二代基因测序芯片（Flowcell）博览一-外协加工-委外加工-激光微纳代加工-河南郑州-芯晨微纳（河南）光电科技有限公司

实物示例

工作原理
基于特定化学反应与信号检测：以 Illumina 测序为例，其核心是基于可逆终止化学和边合成边测序技术。Flowcell 芯片表面经过化学修饰，固定有大量与 DNA 文库接头序列互补的引物。建库后的 DNA 片段与芯片上的引物结合，通过桥式 PCR 扩增形成 DNA 簇。在测序反应中，加入带有荧光标记的 dNTP 和 DNA 聚合酶，每次添加一个 dNTP 到 DNA 链上，激发荧光信号并记录，根据荧光信号确定碱基类型4。
纳米孔电信号检测：对于纳米孔测序芯片，其核心原理是通过纳米孔结构实时监测分子（如 DNA、RNA）通过孔道时引起的电信号变化，从而实现碱基序列的识别2。
结构与类型
按通道数量分类
多通道芯片：如华大基因的 4 通道硅 - 玻璃芯片、真迈生物的 16 通道单分子测序芯片等，可同时进行多个样本的测序，提高测序通量13。
单通道芯片：结构相对简单，适用于一些对通量要求不高，但对单个样本测序精度要求较高的场景。

按材质与结构分类
硅 - 玻璃芯片：通常由硅板和玻璃盖板组成，硅板较厚刻蚀有流道，玻璃盖板很薄且透明，用于光学信号检测。如华大基因的 4 通道硅 - 玻璃芯片1。
CMOS 芯片：结构为 CMOS 半导体结构层 - 介电层 - 图案化层 - 粘接层 - 玻璃盖板，可实现信号原位放大与降噪1。
玻璃 - 玻璃芯片：如真迈生物的 4 通道平面芯片，由有孔玻璃、中间层、无孔玻璃和黑色油墨涂层等构成3。

加工工艺1
硅 - 玻璃纳米孔芯片加工
首先对硅圆晶进行热氧化形成二氧化硅层，然后涂敷 HMDS 增粘层，通过第一次光刻形成标识层，再通过第二次光刻形成纳米孔，纳米孔制备方法有纳米压印、UV 光刻、激光直写、电子束直写等，最后进行键合，键合方式有阳极键合、点胶等。
玻璃盖板需要通过光刻或干法刻蚀出流道凹槽，深度一般为 50um。

表面修饰工艺
采用 CVD 或液相法制备硅烷修饰玻片，修饰后表面水接触角（WCA）约 66-80°，有利于减少芯片表面气泡，确保液体顺利流动。
环氧硅烷修饰 + 聚合物接枝 + DBCO 点击反应，可对芯片表面进行功能化修饰，提高芯片性能。

键合工艺
光固化胶粘接，胶层厚度 40-55um，流道间隙区宽度 0.7mm，流道高度 = 胶层厚度 + 玻璃刻蚀深度，常用的紫外光固化胶有聚氨酯丙烯酸酯等。
采用双面胶、液态胶（带限高微珠）等进行键合，如 CMOS 芯片的键合。

应用领域
医学诊断：用于疾病相关基因的检测，如肿瘤基因检测、遗传性疾病诊断等，帮助医生进行疾病的精准诊断和治疗方案的制定。
生命科学研究：在基因组学研究中，可用于全基因组测序、转录组分析、甲基化分析等，深入了解基因的结构和功能，以及基因在不同生理和病理状态下的表达变化。
农业领域：可用于农作物基因测序，帮助培育优良品种，提高农作物的产量和抗病虫害能力；也可用于动物基因检测，助力畜牧养殖产业的发展。

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