[发明专利]双孔－控制和传感器设备

说明书

描述了两孔设备和用于测序的方法。一种两孔设备可以包括：第一腔室、第二腔室和第三腔室，其中所述第一腔室通过第一纳米孔与所述第二腔室连通，并且其中所述第二腔室通过第二纳米孔与所述第三腔室连通。所述设备还可以包括：感测电路系统，用于测量与在纳米孔处的目标相关联的电信号；以及控制电路系统，用于控制所述目标在纳米孔处的运动。所述设备可以包括针对所述第一纳米孔和所述第二纳米孔中的每一个的感测模式和控制模式和/或在所述感测模式和所述控制模式之间进行切换。测序方法可以实施两孔设备，涉及：目标易位穿过一个或者多个纳米孔，根据需要在感测模式和控制模式之间进行切换，以及通过在所述感测模式下使用来测量所述目标的各个方面。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年6月21日提交的美国临时申请序列号62/523,228的权益，其通过引用的方式全部并入本文。

背景技术

纳米孔是是一种纳米级导管，其自然形成为脂质膜中的蛋白质通道(生物孔)，或者通过对固态基板中的开口进行钻孔或者蚀刻来进行设计(固态孔)。当将这种纳米孔并入包括由纳米孔隔开的两个腔室的纳米设备时，可以使用感测设备(诸如膜片钳系统或者电压钳系统)来施加跨膜电压，并且测量穿过孔的离子电流。

纳米孔为廉价的全基因组DNA测序提供了广阔的前景。纳米孔测序的两个障碍是：(1)缺乏足够的灵敏度来针对从头测序准确地确定核酸中的每个核苷酸的身份(缺乏单核苷酸灵敏度)，以及(2)在感测期间调节和控制每个核苷酸单元穿过纳米孔的传递速率的能力。这两个障碍通常是相互关联的，因为无法调节传递速率是可能与缺乏单核苷酸灵敏度相关联的潜在问题之一。换句话说，如果DNA正过快地穿过传感器，则会损害传感器的功能。没有解决障碍2的、不涉及使用酶或者光学器件的现有方法，酶和光学器件都只能在专门的纳米孔技术中起作用，并且与电气方法相比较，酶和光学器件引起更高的复杂度和成本。

附图说明

所公开的实施例具有优点和特征，这些优点和特征将通过详细描述、所附权利要求书和附图(或者图示)而更加清楚。对图的简要介绍如下。

图1描绘了根据一个实施例的具有两个纳米孔的示例纳米孔设备。

图2A至图2B分别描绘了根据两个实施例的包含示例纳米孔设备的两个纳米孔的示例电路系统。

图3描绘了根据一个实施例的示例两纳米孔设备，该示例两纳米孔设备具有针对每个孔的感测电路系统和控制电路系统选项以及在针对每个孔的两个选项之间的开关。

图4A描绘了根据一个实施例的处于第一配置的示例两纳米孔设备。

图4B描绘了根据一个实施例的处于第二配置的示例两纳米孔设备。

图5描绘了根据实施例的对分子(诸如多核苷酸)进行测序的流程。

具体实施方式

概述