[發明專利]用于基于納米通道的核酸測序的設備和方法

有效

• 申請號: 201811506772.7
• 申請日: 2015-04-03
• 公開（公告）號: CN110055168B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: F·費拉拉;M·A·比安凱西
• 申請（專利權）人: 意法半導體股份有限公司
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34;C12Q1/6869
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;范懷志

本公開的各個實施例涉及用于基于納米通道的核酸測序的設備。一種用于核酸測序的設備，包括納米通道；以及第一電極、第二電極、和第三電極，沿著納米通道設置，以便于與占據納米通道的流體接觸，第二電極設置在第一電極與第三電極之間；其中納米通道具有長度和在垂直于長度的方向上的橫向尺寸，以致使得單個核酸鏈的一端能夠進入流體中并且當納米通道被占據時防止核酸鏈的其他鏈進入。

本申請是于2015年4月3日向中國國家專利局提出、申請號為201510159126.8、發明名稱為“用于基于納米通道的核酸測序的設備和方法”的中國發明專利申請的分案申請。

技術領域

本公開涉及一種用于基于納米通道的核酸測序的設備和方法。

背景技術

已知采取核酸測序的重要性不斷增大，已經開發了各種技術用于確定核苷酸序列。

一些已知的技術是基于將核酸分子分割為單獨排序的短片段，通常為數百個堿基。隨后對根據該單獨的部分而收集的信息進行處理并且匯總，以用于重構形成了核酸分子的整個堿基序列。然而，序列的重構是極其復雜的并且極其耗費資源(特別是處理能力和時間)的操作。此外，可能發生的是，并未正確地讀取和重構一些片段，并且因此測序可能不完整。

納米技術領域中的發展已經使得能夠開發出能夠處理單獨的分子的新的裝置和技術，特別是通過采用向核酸提供電荷。例如，在一些裝置中，使用合適的電場以使得單個核酸分子通過隔膜中的納米孔。實際中，裝置具有由隔膜分隔的兩個腔室，隔膜具有納米孔并且被設置有使得電場形成的電極。含有核酸分子的溶液被裝載到該兩個腔室之一中。隨后，通常展現為糾纏的鏈的核酸分子的一端，可以由于電場的作用而被引入納米孔中。納米孔具有如下尺寸，其使得一個分子一部分的存在阻礙了其他分子的端部的進入(納米孔的直徑可以例如在5nm與10nm之間)。如此方式，能夠對單個序列進行隔離和處理。由電場施加的力使得，當形成分子的鏈在其端部之后穿過納米孔時，該形成分子的鏈伸展。因此而伸展的鏈可以被分析以便測序。

該類型裝置的示例在Liu Q.,Wu H.,Wu L.,Xie X.,Kong J.,等人的(2012)“Voltage-Driven Translocation of DNA through a High Throughput Conical Solid-State Nanopore”，PLoS ONE 7(9):e46014；DOI:10.1371/journal.pone.0046014的文章中；以及在Tsutsui,M等人的“Transverse Electric Field Dragging of DNA in aNanochannel”，Sci.Rep.2,394；DOI:10.1038/srep00394(2012)中被描述。

與已知裝置關聯的一個限制在于，對于鏈的滑過納米孔以及對于施加于其上的力的控制的低靈活性。因為對堿基正確序列的識別的精度也顯著地取決于這些參數，所以顯而易見的是，為了獲得可靠的分析結果以及有效的分析程序，精細控制是決定性的。

發明內容

本公開的一些實施例提供了用于核酸測序的設備和方法，該設備和方法將克服上述限制。

本公開的一個實施例是一種用于核酸測序的設備。設備包括納米通道以及配置用于使核酸鏈移動穿過納米通道的輸運裝置。輸運裝置包括沿著納米通道設置以便于與占據了納米通道的流體接觸的第一、第二和第三電極，第二電極設置在第一與第三電極之間。輸運裝置也包括控制單元，其配置用于分別將第一、第二和第三電壓施加至第一、第二和第三電極，由此控制核酸鏈穿過納米通道的移動。

附圖說明

為了更好理解本公開，現在將純粹借由非限定性示例以及參照附圖而描述本公開的一些實施例，其中：

圖1是根據本公開實施例的、穿過集成了用于核酸測序設備的一部分的本體的剖視圖；

圖2是圖1的本體的頂部平視圖；