基因测序(包括DNA测序和RNA测序)是研究生命信息的重要方法之一。DNA测序(DNA sequencing,或译DNA定序)是指分析特定DNA片段的碱基序列, 也就是腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)与鸟嘌呤(G)的排列方式。同理,RNA测序是指分析特定RNA片段的碱基序列,也就是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和尿嘧啶(U)的排列方式。自1985年“人类基因组计划”提出以来,基因测序经历了一代Sanger测序、二代边合成边测序、三代纳米孔测序及方兴未艾的四代单分子测序的急速发展过程,基因测序成为人类破解生命密码、药物筛选合成、遗传疾病预防和诊断、构建智慧健康和智慧医疗体系等的重要科技工具。
基因测序芯片加工是利用微纳加工技术(MEMS)和微阵列技术(Microarray)将荧光标记的DNA探针规则排布在基板表面,利用DNA碱基互补杂交原理进行测序技术。
二代基因测序未能全面发展,自然有诸多测序上游原料厂家不愿公开承认的原因,如测序仪故障率高运行时间长、算法软件不够精准导致测序质量难以言表、试剂匹配度差效期短、flowcell表面修饰密度低效期短不牢固,甚至flowcell本身无法实现量产......
Flowcell加工工艺包括但不限于双面胶粘接、胶水粘接、多重胶水粘接、工装压紧、热压键和、超声波键合、Plasma活化键合、阳极键合、激光辅助检核、玻璃-玻璃直接激光键合、化学直接键合等。目前市面上主流工艺是UV视觉点胶,真正制约其量产的原因包括:
1、需CCD视觉辅助点胶,需要百级洁净间,盖板需要刻蚀流道,不对称键合(盖板要薄)
2、单片施胶,生产效率低
3、有变形、溢胶、胶水污染流道风险,厚度难控制、稳定性差、良率低
4、液态保存有风险,即使粘接强度最好的胶水长时间浸泡也发白漏液(已验证)
5、点胶工艺对基板表面状态(亲疏水接触角)有要求,扩散程度随修饰类型、WCA、胶类型、粘度、施胶量改变
既然有这么多问题,为什么还采用?
很简单,暂时没有替代路线,只能迎着头皮硬上。毕竟,测序赛道这么拥挤,先上车再调整坐姿(先分一杯羹)。
因此,迫切需要一种真正量产工艺,来提高测序芯片质量(本征质量、表面修饰质量、测序质量),降低测序成本,真正实现100美元测序的梦想。
那么,有没有一种适合量产的工艺呢?首先讲一下量产标准:
(1)工艺稳定可控
(2)生产效率高,5-10pcs/h
(3)良率高,≥95%
接下来,探讨一下具体可行的量产工艺
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