(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202122984933.7 (22)申请日 2021.11.30 (73)专利权人 苏州科技大 学 地址 215009 江苏省苏州市虎丘区学府路 99号 (72)发明人 李长明　史转转　谷雨　刘峰　 (74)专利代理 机构 重庆航图知识产权代理事务 所(普通合伙) 50247 专利代理师 胡小龙　朱娇艳 (51)Int.Cl. C12M 1/34(2006.01) C12M 1/00(2006.01) B01L 3/00(2006.01) C12Q 1/6874(2018.01) C12Q 1/682(2018.01)C12Q 1/6883(2018.01) C12Q 1/6886(2018.01) C12Q 1/6888(2018.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明 专利 (54)实用新型名称 自动化核酸滚环扩增和酶标催化底物双重 放大信号的DNA测序微 流控生物芯片 (57)摘要 本实用新型公开了自动化核酸滚环扩增和 酶标催化底物双重放大信号的DNA测序微流控生 物芯片， 所述生物芯片基于核酸杂交技术、 核酸 滚环扩增、 金纳米粒子放大、 电化学活性酶标记、 电化学酶催化底物生成电化学活性物质通过检 测电化学信号强度进一步放大实现DNA测序； 本 实用新型通过以参比电极为基准向工作电极施 加电压， 电化学活性产物释放产生电子同时产生 反应产物， 通过测定电流值实现核酸测序。 与传 统的测序方法相比， 灵敏度更高， 检测结果快速， 通过在传感电极上固定不同的测序探针可以实 现高通量测序， 对肿瘤的诊 疗具有重要意 义。 权利要求书2页 说明书5页 附图5页 CN 216786121 U 2022.06.21 CN 216786121 U 1.自动化核酸滚环扩增和酶标催化底物双重放大信号的DNA测序微流控生物芯片， 其 特征在于： 所述生物芯片基于核酸杂交技术、 核酸滚环扩增、 金纳米粒子放大、 电化学活性 酶标记、 电化学酶催 化底物生成电化学活性物质通过检测电化学信号强度进一步放大实现 DNA测序； 所述生物芯片包括试剂供给单元、 检测系统和废液收集装置， 试剂供给单元与检测系 统的入口连接， 废液收集装置与检测系统的出口连接； 所述检测系统主体为微流体通道， 微 流体通道上设置有捕获反应阵列位 点； 所述试剂供给单元包括清洗溶液储存器、 捕获探针1储存器、 待测序列溶液储存器、 滚 环扩增引发链修饰的金纳米粒子 ‑探针复合物储存器、 滚环扩增反应液储存器、 电化学酶修 饰的DNA链储存器和底物储存器； 首先用电化学活性酶标记DNA探针2并与滚环扩增引发链 修饰的金属纳米粒子复合形成滚环扩增引发链修饰的金纳米粒子 ‑探针2复合物； 捕获探针 1固定在微流控通道至少一个捕获反应阵列位点与一待测DNA序列片段的一端互补配对， 待 测序列的另一端与滚环扩增引发链修饰的金纳米粒子 ‑探针2复合物的探针2的DNA部分互 补， 清洗未配对的反应物， 由微流控装置通入底物， 在电化学酶的催化下转变为电化学活性 物质并测量电信号， 实现了滚环扩增及电化学信号的双重放大， 实现DNA测序。 2.根据权利要求1所述自动化核酸滚环扩增和酶标催化底物双重放大信号的DNA测序 微流控生物芯片， 其特征在于： 所述微流控通道由一个或多个进样通道组成， 所述进样通道 设置有至少一个分流道， 反应阵列位 点位于分流道上。 3.根据权利要求1所述自动化核酸滚环扩增和酶标催化底物双重放大信号的DNA测序 微流控生物芯片， 其特征在于： 所述废液收集装置与检测系统的之间还连接有微流控清洗 单元， 微流控清洗单元一端与微流控通道出口连接， 一端与废液收集装置连接， 还设置有与 底物储存器连通的管道， 用于底 物回收并循环利用。 4.根据权利要求1所述自动化核酸滚环扩增和酶标催化底物双重放大信号的DNA测序 微流控生物芯片， 其特 征在于： 所述 生物芯片为 地址化管理的微 流控装置。 5.根据权利要求1所述自动化核酸滚环扩增和酶标催化底物双重放大信号的DNA测序 微流控生物芯片， 其特征在于： 所述清洗溶液为但不限于PBS液； 所述电化学活性酶为但不 限于碱性磷酸酶； 所述底 物为但不限于含氨基苯基磷酸酯的PBS溶 液。 6.根据权利要求1所述自动化核酸滚环扩增和酶标催化底物双重放大信号的DNA测序 微流控生物芯片， 其特征在于： 所述捕获反应阵列位点的材料为但不限于金属、 金属氧化 物、 金属碳 化物、 导电塑料、 导电聚合物、 碳材 料或其组合物或混合物。 7.根据权利要求1所述自动化核酸滚环扩增和酶标催化底物双重放大信号的DNA测序 微流控生物芯片， 其特征在于： 所述捕获探针为但不限于检测 癌症、 慢性病或病原 微生物相 关基因的核酸序列。 8.根据权利要求3所述自动化核酸滚环扩增和酶标催化底物双重放大信号的DNA测序 微流控生物芯片， 其特征在于： 所述清洗单元收集的回收至底物储存器的反应液可用电化 学逆向反应回收后继续使用。 9.根据权利要求2所述自动化核酸滚环扩增和酶标催化底物双重放大信号的DNA测序 微流控生物芯片， 其特征在于： 所述微流控通道由印刷、 3 ‑D打印、 微加 工、 电沉积或真空沉 积制备。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 216786121 U 210.根据权利要求1所述自动 化核酸滚环扩增和酶标催化底物双重放大信号的DNA测序 微流控生物芯片， 其特征在于： 所述试剂供给单元通过处理器产生PWM信号控制注射泵， 实 现样品量的动态调节。 11.根据权利要求1所述自动 化核酸滚环扩增和酶标催化底物双重放大信号的DNA测序 微流控生物芯片， 其特征在于： 所述检测系统采用ARM架构的STM32微处理器作为核心芯片 搭建电路。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 216786121 U 3