基因測序芯片、裝置以及方法與流程

本發明的實施例涉及一種基因測序芯片、基因測序裝置以及基因測序方法。

背景技術：

隨著基因測序技術的不斷發展，基因測序技術逐漸成為現代分子生物學研究中最常用的技術，具有廣泛的應用場景。因此，用于基因測序的裝置具有較大的市場空間。

從1977年第一代基因測序發展至今，基因測序技術取得了相當大的發展，第一代sanger測序技術，第二代高通量測序技術，第三代單分子測序技術，第四代納米孔測序技術，目前市場主流的測序技術仍以第二代高通量測序為主。

第二代高通量測序技術主要包括illumina的邊合成邊測序技術，thermofisher的離子半導體測序技術、連接法測序技術和roche的焦磷酸測序技術等，其中illumina憑借其超高通量和相對較長的讀長的優勢，占有超過70％的市場份額。

通常的基因測序技術會對各種堿基進行不同的熒光基團修飾，當這些堿基與待測基因片段配對時，熒光基團釋放；此時，通過光學系統檢測熒光顏色便可確定堿基的種類，從而得到待測基因片段序列。

技術實現要素：

本發明至少一個實施例提供一種基因測序芯片、基因測序裝置以及基因測序方法。該基因測序芯片包括第一基板、公共電極、第二基板以及液晶層。第一基板與第二基板相對設置，液晶層設置在第一基板與第二基板之間。第二基板遠離第一基板的一側包括至少一個凹入第二基板的凹槽，凹槽用于放置待測樣本，各凹槽靠近第一基板的底部設置有離子敏感膜，離子敏感膜被配置為感應凹槽內發生的基因測序反應產生的離子以產生電壓并與公共電極產生電場，從而可驅動該液晶層中的液晶分子偏轉。由此，該基因測序芯片可提供更簡單，成本更低的基因測序。

本發明至少一個實施例提供一種基因測序芯片，其包括：第一基板；公共電極；第二基板，與所述第一基板相對設置；液晶層，設置在所述第一基板與所述第二基板之間，所述第二基板遠離所述第一基板的一側包括至少一個凹入所述第二基板的凹槽，所述凹槽被配置為放置待測樣本，各所述凹槽靠近所述第一基板的底部設置有離子敏感膜，所述離子敏感膜被配置為感應所述凹槽內發生的基因測序反應產生的離子以產生電壓并與所述公共電極產生電場。

例如，在本發明一實施例提供的基因測序芯片中，所述離子敏感膜包括氫離子敏感膜。

例如，在本發明一實施例提供的基因測序芯片中，所述至少一個凹槽包括多個所述凹槽，所述多個凹槽在所述第二基板上呈陣列設置。

例如，在本發明一實施例提供的基因測序芯片中，所述公共電極設置在所述第一基板靠近所述液晶層的一側。

例如，在本發明一實施例提供的基因測序芯片中，所述公共電極包括多個條狀公共電極，所述公共電極和所述離子敏感膜同層設置，各所述條狀公共電極設置在相鄰的所述凹槽之間。

例如，在本發明一實施例提供的基因測序芯片中，所述公共電極包括多個條狀公共電極，所述離子敏感膜包括多個條狀敏感膜，所述公共電極和所述離子敏感膜同層設置，所述條狀公共電極和所述條狀敏感膜交替間隔設置在所述凹槽的底部。

例如，本發明一實施例提供的基因測序芯片中還包括：第一偏光片；以及第二偏光片，所述第一偏光片和所述第二偏光片設置在所述液晶層的兩側。

例如，本發明一實施例提供的基因測序芯片中還包括：背光源，設置在所述第一偏光片遠離所述第二偏光片的一側，或者，設置在所述第二偏光片遠離所述第一偏光片的一側。

例如，在本發明一實施例提供的基因測序芯片中，所述凹槽平行于所述第一基板的橫截面的形狀包括圓形和正多邊形至少之一。

例如，在本發明一實施例提供的基因測序芯片中，所述凹槽的平行于所述第一基板的橫截面的最大尺寸的范圍為10-100μm。

例如，本發明一實施例提供的基因測序芯片還包括：第三基板、進樣口和出樣口，第三基板設置在所述第二基板遠離所述第一基板的一側，所述第三基板包括至少一個流道，所述流道與所述凹槽連通，所述進樣口和所述出樣口設置在所述第三基板上并與所述流道連通。

本發明至少一個實施例提供一種基因測序裝置，其包括：基因測序芯片；以及感光裝置，所述基因測序芯片包括上述任一項所述的基因測序芯片，所述感光裝置被配置為感測所述至少一個凹槽所在位置處的出光。

例如，在本發明一實施例提供的基因測序裝置中，所述感光裝置包括ccd圖像傳感器。

本發明至少一個實施例提供一種基因測序芯片的基因測序方法，所述基因測序芯片包括上述任一項所述的基因測序芯片，所述基因測序方法包括：在凹槽中放入待測樣本；依次向所述凹槽加入四種不同的脫氧核糖核苷三磷酸并分別通過離子敏感膜感應堿基配對反應釋放的離子并產生感應電壓，此電壓與公共電極產生電場，；以及檢測所述液晶偏轉的情況，并通過所述液晶偏轉的情況判斷發生配對反應的脫氧核糖核苷三磷酸。

例如，在本發明一實施例提供的基因測序裝置中，檢測所述液晶偏轉的情況，并通過所述液晶偏轉的情況判斷發生配對反應的脫氧核糖核苷三磷酸包括：通過感光裝置和偏光片感測偏振光通過所述液晶的情況來檢測所述液晶偏轉的情況。

附圖說明

為了更清楚地說明本公開實施例的技術方案，下面將對實施例的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅涉及本公開的一些實施例，而非對本公開的限制。

圖1為本發明一實施例提供的一種基因測序芯片的結構示意圖；

圖2a為本發明一實施例提供的另一種基因測序芯片的結構示意圖；

圖2b為本發明一實施例提供的另一種基因測序芯片的結構示意圖；

圖3為本發明一實施例提供的一種凹槽的平面示意圖；

圖4為本發明一實施例提供的另一種基因測序芯片的結構示意圖；

圖5為本發明一實施例提供的一種基因測序芯片的平面示意圖；

圖6為本發明一實施例提供的一種基因測序芯片的工作原理示意圖；

圖7為本發明一實施例提供的一種基因測序裝置的結構示意圖；以及

圖8為本發明一實施例提供的一種基因測序方法的流程圖。

具體實施方式

為使本公開實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本公開實施例的附圖，對本公開實施例的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本公開的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于所描述的本公開的實施例，本領域普通技術人員在無需創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本公開保護的范圍。

除非另外定義，本公開使用的技術術語或者科學術語應當為本公開所屬領域內具有一般技能的人士所理解的通常意義。本公開中使用的“第一”、“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數量或者重要性，而只是用來區分不同的組成部分。“包括”或者“包含”等類似的詞語意指出現該詞前面的元件或者物件涵蓋出現在該詞后面列舉的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“連接”或者“相連”等類似的詞語并非限定于物理的或者機械的連接，而是可以包括電性的連接，不管是直接的還是間接的。

在通常的基因測序技術中，需要對各種堿基進行不同的熒光基團修飾，當這些堿基與待測基因片段配對時，熒光基團釋放；此時，通過光學系統檢測熒光顏色便可確定堿基的種類，從而得到待測基因片段序列。也就是說，通常的基因測序技術不僅需要對堿基進行熒光標記，還需要有激光光源和光學系統。因此，通常的基因測序技術的基因測序系統比較復雜，并且對堿基進行熒光基團修飾標記的化學試劑比較昂貴，從而增加基因測序的時間和成本。

本發明實施例提供一種基因測序芯片、基因測序裝置以及基因測序方法。該基因測序芯片包括第一基板、公共電極、第二基板以及液晶層。第一基板與第二基板相對設置，液晶層設置在第一基板與第二基板之間。第二基板遠離第一基板的一側包括至少一個凹入第二基板的凹槽，凹槽用于放置待測樣本，各凹槽靠近第一基板的底部設置有離子敏感膜，離子敏感膜可感應凹槽中發生的基因測序反應產生的離子并產生電壓，從而與公共電極產生電場以驅動該液晶層中的液晶分子偏轉。由此，該基因測序芯片可利用離子敏感膜感應堿基配對反應中產生的離子(例如，氫離子)并產生電壓，并產生控制液晶層中液晶分子偏轉的電場，從而利用液晶光學開關技術來判斷是否發生堿基配對反應，進而實現基因測序。而且，由于采用該基因測序芯片的基因測序技術無需對各種堿基進行熒光標記，也不需要激光光源和光學系統，因此，采用該基因測序芯片的基因測序技術的系統更簡單，成本更低。

下面結合附圖對本發明實施例提供的基因測序芯片、基因測序裝置以及基因測序方法進行說明。

實施例一

本實施例提供一種基因測序芯片。圖1為根據本實施例的一種基因測序芯片；如圖1所示，該基因測序芯片包括第一基板110、公共電極120、第二基板130以及液晶層140。第一基板110和第二基板130相對設置，液晶層140設置在第一基板110和第二基板130之間。第二基板130遠離第一基板110的一側包括至少一個凹入第二基板130的凹槽136，凹槽136可放置待測樣本并用于對待測樣本進行基因測序；凹槽136靠近第一基板110的底部設置有離子敏感膜132，離子敏感膜132可感應凹槽136中發生的基因測序反應，例如堿基配對反應產生離子并產生電壓以與公共電極120形成電場，以控制位于第二基板130靠近第一基板110的一側的液晶層130中的液晶分子發生旋轉。

在本實施例提供的基因測序芯片中，可利用離子敏感膜感應凹槽中發生的基因測序反應，例如堿基配對反應，產生的離子(例如，氫離子)并產生電壓，例如能斯特電壓，并產生控制液晶層中液晶分子偏轉的電場(例如，與公共電極產生電場)，從而利用液晶光學開關技術來判斷是否發生堿基配對反應，進而實現基因測序。例如，如圖1所示，將待測樣本210放入凹槽136中，并依次向凹槽136加入四種不同的脫氧核糖核苷三磷酸220。如圖1中左邊的凹槽所示，若待測樣本與當前加入的脫氧核糖核苷三磷酸發生堿基配對反應，離子敏感膜感應堿基配對反應釋放的離子(例如，氫離子)并可產生電壓，從而與公共電極形成電場并控制該凹槽所在位置處的液晶層中的液晶分子偏轉；如圖1中右邊的凹槽所示，若待測樣本與當前加入的脫氧核糖核苷三磷酸不發生堿基配對反應，離子敏感膜不產生電壓，該凹槽所在位置處的液晶層中的液晶分子不偏轉。此時，可通過判斷通過該凹槽所在位置處的液晶層的光線的偏振方向或者旋向是否發生改變(例如，向該液晶層的一側照射偏振光，并在該液晶層的另一側通過檢偏器和光感應裝置來檢測是否有光通過)來判斷離子敏感膜上是否有電壓，從而判斷待測樣本與當前加入的脫氧核糖核苷三磷酸是否發生堿基配對反應，進而可實現基因測序。值得注意的是，由于采用該基因測序芯片的基因測序技術無需對各種堿基進行熒光標記，也不需要激光光源和光學系統，因此，采用該基因測序芯片的基因測序技術的系統更簡單，成本更低。需要說明的是，由于單個待測樣本與脫氧核糖核苷三磷酸發生的堿基配對反應釋放的離子較少，可通過對待測樣本進行擴增，同時發生多次堿基配對反應，從而使得離子敏感膜能夠感應并產生電壓。

例如，第一基板可包括玻璃基板、塑料基板或其他透明基板，從而便于透光。

例如，公共電極可選用透明金屬電極，例如，氧化銦錫(ito)電極。當然，本發明實施例包括但不限于此，公共電極也可采用不透明電極，通過在公共電極上設置多個開口以實現透光。

例如，凹槽可通過刻蝕第二基板而形成。當然，本發明實施例包括但不限于此，凹槽也可采用其他方法形成。

例如，在本實施例一示例提供基因測序芯片中，凹槽平行于第一基板的橫截面的形狀包括圓形和正多邊形至少之一。當然，本發明實施例包括但不限于此。

例如，在本實施例一示例提供基因測序芯片中，凹槽平行于第一基板的橫截面的最大尺寸的范圍為10-100μm。需要說明的是，當凹槽平行于第一基板的橫截面為圓形時，最大尺寸為圓形的直徑，當凹槽的橫截面為正多邊形時，最大尺寸為正多邊形的對角線。

例如，在本實施例一示例提供的基因測序芯片中，離子敏感膜可包括氫離子敏感膜。需要說明的是，氫離子敏感膜的電位可響應于氫離子而變化。例如，氫離子敏感膜可利用固定在氫離子敏感膜上的氫離子識別材料，例如四氮化三硅(si3n4)有選擇性地結合氫離子，從而發生膜電位或膜電流的改變。當然，本發明實施例包括但不限于此，離子敏感膜也可根據實際情況采用其他離子敏感膜。

例如，氫離子敏感膜為透明的，從而便于觀察偏振光的透過情況。

例如，氫離子敏感膜的材料包括有機材料或無極材料。例如，氫離子敏感膜的材料可選自氮化硅(sinx)、鋰玻璃、二氧化硅(sio2)以及氧化鋁(al2o3)中的一種或多種。

例如，在本實施例一示例提供的基因測序芯片中，如圖1所示，公共電極120設置在第一基板110靠近液晶層140的一側。由此，當離子敏感膜132產生電壓時，可與公共電極120產生垂直于液晶層140的電場，從而驅動液晶層140中的液晶分子偏轉。需要說明的是，圖1示出的公共電極120整面設置在第一基板110上，從而可減少對公共電極120進行圖案化的工藝。然而，本發明實施例包括但不限于此，公共電極也可與離子敏感膜對應設置。也就是說，公共電極僅設置在凹槽所在位置處的第一基板上。

例如，在本實施例一示例提供基因測序芯片中，如圖1所示，該基因測序芯片還包括封框膠190，設置在第一基板110和第二基板130之間并位于第一基板110的周邊區域以將液晶層140密封在第一基板110和第二基板130之間。

例如，在本實施例一示例提供的基因測序芯片中，至少一個凹槽包括多個凹槽，多個凹槽在第二基板上呈陣列設置。由此，通過設置多個凹槽可同時對多個待測樣本進行檢測，從而大大提高基因測序的效率。另外，多個凹槽在第二基板上呈陣列設置便于對多個凹槽進行編號。

實施例二

本實施例提供一種基因測序芯片。圖2a示出了根據本實施例的一種基因測序芯片。如圖2a所示，與實施例一不同的是，公共電極120包括多個條狀公共電極1200，公共電極120和離子敏感膜132同層設置，各條狀公共電極1200設置在相鄰的凹槽136之間。由此，當離子敏感膜產生電壓時，設置在相鄰的凹槽之間條狀公共電極可與離子敏感膜產生橫向電場，驅動液晶層的液晶分子偏轉。此時，可通過判斷通過該凹槽所在位置處的液晶層的光線的偏振方向或者旋向是否發生改變(例如，向該液晶層的一側照射偏振光，并在該液晶層的另一側通過檢偏器和光感應裝置來檢測是否有光通過)來判斷離子敏感膜上是否有電壓，從而判斷待測樣本與當前加入的脫氧核糖核苷三磷酸是否發生堿基配對反應，進而可實現基因測序。

例如，圖2b示出了根據本實施例的一種基因測序芯片。如圖2b所示，公共電極120包括多個條狀公共電極1200，離子敏感膜132包括多個條狀敏感膜1320，公共電極120和離子敏感膜132同層設置，條狀公共電極1200和條狀敏感膜1320交替間隔設置在凹槽136的底部。由此，當離子敏感膜產生電壓時，條狀公共電極和條狀敏感膜可產生橫向電場，驅動液晶層的液晶分子偏轉。此時，可通過判斷通過該凹槽所在位置處的液晶層的光線的偏振方向或者旋向是否發生改變(例如，向該液晶層的一側照射偏振光，并在該液晶層的另一側通過檢偏器和光感應裝置來檢測是否有光通過)來判斷離子敏感膜上是否有電壓，從而判斷待測樣本與當前加入的脫氧核糖核苷三磷酸是否發生堿基配對反應，進而可實現基因測序。

例如，圖3為根據本實施例的一種基因測序芯片中凹槽的平面示意圖。如圖3所示，在本實施例一實施例提供的基因測序芯片中，公共電極120包括多個條狀公共電極1200，多個條狀公共電極1200通過公共電極連接部1201相連。離子敏感膜132包括多個條狀敏感膜1320，多個條狀公共電極1320通過離子感應膜連接部1321相連。公共電極120和離子敏感膜132同層設置，條狀公共電極1200和條狀敏感膜1320交替間隔設置在凹槽136的底部。當然，本發明實施例包括但不限于此，公共電極和離子敏感膜同層設置時還可采用其他形狀，只要條狀公共電極和條狀敏感膜可產生橫向電場，驅動液晶層的液晶分子偏轉即可。

實施例三

在實施例一的基礎上，本實施例提供一種基因測序芯片。圖4示出了根據本實施例的一種基因測序芯片。如圖4所示，該基因測序芯片還包括第一偏光片181和第二偏光片182。第一偏光片181和第二偏光片182設置在液晶層140的兩側，第一偏光片181的透過軸與第二偏光片182的透過軸相互垂直或旋向相反。需要說明的是，當第一偏光片和第二偏光片為線偏光片時，第一偏光片的透過軸與第二偏光片的透過軸相互垂直，當第一偏光片和第二偏光片為圓偏轉片或橢圓偏振片時，第一偏光片的透過軸與第二偏光片的透過軸旋向相反。

在本實施例提供的基因測序芯片中，由于在液晶層的兩側設置了第一偏光片和第二偏光片，并且第一偏光片的透過軸與第二偏光片的透過軸相互垂直或旋向相反。當液晶層中的液晶分子不發生偏轉時，從液晶層的一側入射的光無法從該液晶層的另一側出射。然而，當凹槽中的待測樣本與當前加入的脫氧核糖核苷三磷酸發生堿基配對反應，離子敏感膜感應堿基配對反應釋放的離子(例如，氫離子)并可產生電壓，從而與公共電極形成電場并控制該凹槽所在位置處的液晶層中的液晶分子偏轉時，在該凹槽所在的位置處，從液晶層的一側入射的光可以從該液晶層的另一側出射。由此，可通過觀察或檢測是否有光出射便可判斷凹槽中的待測樣本與當前加入的脫氧核糖核苷三磷酸是否發生堿基配對反應。因此，采用該基因測序芯片的基因測序技術操作簡單，成本較低。

值得注意的是，本發明實施例包括但不限于此，在本實施例提供的基因測序芯片中，第一偏光片的透過軸與第二偏光片的透過軸方向可以相同，當液晶層中的液晶分子不發生偏轉時，從液晶層的一側入射的光可以從該液晶層的另一側出射。然而，當凹槽中的待測樣本與當前加入的脫氧核糖核苷三磷酸發生堿基配對反應，離子敏感膜感應堿基配對反應釋放的離子(例如，氫離子)并可產生電壓，從而與公共電極形成電場并控制該凹槽所在位置處的液晶層中的液晶分子偏轉時，在該凹槽所在的位置處，從液晶層的一側入射的光無法從該液晶層的另一側出射。由此，可通過觀察或檢測是否有光出射便可判斷凹槽中的待測樣本與當前加入的脫氧核糖核苷三磷酸是否發生堿基配對反應。

例如，在本實施例一示例提供的基因測序芯片中，該基因測序芯片還可包括背光源170，背光源170可在第一偏光片181遠離第二偏光片182的一側；或者，背光源170也可設置在第二偏光片182遠離第一偏光片181的一側。例如，如圖4所示，背光源170設置在第一偏光片181遠離第二偏光片182的一側。由此，可將背光源集成在該基因測序芯片中，從而擴大該基因檢測基板的使用范圍。

例如，在本實施例一示例提供的基因測序芯片中，如圖4所示，該基因測序芯片還可包括第三基板150，設置在第二基板130遠離第一基板110的一側。第三基板150包括至少一個流道163，流道163與凹槽136連通。由此，可通過第三基板對凹槽進行一定的保護，提供一個相對穩定的反應環境。另外，還可通過流道同時向多個凹槽加入四種不同的脫氧核糖核苷三磷酸。

例如，在本實施例一示例提供的基因測序芯片中，如圖4所示，該基因測序芯片還包括進樣口161和出樣口162，進樣口161和出樣口162設置在第三基板150上并與流道163連通。由此，可通過進樣口加入四種不同的脫氧核糖核苷三磷酸或洗滌劑，可通過出樣口排出四種不同的脫氧核糖核苷三磷酸或洗滌劑。

圖5示出了一種根據本實施例的基因測序芯片的平面示意圖。如圖5所示，至少一個凹槽136包括多個凹槽136，多個凹槽136呈陣列設置。

例如，如圖5所示，第三基板150包括多個流道163，分別與陣列設置的多個凹槽136的各行對應，并且各流道163至少與一個進樣口161和一個出樣口162相連通。

圖6示出了一種根據本實施例的基因測序芯片的工作原理圖。如圖6所示，將待測樣本放入凹槽中，并依次向凹槽加入四種不同的脫氧核糖核苷三磷酸。如圖6中左邊的凹槽所示，若待測樣本與當前加入的脫氧核糖核苷三磷酸發生堿基配對反應，離子敏感膜感應堿基配對反應釋放的離子(例如，氫離子)并可產生電壓，從而與公共電極形成電場并控制該凹槽所在位置處的液晶層中的液晶分子偏轉；如圖6中右邊的凹槽所示，若待測樣本與當前加入的脫氧核糖核苷三磷酸不發生堿基配對反應，離子敏感膜不產生電壓，該凹槽所在位置處的液晶層中的液晶分子不偏轉。此時，從該基因測序芯片一側入射的光在圖6中左邊的凹槽所在位置處射出，而從該基因測序芯片一側入射的光在圖6中其他位置無法從該基因測序芯片射出。由此，可在該基因測序芯片的另一側觀察或檢測各凹槽所在位置處是否有光出射便可判斷該凹槽中的待測樣本與當前加入的脫氧核糖核苷三磷酸是否發生堿基配對反應。記錄當前加入的脫氧核糖核苷三磷酸的種類，便可獲知該凹槽中待測樣本當前的堿基類型。通過多次上述的過程便可獲取待測樣本的堿基序列。

實施例四

本實施例提供一種基因測序裝置。圖7示出了根據本實施例的一種基因測序裝置。如圖7所示，該基因測序裝置包括根據上述實施例中任一項的基因測序芯片。該基因測序裝置還包括感光裝置，感光裝置用于感測該基因測序芯片中至少一個凹槽所在位置處的出光。需要說明的是，上述的凹槽所在位置處的出光指環境光或背光源發出的光從該基因測序芯片一側入射并透過該基因測序芯片上凹槽所在位置處的出光。由此，可通過感光裝置判斷從該基因測序芯片一側入射的光是否從凹槽所在位置處射出。

例如，在本實施例一示例提供的基因測序裝置中，感光裝置可包括ccd圖像傳感器。由于ccd圖像傳感器的靈敏度較高，并且可將光學信號轉換為模擬電流信號，便于使用計算機進行分析。

實施例五

本實施例提供一種基因測序芯片的基因測序方法。該基因測序芯片采用上述實施例中任一項所描述的基因測序芯片。圖8示出了根據本實施例的一種基因測序方法。如圖8所示，該基因測序方法包括步驟s501-s503。

步驟s501：在凹槽中放入待測樣本。

步驟s502：依次向凹槽加入四種不同的脫氧核糖核苷三磷酸并分別通過離子敏感膜感應堿基配對反應釋放的離子。

例如，離子敏感膜可通過與公共電極形成橫向電場、縱向電場以及多維電場中的至少之一來控制液晶偏轉。

步驟s503：檢測液晶偏轉的情況，并通過液晶偏轉的情況判斷發生配對反應的脫氧核糖核苷三磷酸。

在本實施例提供的基因測序方法中，若當前加入的脫氧核糖核苷三磷酸與待測樣本發生堿基配對反應，離子敏感膜可感應該堿基配對反應釋放的離子并產生感應電壓，此電壓與公共電極產生電場，，從而可通過液晶發生偏轉來判斷當前加入的脫氧核糖核苷三磷酸與待測樣本發生堿基配對反應。若當前加入的脫氧核糖核苷三磷酸與待測樣本沒有發生堿基配對反應，離子敏感膜不會產生電壓，液晶不偏轉，從而可通過液晶不偏轉判斷當前加入的脫氧核糖核苷三磷酸與待測樣本沒有發生堿基配對反應。記錄當前加入的脫氧核糖核苷三磷酸的種類，便可獲知該凹槽中待測樣本當前的堿基類型。通過多次上述的過程便可獲取待測樣本的堿基序列。

例如，通過依次向凹槽加入四種包括不同的堿基的脫氧核糖核苷三磷酸(例如，四種包括不同的堿基的脫氧核糖核苷三磷酸，其中四種堿基可為胞嘧啶、鳥嘌呤、腺嘌呤和胸腺嘧啶或者胞嘧啶、鳥嘌呤、腺嘌呤和尿嘧啶)，四種包括不同的堿基的脫氧核糖核苷三磷酸依次與凹槽中的待測樣本，例如dna片段相接觸，當待測樣本上的堿基與當前加入的脫氧核糖核苷三磷酸發生堿基配對時，釋放離子，例如氫離子。此時，離子敏感膜可感應該堿基配對反應釋放的離子并產生感應電壓，此電壓與公共電極產生電場，，從而可通過液晶發生偏轉來判斷當前加入的脫氧核糖核苷三磷酸與待測樣本發生堿基配對反應；經過多輪上述的步驟便可確定待測樣本的基因序列。該基因測序方法不需要對四種堿基進行不同顏色的熒光標記便可實現基因測序，可簡化基因測序的流程；并且采用該基因測序方法的系統更簡單，成本更低，利于基因測序技術的推廣和利用。

例如，脫氧核糖核苷三磷酸為可逆終止脫氧核糖核苷三磷酸，該基因測序方法還包括：清洗凹槽中加入的可逆終止脫氧核糖核苷三磷酸，并加入疏基試劑。在完成待測樣本(例如，dna片段)上一個位置的堿基類型檢測后，需要清洗掉在凹槽中加入的可逆終止脫氧核糖核苷三磷酸，并加入疏基試劑。需要說明的是，與普通的脫氧核糖核苷三磷酸不同，可逆終止脫氧核糖核苷三磷酸的3′端連接一個疊氮基團，在dna合成過程中不能形成磷酸二酯鍵，因而會中斷dna的合成，如果加入疏基試劑，疊氮基團就會斷裂，并在原來位置形成一個羥基。在加入疏基試劑后可繼續進行后續位置的堿基類型檢測，檢測方法與上述方法相同，在此不再贅述。

例如，當待測樣本為dna片段時，上述的可逆終止脫氧核糖核苷三磷酸可包括可逆終止三磷酸腺嘌呤脫氧核糖核苷酸、可逆終止三磷酸胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸、可逆終止三磷酸胞嘧啶脫氧核糖核苷酸和可逆終止三磷酸鳥嘌呤脫氧核糖核苷酸。若凹槽中加入的且發生反應的脫氧核糖核苷三磷酸為三磷酸腺嘌呤脫氧核糖核苷酸，則此時待測樣本(例如，dna片段)上的堿基為胸腺嘧啶；如果凹槽中加入的且發生反應的脫氧核糖核苷三磷酸為三磷酸胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸，則此時待測樣本(例如，dna片段)上的堿基為腺嘌呤；如果凹槽中加入的且發生反應的脫氧核糖核苷三磷酸為三磷酸胞嘧啶脫氧核糖核苷酸，則此時待測樣本(例如，dna片段)上的堿基為鳥嘌呤；如果凹槽中加入的且發生反應的脫氧核糖核苷三磷酸為三磷酸鳥嘌呤脫氧核糖核苷酸，則此時待測樣本(例如，dna片段)上的堿基為胞嘧啶。

例如，在本實施例一示例提供的基因測序方法中，可通過感光裝置和偏光片感測偏振光通過液晶的情況來檢測液晶偏轉的情況。例如，當偏光片的偏振方向與偏振光的偏振方向相互垂直或旋向相反時，若液晶不發生偏轉，則感光裝置無法感測到通過液晶的偏振光，若液晶發生偏轉，偏振光的偏振方向因液晶的偏轉而改變，則感光裝置可感測到通過液晶的偏轉光。需要說明的是，上述的偏振光可通過另外設置偏光片來產生。

例如，在本實施例一示例提供的基因測序方法中，在凹槽內放入待測樣本可包括：對待測樣本進行擴增以形成多個相同的待測樣本；以及將多個相同的待測樣本放入凹槽。由于單個待測樣本與脫氧核糖核苷三磷酸發生的堿基配對反應釋放的離子較少，可通過對待測樣本進行擴增，多個相同的待測樣本同時發生多次堿基配對反應，從而使得離子敏感膜能夠感應并產生電壓。

有以下幾點需要說明：

(1)本發明實施例附圖中，只涉及到與本發明實施例涉及到的結構，其他結構可參考通常設計。

(2)在不沖突的情況下，本發明同一實施例及不同實施例中的特征可以相互組合。

以上所述，僅為本公開的具體實施方式，但本公開的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本公開揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本公開的保護范圍之內。因此，本公開的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。