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CN108130273B - 检测基板及其制作方法、检测核酸的方法 - Google Patents

检测基板及其制作方法、检测核酸的方法 Download PDF

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CN108130273B CN201611091734.0A CN201611091734A CN108130273B CN 108130273 B CN108130273 B CN 108130273B CN 201611091734 A CN201611091734 A CN 201611091734A CN 108130273 B CN108130273 B CN 108130273B
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Abstract

提供一种检测基板及其制作方法、检测核酸的方法。该检测基板，包括设置在衬底基板上的至少一个检测单元，检测单元包括第一电极、第二电极和凝胶层，第二电极设置在第一电极远离衬底基板的一侧，第二电极包括至少一个镂空结构，第二电极与第一电极彼此绝缘，第一电极和第二电极被配置来分别施加电压；凝胶层至少设置在第二电极的至少一个镂空结构上，凝胶层中包括接头，接头被配置来与靶标核酸配对。该检测基板，利用检测单元的第一电极和第二电极分别施加电压来进行核酸的扩增和检测。对第一电极和第二电极的结构和形貌要求简单，简化了工艺难度。

Description

检测基板及其制作方法、检测核酸的方法
技术领域
本公开至少一实施例涉及一种检测基板及其制作方法、检测核酸的方法。
背景技术
基因测序技术是现代分子生物学研究中最常用的技术，从1977年第一代基因测序发展至今，基因测序技术取得了相当大的发展，第一代sanger测序技术，第二代高通量测序技术，第三代单分子测序技术，第四代纳米孔测序技术，目前市场主流的测序技术仍以第二代高通量测序为主。
第二代高通量测序技术主要包括Illumina的边合成边测序技术，Thermo Fisher的离子半导体测序技术、连接法测序技术和Roche的焦磷酸测序技术等，其中Illumina凭借其超高通量和相对较长的读长的优势，占有超过70％的市场份额。
Illumina测序技术将目标DNA打断成小片段，然后在两端加上不同的接头，构建出单链DNA文库。然后在流动槽(flow cell)上以单链DNA文库作为模板进行桥式PCR，生成许多DNA簇，每个DNA簇中都含有单个靶标DNA的很多拷贝；最后向flow cell中加入DNA聚合酶、引物和带有荧光标记的碱基，当碱基合成到DNA上时，用激光激发荧光信号，并由相应的光学设备完成荧光信号的捕捉，最后利用计算机分析将光学信号转化为测序碱基序列。
发明内容
本公开的至少一实施例涉及一种检测基板及其制作方法、检测核酸的方法，可利用检测单元的第一电极和第二电极分别施加电压来进行靶标核酸的扩增和检测。对第一电极和第二电极的结构和形貌要求简单，简化了工艺难度。
本公开的至少一实施例提供一种检测基板，包括设置在衬底基板上的至少一个检测单元，其中，所述检测单元包括：
第一电极，
第二电极，设置在所述第一电极远离所述衬底基板的一侧，所述第二电极包括至少一个镂空结构，所述第二电极与所述第一电极彼此绝缘，所述第一电极和所述第二电极被配置来分别施加电压；
凝胶层，至少设置在所述第二电极的所述至少一个镂空结构上，所述凝胶层中包括接头，所述接头被配置来与靶标核酸配对。
本公开的至少一实施例还提供一种检测核酸的方法，包括：
以本公开实施例所述的任一检测基板中的至少一个检测单元为活性单元，对所述活性单元中的第一电极和第二电极分别施加极性不同的电压；
将文库通过所述检测基板，所述活性单元中的接头与所述文库中的靶标核酸进行配对，并进行扩增，形成待检测的靶标核酸；
对待检测的靶标核酸进行检测。
本公开的至少一实施例还提供一种检测核酸的方法，包括：
以本公开实施例所述的任一检测基板中的至少一个检测单元为活性单元，对所述活性单元中的第一电极和第二电极分别施加极性不同的电压，对所述活性单元中的第一电极施加的电压的极性与所述靶标核酸所带电的极性相反；
将文库通过所述检测基板，所述活性单元中的接头与所述文库中的靶标核酸进行配对，并进行扩增，形成待检测的靶标核酸；
对待检测的靶标核酸进行检测。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。
图1a-1h为一种纳米井及其制作方法；
图2a为本公开一实施例提供的一种检测基板的示意图；
图2b为靶标核酸与本公开一实施例提供的检测基板的接头配对的示意图；
图3a为本公开一实施例提供的另一种检测基板的示意图；
图3b为本公开一实施例提供的检测基板的不同检测单元的加电情况示意图；
图3c为本公开一实施例提供的检测基板的活性检测单元中靶标核酸扩增成集群的示意图；
图4a-图4g为本公开一实施例提供的检测基板的制作方法示意图。
附图标记：
1010-检测基板；10-衬底基板；100-检测单元；11-第一电极；12-第一钝化层；13-第二电极；14-图案化的光刻胶；15-第二钝化层；16-偶联层；1300-镂空结构；17-凝胶层；170-接头；18-靶标核酸；131-子电极单元；0100-活性单元。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
Illumina测序技术中，流动槽(flow cell)芯片是基因测序的关键部件，为了提高测序通量，在flow cell上进行图案化，在流道上刻蚀出许多纳米井，由于纳米井之间相互没有重叠，荧光信号之间没有干扰，可以提高flow cell的利用率，从而提高测序通量。由于要在纳米井中进行PCR扩增和基因测序，所以对纳米井的结构要求极为严格，导致制作工艺复杂。
图1a-图1h示出了Illumina纳米井制作工艺，如图1a所示，在衬底基板01上溅射一层金属层02，该金属层为牺牲层，例如材质可为Cr。然后再旋涂一层光刻胶03，利用光刻技术进行曝光、显影去除曝光的光刻胶，形成图案化的光刻胶030，如图1b所示。如图1c所示，以图案化的光刻胶030为掩模刻蚀掉未被光刻胶保护的金属，如图1d所示，再刻蚀掉未被光刻胶保护的衬底基板的一部分。如图1e所示，剥离掉剩余的光刻胶和金属，得到图案化的衬底基板010。如图1f所示，在图案化的衬底基板010上旋涂一层硅烷04进行表面处理，如图1g所示，再旋涂一层凝胶05，凝胶里带有DNA接头，可与模板DNA进行配对，最后进行机械或者化学抛光，去除纳米井间隙处的硅烷和凝胶，保证只有纳米井06中有凝胶，可以进行DNA配对，得到如图1h中所示的纳米井结构。例如，衬底基板可以是Si或玻璃等，也可以使用纳米压印技术进行制作纳米井。这种方法对制作的纳米井性质要求较高，同时对纳米井的均一性要求也较高，对衬底基板进行刻蚀较为困难。
本公开至少一实施例提供一种检测基板，包括设置在衬底基板上的至少一个检测单元，检测单元包括：
第一电极，
第二电极，设置在第一电极远离衬底基板的一侧，第二电极包括至少一个镂空结构，第二电极与第一电极彼此绝缘，第一电极和第二电极被配置来分别施加电压；
凝胶层，至少设置在第二电极的至少一个镂空结构上，凝胶层中包括接头，接头被配置来与靶标核酸配对。
本公开至少一实施例提供的检测基板，利用检测单元的第一电极和第二电极分别施加电压来进行靶标核酸的扩增(例如，PCR扩增)和检测(例如，测序)。例如，可利用第一电极施加与靶标核酸所带电的极性相反的电压，而第二电极施加与靶标核酸所带电的极性相同的电压，从而可形成类似纳米井的结构，靶标核酸可与检测单元内的接头配对，从而可进行靶标核酸的扩增和检测。对第一电极和第二电极的结构和形貌要求简单，简化了工艺难度。
本公开至少一实施例还提供一种检测基板的制作方法，包括在衬底基板上形成至少一个检测单元，形成检测单元包括：
形成第一电极，
形成第二电极，第二电极设置在第一电极远离衬底基板的一侧，第二电极包括至少一个镂空结构，第二电极与第一电极彼此绝缘，第一电极和第二电极被配置来分别施加电压；
形成凝胶层，凝胶层中包括接头，接头被配置来与靶标核酸配对。
本公开至少一实施例提供的检测基板的制作方法，对第一电极和第二电极的结构和形貌要求简单，制作工艺简单，而且无需进行表面抛光处理。
本公开至少一实施例还提供一种检测核酸的方法，包括：
以本公开至少一实施例提供的任一检测基板中的至少一个检测单元为活性单元，对活性单元中的第一电极和第二电极分别施加极性不同的电压，对活性单元中的第一电极施加的电压的极性与靶标核酸所带电的极性相反；
将文库通过检测基板，活性单元中的接头与文库中的靶标核酸进行配对，并进行扩增，形成待检测的靶标核酸；
对待检测的靶标核酸进行检测。
本公开至少一实施例提供的检测核酸的方法，可控制不同区域第一电极和第二电极的加电情况，以控制不同文库加载到不同区域，无需利用barcode进行区分文库，一次可以对更多的文库进行测序，实现了精准控制。从而简化检测核酸的流程，缩短检测时间，降低检测成本。
以下通过几个实施例来进行说明。
实施例一
本实施例提供一种检测基板1010，如图2a所示，包括设置在衬底基板10上的至少一个检测单元100。
检测单元100包括：
第一电极11，
第二电极13，设置在第一电极11远离衬底基板10的一侧，第二电极13包括至少一个镂空结构1300，第二电极13与第一电极11彼此绝缘，第一电极11和第二电极13被配置来分别施加电压；
凝胶层17，至少设置在第二电极13的至少一个镂空结构1300上，凝胶层17中包括接头170，接头170被配置来与靶标核酸18(图2a中未显示，请参照图2b)配对。
例如，可对第一电极11施加与靶标核酸18所带电(电荷)的极性相反的电压以吸引靶标核酸与接头配对。例如，靶标核酸18所带电的极性可通过实验或其所处的环境确定，但不限于此。例如，靶标核酸18所带电的极性与其所处的环境有关。例如，靶标核酸18在碱性环境中可带负电。例如，靶标核酸18在碱性溶液中因磷酸残基的存在可带负电。例如，本实施例中，极性包括正和负。例如，极性相同是指极性同为正，或者极性同为负。极性相反是指一个为正，另一个为负。
本实施例提供的检测基板，可利用检测单元的第一电极和第二电极分别施加电压来进行靶标核酸的扩增(例如，PCR扩增)和检测(例如，测序)。对第一电极和第二电极的结构和形貌要求简单，简化了工艺难度。
例如，靶标核酸18可以通过配对的方式被附接至凝胶材料的接头170上，并且接头170可以被用以扩增附接的靶标核酸。即，靶标核酸可以用作用于扩增的模板。接头170可以为引物，例如，可以为引物核酸，但不限于此。例如，靶标核酸18也可以称作模板核酸。接头170可采用通常的接头，可采用通常的方法附接在凝胶层17中。例如，每个检测单元100中可含有多个接头170，从而，可形成靶标核酸的克隆群体。例如，每个检测单元100中含有两种接头170，以便进行桥式PCR扩增。例如，靶标核酸18可以为单链脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid，DNA)片段，但不限于此。
凝胶层17可采用通常的材料，例如可包括水凝胶。进一步例如，可采用胶状结构的物质，聚合物网状结构的物质，或者交联的聚合物结构的物质，胶状结构的物质例如包括琼脂糖，聚合物网状结构的物质例如包括明胶，交联的聚合物结构的物质例如包括聚丙烯酰胺。凝胶层材质还可以为无硅烷丙烯酰胺或N-[5-(2-溴乙酰基)氨基戊基]丙烯酰胺(BRAPA)。需要说明的是，凝胶层17的材料不限于上述列举的情形。
例如，至少一个检测单元100中的第一电极11和第二电极13被配置来分别施加极性不同的电压。第一电极11和第二电极13分别施加极性不同的电压的至少一个检测单元100可称为活性单元。例如，如图2b所示，可利用第一电极11施加与靶标核酸18所带电的极性相反的电压，从而在第一电极11对应于第二电极13的镂空结构1300的位置处，可以吸引靶标核酸，使得接头17可以与靶标核酸18配对，而第二电极13施加与靶标核酸18所带电的极性相同的电压，对应于第二电极13位置处，即使有接头17，但是由于排斥作用，靶标核酸18不会与其配对，从而可形成类似纳米井的结构，使得在检测基板内，靶标核酸18可与活性单元内的接头170配对，从而可进行靶标核酸的扩增和检测。例如，不同的检测单元100可结合不同的靶标核酸，但不限于此。
例如，如图2a、图2b和图3a所示，在垂直于衬底基板10的方向上，第一电极11至少与至少一个镂空结构1300重叠。从而，在对应于镂空结构1300的区域，第一电极11施加的电压可以吸引与其具有相反极性的电压的靶标核酸至该检测单元100，以使得该检测单元100内的接头17与靶标核酸18配对。如图2b和图3b所示，以靶标核酸18带负电为例进行说明，靶标核酸18带负电，则可对第一电极11施加正电，对第二电极13施加负电。需要说明的是，本实施例不限于此。
例如，如图3a所示，第一电极11可为面状电极。面状电极易于形成，易于制作。但第一电极11不限于面状电极，例如，第一电极11还可以只对应于第二电极13的镂空结构1300。例如，第一电极11至少包括对应于第二电极13的镂空结构1300的部分。即，在垂直于衬底基板10的方向上，第二电极13至少与第二电极13所形成(所包括的)的至少一个镂空结构1300重叠。
例如，如图3a所示，第二电极13可包括至少一个子电极单元131，一个子电极单元131围成一个镂空结构1300。例如，如图3a所示，第二电极13可包括多个子电极单元131，多个子电极单元131电连接。不同的子电极单元131可以具有共用(共同)的部分。图3a中示出的第二电极13在不同位置处可具有不同的宽度，但不限于此。例如，第二电极13在不同的位置处还可以具有相同的宽度。
例如，如图2b、图3b所示，检测基板1010还包括设置在第一电极11和第二电极13之间的第一钝化层12以及设置在第二电极13和凝胶层17之间的第二钝化层15。第一钝化层12和第二钝化层15可为平坦层，但不限于此。设置第一钝化层12，可以使得第一电极11和第二电极13彼此绝缘。设置第二钝化层15，可以易于形成凝胶层。例如，第一钝化层12和第二钝化层15可采用通常的材质。例如，第一钝化层12和第二钝化层15可采用氧化钽，但不限于此。例如，第一钝化层12和第二钝化层15还可采用SiOx、SiNx、SiNxOy或者树脂等。
例如，如图2a和图3b所示，检测基板1010还可包括设置在第二钝化层15和凝胶层17之间的偶联层16。偶联层16可以使得凝胶层17更好的附着在衬底基板10上。例如，偶联层16材质包括硅烷，但不限于此。
例如，如图3a所示，检测单元100的数量可为多个。检测单元之间相互没有重叠，可使得检测时的荧光信号之间没有干扰，可以提高检测基板的利用率，从而提高测序通量，可实现高通量的测序。图3a中仅示出了三个检测单元100，即，第一检测单元101、第二检测单元102和第三检测单元103。
在不同的时刻，可根据对检测单元的加电情况，在不同的检测单元中进行扩增和检测。例如，如图3b所示，在某一时刻，可在第一电极11和第二电极13被施加极性相反的电压的检测单元(活性单元0100，如图3a、3b中的第一检测单元101)中进行扩增和检测，而在第一电极11和第二电极13被施加与靶标核酸所带电的极性相同的电压的检测单元(非活性单元，第二检测单元102和第三检测单元103)处，接头不与靶标核酸配对，不发生扩增。在不同的时刻，可控制不同检测单元(区域)第一电极和第二电极的加电情况，以控制不同文库加载到不同区域，无需利用barcode进行区分文库，一次可以对更多的文库进行测序，实现了精准控制。从而简化检测核酸的流程，缩短检测时间，降低检测成本。如图3c所示，经过扩增后，可以形成靶标核酸的集群180(待检测的靶标核酸)，从而可利于后续检测过程中的荧光信号的增强。
例如，多个检测单元100可呈阵列排布，但不限于此，例如还可以是其他排布方式。例如，多个检测单元100可随机分布。例如，不同的检测单元100的凝胶层17中的接头170可以相同，也可以不同，可根据需要而定，本实施例对此不作限定。例如，如图3a所示，不同的检测单元100之间的区域(间隔区域19)可不设置凝胶层17，或者也可以使得间隔区域19的凝胶层17失活，从而，可阻止生长中的核酸集群向外迁移。使得靶标核酸18的扩增被限制于检测单元100内，且只在对应于镂空结构1300的区域进行靶标核酸18的扩增。
例如，每个检测单元100的第一电极11和第二电极13可分别连接各自的引线以便于信号的施加。
实施例二
本实施例提供一种检测基板1010的制作方法，包括在衬底基板10上形成至少一个检测单元100。
形成检测单元100包括：
形成第一电极11，
形成第二电极13，第二电极13设置在第一电极11远离衬底基板10的一侧，第二电极13包括至少一个镂空结构1300，第二电极13与第一电极11彼此绝缘，第一电极11和第二电极13被配置来分别施加电压；
形成凝胶层17，凝胶层17中包括接头170，接头170被配置来与靶标核酸18配对。
例如，至少一个检测单元100中的第一电极11和第二电极13被配置来分别施加极性不同的电压。
例如，在垂直于衬底基板10的方向上，第一电极11至少与至少一个镂空结构1300重叠。
例如，检测基板1010的制作方法还包括在第一电极11和第二电极13之间形成第一钝化层12以及在第二电极13和凝胶层17之间形成第二钝化层15。
例如，检测基板1010的制作方法还包括在第二钝化层15和凝胶层17之间形成偶联层16。
一个示例中，检测基板1010的制作方法包括如下步骤。
步骤一、在衬底基板10上形成第一电极11。例如，在衬底基板10上形成第一电极11可包括在衬底基板10上形成第一电极层，并对其进行构图形成第一电极11。进一步例如，可包括：在衬底基板10上沉积一层导电层，然后旋涂一层光刻胶，利用光刻技术进行曝光，显影去除曝光的光刻胶，刻蚀掉未被光刻胶保护的导电层，剥离掉剩余的光刻胶，完成第一电极的制作。
步骤二、如图4a所示，在第一电极11上依次形成第一钝化层12、第二电极层130和光刻胶层140。
步骤三、如图4b所示，对光刻胶层140进行曝光、显影，形成图案化的光刻胶14。
步骤四、如图4c所示，以图案化的光刻胶14为掩模对第二电极层130进行刻蚀，得到第二电极13。例如，第二电极的制作方法可与第一电极的制作方法相同，只是图案不同，
步骤五、如图4d所示，剥离图案化的光刻胶14。
步骤六、如图4e所示，在第二电极13上形成第二钝化层15。
步骤七、如图4f所示，在第二钝化层15上形成偶联层16。
步骤八、如图4g所示，在偶联层16上形成凝胶层17，凝胶层17中含有接头170(图中未示出，请参照图2a)。
例如，第一电极11和/或第二电极13的材质可为透明导电材料，例如，可为导电金属氧化物，进一步例如包括氧化铟锡(ITO)。
例如，衬底基板10可以是Si和玻璃等，但不限于此。例如，也可以使用纳米压印技术进行检测基板的制作。
采用本实施例的方法可制备实施例一所述的任一检测基板1010。相同或相似之处不再赘述。
实施例三
本实施例提供一种检测核酸的方法，包括：
以实施例一所述的任一检测基板1010中的至少一个检测单元100为活性单元0100，对活性单元中的第一电极11和第二电极13分别施加极性不同的电压，对活性单元0100中的第一电极11施加的电压的极性与靶标核酸18所带电的极性相反，相应的，对活性单元0100中的第二电极13施加的电压的极性与靶标核酸18所带电的极性相同；
将文库通过检测基板1010，活性单元中的接头170与文库中的靶标核酸18进行配对，并进行扩增，形成待检测的靶标核酸；
对待检测的靶标核酸进行检测。例如，检测的过程为边合成边检测。
例如，待检测的靶标核酸中包括多个靶标核酸，为靶标核酸的集群。
至少一种探针包括与至少一种靶标核酸的至少一部分互补的至少一种核酸。
例如，至少一种探针包括多种带有荧光标记的碱基。例如，至少一种探针包括四种带有荧光标记的脱氧核苷酸三磷酸(脱氧核糖核苷三磷酸，deoxy-ribonucleosidetriphosphate，dNTP)。
例如，检测基板1010包括多个检测单元100，对除了活性单元外的检测单元100(非活性单元)的第一电极11和第二电极13施加极性相同的电压。该极性相同的电压的极性与靶标核酸所带电(电荷)的极性相同，从而排斥靶标核酸，避免其与非活性单元内的接头配对。
例如，检测单元100为多个，依次让不同的检测单元100作为活性单元，并对除了活性单元外的检测单元100的第一电极11和第二电极13施加极性相同的电压，让不同的文库依次通过检测基板1010，在不同的活性单元内进行扩增和检测。
例如，对待检测的靶标核酸进行检测包括：
使检测基板1010与结合靶标核酸的至少一种荧光标记的探针接触；
检测在检测基板1010上的荧光信号以辨别结合至少一种探针的靶标核酸。
下面以靶标核酸为靶标DNA(模板DNA，或DNA模板)，进行基因测序为例进行检测方法的说明。以靶标核酸18带负电为例进行说明。
首先让第一检测单元101中的第一电极11带正电，第二电极13带负电，其他检测单元的第一电极11和第二电极13都带负电，然后让第一文库通过检测基板1010，这样第一文库中的靶标DNA被吸引到第一检测单元101中，与其中的接头17进行配对。
再次让第二检测单元102中的第一电极11带正电，第二电极13带负电，其他检测单元的第一电极11和第二电极13都带负电，然后让第二文库通过检测基板1010，这样第二文库中的靶标DNA被吸引到第二检测单元102中，与其中的接头17进行配对。
依次让不同检测单元第一电极带正电，第二电极带负电，然后让相应的文库通过检测基板1010，这样就可以使各个文库相互分开，在不同检测单元进行聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction，PCR)以便扩增和检测，不必通过barcode进行文库的区分，使得测序流程简化，缩短测序时间，降低测序成本。
本公开的实施例利用检测单元的第一电极和第二电极进行靶标核酸的扩增和检测，制作工艺以及对第一电极和第二电极的结构和形貌要求简单，实现高通量测序的同时，简化了工艺难度，而且无需进行表面抛光处理，可控制不同检测单元的第一电极和第二电极的加电情况控制不同文库加载到不同区域，无需利用barcode进行区分文库，一次可以对更多的文库进行测序，实现了精准控制。从而简化基因测序流程，缩短测序时间，降低测序成本。
例如，文库可采用以下方法构建。利用超声波把待测的DNA样本打断成小片段，目前除了组装之外和一些其他的特殊要求之外，主要是打断成200-500bp长的序列片段，并在这些小片段的两端添加上不同的接头，构建出单链DNA文库。
例如，当文库建好后，这些文库中的DNA在通过检测基板的时候会附着在活性单元的表面，与其中的接头配对。每个检测单元的表面都可附有很多接头，这些接头能和建库过程中加在DNA片段两端的接头相互配对，并能支持DNA在其表面进行桥式PCR的扩增。
例如，桥式PCR扩增与变性中，桥式PCR以检测单元表面所固定的接头为模板，进行桥式扩增。经过不断的扩增和变性循环，最终每个DNA片段都将在各自的位置上集中成束，每一个束都含有单个靶标DNA的很多份拷贝(形成待检测的靶标核酸)，进行这一过程的目的在于实现将碱基的信号强度放大，以达到测序所需的信号要求。
例如，测序过程中，可向反应体系中同时添加DNA聚合酶、接头引物和带有碱基特异荧光标记的四种脱氧核糖核苷三磷酸(deoxy-ribonucleoside triphosphate，dNTP)。这些dNTP的3’-OH被化学方法所保护，因而每次只能添加一个dNTP。在dNTP被添加到合成链上后，所有未使用的游离dNTP和DNA聚合酶会被洗脱掉。接着，再加入激发荧光所需的缓冲液，用激光激发荧光信号，并用光学设备完成荧光信号的记录，最后利用计算机分析将光学信号转化为测序碱基。这样荧光信号记录完成后，再加入化学试剂淬灭荧光信号并取出dNTP的3’-OH保护基团，以便能进行下一轮的测序反应。
例如，术语“文库”，当提及分析物使用时，指具有不同化学组成的分析物的集合。典型地，文库中的分析物可以是不同的物种，其具有属或纲的共同的特征或特性，但以其他方式在某些方面不同。例如，文库可包括这样的核酸物种，其在核酸序列方面不同，但在具有糖-磷酸主链方面是相似的。
例如，术语“核酸”和“核苷酸”意图与其在本领域的使用一致，并且包括天然地存在的物种或其功能类似物。核酸的特别地有用的功能类似物能够以序列特异的方式与核酸杂交，或能够被用作模板用于复制特定的核苷酸序列。天然地存在的核酸普遍地具有含磷酸二酯键的主链。类似物的结构可具有可选的主链连接。天然地存在的核酸普遍地具有脱氧核糖(deoxyribose sugar)(例如在脱氧核糖核酸(DNA)中发现的)或核糖(ribosesugar)(例如在核糖核酸(RNA)中发现的)。核酸可包含这些本领域已知的糖部分的多种类似物的任何一种的核苷酸。核酸可包括天然的或非天然的核苷酸。在这方面，天然的脱氧核糖核酸可具有选自由腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶或鸟嘌呤组成的组的一个或更多个碱基，且核糖核酸可具有选自由尿嘧啶、腺嘌呤、胞嘧啶或鸟嘌呤组成的组的一个或更多个碱基。可被包括在核酸或核苷酸中的有用的非天然的碱基在本领域是已知的。例如，当提及核酸而使用时，术语“探针”或“靶标”可作为核酸的语义标识符，且不必限制核酸的结构或功能，除非另外明确地指示。类似地，术语“探针”或“靶标”可用于其他分析物，诸如蛋白、小分子、细胞等等。
有以下几点需要说明：
(1)除非另作定义，本公开实施例以及附图中，同一附图标记代表同一含义。
(2)本公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
(3)为了清晰起见，在用于描述本公开的实施例的附图中，层或区域的厚度被放大。可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。
(4)在不冲突的情况下，本公开的同一实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种检测基板，包括设置在衬底基板上的多个检测单元，其中，每一所述检测单元包括：
第一电极，
第二电极，设置在所述第一电极远离所述衬底基板的一侧，所述第二电极包括至少一个镂空结构，所述第二电极与所述第一电极彼此绝缘，所述第一电极和所述第二电极具有不同的引线以被配置来分别施加电压；
凝胶层，至少设置在所述第二电极的所述至少一个镂空结构上，所述凝胶层中包括接头，所述接头被配置来与靶标核酸配对，
其中，所述多个检测单元中的所述多个第一电极彼此分离，所述多个第二电极彼此分离，并且不同检测单元中的所述第一电极和第二电极连接不同的引线，
其中，所述多个检测单元至少包括第一检测单元和第二检测单元，
所述第一检测单元中的所述第一电极和第二电极被施加彼此极性相反的电压，而所述第二检测单元中的所述第一电极和第二电极被施加与靶标核酸所带电的极性相同的电压。
2.根据权利要求1所述的检测基板，其中，在垂直于所述衬底基板的方向上，所述第一电极至少与所述至少一个镂空结构重叠。
3.根据权利要求1所述的检测基板，其中，所述第一电极为面状电极。
4.根据权利要求1所述的检测基板，其中，所述第二电极包括至少一个子电极单元，一个所述子电极单元围成一个所述镂空结构。
5.根据权利要求4所述的检测基板，其中，所述第二电极包括多个子电极单元，所述多个子电极单元电连接。
6.根据权利要求1所述的检测基板，还包括设置在所述第一电极和所述第二电极之间的第一钝化层以及设置在所述第二电极和所述凝胶层之间的第二钝化层。
7.根据权利要求6所述的检测基板，还包括设置在所述第二钝化层和所述凝胶层之间的偶联层。
8.根据权利要求7所述的检测基板，其中，所述偶联层材质包括硅烷。
9.根据权利要求1所述的检测基板，其中，多个所述检测单元呈阵列排布。
10.一种检测基板的制作方法，包括在衬底基板上形成多个检测单元，其中，形成每一所述检测单元包括：
形成第一电极，
形成第二电极，所述第二电极设置在所述第一电极远离所述衬底基板的一侧，所述第二电极包括至少一个镂空结构，所述第二电极与所述第一电极彼此绝缘，所述第一电极和所述第二电极具有不同的引线以被配置来分别施加电压；
形成凝胶层，所述凝胶层中包括接头，所述接头被配置来与靶标核酸配对，
其中，所述多个检测单元中的所述多个第一电极彼此分离，所述多个第二电极彼此分离，并且不同检测单元中的所述第一电极和第二电极连接不同的引线，
其中，所述多个检测单元至少包括第一检测单元和第二检测单元，
所述第一检测单元中的所述第一电极和第二电极被施加彼此极性相反的电压，而所述第二检测单元中的所述第一电极和第二电极被施加与靶标核酸所带电的极性相同的电压。
11.根据权利要求10所述的检测基板的制作方法，其中，在垂直于所述衬底基板的方向上，所述第一电极至少与所述至少一个镂空结构重叠。
12.根据权利要求10所述的检测基板的制作方法，还包括在所述第一电极和所述第二电极之间形成第一钝化层以及在所述第二电极和所述凝胶层之间形成第二钝化层。
13.根据权利要求12所述的检测基板的制作方法，还包括在所述第二钝化层和所述凝胶层之间形成偶联层。
14.一种检测核酸的方法，包括：
以权利要求1-9任一项中所述的检测基板中的至少一个检测单元为活性单元，对所述活性单元中的第一电极和第二电极分别施加极性不同的电压，对所述活性单元中的第一电极施加的电压的极性与所述靶标核酸所带电的极性相反；
将文库通过所述检测基板，所述活性单元中的接头与所述文库中的靶标核酸进行配对，并进行扩增，形成待检测的靶标核酸；
对待检测的靶标核酸进行检测，
所述方法还包括：对除了所述活性单元外的检测单元的第一电极和第二电极施加极性相同的电压，
其中，对除了所述活性单元外的检测单元的第一电极和第二电极施加的电压的极性与所述靶标核酸所带电的极性相同。
15.根据权利要求14所述的检测核酸的方法，还包括：依次让不同的检测单元作为活性单元，并对除了所述活性单元外的检测单元的第一电极和第二电极施加与所述靶标核酸所带电的极性相同的电压，让不同的文库依次通过检测基板，在不同的活性单元内进行扩增和检测。
16.根据权利要求14或15所述的检测核酸的方法，其中，对待检测的靶标核酸进行检测包括：
使所述检测基板与结合所述靶标核酸的至少一种荧光标记的探针接触；
检测在所述检测基板上的荧光信号以辨别结合所述至少一种探针的靶标核酸。
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