[發明專利]經由表面增強拉曼光譜法對核酸進行測序

在審

• 申請號: 202011304650.7
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112824879A
• 公開（公告）日: 2021-05-21
• 發明（設計）人: G·門敦薩;E·K·沃德利;V·克里希納穆爾蒂;R·A·門敦薩;M·G·布拉伯;K·蘇布拉馬尼亞姆
• 申請（專利權）人: 希捷科技有限公司
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;C12Q1/6869
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 何焜;周全

本申請公開了經由表面增強拉曼光譜法對核酸進行測序。一種用于執行準確的無標記長讀取DNA測序的表面增強拉曼光譜法(SERS)裝置。拉曼傳感器具有由等離子體納米結構限定并由至少一個激光器激發的熱點。固定的DNA聚合酶可用于將待測序的DNA模板鏈拉過所述熱點。

交叉引用

本申請要求2019年11月20日提交并且標題為“Sequencing Nucleic Acids viaSurface Enhanced Raman Spectroscopy”的美國臨時申請號62/938,264的優先權，其整個公開內容通過引用并入本文中以用于所有目的。

發明內容

本公開涉及表面增強拉曼光譜法(SERS)傳感器或裝置，以及使用來執行準確的無標簽或無標記長讀取DNA測序的方法。更具體地，本公開涉及利用SERS來鑒定各個核苷酸的裝置和方法。

為了鑒定各個核苷酸，DNA模板鏈通過由激光器激發產生并且通過等離子體(例如，金)納米結構的諧振增強的拉曼熱點。

在一個特定實施方式中，本公開提供一種對DNA鏈進行測序的方法。所述方法包括：使所述DNA鏈通過拉曼傳感器的由等離子體納米結構界定并由至少一個激光器激發的納米通道熱點；通過拉曼標記圖來鑒定在第一時間段存在于所述通道中的所述DNA鏈的第一區段的核苷酸，并且通過第二拉曼標記圖來鑒定在第二時間段存在于所述通道中的所述DNA鏈的第二區段的核苷酸；以及將經鑒定的所述第一區段的核苷酸與經鑒定的所述第二區段的核苷酸進行比較以鑒定變化。

在另一特定實施方式中，提供了另一種對DNA鏈進行測序的方法。所述方法包括：使所述DNA鏈通過拉曼傳感器的由等離子體納米結構界定并由至少一個激光器激發的納米通道熱點；鑒定在第一時間段存在于所述通道中的所述DNA鏈的第一區段的至少一個核苷酸的拉曼標記圖，并且鑒定在第二時段存在于所述通道中的所述DNA鏈的第二區段的至少一個核苷酸的第二拉曼標記圖；將所述第一區段的拉曼標記圖與所述第二區段的第二拉曼標記圖進行比較以鑒定所述拉曼標記圖中的變化；以及使所述拉曼標記圖中的所述變化與單個核苷酸相關。

本發明內容被提供來以簡化形式引入在下面在具體實施方式中進一步描述的一些構思。本發明內容不旨在標識所要求保護的主題的關鍵特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保護的主題的范圍。從對以下詳細描述的閱讀中，這些及各種其他特征和優點將是顯而易見的。

附圖說明

從以下具體實施方式最好地理解所描述的技術，該具體實施方式描述了結合附圖閱讀的各種實施方式。

圖1是核苷酸的拉曼光譜的圖形表示。

圖2是拉曼傳感器裝置的示意圖。

圖3A和圖3B是具有示例光輸入布置的拉曼傳感器裝置的示意圖。

圖4A、圖4B和圖4C是具有錐形納米通道的拉曼傳感器裝置的示意圖。

圖5A、圖5B和圖5C是用于拉曼傳感器的各種激光器裝置的示意圖。

圖6是拉曼傳感器裝置的另一示意圖。

圖7是一組核苷酸的SER光譜的圖形表示。

圖8是替代拉曼傳感器裝置的示意圖。

圖9A是平面內耦合至檢測器的納米結構的系統的示意圖；圖9B是平面外耦合至檢測器的納米結構的系統的示意圖。

圖10A是具有等離子體納米結構激發的傳感器的系統的示意圖；圖10B是具有等離子體納米結構激發的傳感器的系統的另一示意圖。

圖11是具有多個環形諧振器以對輸出光進行濾波的傳感器的系統的示意圖。

具體實施方式