微流控芯片、空间组学测序芯片及编码阵列位置标定方法与流程

1.本发明涉及芯片测序技术领域，具体涉及微流控芯片、空间组学测序芯片及编码阵列位置标定方法。


背景技术：

2.空间基因表达芯片，设有标定spot(捕获信使核糖核酸的单个空间区域)捕获阵列位置的基准框，通过he.扫描图关联组织位置，可实现spot捕获基因分布图与he.扫描图的对齐，以评估实验的准确性；
3.组织空间组学测序芯片，也叫编码芯片，其编码区域可通过微流控芯片，在功能化基片上依次进行x方向、y方向垂直交叉进样被制作出来；然而，现有方法加工出来的编码芯片，由于缺少基准框，无法准确标定编码阵列的位置，无法有效实现spot捕获基因分布图与he.扫描图的对齐，导致无法评估实验结果准确性、所获取的实验结果缺少可信度。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种空间组学测序芯片及其编码阵列位置标定方法，以解决现有方法加工出来的编码芯片，无法准确标定编码阵列的位置问题。
5.第一方面，本发明提供一种微流控芯片，包括：
6.第一预设数量的第一编码试剂通道，沿第一方向延伸；
7.第二预设数量的第二编码试剂通道，沿第二方向延伸；第一方向与第二方向交叉设置；
8.第一基准框试剂通道，设置在第一编码试剂通道的一侧，并与第一编码试剂通道平行；
9.第二基准框试剂通道，设置在第一编码试剂通道的另一侧，并与第一编码试剂通道平行；
10.第三基准框试剂通道，设置在第二编码试剂通道的一侧，并与第二编码试剂通道平行；
11.第四基准框试剂通道，设置在第二编码试剂通道的另一侧，并与第二编码试剂通道平行；其中，第一基准框试剂通道、第二基准框试剂通道、第三基准框试剂通道和第四基准框试剂通道合围形成基准框，基准框用于标定编码阵列的位置。
12.本实施例中，通过在第一编码试剂通道和第二编码试剂通道的两侧分别设置第一基准框试剂通道、第二基准框试剂通道、第三基准框试剂通道和第四基准框试剂通道，进而将第一基准框试剂通道、第二基准框试剂通道、第三基准框试剂通道和第四基准框试剂通道合围形成的基准框作为准确校对编码阵列位置的参照，实现了对编码阵列位置的准确标定，进而提高了实验结果的准确性与可信度。
13.在一种可选的实施方式中，基准框非中心对称，以表征编码阵列的方向。
14.本可选实施方式中，通过非中心对称的基准框确定编码阵列的方向，当图像发生
反转或镜像时，可以通过该非中心对称的基准框识别编码阵列的方向，进而准确还原编码阵列的位置，实现对编码阵列的方向与位置的准确标定，保证了实验结果的准确性。
15.在一种可选的实施方式中，第一方向与第二方向垂直交叉。
16.本可选实施方式中，第一方向和第二方向垂直交叉保证了脱氧核糖核酸(dna)在微流控芯片中具有良好分离的发送通道。
17.在一种可选的实施方式中，第一方向为横向，第二方向为纵向。
18.第二方面，本发明提供了一种空间组学测序芯片，其特征在于，包括第一方面或第一方面任一可选实施方式的一种微流控芯片。
19.第三方面，本发明提供了一种空间组学测序芯片的编码阵列位置标定方法，应用于第一方面的空间组学测序芯片，方法包括：
20.获取第一编码试剂通道和第二编码试剂通道的通道参数；其中，第一编码试剂通道的数量为第一预设数量，第二编码试剂通道的数量为第二预设数量；
21.根据第一编码试剂通道和第二编码试剂通道的通道参数，绘制第一基准框试剂通道、第二基准框试剂通道、第三基准框试剂通道和第四基准框试剂通道；其中，第一基准框试剂通道设置在第一编码试剂通道的一侧，并与第一编码试剂通道平行；第二基准框试剂通道设置在第一编码试剂通道的另一侧，并与第一编码试剂通道平行；第三基准框试剂通道设置在第二编码试剂通道的一侧，并与第二编码试剂通道平行；第四基准框试剂通道设置在第二编码试剂通道的另一侧，并与第二编码试剂通道平行；
22.获取第一基准框试剂通道、第二基准框试剂通道、第三基准框试剂通道和第四基准框试剂通道合围形成的基准框，并利用基准框标定编码阵列的位置。
23.本实施例中，通过在第一编码试剂通道和第二编码试剂通道的两侧分别设置第一基准框试剂通道、第二基准框试剂通道、第三基准框试剂通道和第四基准框试剂通道，能够准确地对编码阵列的位置进行标定，使得空间转录组芯片产品更有可信度，保证了实验结果的准确性。
24.在一种可选的实施方式中，根据第一编码试剂通道和第二编码试剂通道的通道参数，绘制第一基准框试剂通道、第二基准框试剂通道、第三基准框试剂通道和第四基准框试剂通道，包括：
25.将第一编码试剂通道的通道参数和第二编码试剂通道的通道参数分别与第一预设阈值和第二预设阈值进行比较；其中，第一预设阈值小于第二预设阈值；第一编码试剂通道的通道参数和第二编码试剂通道的通道参数包括第一编码试剂通道的线宽和第二编码试剂通道的线宽，第一编码试剂通道的线宽和第二编码试剂通道的线宽相同；
26.基于比较结果确定第一基准框试剂通道的通道参数、第二基准框试剂通道的通道参数、第三基准框试剂通道的通道参数和第四基准框试剂通道的通道参数；其中，第一基准框试剂通道的通道参数包括第一基准框试剂通道的线宽和数量，第二基准框试剂通道的通道参数包括第二基准框试剂通道的线宽和数量，第三基准框试剂通道的通道参数包括第三基准框试剂通道的线宽和数量，第四基准框试剂通道的通道参数包括第四基准框试剂通道的线宽和数量；第一基准框试剂通道的通道参数、第二基准框试剂通道的通道参数、第三基准框试剂通道的通道参数和第四基准框试剂通道的通道参数用于确定编码阵列的方向。
27.本可选实施方式中，根据第一编码试剂通道和第二编码试剂通道的线宽确定第一
基准框试剂通道、第二基准框试剂通道、第三基准框试剂通道和第四基准框试剂通道对应的线宽与数量，保证了第一编码试剂通道和第二编码试剂通道的流阻与第一基准框试剂通道、第二基准框试剂通道、第三基准框试剂通道和第四基准框试剂通道的流阻一致或相似，并且，控制基准框试剂通道的线宽与数量不完全一致，使得基准框非中心对称，与编码阵列相对位置是准确的保证了实验结果的准确性。
28.在一种可选的实施方式中，基于比较结果确定第一基准框试剂通道的通道参数、第二基准框试剂通道的通道参数、第三基准框试剂通道的通道参数和第四基准框试剂通道的通道参数，包括：
29.当第一编码试剂通道的线宽和第二编码试剂通道的线宽小于或等于第一预设阈值时，则设置第一基准框试剂通道的线宽、第二基准框试剂通道的线宽、第三基准框试剂通道的线宽和第四基准框试剂通道的线宽与第一编码试剂通道的线宽和第二编码试剂通道的线宽相同，第一基准框试剂通道的数量、第二基准框试剂通道的数量、第三基准框试剂通道的数量和第四基准框试剂通道的数量不同。
30.在一种可选的实施方式中，基于比较结果确定第一基准框试剂通道的通道参数、第二基准框试剂通道的通道参数、第三基准框试剂通道的通道参数和第四基准框试剂通道的通道参数，还包括：
31.当第一编码试剂通道的线宽和第二编码试剂通道的线宽大于第一预设阈值，且小于或等于第二预设阈值时，则设置第一基准框试剂通道的线宽、第二基准框试剂通道的线宽、第三基准框试剂通道的线宽、第四基准框试剂通道的线宽中的任意两个基准框试剂通道的线宽相同，第一基准框试剂通道的数量、第二基准框试剂通道的数量、第三基准框试剂通道的数量和第四基准框试剂通道的数量中的任意两个基准框试剂通道的数量相同；其中，线宽相同的任意两个基准框试剂通道对应的数量不同，数量相同的任意两个基准框试剂通道对应的线宽不同。
32.在一种可选的实施方式中，基于比较结果确定第一基准框试剂通道的通道参数、第二基准框试剂通道的通道参数、第三基准框试剂通道的通道参数和第四基准框试剂通道的通道参数，还包括：
33.当第一编码试剂通道的线宽和第二编码试剂通道的线宽大于第二预设阈值时，则设置第一基准框试剂通道的数量、第二基准框试剂通道的数量、第三基准框试剂通道的数量和第四基准框试剂通道的数量相同，第一基准框试剂通道的线宽、第二基准框试剂通道的线宽、第三基准框试剂通道的线宽和第四基准框试剂通道的线宽不同。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1是根据本发明实施例的一种微流控芯片的示意图；
36.图2是根据本发明实施例的第一编码试剂通道两侧设置第一基准框试剂通道和第二基准框试剂通道的示意图；
37.图3是根据本发明实施例的第二编码试剂通道两侧设置第三基准框试剂通道和第四基准框试剂通道的示意图；
38.图4是根据本发明实施例的数量一致且线宽不同的控制策略的示意图；
39.图5是根据本发明实施例的线宽一致且数量不同的控制策略的示意图；
40.图6是根据本发明实施例的数量与线宽混搭的控制策略的示意图；
41.图7是根据本发明实施例的一种空间组学测序芯片的编码阵列位置标定方法的流程示意图；
42.图8是根据本发明实施例的另一一种空间组学测序芯片的编码阵列位置标定方法的流程示意图；
43.图9是本发明实施例的电子设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
44.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
45.10x genomics(一个综合的单细胞测序技术平台)的空间基因表达芯片，设有标定spot捕获阵列位置的基准框，通过he.扫描图关联组织位置，可实现spot捕获基因分布图与he.扫描图的对齐，以评估实验的准确性；基于ngs barcoding(二代基因测序编码)技术原理的组织空间组学测序芯片，也叫编码芯片，其编码区域可通过微流控芯片，在功能化基片上依次进行x方向、y方向垂直交叉进样被制作出来；然而，现有方法加工出来的编码芯片，缺少类似于10x genomics空间基因表达芯片的基准框，无法准确标定编码阵列的位置，无法有效实现spot捕获基因分布图与he.扫描图的对齐，导致无法评估实验结果准确性、所获取的实验结果缺少可信度。
46.10x genomics公司空间基因表达芯片的使用说明中展示了明场可见的矩形基准框，在矩形基准框的四条边上对应的图形各不相同、四个顶点上对应的图形各不相同，而spot阵列明场不可见、位于矩形基准框内部，与基准框的位置关系是确定的；在实际使用时候，he.扫描图将基准框与组织切片的位置关联起来，而spot捕获基因分布图将基准框与组织基因分布图关联起来，通过将组织he.扫描图与spot捕获基因分布图上的基准框重合，即可以分析组织切片与组织基因分布是否准确对应，从而评估实验结果的准确性。
47.现有空间转录组测序技术中，在功能化基片上，进行x方向、y方向交叉编码，从而加工编码阵列的过程；但是，其所加工出来的编码阵列明场不可见，缺少用于标定编码阵列位置的明场可见基准框，这使得获取的spot捕获基因分布图与组织he.扫描图，缺少一个准确校对位置的参照物，最终的实验结果缺少一定的可信度。
48.在本实施例中提供了一种微流控芯片，如图1所示，包括：
49.第一预设数量的第一编码试剂通道1，沿第一方向延伸。
50.第二预设数量的第二编码试剂通道2，沿第二方向延伸；第一方向与第二方向交叉设置。
51.第一基准框试剂通道3，设置在第一编码试剂通道1的一侧，并与第一编码试剂通
道1平行。
52.第二基准框试剂通道4，设置在第一编码试剂通道1的另一侧，并与第一编码试剂通道1平行。
53.第三基准框试剂通道5，设置在第二编码试剂通道2的一侧，并与第二编码试剂通道2平行。
54.第四基准框试剂通道6，设置在第二编码试剂通道2的另一侧，并与第二编码试剂通道2平行；其中，第一基准框试剂通道3、第二基准框试剂通道4、第三基准框试剂通道5和第四基准框试剂通道6合围形成基准框，基准框用于标定编码阵列的位置。
55.具体地，第一方向与第二方向垂直交叉；第一方向为横向，第二方向为纵向。
56.进一步地，如图2所示，在第一编码试剂通道1的一侧(y1)设置第一基准框试剂通道3(a，a)，其中，a表示第一基准框试剂通道3的数量，a表示第一基准框试剂通道3的线宽；在第一编码试剂通道1的另一侧(yn)设置第二基准框试剂通道4(b，b)，其中，b表示第二基准框试剂通道4的数量，b表示第二基准框试剂通道4的线宽；如图3所示，在第二编码试剂通道2的一侧(x1)设置第三基准框试剂通道5(c，c)，其中，c表示第三基准框试剂通道5的数量，c表示第三基准框试剂通道5的线宽；在第二编码试剂通道2的另一侧(xn)设置第四基准框试剂通道6(d，d)，其中，d表示第四基准框试剂通道6的数量，d表示第四基准框试剂通道6的线宽。
57.具体地，基准框非中心对称，以表征编码阵列的方向。
58.进一步地，控制第一基准框试剂通道3、第二基准框试剂通道4、第三基准框试剂通道5和第四基准框试剂通道6的通道参数(包括数量与线宽)不完全一致，确定以下控制策略：数量一致，线宽不同；线宽一致，数量不同；数量与线宽混搭；进而基于第一基准框试剂通道3、第二基准框试剂通道4、第三基准框试剂通道5和第四基准框试剂通道6绘制的基准框与编码阵列的位置关系是准确的、唯一的。
59.进一步地，根据第一编码试剂通道1和第二编码试剂通道2的线宽，确定第一基准框试剂通道3、第二基准框试剂通道4、第三基准框试剂通道5和第四基准框试剂通道6的通道参数：当线宽≤25um(微米)时，选取“线宽一致、数量不同”(即a＝b＝c＝d，a、b、c、d各不相同)；25um＜线宽≤50um时，选取“数量与线宽混搭”(例如数量a＝c，b＝d；线宽a＝b，c＝d，数量相同的a、c对应的线宽a、c不同，且数量相同的b、d对应的线宽b、d不同)；当50um＜线宽时，选取“数量一致，线宽不同”(即a＝b＝c＝d，a、b、c、d各不相同)。
60.进一步地，由于控制了基准框试剂通道的参数不完全一致，由此绘制的基准框四条边(数量、线宽)都不相同、四条边所交汇的顶点图案都不相同(即基准框非中心对称)，进而可以准确识别出基准框的四条边分别是哪条基准框试剂通道所绘制的，即当图像发生反转或镜像等时，可通过非中心对称的基准框确定编码阵列的方向(即编码序列的起始点与终点)；而微流控芯片上基准框试剂通道与编码试剂通道的相对位置关系是已知的，则由基准框试剂通道所绘制的基准框边与编码试剂通道所加工的编码序列具有相同的位置关系，进而从基准框还原编码序列的位置，从而准确标定编码阵列的位置，具体如下：
61.a、得到一个基准框，确定基准框的四条边分别是哪条编码试剂通道外侧基准框试剂通道所绘制的；
62.b、根据微流控芯片上基准框试剂通道与编码试剂通道的位置关系，确定基准框范
围内x1-xn、y1-ym序列的位置。
63.c、x1-xn与y1-ym序列交汇出唯一的阵列，即为编码阵列。
64.本实施例提供的微流控芯片，通过控制基准框试剂通道参数不完全一致，使得基准框非中心对称，与编码阵列相对位置是准确的，可以起到10xgenomics空间基因表达芯片基准框同等效果，使得基于ngs-barcoding的空间转录组芯片产品更有可信度，并且，根据第一编码试剂通道和第二编码试剂通道的线宽确定第一基准框试剂通道、第二基准框试剂通道、第三基准框试剂通道和第四基准框试剂通道对应的线宽与数量，保证了第一编码试剂通道和第二编码试剂通道的流阻与第一基准框试剂通道、第二基准框试剂通道、第三基准框试剂通道和第四基准框试剂通道的流阻一致或相似，保证了加工过程的可靠性和实验结果的准确性。
65.下面通过具体的实施例来说明微流控芯片标定编码序列位置的过程。
66.实施例1：
67.如图4所示，假设第一编码试剂通道1与第二编码试剂通道2的线宽》50um时，选取第一基准框试剂通道3、第二基准框试剂通道4、第三基准框试剂通道5和第四基准框试剂通道6的数量保持一致，即a＝b＝c＝d，取数量值为1；控制线宽不同，即a、b、c、d互不相等，取a＝50um、b＝100um、c＝25um、d＝75um；
68.第一基准框试剂通道3的通道参数表示为(1，50um)，即第一基准框试剂通道的数量为1，线宽为50um，第二基准框试剂通道4的通道参数表示为(1，100um)，第三基准框试剂通道5的通道参数表示为(1，25um)，第四基准框试剂通道6的通道参数表示为(1，75um)；
69.根据微流控芯片上各基准框试剂通道与各编码试剂通道的位置关系，确定第一基准框试剂通道3、第二基准框试剂通道4、第三基准框试剂通道5和第四基准框试剂通道6合围形成基准框；
70.将(1，50um)对应的第一基准框试剂通道3作为编码阵列中纵向编码序列的起始点y1的标定参照物，将(1，100um)对应的第二基准框试剂通道4作为编码阵列中纵向编码序列的终点ym的标定参照物，进而标定编码阵列的纵向序列为y1至ym；
71.将(1，25um)对应的第三基准框试剂通道5作为编码阵列中横向编码序列的起始点x1的标定参照物，将(1，75um)对应的第三基准框试剂通道5作为编码阵列中横向序列的终点xn的标定参照物，进而标定编码阵列的横向序列为x1至xn；
72.最终标定的编码阵列的位置为第一基准框试剂通道3、第二基准框试剂通道4、第三基准框试剂通道5和第四基准框试剂通道6合围形成基准框内的区域，其编码序列为(x1，y1)-(xn，ym)。
73.实施例2：
74.如图5所示，假设第一编码试剂通道1与第二编码试剂通道2的线宽≤25um时，选取第一基准框试剂通道3、第二基准框试剂通道4、第三基准框试剂通道5和第四基准框试剂通道6的线宽保持一致，即a＝b＝c＝d，取线宽值为25um；控制数量不同，即a、b、c、d互不相等，取数值a＝2、b＝4、c＝1、d＝3；
75.第一基准框试剂通道3的通道参数表示为(2，25um)，第二基准框试剂通道4的通道参数表示为(4，25um)，第三基准框试剂通道5的通道参数表示为(1，25um)，第四基准框试剂通道6的通道参数表示为(3，25um)；
76.根据微流控芯片上各基准框试剂通道与各编码试剂通道的位置关系，确定第一基准框试剂通道3、第二基准框试剂通道4、第三基准框试剂通道5和第四基准框试剂通道6合围形成基准框；
77.将(2，25um)对应的第一基准框试剂通道3作为编码阵列中纵向编码序列的起始点y1的标定参照物，将(4，25um)对应的第二基准框试剂通道4作为编码阵列中纵向编码序列的终点ym的标定参照物，进而标定编码阵列的纵向序列为y1至ym；
78.将(1，25um)对应的第三基准框试剂通道5作为编码阵列中横向编码序列的起始点x1的标定参照物，将(3，25um)对应的第三基准框试剂通道5作为编码阵列中横向序列的终点xn的标定参照物，进而标定编码阵列的横向序列为x1至xn；
79.最终标定的编码阵列的位置为第一基准框试剂通道3、第二基准框试剂通道4、第三基准框试剂通道5和第四基准框试剂通道6合围形成基准框内的区域，其编码序列为(x1，y1)-(xn，ym)。
80.实施例3：
81.如图6所示，假设第一编码试剂通道1与第二编码试剂通道2的线宽取值为：25um＜线宽≤50um时，选取第一基准框试剂通道3、第二基准框试剂通道4、第三基准框试剂通道5和第四基准框试剂通道6的线宽和数量混搭，即数量a＝c＝1、b＝d＝2，线宽a＝b＝50um、c＝d＝100um；
82.第一基准框试剂通道3的通道参数表示为(1，50um)，第二基准框试剂通道4的通道参数表示为(2，50um)，第三基准框试剂通道5的通道参数表示为(1，100um)，第四基准框试剂通道6的通道参数表示为(2，100um)；
83.根据微流控芯片上各基准框试剂通道与各编码试剂通道的位置关系，确定第一基准框试剂通道3、第二基准框试剂通道4、第三基准框试剂通道5和第四基准框试剂通道6合围形成基准框；
84.将(1，50um)对应的第一基准框试剂通道3作为编码阵列中纵向编码序列的起始点y1的标定参照物，将(2，50um)对应的第二基准框试剂通道4作为编码阵列中纵向编码序列的终点ym的标定参照物，进而标定编码阵列的纵向序列为y1至ym；
85.将(1，100um)对应的第三基准框试剂通道5作为编码阵列中横向编码序列的起始点x1的标定参照物，将(2，100um)对应的第三基准框试剂通道5作为编码阵列中横向序列的终点xn的标定参照物，进而标定编码阵列的横向序列为x1至xn；
86.最终标定的编码阵列的位置为第一基准框试剂通道3、第二基准框试剂通道4、第三基准框试剂通道5和第四基准框试剂通道6合围形成基准框内的区域，其编码序列为(x1，y1)-(xn，ym)。
87.在本实施例中还提供了一种空间组学测序芯片，包括如权利要求1至4中任一项的一种微流控芯片。
88.具体地，微流控芯片材质包括玻璃、硅片或者聚合物材料；聚合物材料包括聚二甲基硅氧烷(pdms)，聚氨酯、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚碳酸酯(pc)、环烯烃共聚物(coc)、聚苯乙烯(ps)、聚乙烯(pe)、氟塑料、玻璃；微流控芯片材质可以是上述材料中的一种或者几种。
89.进一步地，微流控芯片加工方法根据材质和结构，可以选取光刻、数控、浇注、注
塑、激光雕刻、等离子刻蚀、湿法刻蚀等不同方法中的一种或者几种。
90.进一步地，绘制基准框的试剂包括金纳米粒子、有色二氧化硅微球或者常见的有色染料中的一种或几种。
91.进一步地，用于编码的基片材质包括硅片、玻片、盖玻片、氧化铟锡(ito)导电玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)片中的一种。
92.进一步地，基片表面功能化基团的修饰，根据与寡核苷酸5’端基团连接的需求，可以选取刻蚀、蒸镀、旋涂等物理方法以及原位合成、共价偶联、分子组装、亲和连接等化学方法中的一种。
93.在本实施例中还提供了一种空间组学测序芯片的编码阵列位置标定方法，应用于上述的空间组学测序芯片，如图7所示，该流程包括如下步骤：
94.步骤s701，获取第一编码试剂通道和第二编码试剂通道的通道参数；其中，第一编码试剂通道的数量为第一预设数量，第二编码试剂通道的数量为第二预设数量，第一编码试剂通道沿第一方向延伸，第二编码试剂通道沿第二方向延伸，第一方向与第二方向交叉设置。
95.具体地，第一方向与第二方向垂直交叉；第一方向为横向，第二方向为纵向。
96.步骤s702，根据第一编码试剂通道和第二编码试剂通道的通道参数，绘制第一基准框试剂通道、第二基准框试剂通道、第三基准框试剂通道和第四基准框试剂通道；其中，第一基准框试剂通道设置在第一编码试剂通道的一侧，并与第一编码试剂通道平行；第二基准框试剂通道设置在第一编码试剂通道的另一侧，并与第一编码试剂通道平行；第三基准框试剂通道设置在第二编码试剂通道的一侧，并与第二编码试剂通道平行；第四基准框试剂通道设置在第二编码试剂通道的另一侧，并与第二编码试剂通道平行。
97.具体地，在第一编码试剂通道x1-xn的一侧(x1)设置第一基准框试剂通道(a，a)，其中，a表示第一基准框试剂通道的数量，a表示第一基准框试剂通道的线宽；在第一编码试剂通道x1-xn的另一侧(xn)设置第二基准框试剂通道(b，b)，其中，b表示第二基准框试剂通道的数量，b表示第二基准框试剂通道的线宽；如图3所示，在第二编码试剂通道y1-ym的一侧(y1)设置第三基准框试剂通道(c，c)，其中，c表示第三基准框试剂通道的数量，c表示第三基准框试剂通道的线宽；在第二编码试剂通道y1-ym的另一侧(ym)设置第四基准框试剂通道(d，d)，其中，d表示第四基准框试剂通道的数量，d表示第四基准框试剂通道的线宽。
98.步骤s703，获取第一基准框试剂通道、第二基准框试剂通道、第三基准框试剂通道和第四基准框试剂通道合围形成的基准框，并利用基准框用于标定编码阵列的位置。
99.具体地，基准框非中心对称，以表征编码阵列的方向。
100.本实施例提供的一种空间组学测序芯片的编码阵列位置标定方法，通过在第一编码试剂通道和第二编码试剂通道的两侧分别设置第一基准框试剂通道、第二基准框试剂通道、第三基准框试剂通道和第四基准框试剂通道，能够准确地对编码阵列的位置进行标定，使得基于ngs-barcoding的空间转录组芯片产品更有可信度，保证了实验结果的准确性。
101.在本实施例中提供了一种空间组学测序芯片的编码阵列位置标定方法，应用于上述的空间组学测序芯片，图8是根据本发明实施例的一种空间组学测序芯片的编码阵列位置标定方法的流程图，如图8所示，该流程包括如下步骤：
102.步骤s801，获取第一编码试剂通道和第二编码试剂通道的通道参数；其中，第一编
码试剂通道的数量为第一预设数量，第二编码试剂通道的数量为第二预设数量。详细请参见图7所示实施例的步骤s701，在此不再赘述。
103.步骤s802，根据第一编码试剂通道和第二编码试剂通道的通道参数，绘制第一基准框试剂通道、第二基准框试剂通道、第三基准框试剂通道和第四基准框试剂通道；其中，第一基准框试剂通道设置在第一编码试剂通道的一侧，并与第一编码试剂通道平行；第二基准框试剂通道设置在第一编码试剂通道的另一侧，并与第一编码试剂通道平行；第三基准框试剂通道设置在第二编码试剂通道的一侧，并与第二编码试剂通道平行；第四基准框试剂通道设置在第二编码试剂通道的另一侧，并与第二编码试剂通道平行。
104.具体地，上述步骤802包括：
105.步骤s8021，将第一编码试剂通道的通道参数和第二编码试剂通道的通道参数分别与第一预设阈值和第二预设阈值进行比较；其中，第一预设阈值小于第二预设阈值；第一编码试剂通道的通道参数和第二编码试剂通道的通道参数包括第一编码试剂通道的线宽和第二编码试剂通道的线宽，第一编码试剂通道的线宽和第二编码试剂通道的线宽相同。
106.步骤s8022，基于比较结果确定第一基准框试剂通道的通道参数、第二基准框试剂通道的通道参数、第三基准框试剂通道的通道参数和第四基准框试剂通道的通道参数；其中，第一基准框试剂通道的通道参数包括第一基准框试剂通道的线宽和数量，第二基准框试剂通道的通道参数包括第二基准框试剂通道的线宽和数量，第三基准框试剂通道的通道参数包括第三基准框试剂通道的线宽和数量，第四基准框试剂通道的通道参数包括第四基准框试剂通道的线宽和数量；第一基准框试剂通道的通道参数、第二基准框试剂通道的通道参数、第三基准框试剂通道的通道参数和第四基准框试剂通道的通道参数用于确定编码阵列的方向。
107.具体地，控制第一基准框试剂通道、第二基准框试剂通道、第三基准框试剂通道和第四基准框试剂通道的通道参数(包括数量与线宽)不完全一致，确定以下控制策略：数量一致，线宽不同；线宽一致，数量不同；数量与线宽混搭；进而基于第一基准框试剂通道、第二基准框试剂通道、第三基准框试剂通道和第四基准框试剂通道绘制的基准框与编码阵列的位置关系是准确的、唯一的。
108.进一步地，根据第一编码试剂通道和第二编码试剂通道的线宽，确定第一基准框试剂通道、第二基准框试剂通道、第三基准框试剂通道和第四基准框试剂通道的通道参数：当线宽≤25um(微米)时，选取“线宽一致、数量不同”(即a＝b＝c＝d，a、b、c、d各不相同)；25um＜线宽≤50um时，选取“数量与线宽混搭”(例如例如数量a＝c，b＝d；线宽a＝b，c＝d，数量相同的a、c对应的线宽a、c不同，且数量相同的b、d对应的线宽b、d不同)；当50um＜线宽时，选取“数量一致，线宽不同”(即a＝b＝c＝d，a、b、c、d各不相同)。
109.进一步地，由于控制了基准框试剂通道的参数不完全一致，由此绘制的基准框四条边(数量、线宽)都不相同、四条边所交汇的顶点图案都不相同(即基准框非中心对称)，进而可以准确识别出基准框的四条边分别是哪条基准框试剂通道所绘制的，即当图像发生反转或镜像等时，可通过非中心对称的基准框确定编码阵列的方向(即编码序列的起始点与终点)；而微流控芯片上基准框试剂通道与编码试剂通道的相对位置关系是已知的，则由基准框试剂通道所绘制的基准框边与编码试剂通道所加工的编码序列具有相同的位置关系，进而从基准框还原编码序列的位置，从而准确标定编码阵列的位置，具体如下：得到一个基
准框，确定基准框的四条边分别是哪条编码试剂通道外侧基准框试剂通道所绘制的；根据微流控芯片上基准框试剂通道与编码试剂通道的位置关系，确定基准框范围内x1-xn、y1-ym序列的位置；x1-xn与y1-ym序列交汇出唯一的阵列，即为编码阵列。
110.在一些可选的实施方式中，上述步骤s8022包括：
111.步骤a1，当第一编码试剂通道的线宽和第二编码试剂通道的线宽小于或等于第一预设阈值时，则设置第一基准框试剂通道的线宽、第二基准框试剂通道的线宽、第三基准框试剂通道的线宽和第四基准框试剂通道与第一编码试剂通道的线宽和第二编码试剂通道的线宽的线宽相同，第一基准框试剂通道的数量、第二基准框试剂通道的数量、第三基准框试剂通道的数量和第四基准框试剂通道的数量不同。
112.步骤a2，当第一编码试剂通道的线宽和第二编码试剂通道的线宽大于第一预设阈值，且小于或等于第二预设阈值时，则设置第一基准框试剂通道的线宽、第二基准框试剂通道的线宽、第三基准框试剂通道的线宽、第四基准框试剂通道的线宽中的任意两个基准框试剂通道的线宽相同，第一基准框试剂通道的数量、第二基准框试剂通道的数量、第三基准框试剂通道的数量和第四基准框试剂通道的数量中的任意两个基准框试剂通道的数量相同；；其中，线宽相同的任意两个基准框试剂通道对应的数量不同，数量相同的任意两个基准框试剂通道对应的线宽不同。
113.步骤a3，当第一编码试剂通道的线宽和第二编码试剂通道的线宽大于第二预设阈值时，则设置第一基准框试剂通道的数量、第二基准框试剂通道的数量、第三基准框试剂通道的数量和第四基准框试剂通道的数量相同，第一基准框试剂通道的线宽、第二基准框试剂通道的线宽、第三基准框试剂通道的线宽和第四基准框试剂通道的线宽不同。
114.步骤s803，获取第一基准框试剂通道、第二基准框试剂通道、第三基准框试剂通道和第四基准框试剂通道合围形成的基准框区域，并利用基准框区域用于标定编码阵列的位置。详细请参见图7所示实施例的步骤s803，在此不再赘述。
115.本实施例提供的微流控芯片，通过在第一编码试剂通道和第二编码试剂通道的两侧分别设置第一基准框试剂通道、第二基准框试剂通道、第三基准框试剂通道和第四基准框试剂通道，能够准确地对编码阵列的位置进行标定，并且，控制基准框试剂通道参数不完全一致，使得基准框非中心对称，与编码阵列相对位置是准确的，可以起到10x genomics空间基因表达芯片基准框同等效果，使得基于ngs-barcoding的空间转录组芯片产品更有可信度，最后，根据第一编码试剂通道和第二编码试剂通道的线宽确定第一基准框试剂通道、第二基准框试剂通道、第三基准框试剂通道和第四基准框试剂通道对应的线宽与数量，保证了第一编码试剂通道和第二编码试剂通道的流阻与第一基准框试剂通道、第二基准框试剂通道、第三基准框试剂通道和第四基准框试剂通道的流阻一致或相似，保证了加工过程的可靠性和实验结果的准确性。
116.本发明实施例还提供一种电子设备，请参阅图9，图9是本发明可选实施例提供的一种电子设备的结构示意图，如图9所示，该电子设备包括：一个或多个处理器10、存储器20，以及用于连接各部件的接口，包括高速接口和低速接口。各个部件利用不同的总线互相通信连接，并且可以被安装在公共主板上或者根据需要以其它方式安装。处理器可以对在电子设备内执行的指令进行处理，包括存储在存储器中或者存储器上以在外部输入/输出装置(诸如，耦合至接口的显示设备)上显示gui的图形信息的指令。在一些可选的实施方式
中，若需要，可以将多个处理器和/或多条总线与多个存储器和多个存储器一起使用。同样，可以连接多个电子设备，各个设备提供部分必要的操作(例如，作为服务器阵列、一组刀片式服务器、或者多处理器系统)。图9中以一个处理器10为例。
117.处理器10可以是中央处理器，网络处理器或其组合。其中，处理器10还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路，可编程逻辑器件或其组合。上述可编程逻辑器件可以是复杂可编程逻辑器件，现场可编程逻辑门阵列，通用阵列逻辑或其任意组合。
118.其中，存储器20存储有可由至少一个处理器10执行的指令，以使至少一个处理器10执行实现上述实施例示出的方法。
119.存储器20可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据电子设备的使用所创建的数据等。此外，存储器20可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非瞬时存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非瞬时固态存储器件。在一些可选的实施方式中，存储器20可选包括相对于处理器10远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
120.存储器20可以包括易失性存储器，例如，随机存取存储器；存储器也可以包括非易失性存储器，例如，快闪存储器，硬盘或固态硬盘；存储器20还可以包括上述种类的存储器的组合。
121.该电子设备还包括通信接口30，用于该电子设备与其他设备或通信网络通信。
122.本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，上述根据本发明实施例的方法可在硬件、固件中实现，或者被实现为可记录在存储介质，或者被实现通过网络下载的原始存储在远程存储介质或非暂时机器可读存储介质中并将被存储在本地存储介质中的计算机代码，从而在此描述的方法可被存储在使用通用计算机、专用处理器或者可编程或专用硬件的存储介质上的这样的软件处理。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体、随机存储记忆体、快闪存储器、硬盘或固态硬盘等；进一步地，存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。可以理解，计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括可存储或接收软件或计算机代码的存储组件，当软件或计算机代码被计算机、处理器或硬件访问且执行时，实现上述实施例示出的方法。
123.虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

技术特征：
1.一种微流控芯片，其特征在于，包括：第一预设数量的第一编码试剂通道，沿第一方向延伸；第二预设数量的第二编码试剂通道，沿第二方向延伸；所述第一方向与所述第二方向交叉设置；第一基准框试剂通道，设置在所述第一编码试剂通道的一侧，并与所述第一编码试剂通道平行；第二基准框试剂通道，设置在所述第一编码试剂通道的另一侧，并与所述第一编码试剂通道平行；第三基准框试剂通道，设置在所述第二编码试剂通道的一侧，并与所述第二编码试剂通道平行；第四基准框试剂通道，设置在所述第二编码试剂通道的另一侧，并与所述第二编码试剂通道平行；其中，所述第一基准框试剂通道、所述第二基准框试剂通道、所述第三基准框试剂通道和所述第四基准框试剂通道合围形成基准框，所述基准框用于标定编码阵列的位置。2.根据权利要求1所述的一种微流控芯片，其特征在于，所述基准框非中心对称，以表征编码阵列的方向。3.根据权利要求1所述的一种微流控芯片，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向垂直交叉。4.根据权利要求1或3所述的一种微流控芯片，其特征在于，所述第一方向为横向，所述第二方向为纵向。5.一种空间组学测序芯片，其特征在于，包括如权利要求1至4中任一项所述的一种微流控芯片。6.一种空间组学测序芯片的编码阵列位置标定方法，其特征在于，应用于如权利要求5中所述的空间组学测序芯片，所述方法包括：获取第一编码试剂通道和第二编码试剂通道的通道参数；其中，所述第一编码试剂通道的数量为第一预设数量，所述第二编码试剂通道的数量为第二预设数量；根据所述第一编码试剂通道和第二编码试剂通道的通道参数，绘制第一基准框试剂通道、第二基准框试剂通道、第三基准框试剂通道和第四基准框试剂通道；其中，所述第一基准框试剂通道设置在第一编码试剂通道的一侧，并与所述第一编码试剂通道平行；所述第二基准框试剂通道设置在所述第一编码试剂通道的另一侧，并与所述第一编码试剂通道平行；所述第三基准框试剂通道设置在第二编码试剂通道的一侧，并与所述第二编码试剂通道平行；所述第四基准框试剂通道设置在所述第二编码试剂通道的另一侧，并与所述第二编码试剂通道平行；获取所述第一基准框试剂通道、所述第二基准框试剂通道、所述第三基准框试剂通道和所述第四基准框试剂通道合围形成的基准框，并利用所述基准框标定编码阵列的位置。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一编码试剂通道和第二编码试剂通道的通道参数，绘制第一基准框试剂通道、第二基准框试剂通道、第三基准框试剂通道和第四基准框试剂通道，包括：将所述第一编码试剂通道的通道参数和第二编码试剂通道的通道参数分别与第一预
设阈值和第二预设阈值进行比较；其中，所述第一预设阈值小于所述第二预设阈值；所述第一编码试剂通道的通道参数和第二编码试剂通道的通道参数包括第一编码试剂通道的线宽和第二编码试剂通道的线宽，所述第一编码试剂通道的线宽和所述第二编码试剂通道的线宽相同；基于比较结果确定第一基准框试剂通道的通道参数、第二基准框试剂通道的通道参数、第三基准框试剂通道的通道参数和第四基准框试剂通道的通道参数；其中，所述第一基准框试剂通道的通道参数包括第一基准框试剂通道的线宽和数量，所述第二基准框试剂通道的通道参数包括第二基准框试剂通道的线宽和数量，所述第三基准框试剂通道的通道参数包括第三基准框试剂通道的线宽和数量，所述第四基准框试剂通道的通道参数包括第四基准框试剂通道的线宽和数量；所述第一基准框试剂通道的通道参数、第二基准框试剂通道的通道参数、第三基准框试剂通道的通道参数和第四基准框试剂通道的通道参数用于确定编码阵列的方向。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于比较结果确定第一基准框试剂通道的通道参数、第二基准框试剂通道的通道参数、第三基准框试剂通道的通道参数和第四基准框试剂通道的通道参数，包括：当所述第一编码试剂通道的线宽和第二编码试剂通道的线宽小于或等于所述第一预设阈值时，则设置所述第一基准框试剂通道的线宽、所述第二基准框试剂通道的线宽、所述第三基准框试剂通道的线宽和所述第四基准框试剂通道的线宽与所述第一编码试剂通道的线宽和所述第二编码试剂通道的线宽相同，所述第一基准框试剂通道的数量、所述第二基准框试剂通道的数量、所述第三基准框试剂通道的数量和所述第四基准框试剂通道的数量不同。9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于比较结果确定第一基准框试剂通道的通道参数、第二基准框试剂通道的通道参数、第三基准框试剂通道的通道参数和第四基准框试剂通道的通道参数，还包括：当所述第一编码试剂通道的线宽和第二编码试剂通道的线宽大于所述第一预设阈值，且小于或等于所述第二预设阈值时，则设置所述第一基准框试剂通道的线宽、所述第二基准框试剂通道的线宽、所述第三基准框试剂通道的线宽、所述第四基准框试剂通道的线宽中的任意两个基准框试剂通道的线宽相同，所述第一基准框试剂通道的数量、所述第二基准框试剂通道的数量、所述第三基准框试剂通道的数量和所述第四基准框试剂通道的数量中的任意两个基准框试剂通道的数量相同；其中，线宽相同的任意两个基准框试剂通道对应的数量不同，数量相同的任意两个基准框试剂通道对应的线宽不同。10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于比较结果确定第一基准框试剂通道的通道参数、第二基准框试剂通道的通道参数、第三基准框试剂通道的通道参数和第四基准框试剂通道的通道参数，还包括：当所述第一编码试剂通道的线宽和第二编码试剂通道的线宽大于所述第二预设阈值时，则设置所述第一基准框试剂通道的数量、所述第二基准框试剂通道的数量、所述第三基准框试剂通道的数量和所述第四基准框试剂通道的数量相同，所述第一基准框试剂通道的线宽、所述第二基准框试剂通道的线宽、所述第三基准框试剂通道的线宽和所述第四基准框试剂通道的线宽不同。

技术总结
本发明涉及芯片测序技术领域，公开了微流控芯片、空间组学测序芯片及编码阵列位置标定方法，微流控芯片包括：第一预设数量的第一编码试剂通道，沿第一方向延伸；第二预设数量的第二编码试剂通道，沿第二方向延伸；第一方向与第二方向交叉设置；第一基准框试剂通道，设置在第一编码试剂通道的一侧，并与第一编码试剂通道平行；第二基准框试剂通道，设置在第一编码试剂通道的另一侧，并与第一编码试剂通道平行；第三基准框试剂通道，设置在第二编码试剂通道的一侧，并与第二编码试剂通道平行；第四基准框试剂通道，设置在第二编码试剂通道的另一侧，并与第二编码试剂通道平行。本发明实现了对编码阵列位置的准确标定。现了对编码阵列位置的准确标定。现了对编码阵列位置的准确标定。


技术研发人员：杨海波 方星 王震 赵志 顾志鹏 沈洪飞
受保护的技术使用者：苏州德运康瑞生物科技有限公司
技术研发日：2023.06.06
技术公布日：2023/8/9