(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210789003.2 (22)申请日 2022.07.06 (71)申请人 上海交通大 学 地址 200240 上海市闵行区东川路80 0号 (72)发明人 孙嘉伟　吴开杰　邵志峰　沈玉梅　 谷朝臣　关新平　 (74)专利代理 机构 上海汉声知识产权代理有限 公司 3123 6 专利代理师 胡晶 (51)Int.Cl. C12Q 1/6837(2018.01) C12Q 1/6869(2018.01) C12N 15/11(2006.01) C12M 1/34(2006.01) C12M 1/00(2006.01)C12M 1/38(2006.01) G02B 21/00(2006.01) G02B 21/06(2006.01) G01J 5/48(2006.01) (54)发明名称 全内反射单分子 基因测序系统 (57)摘要 本发明提供一种全内反射单分子基因测序 系统， 涉及基因测序技术领域， 包括： 全内反射测 序芯片、 成像测温装置、 照明装置以及精密位移 台； 全内反射测序芯片， 包含棱镜基板、 盖板、 固 定架以及多片流道板； 其中， 棱镜基板的上表面 与下表面分别与一片流道板贴合， 流道板又与一 片盖板贴合， 所述流道板的中间加工有贯穿上下 表面的流道； 成像测温装置， 包含显微物镜、 成像 模块、 对焦测温模块； 照明装置， 包含照明镜头、 照明镜头位移 器以及照明光偏折镜。 本发明能够 不依赖镜油进行单分子成像的全内反射单分子 基因测序， 可靠性高， 且维护成本低。 权利要求书2页 说明书9页 附图5页 CN 115058494 A 2022.09.16 CN 115058494 A 1.一种全内反射单分子基因测序系统， 其特征在于， 包括： 全内反射测序芯片、 成像测 温装置、 照明装置以及精密位移台； 所述全内反射测序芯片安装于所述精密位移台上， 所述 成像装置位于所述全内反射测序芯片的上方， 所述照明装置位于所述全内反射测序芯片的 侧边； 所述全内反射测序芯片， 包含棱镜基板、 盖板、 流道板以及固定架； 所述棱镜基板、 盖板 以及流道板由粘合剂粘合为一个整体并安装于所述固定架上； 其中， 所述棱镜基板的上表 面与下表面分别与一片流道板贴合， 所述流道板又与一片盖板贴合， 所述流道板的中间加 工有贯穿上下表面的流道； 所述成像测温装置， 包含显微物镜、 红外二相色镜、 对焦位移器、 成像模块以及对焦测 温模块， 所述显微物镜以及成像模块的光轴与所述红外二相色镜的透射光轴同轴并位于所 述红外二相色镜的两端， 所述对焦测温模块的光轴与所述红外二相色镜的反射光轴同轴并 垂直于所述显微物镜与所述成像模块的光轴， 所述显微物镜、 红外二相色镜以及对焦测温 模块共同安装于所述对焦位移器上； 所述照明装置， 包含照明光源、 照明镜头、 照明镜头位移器以及照明光偏折镜， 所述照 明镜头安装于所述照明镜头位移器上并将所述照明光源发出的光进行准直， 所述照明光偏 折镜安装于所述精密位移台上并处于所述照明镜 头出射光线的路径上。 2.根据权利要求1所述的全内反射单分子基因测序系统， 其特征在于， 所述全内反射测 序芯片及所述照明光偏折镜均固定于所述精密位移台上， 并由所述精密位移台带动同沿水 平方向同步移动； 所述照明镜头安装于所述照明镜头位移器上， 所述照明镜头位移器带动所述照明镜头 上下移动， 所述照明镜头 向所述照明光偏折镜发射照明光束， 所述照明光偏折镜将照明光 偏折并射入所述全内反射测序芯片。 3.根据权利要求1所述的全内反射单分子基因测序系统， 其特征在于， 所述棱镜基板上 表面与下表面包 含一条或多条测序区与镀膜区； 所述测序区的表面修饰有用于连接DNA分子的引物， 所述镀膜区镀有高反射率金属薄 膜， 所述测序区与所述流道覆盖的区域重合； 当照明光以垂直于所述棱镜基板左面或者右 面的角度入射后， 能够 同时在上表面与下表面对应的两条测序区的内侧同时发生全内反 射， 从而向该区域外侧发射隐逝光波。 4.根据权利要求1所述的全内反射单分子基因测序系统， 其特征在于， 所述固定架的两 端安装有电极， 一端为正极， 另一端为负极， 且所述电极与所述棱镜基板的镀膜区导通； 当 所述电极通电时， 所述 棱镜基板的镀膜区会发热从而加热全内反射测序芯片的流道。 5.根据权利要求1所述的全内反射单分子基因测序系统， 其特征在于， 所述对焦测温模 块包含二象限光电探测器、 红外发光 二极管以及信号处 理模块； 对焦测温模块的工作模式分为对焦与测温两种模式； 所述二象限光电探测器分A象限 与B象限两个区域； 当所述对焦测温模块工作在对焦 模式时， 所述红外二极管以特定角度向 所述显微物镜的后方发射红外光束， 红外光束经过所述显微物镜后到达待测样品表面后将 发生反射并沿与入射 光线方向对称的方向重新 射入所述显微物镜； 所述二象限光电探测器接收所述红外二极管所发射后经过样品表面反射的光束， 并由 所述信号处 理模块输出A象限与B象限的差值 放大信号。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115058494 A 26.根据权利要求5所述的全内反射单分子基因测序系统， 其特征在于， 所述二象限探测 器接收由所述显微物镜接收到的样品在成像焦面处的自发红外信号， 并由所述信号处理模 块输出A象限与B象限的和值 放大信号。 7.根据权利要求1所述的全内反射单分子基因测序系统， 其特征在于， 所述照明镜头射 出的光束为射向所述光束偏折镜的平行准直光束， 当所述精密位移台带动照明光偏折镜和 所述全内反射测序芯片沿照明光束方向移动时， 所述全内反射测序芯片上下表面全内反射 光斑相对于所述全内反射测序芯片的相对位置不发生变化。 8.根据权利要求1所述的全内反射单分子基因测序系统， 其特征在于， 所述照明镜头位 移器带动所述照明镜头上下移动， 使得所述全内反射测序芯片内的全内反射光斑能够在不 同流道之间切换。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115058494 A 3