JP2021500858A - 核酸シーケンシングのためのシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この出願は、2017年9月21日に出願された米国仮特許出願第62/561,358号、及び2018年4月9日に出願された米国仮特許出願第62/655,083号の利益を主張し、それらのそれぞれは、参照により本明細書に全体として組み込まれている。
この明細書に言及された全ての刊行物、特許、及び特許出願は、あたかも各個々の刊行物、特許、又は特許出願が具体的且つ個々に示されて、参照により組み込まれているのと同じ程度で参照により本明細書に組み込まれている。参照により組み込まれた刊行物及び特許又は特許出願が、本明細書に含有された開示と矛盾する限りにおいては、本明細書が、任意のそのような矛盾する材料に対して取って代わり及び/又は優先することを意図される。
一態様において、本開示は、核酸シーケンシングのための方法を提供する。方法は、センサーアレイに隣接した複数の二本鎖核酸分子を提供する工程を含み得る。所与の、又は個々の二本鎖核酸分子は、センサーアレイの所与の、又は個々のセンサーに隣接して配置され得る。二本鎖核酸分子は、第1の一本鎖核酸分子及び第2の一本鎖核酸分子を含み得る。第1及び第2の一本鎖核酸分子は、互いとの配列相補性を有し得る。センサーは、二本鎖核酸分子の(例えば、デバイ長内の)電荷二重層と電気的に連結し得る。第2の一本鎖核酸分子の一部分は、第1の一本鎖核酸分子から遊離されて、第2の一本鎖核酸分子とハイブリダイズしていない第1の一本鎖核酸分子のセグメントを提供し得る。そのセグメントは、個々のヌクレオチドと接触させ得る。個々のヌクレオチドは、第3の一本鎖核酸分子を生成する核酸取り込み反応に供され得る。第3の一本鎖核酸分子は、第1の一本鎖核酸分子との配列相補性を有し得る。核酸取り込み反応中、センサーは、個々のヌクレオチドの第3の一本鎖核酸分子への取り込みを示すシグナルを検出し、それにより、ハイブリダイズしていないセグメントの配列又は長さを決定するために用いられ得る。
本開示は、様々な構成要素を含み得る核酸シーケンシングのためのシステムを提供する。システムは、生きている対象由来の核酸試料をシーケンシングするなどの様々な適用に用いられ得る。例えば、ビーズによって占有された部位、又はクローン集団を含む複数の核酸鋳型によって直接的に占有された部位を有するセンサーアレイを、クローンの核酸とハイブリダイズするプライマーを含む流体と接触させ得る。その後、センサーアレイは、洗浄され、適切なバッファー中に1つ若しくは複数の型のヌクレオチド、重合酵素、及び/又は任意の補助因子を含む流体と接触させ得る。その後、アレイは洗浄され得、取り込まれたヌクレオチドが検出され得る。取り込み、洗浄、検出のサイクルは、ビーズと結合した、又はセンサーの表面と結合した試料核酸が配列決定されるまで繰り返され得る。
本開示は、本開示の方法を実行するようにプログラムされるコンピュータシステムを提供する。図16は、核酸分子をシーケンシングするように、プログラムされ、又は別な方法で構成されるコンピュータシステム1601を示す。コンピュータシステム1601は、本開示のシーケンシングシステムの様々な態様、例えば、核酸鋳型のフローをセンサーアレイへコントロールすること、個々のヌクレオチドのフローをセンサーアレイへコントロールすること、及び取り込み反応条件をコントロールすることを制御することができる。コンピュータシステム1601は、ユーザーの電子デバイス、又は電子デバイスに対して遠隔設置されているコンピュータシステムであり得る。電子デバイスは携帯型電子デバイスであり得る。
Claims (108)
- (a)センサーアレイに隣接した複数の二本鎖核酸分子を提供する工程であって、前記複数の核酸分子のうちの所与の二本鎖核酸分子が、前記センサーアレイの所与のセンサーに隣接して配置され、前記所与の二本鎖核酸分子が、第1の一本鎖核酸分子及び前記第1の一本鎖核酸分子との配列相補性を有する第2の一本鎖核酸分子を含み、前記所与のセンサーが、前記所与の二本鎖核酸分子を含む電荷二重層と電気的と連結している、工程;
(b)前記第2の一本鎖核酸分子の少なくとも一部分を、前記第1の一本鎖核酸分子から遊離させて、前記第2の一本鎖核酸分子とハイブリダイズしていない前記第1の一本鎖核酸分子のセグメントを提供する工程;
(c)前記セグメントを個々のヌクレオチドと接触させて、前記セグメントを、前記個々のヌクレオチドから第3の一本鎖核酸分子を生成する核酸取り込み反応に供する工程であって、前記第3の一本鎖核酸分子が、前記第1の一本鎖核酸分子との配列相補性を有する、工程;並びに
(d)前記核酸取り込み反応を行う間、又はその後に、前記所与のセンサーを用いて、前記個々のヌクレオチドの前記第3の一本鎖核酸分子への取り込みを示すシグナルを検出し、それにより、前記セグメントの配列又は長さを決定する工程
を含む、核酸分子を検出するための方法。 - 前記第2の一本鎖核酸分子の少なくとも一部分を遊離させることが、フラップを形成し、前記フラップが前記第2の一本鎖核酸分子から切断される、請求項1に記載の方法。
- 前記フラップが、前記個々のヌクレオチドの取り込みを示す前記シグナルを検出した後に切断される、請求項2に記載の方法。
- 前記第2の一本鎖核酸分子が核酸サブユニットのライブラリーから選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記核酸サブユニットのライブラリーがランダム配列を含む、請求項4に記載の方法。
- 前記核酸サブユニットのライブラリーの所与の核酸サブユニットが少なくとも5個のヌクレオチドを含む、請求項4に記載の方法。
- 前記核酸サブユニットのライブラリーがペプチド核酸又はロックド核酸を含む、請求項4に記載の方法。
- 前記第2の一本鎖核酸分子が1つ又は複数の検出可能な標識を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第2の一本鎖核酸分子又はその一部分の前記第1の一本鎖核酸分子からの遊離が、前記個々のヌクレオチドの前記第3の一本鎖核酸分子への取り込みを示す前記シグナルを生成する、請求項8に記載の方法。
- 前記複数の二本鎖核酸分子が複数のビーズと連結しており、前記所与の二本鎖核酸分子が前記複数のビーズのうちの所与のビーズと連結しており、前記電荷二重層が前記所与のビーズの表面に隣接している、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数の二本鎖核酸分子が、前記センサーアレイの1つ又は複数の表面と連結しており、前記所与の二本鎖核酸分子が前記所与のセンサーの表面と連結しており、前記電荷二重層が前記表面に隣接している、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- (c)が、前記セグメントに隣接したプライミング部位を提供する工程、及び前記プライミング部位からのプライマー伸長により前記第3の一本鎖核酸分子を生成する工程をさらに含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記所与のセンサーが少なくとも2つの電極を含む、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記個々のヌクレオチドの少なくともサブセットが、追加のヌクレオチドが前記第1の一本鎖核酸分子と安定的にハイブリダイズすることを阻止する可逆性ターミネーターを含む、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記可逆性ターミネーターが、前記個々のヌクレオチドの前記第3の一本鎖核酸分子への取り込み後で、且つ別の個々のヌクレオチドの前記第3の一本鎖核酸分子への取り込み前に除去される、請求項14に記載の方法。
- 前記個々のヌクレオチドの少なくともサブセットが検出可能な標識を含む、請求項1〜15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記検出可能な標識が静電気的部分である、請求項16に記載の方法。
- 前記検出可能な標識が、前記個々のヌクレオチドの前記少なくともサブセットの核酸塩基と連結している、請求項16に記載の方法。
- 前記個々のヌクレオチドが異なる型のヌクレオチドを含み、異なる型のヌクレオチドのそれぞれが、単一の型の検出可能な標識と可逆的に連結している、請求項18に記載の方法。
- 前記個々のヌクレオチドが異なる型のヌクレオチドを含み、異なる型のヌクレオチドのそれぞれが、異なる型の検出可能な標識と可逆的に連結している、請求項16に記載の方法。
- 前記検出可能な標識が、少なくとも2つの連結機構により、前記異なる型のヌクレオチドと可逆的に連結している、請求項19又は20に記載の方法。
- 前記検出可能な標識が、単一の連結機構により、前記異なる型のヌクレオチドと可逆的に連結している、請求項19又は20に記載の方法。
- 前記個々のヌクレオチドの取り込みを示す前記シグナルの検出後に前記検出可能な標識を除去する工程をさらに含む、請求項21又は22に記載の方法。
- 前記個々のヌクレオチドが異なる型のヌクレオチドを含み、前記セグメントを前記異なる型のヌクレオチドと逐次的に接触させる、請求項1〜23のいずれか一項に記載の方法。
- 前記核酸取り込み反応中の所与の時点において、前記セグメントを、第1の型の個々のヌクレオチドと接触させ、前記核酸取り込み反応中の次の時点において、前記セグメントを第2の型の個々のヌクレオチドと接触させ、前記第1の型が前記第2の型と異なる、請求項24に記載の方法。
- 前記個々のヌクレオチドが異なる型のヌクレオチドを含み、前記セグメントを前記異なる型のヌクレオチドと同時に接触させる、請求項1〜23のいずれか一項に記載の方法。
- 前記個々のヌクレオチドの取り込みを示す前記シグナルが定常状態シグナルである、請求項1〜26のいずれか一項に記載の方法。
- 前記個々のヌクレオチドの取り込みを示す前記シグナルが、個々のヌクレオチドの取り込み後に1回検出される、請求項27に記載の方法。
- 前記個々のヌクレオチドの取り込みを示す前記シグナルが、個々のヌクレオチドの取り込み後に少なくとも2回検出される、請求項27に記載の方法。
- 前記個々のヌクレオチドの取り込みを示す前記シグナルが一過性シグナルである、請求項1〜26のいずれか一項に記載の方法。
- 前記個々のヌクレオチドの取り込みを示す前記シグナルが、前記電荷二重層におけるインピーダンス又はインピーダンス変化により生成した電気的シグナルである、請求項1〜30のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数の二本鎖核酸分子が前記二本鎖核酸分子のクローン集団である、請求項1〜31のいずれか一項に記載の方法。
- (b)〜(d)が、前記第1の一本鎖核酸分子の前記配列又は長さが決定されるまで繰り返される、請求項1〜32のいずれか一項に記載の方法。
- (a)センサーアレイに隣接した複数の一本鎖核酸分子を提供する工程であって、前記複数の一本鎖核酸分子のうちの第1の一本鎖核酸分子が、前記センサーアレイの所与のセンサーに隣接して配置され、前記所与のセンサーが、前記第1の一本鎖核酸分子を含む電荷二重層と電気的に連結している、工程;
(b)前記第1の一本鎖核酸分子を個々のヌクレオチドと接触させて、前記第1の一本鎖核酸分子を、前記個々のヌクレオチドから第2の一本鎖核酸分子を生成する核酸取り込み反応に供する工程であって、前記第2の一本鎖核酸分子が前記第1の一本鎖核酸分子との配列相補性を有し、前記個々のヌクレオチドの少なくともサブセットが検出可能な標識を含む、工程;及び
(c)前記核酸取り込み反応を行う間、又はその後に、前記所与のセンサーを用いて、前記個々のヌクレオチドの前記第2の一本鎖核酸分子への取り込みを示す前記検出可能な標識からのシグナルを検出し、それにより、前記第1の一本鎖核酸分子の配列又は長さを決定する工程
を含む、核酸分子を検出するための方法。 - 前記複数の一本鎖核酸分子が複数のビーズと連結しており、前記第1の一本鎖核酸分子が前記複数のビーズのうちの所与のビーズと連結しており、前記電荷二重層が前記所与のビーズの表面に隣接している、請求項34に記載の方法。
- 前記複数の一本鎖核酸分子が、前記センサーアレイの1つ又は複数の表面と連結しており、前記第1の一本鎖核酸分子が前記所与のセンサーの表面と連結しており、前記電荷二重層が前記表面に隣接している、請求項34に記載の方法。
- (b)が、前記第1の一本鎖核酸に隣接したプライミング部位を提供する工程、及び前記プライミング部位からのプライマー伸長により前記第2の一本鎖核酸分子を生成する工程をさらに含む、請求項34〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記プライミング部位が自己プライミングループである、請求項37に記載の方法。
- 前記所与のセンサーが少なくとも2つの電極を含む、請求項34〜38のいずれかに記載の方法。
- 前記個々のヌクレオチドの少なくとも別のサブセットが、追加のヌクレオチドが前記第1の一本鎖核酸分子と安定的にハイブリダイズすることを阻止する可逆性ターミネーターを含む、請求項34〜39のいずれかに記載の方法。
- 前記可逆性ターミネーターが、前記個々のヌクレオチドの前記第2の一本鎖核酸分子への取り込み後で、且つ別の個々のヌクレオチドの前記第2の一本鎖核酸分子への取り込み前に除去される、請求項40に記載の方法。
- 前記検出可能な標識が静電気的部分である、請求項34〜41のいずれかに記載の方法。
- 前記検出可能な標識が、前記個々のヌクレオチドの前記少なくともサブセットの核酸塩基と連結している、請求項34〜42のいずれかに記載の方法。
- 前記個々のヌクレオチドが異なる型のヌクレオチドを含み、異なる型のヌクレオチドのそれぞれが、単一の型の検出可能な標識と可逆的に連結している、請求項34〜43のいずれかに記載の方法。
- 前記個々のヌクレオチドが異なる型のヌクレオチドを含み、異なる型のヌクレオチドのそれぞれが、異なる型の検出可能な標識と可逆的に連結している、請求項34〜43のいずれかに記載の方法。
- 前記検出可能な標識が、少なくとも2つの連結機構により、前記異なる型のヌクレオチドと可逆的に連結している、請求項44又は45に記載の方法。
- 前記検出可能な標識が、単一の連結機構により、前記異なる型のヌクレオチドと可逆的に連結している、請求項44又は45に記載の方法。
- 前記検出可能な標識が、前記個々のヌクレオチドの取り込みを示す前記シグナルの検出後に除去される、請求項46又は47に記載の方法。
- 前記個々のヌクレオチドが異なる型のヌクレオチドを含み、前記第1の一本鎖核酸分子を前記異なる型のヌクレオチドと逐次的に接触させる、請求項34〜48のいずれかに記載の方法。
- 前記核酸取り込み反応中の所与の時点において、前記第1の一本鎖核酸分子を、第1の型の個々のヌクレオチドと接触させ、前記核酸取り込み反応中の次の時点において、前記第1の一本鎖核酸分子を第2の型の個々のヌクレオチドと接触させ、前記第1の型が前記第2の型と異なる、請求項49に記載の方法。
- 前記個々のヌクレオチドが異なる型のヌクレオチドを含み、前記第1の一本鎖核酸分子を前記異なる型のヌクレオチドと同時に接触させる、請求項34〜48のいずれかに記載の方法。
- 前記個々のヌクレオチドの取り込みを示す前記シグナルが定常状態シグナルである、請求項34〜51のいずれかに記載の方法。
- 前記個々のヌクレオチドの取り込みを示す前記シグナルが、個々のヌクレオチドの取り込み後に1回検出される、請求項52に記載の方法。
- 前記個々のヌクレオチドの取り込みを示す前記シグナルが、個々のヌクレオチドの取り込み後に少なくとも2回検出される、請求項52に記載の方法。
- 前記個々のヌクレオチドの取り込みを示す前記シグナルが一過性シグナルである、請求項34〜51のいずれかに記載の方法。
- 前記個々のヌクレオチドの取り込みを示す前記シグナルが、前記電荷二重層におけるインピーダンス又はインピーダンス変化により生成した電気的シグナルである、請求項34〜55のいずれかに記載の方法。
- 前記複数の一本鎖核酸分子が前記第1の一本鎖核酸分子のクローン集団である、請求項34〜56のいずれかに記載の方法。
- (b)〜(c)が、前記第1の一本鎖核酸分子の前記配列又は前記長さが決定されるまで繰り返される、請求項34〜57のいずれかに記載の方法。
- (a)センサーアレイに隣接した複数の一本鎖核酸分子を提供する工程であって、前記複数の一本鎖核酸分子のうちの第1の一本鎖核酸分子が、前記センサーアレイの所与のセンサーに隣接して配置されている、工程;
(b)前記第1の一本鎖核酸分子を核酸取り込み反応に供して、前記第1の一本鎖核酸分子と相補的な成長する鎖として第2の一本鎖核酸分子を生成する工程であって、前記核酸取り込み反応が、(i)検出可能な標識を含む第1の複数のヌクレオチドの個々のヌクレオチドを取り込むこと、及び(ii)検出可能な標識を含まない第2の複数のヌクレオチドの個々のヌクレオチドを取り込むことを、交互に且つ逐次的に含む、工程;並びに
(c)前記核酸取り込み反応を行う間、又はその後に、前記所与のセンサーを用いて、前記検出可能な標識を含む二重層からの電荷又は伝導率の変化を示すシグナルを検出し、それにより、前記第1の一本鎖核酸分子の配列又は長さを決定する工程
を含む、核酸分子を検出するための方法。 - 前記第1の複数のヌクレオチドが、追加のヌクレオチドが前記第1の一本鎖核酸分子と安定的にハイブリダイズすることを阻止するターミネーターを含む、請求項59に記載の方法。
- 前記第1の複数のヌクレオチドがジデオキシヌクレオチドを含む、請求項59に記載の方法。
- 前記第2の複数のヌクレオチドが、追加のヌクレオチドが前記第1の一本鎖核酸と安定的にハイブリダイズすることを阻止する可逆性ターミネーターを含む、請求項59〜61のいずれかに記載の方法。
- 前記第1の複数のヌクレオチドが前記第2の複数のヌクレオチドと交換される、請求項59に記載の方法。
- 前記第1の複数のヌクレオチド由来の個々のヌクレオチドが取り込まれていない、前記第1の一本鎖核酸分子に沿った位置に、前記第2の複数のヌクレオチド由来の個々のヌクレオチドを取り込むことにより、前記第2の複数のヌクレオチドの前記取り込みが位相誤差を修正する、請求項59〜63のいずれかに記載の方法。
- 前記第1の複数のヌクレオチド由来の前記個々のヌクレオチドを用いて、前記核酸取り込み反応を継続する工程をさらに含む、請求項64に記載の方法。
- 前記可逆性ターミネーターが、前記第2の複数のヌクレオチドの前記個々のヌクレオチドを取り込んだ後に除去される、請求項62に記載の方法。
- 前記検出可能な標識が、除去可能ではない静電気的部分である、請求項59〜66のいずれかに記載の方法。
- 前記第1の複数のヌクレオチドの前記個々のヌクレオチドが異なる型のヌクレオチドを含み、異なる型のヌクレオチドのそれぞれが単一の型の検出可能な標識と連結している、請求項59〜67のいずれかに記載の方法。
- 前記第1の複数のヌクレオチドの前記個々のヌクレオチドが異なる型のヌクレオチドを含み、異なる型のヌクレオチドのそれぞれが異なる型の検出可能な標識と連結している、請求項59〜67のいずれかに記載の方法。
- 前記所与のセンサーが、前記第1の一本鎖核酸分子を含む電荷二重層と電気的に連結している、請求項59〜69に記載の方法。
- 前記複数の一本鎖核酸分子が複数のビーズと連結しており、前記第1の一本鎖核酸分子が前記複数のビーズのうちの所与のビーズと連結しており、前記電荷二重層が前記所与のビーズの表面に隣接している、請求項59に記載の方法。
- 前記複数の一本鎖核酸分子が、前記センサーアレイの1つ又は複数の表面と連結しており、前記第1の一本鎖核酸分子が前記所与のセンサーの表面と連結しており、前記電荷二重層が前記表面に隣接している、請求項59に記載の方法。
- (b)が、前記第1の一本鎖核酸に隣接したプライミング部位を提供する工程、及び前記プライミング部位からのプライマー伸長により前記第2の一本鎖核酸分子を生成する工程をさらに含む、請求項59〜72のいずれかに記載の方法。
- 前記プライミング部位が自己プライミングループである、請求項73に記載の方法。
- 前記所与のセンサーが少なくとも2つの電極を含む、請求項59〜74のいずれかに記載の方法。
- 前記個々のヌクレオチドが異なる型のヌクレオチドを含み、前記第1の一本鎖核酸分子を前記異なる型のヌクレオチドと逐次的に接触させる、請求項59〜75のいずれかに記載の方法。
- 前記核酸取り込み反応中の所与の時点において、前記第1の一本鎖核酸分子を、第1の型の個々のヌクレオチドと接触させ、前記核酸取り込み反応中の次の時点において、前記セグメントを第2の型の個々のヌクレオチドと接触させ、前記第1の型が前記第2の型と異なる、請求項59に記載の方法。
- 前記個々のヌクレオチドが異なる型のヌクレオチドを含み、前記第1の一本鎖核酸分子を前記異なる型のヌクレオチドと同時に接触させる、請求項59〜77のいずれかに記載の方法。
- 前記個々のヌクレオチドの取り込みを示す前記シグナルが定常状態シグナルである、請求項59〜78のいずれかに記載の方法。
- 前記個々のヌクレオチドの取り込みを示す前記シグナルが、個々のヌクレオチドの取り込み後に1回検出される、請求項79に記載の方法。
- 前記個々のヌクレオチドの取り込みを示す前記シグナルが、個々のヌクレオチドの取り込み後に少なくとも2回検出される、請求項79に記載の方法。
- 前記個々のヌクレオチドの取り込みを示す前記シグナルが一過性シグナルである、請求項59〜78のいずれかに記載の方法。
- 前記シグナルが、前記電荷二重層におけるインピーダンス又はインピーダンス変化により生成した電気的シグナルである、請求項59〜82のいずれかに記載の方法。
- 前記複数の一本鎖核酸分子が前記第1の一本鎖核酸分子のクローン集団である、請求項59〜83のいずれかに記載の方法。
- (b)〜(c)が、前記第1の一本鎖核酸分子の前記配列又は前記長さが決定されるまで繰り返される、請求項59〜84のいずれかに記載の方法。
- 前記第1の一本鎖核酸分子が、前記所与のセンサーに隣接した前記複数の一本鎖核酸分子の一部であり、前記第1の一本鎖核酸分子を含む前記複数の一本鎖核酸分子の個々の一本鎖核酸分子が鋳型一本鎖核酸分子と配列相同性を有する、請求項59に記載の方法。
- 複数のセンサーを含むセンサーアレイであって、使用中、複数の二本鎖核酸分子のうちの所与の二本鎖核酸分子が、前記センサーアレイの所与のセンサーに隣接して配置され、前記所与の二本鎖核酸分子が第1の一本鎖核酸分子及び前記第1の一本鎖核酸分子との配列相補性を有する第2の一本鎖核酸分子を含み、前記所与のセンサーが、前記所与の二本鎖核酸分子を含む電荷二重層と電気的に連結している、センサーアレイ;並びに
前記センサーアレイと動作可能に連結した1つ又は複数のコンピュータプロセッサであって、(i)前記第2の一本鎖核酸分子とハイブリダイズしていない前記第1の一本鎖核酸分子のセグメントを個々のヌクレオチドと接触させて、前記セグメントを、前記個々のヌクレオチドから前記第3の一本鎖核酸分子を生成する核酸取り込み反応に供する工程であって、前記第3の一本鎖核酸分子が前記第1の一本鎖核酸分子との配列相補性を有する、工程、及び(ii)前記核酸取り込み反応を行う間、又はその後に、前記所与のセンサーを用いて、前記個々のヌクレオチドの前記第3の一本鎖核酸分子への取り込みを示すシグナルを検出し、それにより、前記セグメントの配列又は長さを決定する工程を行うように個々に又はまとめてプログラムされている、コンピュータプロセッサ
を含む、核酸分子を検出するためのシステム。 - 使用中、前記複数の二本鎖核酸分子が複数のビーズと連結しており、前記所与の二本鎖核酸分子が前記複数のビーズのうちの所与のビーズと連結しており、前記電荷二重層が前記所与のビーズの表面に隣接している、請求項87に記載のシステム。
- 使用中、前記複数の二本鎖核酸分子が、前記センサーアレイの1つ又は複数の表面と連結しており、前記所与の二本鎖核酸分子が前記所与のセンサーの表面と連結しており、前記電荷二重層が前記表面に隣接している、請求項87に記載のシステム。
- 前記所与のセンサーが少なくとも2つの電極を含む、請求項87〜89のいずれかに記載のシステム。
- 使用中、前記個々のヌクレオチドの取り込みを示す前記シグナルが定常状態シグナルである、請求項87〜90のいずれかに記載のシステム。
- 使用中、前記個々のヌクレオチドの取り込みを示す前記シグナルが一過性シグナルである、請求項87〜90のいずれかに記載のシステム。
- 使用中、前記個々のヌクレオチドの取り込みを示す前記シグナルが、前記電荷二重層におけるインピーダンス又はインピーダンス変化により生成した電気的シグナルである、請求項87〜92のいずれかに記載のシステム。
- 複数のセンサーを含むセンサーアレイであって、使用中、複数の一本鎖核酸分子のうちの第1の一本鎖核酸分子が、前記センサーアレイの所与のセンサーに隣接して配置され、前記所与のセンサーが、前記第1の一本鎖核酸分子を含む電荷二重層と電気的に連結している、センサーアレイ;並びに
前記センサーアレイと動作可能に連結した1つ又は複数のコンピュータプロセッサであって、(i)前記第1の一本鎖核酸分子を個々のヌクレオチドと接触させて、前記第1の一本鎖核酸分子を、前記個々のヌクレオチドから第2の一本鎖核酸分子を生成する核酸取り込み反応に供する工程であって、前記第2の一本鎖核酸分子が前記第1の一本鎖核酸分子との配列相補性を有し、前記個々のヌクレオチドの少なくともサブセットが検出可能な標識を含む、工程、及び(ii)前記核酸取り込み反応を行う間、又はその後に、前記所与のセンサーを用いて、前記個々のヌクレオチドの前記第2の一本鎖核酸分子への取り込みを示す前記検出可能な標識からのシグナルを検出し、それにより、前記第1の一本鎖核酸分子の配列又は長さを決定する工程を行うように個々に又はまとめてプログラムされている、コンピュータプロセッサ
を含む、核酸分子を検出するためのシステム。 - 使用中、前記複数の一本鎖核酸分子が複数のビーズと連結しており、前記第1の一本鎖核酸分子が前記複数のビーズのうちの所与のビーズと連結しており、前記電荷二重層が前記所与のビーズの表面に隣接している、請求項94に記載のシステム。
- 使用中、前記複数の一本鎖核酸分子が、前記センサーアレイの1つ又は複数の表面と連結しており、使用中、前記第1の一本鎖核酸分子が前記所与のセンサーの表面と連結しており、前記電荷二重層が前記表面に隣接している、請求項94に記載のシステム。
- 前記所与のセンサーが少なくとも2つの電極を含む、請求項94〜96のいずれかに記載のシステム。
- 使用中、前記個々のヌクレオチドの取り込みを示す前記シグナルが定常状態シグナルである、請求項94〜97のいずれかに記載のシステム。
- 使用中、前記個々のヌクレオチドの取り込みを示す前記シグナルが一過性シグナルである、請求項94〜97のいずれかに記載のシステム。
- 使用中、前記個々のヌクレオチドの取り込みを示す前記シグナルが、前記電荷二重層におけるインピーダンス又はインピーダンス変化により生成した電気的シグナルである、請求項94〜99のいずれかに記載のシステム。
- 複数のセンサーを含むセンサーアレイであって、使用中、複数の一本鎖核酸分子のうちの第1の一本鎖核酸分子が、前記センサーアレイの所与のセンサーに隣接して配置されている、センサーアレイ;並びに
前記センサーアレイと動作可能に連結した1つ又は複数のコンピュータプロセッサであって、(i)前記第1の一本鎖核酸分子を個々のヌクレオチドと接触させて、前記第1の一本鎖核酸分子を核酸取り込み反応に供して、第2の一本鎖核酸分子を生成する工程であって、前記核酸取り込み反応が、検出可能な標識を含む第1の複数のヌクレオチドの個々のヌクレオチドを取り込むこと、及び検出可能な標識を含まない第2の複数のヌクレオチドの個々のヌクレオチドと前記第1の複数のヌクレオチドの前記個々のヌクレオチドを交換することを交互に且つ逐次的に含む、工程、並びに(ii)前記核酸取り込み反応を行う間、又はその後に、前記所与のセンサーを用いて、前記検出可能な標識を含む二重層からの電荷又は伝導率の変化を示すシグナルを検出し、それにより、前記第1の一本鎖核酸分子の配列又は長さを決定する工程を行うように個々に又はまとめてプログラムされている、コンピュータプロセッサ
を含む、核酸分子を検出するためのシステム。 - 使用中、前記所与のセンサーが、前記第1の一本鎖核酸分子を含む電荷二重層と電気的に連結している、請求項101に記載のシステム。
- 使用中、前記複数の一本鎖核酸分子が複数のビーズと連結しており、前記第1の一本鎖核酸分子が前記複数のビーズのうちの所与のビーズと連結しており、前記電荷二重層が前記所与のビーズの表面に隣接している、請求項102に記載のシステム。
- 使用中、前記複数の一本鎖核酸分子が、前記センサーアレイの1つ又は複数の表面と連結しており、使用中、前記第1の一本鎖核酸分子が前記所与のセンサーの表面と連結しており、前記電荷二重層が前記表面に隣接している、請求項102に記載のシステム。
- 前記所与のセンサーが少なくとも2つの電極を含む、請求項101〜104のいずれかに記載のシステム。
- 使用中、前記個々のヌクレオチドの取り込みを示す前記シグナルが定常状態シグナルである、請求項101〜105のいずれかに記載のシステム。
- 使用中、前記個々のヌクレオチドの取り込みを示す前記シグナルが一過性シグナルである、請求項101〜105のいずれかに記載のシステム。
- 使用中、前記個々のヌクレオチドの取り込みを示す前記シグナルが、前記電荷二重層におけるインピーダンス又はインピーダンス変化により生成した電気的シグナルである、請求項101〜107のいずれかに記載のシステム。
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