[发明专利]一种高通量测序碱基荧光识别系统装置与方法

权利要求书

1.一种高通量测序碱基荧光识别装置，基因芯片放置于基因测序仪反应室内，其特征在于，包括：

位移控制模块(100)，通过步进电机驱动精密导轨移动反应室，以控制基因芯片的扫描进程；

反应室恒温模块(200)，利用温控系统(208)控制反应室的温度变化，温控系统(208)包括制热和制冷装置；

激光触发模块(300)，包括主要激发碱基A和碱基C上荧光基团的红色激光器(302)和主要激发碱基G和碱基T上荧光基团的绿色激光器(301)，红绿激光经过直角棱镜(401)，形成一道激光，打在基因芯片上，结合有不同dNTP的荧光基团在激光的照射下，发出不同光谱特性的四种荧光；

荧光成像模块(400)，利用sCMOS相机实现荧光图像成像，最后将图像传输到计算机进行测序碱基荧光识别；

其中：

所述基因测序仪反应室为相对密闭带卡扣的抽屉形式，包括反应室主体(203)，反应室主体(203)上设置抽壳件(204)、X向插片(201)和Y向插片(202)，X向插片(201)和Y向插片(202)堆叠在反应室主体(203)的上表面，X向插片(201)和Y向插片(202)上各开有一条开口，两条开口相互垂直，反应室主体(203)的顶部设置物镜固定夹(205)，反应室主体(203)内置载物台(207)、流动槽(206)以及温控系统(208)，其中，流动槽(206)设置在载物台(207)上，反应室主体(203)的侧面分别开有小孔，供硅胶软管插入，由注射针将软管里的试剂导入流动槽(206)，温控单元(208)放置在载物台(207)正下方，对温度进行闭环控制；

所述激光触发模块(300)中：

绿色激光器(301)的输出光依次经滤光片一(303)、准直透镜一(305)、孔径光阑一(307)，由反射镜一(309)反射到达半透半反镜(311)；

红色激光器(302)的输出光依次经滤光片二(304)、准直透镜二(306)、孔径光阑二(308)，由反射镜二(310)反射到达半透半反镜(311)；

两束光再一同被反射镜三(312)反射到反射镜四(313)，由反射镜四(313)将光束反射到透镜(314)，再经由直角棱镜(401)，将光束反射到滤波轮(402)，经由镜筒(403)和物镜(404)，到达基因芯片的上表面，激发携带有荧光基团的碱基发光。

2.根据权利要求1所述高通量测序碱基荧光识别装置，其特征在于，

所述位移控制模块(100)中，利用X-Y导轨装置带动反应室运动；

所述反应室恒温模块(200)中，利用温度传感器采集温度，加热装置为位于载物台下方的电热片，制冷装置为带散热风扇的半导体制冷片；反应室与试剂组和试剂泵连接，其中试剂泵连接电机，控制器也与电机连接，控制试剂泵向基因芯片完成注入工作。

3.根据权利要求1所述高通量测序碱基荧光识别装置，其特征在于，所述滤光片一(303)、半透半反镜(311)和滤光片二(304)均装在转轮上，扫描过程中，不断切换转轮，并通过滤波轮(402)实现扫描过程中的自动切换，形成四种光路。

4.根据权利要求1所述高通量测序碱基荧光识别装置，其特征在于，所述sCMOS相机作为光电转换器件，通过配备滤光片的镜头捕获基因芯片上某一特定区域(Δx×Δy)受激后发出的荧光，所述位移控制模块带动被扫描芯片运动，以完整扫描整个基因芯片。

5.基于权利要求1所述高通量测序碱基荧光识别装置的高通量测序碱基荧光识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，在基因芯片中注入四种不同类型的荧光染料，放置于基因测序仪反应室中；

步骤2，调节反应室恒温模块(200)，使环境温度控制在基因生存所需的适宜范围内；

步骤3，控制激光触发模块(300)产生特定波长的平行线型激光束，激发待测基因芯片中核苷酸携带的荧光染料基团发光；

步骤4，利用位移控制模块(100)控制反应室移动，使激光束以速度可控的方式对基因芯片进行线扫描；

步骤5，利用sCMOS相机对视野中基因芯片发光碱基进行成像；

步骤6，将成像图像传输到计算机进行测序碱基荧光识别。