠驱动至第二区域，即该步骤中使得第一磁珠可以通过上述第一电极、驱动电极和第二电极移动至DNA片段所在位置；在第一磁珠到达第二区域的情况下，发送第二控制信号至驱动单元，以使驱动单元控制多个第二电极的通断电，以使第一磁珠与DNA片段在第二区域中混合第四预设时长，即该步骤使得第一磁珠能够充分磁吸，从而得到纯化的DNA片段。
在一些可选的实施方式中，为了纯化预文库，构建方法还包括：在得到预文库的步骤之后，得到杂交产物的步骤之前，控制电极单元具有第七通断电状态，具有第七通断电状态的电极单元将位于第一区域的第二磁珠驱动至第二区域；在第二磁珠与预文库混合第五预设时长之后，分离第二磁珠和预文库，得到纯化之后的预文库。
示例性地，上述第二磁珠的体积可以为4-10uL。可选地，上述第五预设时长可以为5min。示例性地，可以为第二磁珠和预文库的混合溶液施加磁场，并在第二磁珠充分磁吸之后，移开磁场，进而示例性地，该第二区域中可以至少具有顺序共边的第一个第二电极、第二个第二电极和第三个第二电极，其中，第二磁珠和预文库的混合溶液位于第二个第二电极上，因此可以控制第二个第二电极的第六通断电状态为断电状态，第一个第二电极和第三个第二电极的第六通断电状态为通电状态，从而可以将第二磁珠分离出第二磁珠与预文库的混合溶液，此时第二磁珠吸附有预文库，而吸附的预文库即为纯化的预文库。可选地，分离出第二磁珠之后的溶液可以被驱动至废液区域或废液孔排出。
在一些可选的实施方式中，控制电极单元具有第七通断电状态，具有第七通断电状态的电极单元将位于第一区域的第二磁珠驱动至第二区域，包括：发送第三控制信号至微流控芯片的驱动单元，以使驱动单元顺序控制至少一个第一电极、至少一个驱动电极和多个第二电极的通断电，以将位于第一区域的第二磁珠驱动至第二区域，即该步骤中可以将第二磁珠通过上述第一电极、驱动电极以及第二电极移动至上述预文库所在位置；在第二磁珠到达第二区域的情况下，发送第四控制信号至驱动单元，以使驱动单元控制多个第二电极的通断电，以使第二磁珠与预文库在第二区域中混合第五预设时长，即该步骤可以使得第二磁珠充分磁吸，得到纯化之后的预文库。
在一些可选的实施方式中，为了纯化杂交产物，构建方法还包括：在得到杂交产物的步骤之后，得到测序文库的步骤之前，控制电极单元具有第八通断电状态，具有第八通断电状态的电极单元将位于第一区域的第三磁珠驱动至第二区域；在第三磁珠与杂交产物混合第六预设时长之后，分离杂交产物和第三磁珠，得到纯化之后的杂交产物。
示例性地，上述第三磁珠可以为6-15uL的磁珠重旋和捕获磁珠混合试剂。可选地，上述第六预设时长可以为5min。示例性地，可以为第二磁珠和预文库的混合溶液施加磁场，并在第二磁珠充分磁吸之后，移开磁场，进而示例性地，该第二区域中可以至少具有顺序共边的第一个第二电极、第二个第二电极和第三个第二电极，其中，第三磁珠和杂交产物的混合溶液位于第二个第二电极上，因此可以控制第二个第二电极的第八通断电状态为断电状态，第一个第二电极和第三个第二电极的第八通断电状态为通电状态，从而可以将第三磁珠分离出第三磁珠与杂交产物的混合溶液，此时第三磁珠吸附有杂交产物，而吸附的杂交产物即为纯化的杂交产物。可选地，分离出第三磁珠之后的溶液可以被驱动至废液区域或废液孔排出。
可选地，在将上述第三磁珠注入微流孔芯片的第一区域的步骤之后，以及将位于第一区域的第三磁珠驱动至第二区域的步骤之前，可以首先等待3min，使杂交产物的温度升温至65℃。可选地，在第三磁珠与杂交产物混合第六预设时长的步骤之后，还可以控制电极单元的温度保持在65℃，每隔15分钟，驱动第三磁珠和杂交产物混匀一次，时间不超过1min，重复三次共45min。
在一些可选的实施方式中，控制电极单元具有第八通断电状态，具有第八通断电状态的电极单元将位于第一区域的第三磁珠驱动至第二区域，包括：发送第五控制信号至微流控芯片的驱动单元，以使驱动单元顺序控制至少一个第一电极、至少一个驱动电极和多个第二电极的通断电，以将位于第一区域的第三磁珠驱动至第二区域，即该步骤可以将第三磁珠通过第一电极、驱动电极和第二电极移动至杂交产物所在位置；在第三磁珠到达第二区域的情况下，发送第六控制信号至驱动单元，以使驱动单元控制多个第二电极的通断电，以使第三磁珠与杂交产物在第二区域中混合第五预设时长，即通过该步骤可以使得第三磁珠充分磁吸，得到纯化之后的杂交产物。
在一些可选的实施方式中，纯化杂交产物的步骤之后，上述基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法还可以包括对第三磁珠进行清洗纯化。具体地，可以在微流控芯片的第一区域加入10-30uL清洗液，进而对清洗液预热3min，使得清洗液温度升高至65℃，然后通过控制电极具有清洗通断电状态，以驱动清洗液至第三磁珠处，并基于电极单元的清洗通断电状态控制清洗液与第三磁珠混合，可以运行混匀程序2min。进而可以施加磁场控制，在第三磁珠磁吸充分后，驱动清洗液与磁珠分离，并驱动清洗液至废液区或废液孔排出。进一步地，可以加入10-30uL的热洗液至微流控芯片的第一区域，并在热洗液的温度升高至65℃后，驱动至第三磁珠处，并驱动热洗液与第三磁珠混合，重旋磁珠，并运行混匀程序5min，然后施加磁场控制，富集第三磁珠，驱动第三磁珠与热洗液分离，驱动热洗液至废液区和废液孔排出。
进一步地，可以再次加入10-30uL的热洗液至微流控芯片的第一区域，并在热洗液的温度升高至65℃后，驱动至第三磁珠处，驱动热洗液与第三磁珠混合，重旋磁珠，并运行混匀程序5min，然后将电极单元的温度逐步降低至室温23℃，进而施加磁场控制，富集第三磁珠，驱动第三磁珠与热洗液分离，驱动热洗液至废液区和废液孔排出。进一步地，可以加入10-30uL清洗液至微流控芯片的第一区域，驱动清洗液至第三磁珠处，并驱动液滴与磁珠混合，运行混匀程序2min，进而施加磁场控制，在第三磁珠磁吸充分后，驱动清洗液与第三磁珠分离，驱动清洗液至废液区或废液孔排出。本步骤清洗液可以重复至少两次以上，以保证清洗完全。
在一些可选的实施方式中，得到预文库的步骤包括：发送第七控制信号至微流控芯片的驱动单元，以使驱动单元顺序控制至少一个第一电极、至少一个驱动电极和多个第二电极的通断电，以将位于第一区域的第一试剂驱动至第二区域，即该步骤可以使得第一试剂通过第一电极、驱动电极和第二电极移动至DNA片段所在位置；在第一试剂到达第二区域的情况下，发送第八控制信号至驱动单元，以使驱动单元控制多个第二电极的通断电，以使第一试剂与DNA片段在第二区域中混合第六预设时长，即该步骤可以使得第一试剂和DNA片段充分混合，以得到修复的DNA片段；在第六预设时长之后，发送第九控制信号至驱动单元，以使驱动单元顺序控制至少一个第一电极、至少一个驱动电极和多个第二电极的通断电，以将位于第一区域的第二试剂驱动至第二区域，即该步骤可以使得第二试剂通过上述第一电极、驱动电极和第二电极移动至DNA片段所在位置；在第二试剂到达第二区域的情况下，发送第十控制信号至驱动单元，以使驱动单元控制多个第二电极的通断电，以使第二试剂与第一试剂在第二区域中混合第七预设时长，得到预文库，第一预设时长为第六预设时长和第七预设时长之和，即该步骤可以使得第二试剂和DNA片段连接，以得到预文库。可选地，上述第一试剂的体积可以为3-7uL。
在一些可选的实施方式中，得到杂交产物的步骤包括：发送第十一控制信号至微流控芯片的驱动单元，以使驱动单元顺序控制至少一个第一电极、至少一个驱动电极和多个第二电极的通断电，以将位于第一区域的第三试剂驱动至第二区域，即该步骤可以使得第三试剂通过上述第一电极、驱动电极和第二电极移动至预文库所在位置；在第三试剂到达第二区域的情况下，发送第十二控制信号至驱动单元，以使驱动单元控制多个第二电极的通断电，以使第三试剂与预文库在第二区域中混合第二预设时长，得到杂交产物，即该步骤可以使得第三试剂和预文库充分混合，以得到杂交产物。可选地，上述第三试剂的体积可以为3-10uL。可选地，上述第二预设时长可以为15min。
在一些可选的实施方式中，得到测序文库的步骤包括：发送第十三控制信号至微流控芯片的驱动单元，以使驱动单元顺序控制至少一个第一电极、至少一个驱动电极和多个第二电极的通断电，以将位于第一区域的第四试剂驱动至第二区域，即该步骤中可以使得第四试剂通过第一电极、驱动电极和第二电极移动至杂交产物所在位置；在第四试剂到达第二区域的情况下，发送第十四控制信号至驱动单元，以使驱动单元控制多个第二电极的通断电，以使第四试剂与杂交产物在第二区域中混合第三预设时长，得到测序文库，即该步骤可以使得第四试剂和杂交产物充分混合，以得到测序文库。可选地，上述第四试剂的体积可以为10-20uL。可选地，上述第三预设时长可以为10min。
在一些可选的实施方式中，为了提升第一电极、驱动电极以及第二电极的驱动效率，在将DNA片段驱动至电极单元的第二区域步骤之前，以及在第一试剂与DNA片段混合的步骤之后，第二试剂驱动至第二区域的步骤之前，发送第十五控制信号至移液臂，以使移液臂将预定浓度的活性剂注入第一区域。示例性地，上述活性剂可以包括但不限于Triton活性剂、SDBS和TWEEN 20中的任意一种。示例性地，上述预订浓度可以包括但不限于0.001%~1%。
在一些可选的实施方式中，在第四试剂和杂交产物形成测序文库的步骤之后，还可以将具有测序文库的液滴驱动至微流控芯片的试剂取出孔，并转移至PCR管内保存，进而在PCR管内加入5-15uL的中和液混合，涡旋混匀然后做除油处理，从而洗脱测序文库。
值得注意的是，上述温度的升降温速度介于5℃/s至0.1℃/s，以避免温度剧烈变化对试剂的影响；在部分步骤内加入了活性剂，在解决试剂驱动缓慢之外，还可以解决试剂粘滞问题；上述所有步骤中，试剂可以存储在芯片内，也可通过外部机械臂或者人工的方式加注或者取出。
可选地，上述第一试剂可以为接头试剂，上述第二试剂可以为连接混合试剂，上述第三试剂可以为杂交混合试剂，上述第四试剂可以为碱变性混合溶液。
可选地，可以采用交流峰峰值为50~300V的交流电压控制电极单元的通断电状态。可选地，上述交流电压的频率可以为300~500Hz。
本申请实施例还提供了一种基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建装置，需要说明的是，本申请实施例的基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建装置可以用于执行本申请实施例所提供的用于基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法。该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
以下对本申请实施例提供的基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建装置进行介绍。
图3是根据本申请实施例的基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建装置的示意图。如图3所示，该装置包括：
驱动单元10，用于在微流控芯片的电极单元的第一区域具有DNA片段的情况下，控制电极单元具有第一通断电状态，具有第一通断电状态的电极单元用于将DNA片段驱动至电极单元的第二区域，其中，第一区域具有至少一个第一电极，第二区域具有多个第二电极，至少一个第一电极与多个第二电极通过电极单元的至少一个驱动电极连接；
预文库构建单元20，用于在DNA片段驱动至电极单元的第二区域的情况下，控制电极单元具有第二通断电状态，具有第二通断电状态的电极单元用于将位于第一区域的第一试剂驱动至第二区域并与在DNA片段混合之后，将位于第一区域的第二试剂驱动至第二区域并与DNA片段混合，并在第一试剂、第二试剂和DNA片段混合第一预设时长之后，得到预文库，第一试剂用于修复DNA片段，其中，第二试剂用于连接DNA片段形成预文库；
杂交产物构建单元30，用于在得到预文库之后，控制电极单元具有第三通断电状态，具有第三通断电状态的电极单元将位于第一区域的第三试剂驱动至第二区域，并使得第三试剂和预文库混合第二预设时长之后，得到杂交产物，其中，第三试剂用于杂交预文库形成杂交产物；
测序文库构建单元40，用于在得到杂交产物之后，控制电极单元具有第四通断电状态，具有第二通断电状态的电极单元将位于第一区域的第四试剂驱动至第二区域，并使得第四试剂与杂交产物混合第三预设时长之后，得到测序文库，其中，第四试剂用于洗脱杂交产物以得到测序文库。Z装置包括处理器和存储器，上述驱动单元10、预文库构建单元20、预文库构建单元30和测序文库构建单元40等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。
处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来降低建库成本。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法。
本发明实施例提供了一种电子设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法的步骤。
本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法步骤的程序。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器 (CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存 (PRAM)、静态随机存取存储器 (SRAM)、动态随机存取存储器 (DRAM)、其他类型的随机存取存储器 (RAM)、只读存储器 (ROM)、电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘 (DVD) 或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体 (transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：
本申请的基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法可以控制电极单元具有第一通断电状态，以使位于第一区域的DNA片段移动至第二区域，然后可以控制电极单元具有第二通断电状态，以使第一试剂和第二试剂先后移动至第二区域并与位于第二区域的DNA片段先后混合形成预文库，进而可以控制电极单元具有第三通断电状态，以使第三试剂移动至第二区域并与位于第二区域的预文库混合形成杂交产物，最后可以控制电极单元具有第四通断电状态，以使第四试剂移动至第二区域并与位于第二区域的杂交产物混合形成测试文库。即由于本申请的基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法应用于微流控芯片，因此减少了用于形成测序文库的各种试剂（第一试剂、第二试剂、第三试剂以及第四试剂等）的用量，降低了成本；另外，由于测序文库的构建全部位于微流控芯片内，从而形成的测序文库的稳定性强，不易受到环境和交叉污染的影响，具有较强的环境适应能力，且该基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法自动化程度高，可实现全自动文库构建，提高通量和效率，可摆脱对专业人员和实验室的限制，适用于便携式和小型化设备，可实现现场检测及快速检测。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法，其特征在于，应用于微流控芯片，所述构建方法包括：
在所述微流控芯片的电极单元的第一区域具有DNA片段的情况下，控制所述电极单元具有第一通断电状态，具有所述第一通断电状态的所述电极单元用于将所述DNA片段驱动至所述电极单元的第二区域，其中，所述第一区域具有至少一个第一电极，所述第二区域具有多个第二电极，至少一个所述第一电极与多个所述第二电极通过所述电极单元的至少一个驱动电极连接；
在所述DNA片段驱动至所述电极单元的第二区域的情况下，控制所述电极单元具有第二通断电状态，具有所述第二通断电状态的所述电极单元用于将位于所述第一区域的第一试剂驱动至所述第二区域并与在所述DNA片段混合之后，将位于所述第一区域的第二试剂驱动至所述第二区域并与所述DNA片段混合，并在所述第一试剂、所述第二试剂和所述DNA片段混合第一预设时长之后，得到预文库，所述第一试剂用于修复所述DNA片段，其中，所述第二试剂用于连接所述DNA片段形成所述预文库；
在得到所述预文库之后，控制所述电极单元具有第三通断电状态，具有所述第三通断电状态的所述电极单元将位于所述第一区域的第三试剂驱动至所述第二区域，并使得所述第三试剂和所述预文库混合第二预设时长之后，得到杂交产物，其中，所述第三试剂用于杂交所述预文库形成所述杂交产物；
在得到所述杂交产物之后，控制所述电极单元具有第四通断电状态，具有所述第二通断电状态的所述电极单元将位于所述第一区域的第四试剂驱动至所述第二区域，并使得所述第四试剂与所述杂交产物混合第三预设时长之后，得到所述测序文库，其中，所述第四试剂用于洗脱所述杂交产物以得到所述测序文库。
2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述构建方法还包括：
在将所述DNA片段驱动至所述电极单元的第二区域的步骤之前，控制所述微流控芯片的温度控制单元具有第四通断电状态，以在所述温度控制单元通电的情况下，对所述电极单元进行加热。
3.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，在得到所述预文库的步骤中，所述构建方法还包括：
在所述第一试剂和所述DNA片段混合第一子预设时长之后，控制所述微流控芯片的温度控制单元具有第一子通断电状态，以在所述温度控制单元通电的情况下，调整所述电极单元的温度；
在所述第二试剂和所述DNA片段混合第二子预设时长之后，控制所述微流控芯片的温度控制单元具有第二子通断电状态，以在所述温度控制单元通电的情况下，对所述电极单元进行加热，所述第二预设时长为所述第一子预设时长和所述第二子预设时长之和。
4.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述构建方法还包括：
在得到所述杂交产物的步骤之后，控制所述微流控芯片的温度控制单元具有第五通断电状态，以在所述温度控制单元通电的情况下，对所述电极单元进行加热。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的构建方法，其特征在于，所述构建方法还包括：
在得到所述预文库的步骤之前，控制所述电极单元具有第六通断电状态，具有所述第六通断电状态的所述电极单元将位于所述第一区域的第一磁珠驱动至所述第二区域；
在所述第一磁珠与所述DNA片段混合第四预设时长之后，将所述第一磁珠分离出所述第一磁珠与所述DNA片段的混合溶液，得到纯化之后的DNA片段。
6.根据权利要求5所述的构建方法，其特征在于，所述控制所述电极单元具有第六通断电状态，具有所述第六通断电状态的所述电极单元将位于所述第一区域的第一磁珠驱动至所述第二区域，包括：
发送第一控制信号至所述微流控芯片的驱动单元，以使所述驱动单元顺序控制所述至少一个所述第一电极、至少一个所述驱动电极和多个所述第二电极的通断电，以将位于所述第一区域的第一磁珠驱动至所述第二区域；
在所述第一磁珠到达所述第二区域的情况下，发送第二控制信号至所述驱动单元，以使所述驱动单元控制多个所述第二电极的通断电，以使所述第一磁珠与所述DNA片段在所述第二区域中混合第四预设时长。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的构建方法，其特征在于，所述构建方法还包括：
在得到所述预文库的步骤之后，得到所述杂交产物的步骤之前，控制所述电极单元具有第七通断电状态，具有所述第七通断电状态的所述电极单元将位于所述第一区域的第二磁珠驱动至所述第二区域；
在所述第二磁珠与所述预文库混合第五预设时长之后，分离所述第二磁珠和所述预文库，得到纯化之后的预文库。
8.根据权利要求7所述的构建方法，其特征在于，所述控制所述电极单元具有第七通断电状态，具有所述第七通断电状态的所述电极单元将位于所述第一区域的第二磁珠驱动至所述第二区域，包括：
发送第三控制信号至所述微流控芯片的驱动单元，以使所述驱动单元顺序控制所述至少一个所述第一电极、至少一个所述驱动电极和多个所述第二电极的通断电，以将位于所述第一区域的第二磁珠驱动至所述第二区域；
在所述第二磁珠到达所述第二区域的情况下，发送第四控制信号至所述驱动单元，以使所述驱动单元控制多个所述第二电极的通断电，以使所述第二磁珠与所述预文库在所述第二区域中混合第五预设时长。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的构建方法，其特征在于，所述构建方法还包括：
在得到所述杂交产物的步骤之后，得到所述测序文库的步骤之前，控制所述电极单元具有第八通断电状态，具有所述第八通断电状态的所述电极单元将位于所述第一区域的第三磁珠驱动至所述第二区域；
在所述第三磁珠与所述杂交产物混合第六预设时长之后，分离所述杂交产物和所述第三磁珠，得到纯化之后的杂交产物。
10.根据权利要求9所述的构建方法，其特征在于，所述控制所述电极单元具有第八通断电状态，具有所述第八通断电状态的所述电极单元将位于所述第一区域的第三磁珠驱动至所述第二区域，包括：
发送第五控制信号至所述微流控芯片的驱动单元，以使所述驱动单元顺序控制所述至少一个所述第一电极、至少一个所述驱动电极和多个所述第二电极的通断电，以将位于所述第一区域的第三磁珠驱动至所述第二区域；
在所述第三磁珠到达所述第二区域的情况下，发送第六控制信号至所述驱动单元，以使所述驱动单元控制多个所述第二电极的通断电，以使所述第三磁珠与所述杂交产物在所述第二区域中混合第五预设时长。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的构建方法，其特征在于，得到所述预文库的步骤包括：
发送第七控制信号至所述微流控芯片的驱动单元，以使所述驱动单元顺序控制所述至少一个所述第一电极、至少一个所述驱动电极和多个所述第二电极的通断电，以将位于所述第一区域的第一试剂驱动至所述第二区域；
在所述第一试剂到达所述第二区域的情况下，发送第八控制信号至所述驱动单元，以使所述驱动单元控制多个所述第二电极的通断电，以使所述第一试剂与所述DNA片段在所述第二区域中混合第六预设时长；
在所述第六预设时长之后，发送第九控制信号至所述驱动单元，以使所述驱动单元顺序控制所述至少一个所述第一电极、至少一个所述驱动电极和多个所述第二电极的通断电，以将位于所述第一区域的第二试剂驱动至所述第二区域；
在所述第二试剂到达所述第二区域的情况下，发送第十控制信号至所述驱动单元，以使所述驱动单元控制多个所述第二电极的通断电，以使所述第二试剂与所述第一试剂在所述第二区域中混合第七预设时长，得到所述预文库，所述第一预设时长为所述第六预设时长和所述第七预设时长之和。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的构建方法，其特征在于，得到所述杂交产物的步骤包括：
发送第十一控制信号至所述微流控芯片的驱动单元，以使所述驱动单元顺序控制所述至少一个所述第一电极、至少一个所述驱动电极和多个所述第二电极的通断电，以将位于所述第一区域的第三试剂驱动至所述第二区域；
在所述第三试剂到达所述第二区域的情况下，发送第十二控制信号至所述驱动单元，以使所述驱动单元控制多个所述第二电极的通断电，以使所述第三试剂与所述预文库在所述第二区域中混合所述第二预设时长，得到所述杂交产物。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的构建方法，其特征在于，得到所述测序文库的步骤包括：
发送第十三控制信号至所述微流控芯片的驱动单元，以使所述驱动单元顺序控制所述至少一个所述第一电极、至少一个所述驱动电极和多个所述第二电极的通断电，以将位于所述第一区域的所述第四试剂驱动至所述第二区域；
在所述第四试剂到达所述第二区域的情况下，发送第十四控制信号至所述驱动单元，以使所述驱动单元控制多个所述第二电极的通断电，以使所述第四试剂与所述杂交产物在所述第二区域中混合所述第三预设时长，得到所述测序文库。
14.根据权利要求1至4中任一项所述的构建方法，其特征在于，在将所述DNA片段驱动至所述电极单元的第二区域步骤之前，以及在所述第一试剂与所述DNA片段混合的步骤之后，所述第二试剂驱动至所述第二区域的步骤之前，发送第十五控制信号至移液臂，以使所述移液臂将活性剂注入所述第一区域。
15.一种基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建装置，其特征在于，应用于微流控芯片，包括：
驱动单元，用于在所述微流控芯片的电极单元的第一区域具有DNA片段的情况下，控制所述电极单元具有第一通断电状态，具有所述第一通断电状态的所述电极单元用于将所述DNA片段驱动至所述电极单元的第二区域，其中，所述第一区域具有至少一个第一电极，所述第二区域具有多个第二电极，至少一个所述第一电极与多个所述第二电极通过所述电极单元的至少一个驱动电极连接；
预文库构建单元，用于在所述DNA片段驱动至所述电极单元的第二区域的情况下，控制所述电极单元具有第二通断电状态，具有所述第二通断电状态的所述电极单元用于将位于所述第一区域的第一试剂驱动至所述第二区域并与在所述DNA片段混合之后，将位于所述第一区域的第二试剂驱动至所述第二区域并与所述DNA片段混合，并在所述第一试剂、所述第二试剂和所述DNA片段混合第一预设时长之后，得到预文库，所述第一试剂用于修复所述DNA片段，其中，所述第二试剂用于连接所述DNA片段形成所述预文库；
杂交产物构建单元，用于在得到所述预文库之后，控制所述电极单元具有第三通断电状态，具有所述第三通断电状态的所述电极单元将位于所述第一区域的第三试剂驱动至所述第二区域，并使得所述第三试剂和所述预文库混合第二预设时长之后，得到杂交产物，其中，所述第三试剂用于杂交所述预文库形成所述杂交产物；
测序文库构建单元，用于在得到所述杂交产物之后，控制所述电极单元具有第四通断电状态，具有所述第二通断电状态的所述电极单元将位于所述第一区域的第四试剂驱动至所述第二区域，并使得所述第四试剂与所述杂交产物混合第三预设时长之后，得到所述测序文库，其中，所述第四试剂用于洗脱所述杂交产物以得到所述测序文库。
16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至14中任意一项所述的基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法。
17.一种电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行权利要求1至14中任意一项所述的基于数字微流控技术的靶向捕获测序文库全流程构建方法。
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