[发明专利]一种用于基因测序的信号收集结构及测序方法

权利要求书

1.一种用于基因测序的信号收集结构，其特征在于：包括设置在基底上的检测组件、覆盖在所述检测组件上的信号分离区以及包围信号分离区的挡光侧壁；

所述信号分离区包括滤光层；

所述检测组件包括电连接的光电探测器和信号预处理模块，所述信号预处理模块包括比较器、计数器；所述光电探测器包括光电二极管元件及相应的信号处理单元。

2.根据权利要求1所述的一种用于基因测序的信号收集结构，其特征在于：所述信号分离区还包括在所述检测组件与所述滤光层之间依次设置的分光层与光学聚焦层；

所述滤光层只滤除激发光；所述信号处理单元至少有4个；

不同发射波段的荧光经所述光学聚焦层会聚后入射到所述分光层，被所述分光层分离后投射在不同的所述信号处理单元上。

3.根据权利要求2所述的一种用于基因测序的信号收集结构，其特征在于：所述分光层是棱镜结构，所述棱镜结构的垂直入射面朝向所述光学聚焦层，倾斜出射面朝向所述检测组件。

4.根据权利要求2所述的一种用于基因测序的信号收集结构，其特征在于：所述分光层是光栅结构。

5.根据权利要求1所述的一种用于基因测序的信号收集结构，其特征在于：所述信号分离区还包括设置在所述滤光层与所述检测组件之间的光学聚焦层；所述滤光层只滤除激发光；

所述信号预处理模块还包括前置放大器、脉冲整形器和并行端口多路转接器。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种用于基因测序的信号收集结构，其特征在于：所述光电探测器是CMOS图像传感器、电荷耦合器件CCD、光电倍增管PMT、SPAD光电传感器、硅光电倍增管SiPM中的任意一种。

7.根据权利要求1-5任意一项所述的一种用于基因测序的信号收集结构，其特征在于：所述挡光侧壁的纵剖面形状呈矩形或梯形。

8.根据权利要求1-5任意一项所述的一种用于基因测序的信号收集结构，其特征在于：所述挡光侧壁是氮化钛材料制成的。

9.根据权利要求1-5任意一项所述的一种用于基因测序的信号收集结构，其特征在于：所述信号处理单元的尺寸范围是2 μm -100 μm。

10.一种测序方法，其特征在于：采用具有权利要求1-9任意一项所述的信号收集结构的测序芯片进行，包括：

步骤S1.激发核苷酸类似物的荧光信号；

步骤S2.将荧光信号经光学系统准直收集投射到所述信号收集结构；

步骤S3.所述滤光层滤除激发光，荧光信号被光电探测器检测；

步骤S4.通过预设的阈值进行判断，分离出不同碱基对应的信号；

步骤S5.经数模转换和FPGA/ASIC运算后将信号送至处理器，经过图像与数据处理，展示出基因序列。

11.根据权利要求10所述的一种测序方法，其特征在于：采用具有权利要求7所述的信号收集结构的测序芯片进行，所述步骤S4中，将荧光强度信号放大，所述预设的阈值包括4种碱基对应不同荧光强度评估值；根据所述预设的阈值分离出不同碱基对应的信号。