(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 202210660961.X (22)申请日 2022.06.13 (71)申请人 深圳赛陆医疗科技有限公司 地址 518000 广东省深圳市光明区凤 凰街 道塘尾社区恒泰 裕大厦3栋3A-1101 (72)发明人 陈龙超　梁倩　张芬　王谷丰　 (74)专利代理 机构 广州嘉权专利商标事务所有 限公司 4 4205 专利代理师 黄广龙 (51)Int.Cl. G01N 21/64(2006.01) G01N 21/01(2006.01) C12Q 1/6874(2018.01) C12M 1/34(2006.01) C12M 1/00(2006.01) (54)发明名称 一种高光谱测序方法、 系统和基因测序仪 (57)摘要 本发明实施例公开了一种高光谱测序方法、 系统和基因测序仪， 高光谱测序方法包括： 向待 测样品发出激光， 以使待测样品中的碱基在激光 的激发下产生荧光； 采集碱基激发后产生的荧 光， 并对荧光进行衍射和成像， 得到衍射后包含 对应的荧光光谱的荧光图像； 确定荧光光谱中的 目标荧光光谱， 并在荧光图像中识别目标荧光光 谱中起分光作用的目标衍射光； 根据目标衍射光 得到目标荧光光谱对应的目标碱基的波长， 并根 据波长确定目标碱基的碱基类别。 本发明实施例 拍摄效率及准确率高， 单一通道中一次拍摄即可 记录四色碱基的荧光， 无需设置复杂的光学结 构， 即可实现基因测序， 系统成本低。 权利要求书3页 说明书12页 附图5页 CN 115266662 A 2022.11.01 CN 115266662 A 1.一种高光谱测序方法， 其特 征在于， 包括： 向待测样品发出激光， 以使所述待测样品中的碱基在所述激光的激发下产生 荧光； 采集所述碱基激发后产生的荧光， 并对所述荧光进行衍射和成像， 得到衍射后包含对 应的荧光光谱的荧 光图像； 确定所述荧光光谱中的目标荧光光谱， 并在所述荧光图像中识别所述目标荧光光谱中 起分光作用的目标衍 射光； 根据所述目标衍射光得到所述目标荧光光谱对应的目标碱基的波长， 并根据 所述波长 确定所述目标碱基的碱基 类别。 2.根据权利要求1所述的高光谱测序方法， 其特征在于， 所述待测样品设置有依次排列 的多行DNA簇阵列， 包括第一DNA簇阵列和第二DNA簇阵列， 所述碱基包括第一DNA簇阵列中 的碱基和所述第二DNA簇阵列中的碱基； 所述采集所述碱基激发后产生的荧光， 并对所述荧光进行衍射和成像， 得到衍射后包 含对应的荧 光光谱的荧 光图像， 包括： 依次采集所述第一DNA簇阵列中的碱基和所述第二DNA簇阵列中的碱基激发后产生的 荧光； 对所述第一DNA簇阵列中的碱基产生的所述荧光进行衍射和成像， 得到衍射后的荧光 图像， 所述 荧光图像包 含所述第一DNA簇阵列中的发光碱基对应的荧 光光谱； 依次对所述第二DNA簇阵列中的碱基产生的所述荧光进行衍射和成像， 得到衍射后另 一荧光图像， 另一所述 荧光图像包 含所述第二DNA簇阵列中的发光碱基对应的荧 光光谱。 3.根据权利 要求2所述的高光谱测序 方法， 其特征在于， 所述DNA簇阵列中包括目标DNA 簇， 所述目标DNA簇中包括多个所述碱基， 包括位于所述目标DNA簇上依次排列的第一目标 碱基和第二目标碱基， 所述方法还 包括： 对所述第一目标碱基进行一轮碱基类别检测之前， 通过荧光染料对所述第 一目标碱基 进行染色得到对应的第一 荧光基团， 并合成到所述目标DNA簇中； 在完成所述第 一目标碱基的碱基类别检测之后， 对所述第 二目标碱基进行另一轮碱基 类别检测， 并在检测所述第二目标碱基的碱基类别之前， 切除所述第一荧光基团， 通过荧光 染料对所述第二目标碱基进行染色得到对应的第二 荧光基团， 并合成到所述目标DNA簇中。 4.根据权利要求3所述的高光谱测序方法， 其特征在于， 在确定所述第 二目标碱基对应 的所述目标荧 光光谱时， 所述确定所述 荧光光谱中的目标荧 光光谱， 包括： 获取所述第二目标碱基对应的荧光光谱的合成光谱特征信息以及组成所述荧光光谱 的子光谱形态特 征信息； 根据所述合成光谱特征信息和所述子光谱形态特征信息对所述荧光光谱进行线性光 谱解混， 解析得到多个子光谱， 其中， 所述子光谱包括第一子光谱和多个第二子光谱， 所述 第一子光谱的亮度高于所述第二子光谱的亮度； 确定所述第一子光谱为所述目标荧 光光谱。 5.根据权利要求1所述的高光谱测序方法， 其特征在于， 所述目标衍射光为所述目标荧 光光谱中起分光作用的1级光； 所述根据所述目标衍 射光得到所述目标荧 光光谱对应的目标碱基的波长， 包括： 在所述荧光图像中识别目标荧 光光谱中的0级光；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115266662 A 2计算所述目标荧 光光谱的所述0级光和所述1级光之间的相对距离； 根据所述相对距离得到对应的目标碱基的波长 。 6.一种高光谱测序系统， 其特 征在于， 包括： 光源模块， 用于发出激光； 光路模块， 所述 光路模块包括 二向色镜、 物镜和分光器； 其中， 所述二向色镜设置在所述光源模块发出所述激光的光路上， 所述二向色镜用于 接收所述激光并反射所述激光； 所述物镜设置在所述二向色镜反射所述激光的光路上， 所述物镜用于汇聚所述激光并 在待测样品上形成照明光斑， 以使所述待测样品中的碱基在所述激光的激发下产生荧光， 所述物镜还用于接收所述碱基激发后产生的荧光并透射给所述二向色镜， 所述二向色镜还 用于透射所述 荧光； 所述分光器设置在所述二向透射所述荧光的光路上， 所述分光器用于对所述荧光进行 衍射； 成像模块， 所述成像模块设置在所述分光器衍射所述荧光的光路上， 所述成像模块用 于接收衍射后的所述 荧光并得到包 含对应的荧 光光谱的荧 光图像； 处理模块， 用于确定所述荧光光谱中的目标荧光光谱， 并在所述荧光图像中识别所述 目标荧光光谱中起分光作用的目标衍射光； 用于根据所述目标衍射光得到所述目标荧光光 谱对应的目标碱基的波长， 并根据所述波长确定所述目标碱基的碱基 类别。 7.根据权利要求6所述的高光谱测序系统， 其特征在于， 所述待测样品设置有依次排列 的多行DNA簇阵列， 包括第一DNA簇阵列和第二DNA簇阵列， 所述碱基包括第一DNA簇阵列中 的碱基和所述第二DNA簇阵列中的碱基； 所述成像模块， 还用于依次对所述第一DNA簇阵列中的碱基和所述第二DNA簇阵列中的 碱基激发出的荧 光成像， 包括： 对所述第一DNA簇阵列中的碱基产生的所述荧光进行成像， 得到衍射后的荧光图像， 所 述荧光图像包 含所述第一DNA簇阵列中的发光碱基对应的荧 光光谱； 依次对所述第二DNA簇阵列中的碱基产生的所述荧光进行成像， 得到衍射后的另一荧 光图像， 另一所述 荧光图像包 含所述第二DNA簇阵列中的发光碱基对应的荧 光光谱。 8.根据权利要求7所述的高光谱测序系统， 其特征在于， 还包括位移台， 所述位移台设 置在所述物镜汇聚所述激光的光路上， 所述 位移台用于放置所述待测样品； 所述位移台还用于移动所述待测样品， 以使得所述成像模块依次对所述第一DNA簇阵 列中的碱基和所述第二DNA簇阵列中的碱基激发出的荧 光成像。 9.根据权利要求6所述的高光谱测序系统， 其特征在于， 所述目标衍射光为所述目标荧 光光谱中起分光作用的1级光； 所述处理模块， 还用于在所述荧光图像中识别目标荧光光谱中的0级光； 还用于计算所 述目标荧光光谱的所述0级光和所述 1级光之间的相对距离； 还用于根据所述相对距离得到 对应的目标碱基的波长 。 10.根据权利要求6所述的高光谱测序系统， 其特征在于， 还包括光束整形模块， 所述光 束整形模块设置在所述光源模块 发出所述激光的光路上， 所述光束整 形模块用于将所述激 光在一维方向上整形成照明光斑。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115266662 A 3