[发明专利]一种通过检测焦磷酸电荷的基因测序方法

摘要

本发明公开了一种通过检测焦磷酸电荷来提高信噪比的基因测序方法，该方法通过在反应体系中加入dNTP、聚合酶、催化剂，实现与碱基配对释放焦磷酸，焦磷酸发生水解生成磷酸氢盐离子，磷酸氢盐离子与传感器表面受体结合产生电信号，进一步翻译为对应的碱基；本发明能够检测扩增过程中产生的焦磷酸，因为焦磷酸的相对分子质量为174，扩散速率较氢离子慢很多，能够检测的电信号时间较长，能够有效地提高准确率；且焦磷酸带有4个正电荷，扩散减慢，有效表面浓度较高，转换成的电信号较强，检测的信噪比较高；高信噪比允许使用更小的传感器，更高密度及规模的传感器阵列，从而可进一步提高测序通量，降低测序成本。

主权项

一种通过检测焦磷酸电荷的基因测序方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一：将一种焦磷酸PPi受体固定在电荷敏感传感器的表面，形成焦磷酸敏感传感器；步骤二：在每一轮测序反应体系中加入四种脱氧核苷酸三磷酸dNTP中的一种，以及DNA扩增反应所需的聚合酶和催化剂；如果加入的dNTP刚好能与当前DNA模板的碱基配对，则会在DNA聚合酶的作用下，添加到测序引物的3’末端，同时释放出一份焦磷酸PPi；如果加入的dNTP不能和当前DNA模板的碱基配对，则上述反应不会发生；重复上述步骤直至找到可以与当前DNA模板的碱基成功配对的dNTP，并释放出焦磷酸PPi；步骤三：步骤二反应生成的焦磷酸PPi在溶液中发生水解反应，一份焦磷酸PPi与水反应生成两份磷酸氢盐离子；步骤四：水解得到的磷酸氢盐离子与步骤一中固定在电荷敏感传感器表面上的受体结合，使传感器的电流，电容，或电压发生变化，从而将化学信号转换为电信号；步骤五：焦磷酸敏感传感器将碱基延伸反应释放的焦磷酸PPi直接转换为电信号，进一步翻译为对应的碱基；步骤六：重复步骤二至四对DNA模版进行快速连续测序。