CN117721191A - 基因测序方法、测序装置、可读存储介质和基因测序系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基因测序方法、基因测序装置、计算机可读存储介质和基因测序系统。本发明涉及基因测序技术领域，本发明用于解决测序芯片上核酸分子密度低的问题。基因测序方法包括：根据测序需求确定测序引物种类的数量。根据所确定的引物种类的数量，依次使用每种测序引物进行测序，以获取相应的测序图像，每种测序引物测序得到的测序图像的有效部分中，每个发光的核酸分子周围的预设区域内的核酸分子不发光。上述基因测序方法，在每种引物测序得到的测序图像的有效部分中，每个发光的核酸分子预设区域内核酸分子不发光，使用每种引物测序后，获得所有核酸分子的发光图像。通过改变核酸分子的发光时序，使测序芯片上核酸分子的密度显著增大。

Description

基因测序方法、测序装置、可读存储介质和基因测序系统

技术领域

本发明涉及基因测序技术领域，特别涉及一种基因测序方法、基因测序装置、计算机可读存储介质和基因测序系统。

背景技术

第二代基因测序仪通过对ATCG四种碱基的荧光成像来鉴别待测的碱基种类，从而得到对应核酸分子的碱基序列。基因测序仪中一个重要的指标是芯片上的核酸分子密度，这决定了一张芯片上的数据量。

高密度芯片需要配合更高分辨率的显微系统才能有效区分相邻的核酸分子。但是显微镜的分辨率存在衍射极限，分辨率无法无限提高，因此需要将测序芯片上的核酸分子间距控制在显微镜的分辨率的极限之内，导致测序芯片上核酸分子的密度受到显微镜分辨率限制。

发明内容

本发明提供了一种基因测序方法、基因测序装置、计算机可读存储介质和基因测序系统以解决上述存在的至少一个技术问题。

本发明提供的一种基因测序方法用于基因测序装置，所述基因测序方法包括：

根据测序需求确定测序引物种类的数量，所述测序需求包括测序有效率需求和测序时长需求，所述测序有效率表征测序图像的有效部分的比例；

根据所确定的引物种类的数量，依次使用每种测序引物进行测序，以获取相应的测序图像，每种所述测序引物测序得到的所述测序图像的有效部分中，每个发光的核酸分子周围的预设区域内的核酸分子不发光。

上述基因测序方法，在每种引物测序得到的测序图像的有效部分中，每个发光的核酸分子周围的预设区域内的核酸分子不发光，依次使用每种引物测序后，即可获取所有核酸分子的发光图像，通过改变核酸分子的发光时序，在相同的显微系统分辨率下，使得在使用不同测序引物的情况下，每次测序时测序芯片上核酸分子的密度显著增大。

在本发明的一种可选的技术方案中，所述根据测序需求确定测序引物种类的数量包括：

根据测序有效率和所述测序引物种类的数量的预设关系以及所述测序需求，确定所述测序引物种类的数量。

在本发明的一种可选的技术方案中，所述预设关系的获取方法包括：

建立分布有不同引物互补片段种类的二维矩阵；

对所述二维矩阵中的每个所述测序引物互补片段和预设区域所述测序引物互补片段的异同进行分析，以获取所述引物种类的数量和所述测序有效率的所述预设关系。

在本发明的一种可选的技术方案中，所述预设关系包括所述测序有效率和所述测序引物种类的数量的预设关系曲线；

所述对所述二维矩阵中的每个所述测序引物互补片段和预设区域所述测序引物互补片段异同进行分析，以获取所述引物种类的数量和所述测序有效率的所述预设关系包括：

标记二维矩阵中的所述测序引物互补片段的有效位置，在所述有效位置中所述测序引物互补片段与预设区域所述测序引物互补片段的种类都不同；

根据所述二维矩阵中的所述有效位置的数量和所述二维矩阵中的所述测序引物互补片段总数，获取所述测序有效率和所述测序引物种类的数量的所述预设关系曲线。

在本发明的一种可选的技术方案中，所述建立具有不同编号的引物互补片段的二维矩阵包括：

建立多个引物互补片段池，每个所述测序引物互补片段池中具有的所述测序引物互补片段类型的数量不同；

随机在所述测序引物互补片段池中选择预设数量的引物互补片段放入所述二维矩阵，以建立具有不同编号的引物互补片段的二维矩阵。

在本发明的一种可选的技术方案中，所述预设数量是根据光学装置成像的像素总数确定的。

在本发明的一种可选的技术方案中，所述根据所确定的引物种类的数量，依次使用每一种测序引物进行测序，以获取测序图像包括：

使用确定数量的所述测序引物对应的引物互补片段与所述测序芯片上的待测核酸分子进行结合；

依次使用所述测序引物对合成有引物互补片段的所述待测核酸分子进行测序，以获取测序图像。

本发明提供的一种基因测序装置包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器执行时实现任一实施方式的基因测序方法的步骤。

本发明提供的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时，实现任一实施方式的基因测序方法的步骤。

本发明提供的一种基因测序系统包括基因测序装置和光学装置，所述基因测序装置用于对待测核酸分子进行处理以获取可检测的测序芯片；所述光学装置用于对所述测序芯片进行成像以获取所述测序图像。

上述基因测序装置、计算机可读存储介质和基因测序系统，在每种引物测序得到的测序图像的有效部分中，每个发光的核酸分子周围的预设区域内的核酸分子不发光，依次使用每种引物测序后，即可获取所有核酸分子的发光图像，通过改变核酸分子的发光时序，在相同的显微系统分辨率下，使得在使用不同测序引物的情况下，每次测序时测序芯片上核酸分子的密度显著增大。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施方式的基因测序方法的流程图；

图2是本发明实施方式的核酸分子的示意图；

图3是本发明实施方式的核酸分子的示意图；

图4是本发明实施方式的核酸分子的示意图；

图5是本发明实施方式的基因测序方法的流程图；

图6是本发明实施方式的基因测序方法的流程图；

图7是本发明实施方式的基因测序方法的流程图；

图8是本发明实施方式的基因测序方法的流程图；

图9是本发明实施方式的测序有效率和测序引物种类数量的预设关系示意图；

图10是本发明实施方式的基因测序方法的流程图；

图11是本发明实施方式的基因测序系统的模块示意图。

主要元件符号说明：

发光的核酸分子-12，不发光的核酸分子-14，处理器-16，存储器-18；

基因测序装置-10，光学装置-20，基因测序系统-100。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，本文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1和图11，本发明实施方式提供的一种基因测序方法用于基因测序装置10，基因测序方法包括：

步骤S101：根据测序需求确定测序引物种类的数量，测序需求包括测序有效率需求和测序时长需求，测序有效率表征测序图像的有效部分的比例；

步骤S103：根据所确定的引物种类的数量，依次使用每种测序引物进行测序，以获取相应的测序图像，每种测序引物测序得到的测序图像的有效部分中，每个发光的核酸分子12周围的预设区域内的核酸分子不发光。

上述基因测序方法，在每种引物测序得到的测序图像的有效部分中，每个发光的核酸分子12周围的预设区域内的核酸分子不发光，依次使用每种引物测序后，即可获取所有核酸分子的发光图像，通过改变核酸分子的发光时序，在相同的显微系统分辨率下，使得在使用不同测序引物的情况下，每次测序时测序芯片上核酸分子的密度显著增大。

具体地，第二代基因测序仪通过对ATCG四种碱基的荧光成像来鉴别待测的碱基种类，从而得到对应核酸分子的碱基序列。基因测序仪中一个重要的指标是芯片上的核酸分子密度，核酸分子密度决定一张测序芯片上的数据量。数据量影响测序仪所能开展的应用，数据量大，则测序仪所能开展的应用就多。例如，在需要高通量测序的全基因组测序和部分肿瘤测序中的应用。

第二代基因测序仪在测序时，首先需要向测序反应槽中添加测序引物，测序引物和目标核酸分子杂交后才能开展后续的测序流程。常规的单端测序，建库时在待测核酸分子片段上加上接头，其中含有测序引物互补片段，则测序时只要添加与该测序引物互补片段对应的测序引物即可。此时所有与测序引物成功杂交的核酸分子会在同一时间开展测序流程。这种情况下，测序芯片上的核酸分子密度，也就是核酸分子间距最小值由成像分辨率决定。如图2所示，图中的d为核酸分子的中心间距，大于等于光学装置20的横向分辨率。

高密度芯片需要配合更高分辨率的显微系统才能有效区分相邻的核酸分子。但是显微镜的分辨率存在衍射极限，分辨率无法无限提高，因此需要将测序芯片上的核酸分子间距控制在显微镜的分辨率的极限之内，导致测序芯片上核酸分子的密度受到显微镜分辨率限制。

基于上述问题，本发明实施方式提供的一种基因测序方法，使用多个测序引物进行测序。首先使用多种测序引物的接头与测序芯片上的核酸分子进行随机结合，然后每次使用一种测序引物进行测序操作。

根据测序需求确定所需要的测序引物数量。测序引物数量与测序时长和测序有效率相关。测序有效率可以定义为测序图像的有效部分的比例。在测序图像的有效部分中，发光的核酸分子12周围预设区域内的核酸分子不发光。可以理解的是，测序引物的数量越多，测序时长越长，测序有效率越高。

需要说明的是，预设区域可以是测序图像中核酸分子3×3排列的区域，即发光的核酸分子12周围的八个邻域内的核酸分子不发光。或者，预设区域还可以是测序图像中核酸分子以其他数量排列的区域。

在测序过程中，当使用某一种测序引物时，如果目标核酸分子周围的其他核酸分子使用的测序引物互补片段均和目标核酸分子中的互补片段不同，则对目标核酸分子进行测序时，其对应的测序引物无法与其周围的核酸分子进行杂交。

在使用该测序引物的测序过程中，目标核酸分子能正常发出荧光，而其周围的核酸分子由于无法杂交上测序引物而导致生化反应流程没有顺利进行，所以无法发出荧光。

如此，在每一种测序引物的测序中，只有与对应测序引物的互补片段结合的目标核酸分子才能够与该种测序引物杂交而正常发光，其周围不发光，也就是说，发光的核酸分子12被不发光的核酸分子14隔开，在发光的核酸分子12间距不变的情况下，测序芯片上能够承载的核酸分子数量增加。

如图3所示，目标核酸分子（发光的核酸分子12）为矩阵中心的实心圆，其周围八邻域空心圆代表不发光的核酸分子14。如果所有待测的核酸分子四周都不发光，即在所有发光的核酸分子12的横向和纵向都增加了一倍不发光的核酸分子14。在使用所有的测序引物测序，即可得到所有核酸分子的发光图像。如此，在维持原有成像分辨能力的前提下，理论上，测序芯片上的核酸分子密度可以比原有方法提升4倍，如图4所示。

请参阅图5，在某些实施方式中，步骤S101包括：

步骤S1011：根据测序有效率和测序引物种类的数量的预设关系以及测序需求，确定测序引物种类的数量。

如此，根据测序有效率和测序引物种类的数量的预设关系，可以在每次测序前，根据测序需求选择测序引物的数量。

具体地，由于具有不同测序引物互补片段的核酸分子是随机杂交在芯片上的，因此很难保证所有核酸分子中的测序引物互补片段与其周围的核酸分子中的测序引物互补片段都不相同。一种能降低相同概率的方法就是增加测序引物的种类，但是增加测序引物的种类又会增加测序时间。因此，在进行测序前，需要在降低相同概率以及增加测序时间上选择一个较为均衡的结果，也就是选择合适的测序引物种类的数量。

请参阅图6，在某些实施方式中，预设关系的获取方法包括：

步骤S105：建立分布有不同引物互补片段种类的二维矩阵；

步骤S107：对二维矩阵中的每个测序引物互补片段和预设区域测序引物互补片段的异同进行分析，以获取引物种类的数量和测序有效率的预设关系。

如此，使用二维矩阵对测序引物互补片段的随机分布进行模拟和分析，可以获得测序有效率和测序引物种类的数量的关系。

具体地，在实际的测序过程中，测序引物互补片段随机与待测的核酸分子结合。在仿真实验中，建立二维矩阵，测序引物互补片段随机分布在二维矩阵中，可以模拟实际测序过程中待测核酸分子的分布。

在仿真实验中，对每一种测序引物互补片段进行编号，每次仿真逐步增加测序引物互补片段种类的数量。将具有不同编号的测序引物互补片段随机放入二维矩阵中，得到分布有不同编号的测序引物互补片段的二维矩阵。对二维矩阵中的测序引物互补片段之间的异同进行分析，最终可以得到引物种类的数量和测序有效率的关系。

在二维矩阵中，若一个测序引物互补片段与周围预设区域内的测序引物互补片段的类型都不相同，则可以将该测序引物互补片段标记为有效。通过分析使用的测序引物互补片段种类的数量变化和其中有效的测序引物互补片段的数量，可以得到测序有效率和测序引物种类的数量的关系。

请参阅图7，在某些实施方式中，预设关系包括测序有效率和测序引物种类的数量的预设关系曲线。步骤S107包括：

步骤S1071：标记二维矩阵中的测序引物互补片段的有效位置，在有效位置中测序引物互补片段与预设区域测序引物互补片段的种类都不同；

步骤S1072：根据二维矩阵中的有效位置的数量和二维矩阵中的测序引物互补片段总数，获取测序有效率和测序引物种类的数量的预设关系曲线。

如此，对测序有效率和测序引物种类的数量的关系进行定量分析，获得测序有效率和测序引物种类的数量的关系曲线，在后续的测序过程中，可以根据测序有效率和测序引物种类的数量的关系曲线，选择符合测序要求的测序引物数量。

具体地，对分布有测序引物互补片段的二维矩阵进行分析。在二维矩阵中，不同的测序引物互补片段表现为不同的数值，该数值为对测序引物互补片段的标号。对二维矩阵中的每个位置的数值进行分析，标记出二维矩阵中有效位置的数量。利用二维矩阵中有效位置的数量除以二维矩阵中的测序引物互补片段总数，即可得到在一种测序引物互补片段种类的数量下，二维矩阵中有效位置的比例，依次增加测序引物互补片段种类的数量，并求出二维矩阵中有效位置的比例，即可获得测序有效率和测序引物种类的数量的关系曲线。

请参阅图8，在某些实施方式中，步骤S105包括：

步骤S1051：建立多个引物互补片段池，每个测序引物互补片段池中具有的测序引物互补片段类型的数量不同；

步骤S1052：随机在测序引物互补片段池中选择预设数量的引物互补片段放入二维矩阵，以建立具有不同编号的引物互补片段的二维矩阵。

如此，建立多个引物互补片段池，在引物互补片段池中随机选择放入引物互补片段放入二维矩阵，从而使仿真效果更加接近实际测序过程中，待测核酸分子随机分布的效果。

具体地，构建多个测序引物互补片段池，并对其编号。测序引物互补片段池的数量可以根据实验需要进行设定。在每个测序引物互补片段池中，每种类型的测序引物互补片段的数量相同，且数量越多，最终得到的仿真结果越准确。

将测序引物互补片段池中的测序引物互补片段顺序打乱，之后随机放入二维矩阵中，得到具有不同编号的引物互补片段的二维矩阵。

在一个实施方式中，测序引物互补片段池的数量设置为80个。例如1号池中只有一种测序引物互补片段，2号池中有两种测序引物互补片段，以此类推。在80号池中，有编号为1-80的80种测序引物互补片段。其中，每种测序引物互补片段的数量均设置为五十万条。

在获取测序有效率和测序引物种类的数量的预设关系曲线时，对二维矩阵中所有的数值一一进行分析，数值表示测序引物互补片段的类型。例如，将每个发光的核酸分子12周围的预设区域设定为周围八个邻域的核酸分子，则在测序图像的有效区域中，每个发光的核酸分子12周围八个邻域的核酸分子不发光。在仿真实验中，需要标记的有效位置为该位置与周围八个位置的测序引物互补片段的编号不同。对二维矩阵中所有的编号分析完成后，将有标记的有效位置的数量除以二维矩阵中的测序引物互补片段的总数据量，则可得出在该测序引物互补片段种类的数量下，二维矩阵中有效位置的比例。

将1~80号池作为横坐标，其对应的有效位置比例值作为纵坐标，得到的曲线如图9所示。从图中可知，引物种类增加的初期，有效位置比例值快速增加，但是之后随着引物种类的进一步增加，有效位置比例值增加趋势变缓。

在实际测序时，可以使用图9中的曲线作为测序有效率和测序引物种类的数量的预设关系曲线，横坐标为测序引物的种类，纵坐标为测序有效率。在实际测序过程中，对测序引物种类的选取需要在测序时长和测序有效率之间取平衡。

在一个例子中，根据测序有效率和测序引物种类的数量的预设关系曲线选取35种引物，此时对应的有效位置比例约为80%。基于理论上对测序芯片上的核酸分子的4倍密度的提升，结合80%的有效率，则最终实际在测序芯片上的核酸分子数量为使用单一引物测序时的3.2倍。

在某些实施方式中，预设数量是根据光学装置20成像的像素总数确定的。

如此，根据成像时的像素数确定在仿真实验中的引物互补片段数量，可以使得仿真结果更加接近实际测序结果。

具体地，根据成像时的像素数确定在仿真实验中的引物互补片段数量，例如，在实际测序中，一个核酸分子在成像中占3*3个像素，相机成像芯片像素总数为2048*2048。则一次拍照相机上的核酸分子总数最大值为683*683个。因此，仿真的二维矩阵的尺寸设置为683*683。

请参阅图10，在某些实施方式中，步骤S103包括：

步骤S109：使用确定数量的测序引物对应的引物互补片段与测序芯片上的待测核酸分子进行结合；

步骤S111：依次使用测序引物对合成有引物互补片段的待测核酸分子进行测序，以获取测序图像。

如此，可以完成使用多种测序引物进行基因测序的步骤。

具体地，在构建检测文库的过程中，首先确定需要使用的测序引物种类的数量，并使对应数量的测序引物互补片段与待测核酸分子进行组合。每一个待测核酸分子会随机与一种测序引物互补片段组合。之后测序时，依次使用每一种测序引物进行测序。当完成测序后，洗去合成的核酸分子链，再使用下一种测序引物进行测序。如此循环往复，直到所有对应的测序引物都完成测序为止。由此，能够实现结合有不同测序引物互补片段的核酸分子的发光时序不同，通过改变核酸分子的发光时序，在相同的显微系统分辨率下，使得在使用不同测序引物的情况下，每次测序时测序芯片上核酸分子的密度显著增大。

综上所述，本发明实施方式提供的一种基因测序方法，首先确定测序有效率和测序引物种类的数量的预设关系，再根据测序时长需求和测序有效率需求，选取合适的测序引物数量，提升测序芯片上的核酸分子密度。

请参阅图11，本发明实施方式提供的一种基因测序装置10，包括处理器16和存储器18，存储器18存储有计算机程序，计算机程序在被处理器16执行时实现任一实施方式的基因测序方法的步骤。

本发明实施方式提供的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序在被处理器16执行时，实现任一实施方式的基因测序方法的步骤。

本发明实施方式提供的一种基因测序系统100，包括基因测序装置10和光学装置20，基因测序装置10用于对待测核酸分子进行处理以获取可检测的测序芯片；光学装置20用于对测序芯片进行成像以获取测序图像。

上述基因测序装置10、计算机可读存储介质和基因测序系统100，在每种引物测序得到的测序图像的有效部分中，每个发光的核酸分子12周围的预设区域内的核酸分子不发光，依次使用每种引物测序后，即可获取所有核酸分子的发光图像，通过改变核酸分子的发光时序，在相同的显微系统分辨率下，使得在使用不同测序引物的情况下，每次测序时测序芯片上核酸分子的密度显著增大。

需要说明的是，上述对基因测序方法的实施方式和有益效果的解释说明，也适应用于本申请实施方式的基因测序装置10、计算机可读存储介质和基因测序系统100，为避免冗余，在此不作详细展开。

在一个实施方式中，计算机程序在被处理器16执行时，实现的基因测序方法包括：

步骤S101：根据测序需求确定测序引物种类的数量，测序需求包括测序有效率需求和测序时长需求，测序有效率表征测序图像的有效部分的比例；

步骤S103：根据所确定的引物种类的数量，依次使用每种测序引物进行测序，以获取相应的测序图像，每种测序引物测序得到的测序图像的有效部分中，每个发光的核酸分子12周围的预设区域内的核酸分子不发光。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种基因测序方法，用于基因测序装置，其特征在于，所述基因测序方法包括：

根据测序需求确定测序引物种类的数量，所述测序需求包括测序有效率需求和测序时长需求，所述测序有效率表征测序图像的有效部分的比例；

根据所确定的引物种类的数量，依次使用每种测序引物进行测序，以获取相应的测序图像，每种所述测序引物测序得到的所述测序图像的有效部分中，每个发光的核酸分子周围的预设区域内的核酸分子不发光。

2.根据权利要求1所述的基因测序方法，其特征在于，所述根据测序需求确定测序引物种类的数量包括：

根据测序有效率和所述测序引物种类的数量的预设关系以及所述测序需求，确定所述测序引物种类的数量。

3.根据权利要求2所述的基因测序方法，其特征在于，所述预设关系的获取方法包括：

建立分布有不同引物互补片段种类的二维矩阵；

对所述二维矩阵中的每个所述测序引物互补片段和预设区域所述测序引物互补片段的异同进行分析，以获取所述引物种类的数量和所述测序有效率的所述预设关系。

4.根据权利要求3所述的基因测序方法，其特征在于，所述预设关系包括所述测序有效率和所述测序引物种类的数量的预设关系曲线；

所述对所述二维矩阵中的每个所述测序引物互补片段和预设区域所述测序引物互补片段异同进行分析，以获取所述引物种类的数量和所述测序有效率的所述预设关系包括：

标记二维矩阵中的所述测序引物互补片段的有效位置，在所述有效位置中所述测序引物互补片段与预设区域所述测序引物互补片段的种类都不同；

根据所述二维矩阵中的所述有效位置的数量和所述二维矩阵中的所述测序引物互补片段总数，获取所述测序有效率和所述测序引物种类的数量的所述预设关系曲线。

5.根据权利要求3所述的基因测序方法，其特征在于，所述建立具有不同编号的引物互补片段的二维矩阵包括：

建立多个引物互补片段池，每个所述测序引物互补片段池中具有的所述测序引物互补片段类型的数量不同；

随机在所述测序引物互补片段池中选择预设数量的引物互补片段放入所述二维矩阵，以建立具有不同编号的引物互补片段的二维矩阵。

6.根据权利要求5所述的基因测序方法，其特征在于，所述预设数量是根据光学装置成像的像素总数确定的。

7.根据权利要求1所述的基因测序方法，其特征在于，所述根据所确定的引物种类的数量，依次使用每一种测序引物进行测序，以获取测序图像包括：

使用确定数量的所述测序引物对应的引物互补片段与测序芯片上的待测核酸分子进行结合；

依次使用所述测序引物对合成有引物互补片段的所述待测核酸分子进行测序，以获取测序图像。

8. 一种基因测序装置，其特征在于，包括：

处理器；和

存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述的基因测序方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被处理器执行时，实现权利要求1-7任一项所述的基因测序方法的步骤。

10. 一种基因测序系统，其特征在于，包括：

权利要求8所述的基因测序装置，所述基因测序装置用于对待测核酸分子进行处理以获取可检测的测序芯片；和

光学装置，所述光学装置用于对所述测序芯片进行成像以获取所述测序图像。