Системы и способы применения магниточувствительных датчиков для определения генетической характеристики - RU2019141935A
Код документа: RU2019141935A
Формула
1. Система для секвенирования, включающая:
установку для обнаружения, включающую:
массив магниточувствительных датчиков, где каждый из магниточувствительных датчиков включает по меньшей мере два ферромагнитных слоя и немагнитный слой, который разделяет два ферромагнитных слоя, причем каждый из магниточувствительных датчиков образует по меньшей мере один из следующих датчиков: датчик с гигантским магнитосопротивлением (GMR) или датчик с туннельным магнитосопротивлением (TMR);
нанолунки, разделенные промежуточными пространствами, при этом нанолунки расположены в виде массива с положениями, которые по существу соответствуют массиву магниточувствительных датчиков; и
единичную полимеразу, иммобилизованную соответствующим образом в каждой нанолунке, при этом предусмотрено изменение электрического сопротивления каждого из магниточувствительных датчиков после события встраивания, затрагивающего единичную полимеразу, которое происходит в соответствующей нанолунке.
2. Система для секвенирования по п. 1, дополнительно включающая:
матричную цепочку, содержащую присоединенный к ней праймер, при этом матричная цепочка подлежит захвату единичной полимеразой; и
нуклеотид, меченный магнитной частицей, при этом нуклеотид подлежит встраиванию во время события встраивания в цепочку, комплементарную матричной цепочке, посредством единичной полимеразы.
3. Система для секвенирования по п. 2, в которой магнитная частица связана с гамма-фосфатом нуклеотида.
4. Система для секвенирования по п. 1, в которой нанолунки расположены в подложке в виде заданной схемы.
5. Система для секвенирования по п. 4, в которой подложка представляет собой подложку на основе комплементарного металлооксидного полупроводника (КМОП).
6. Система для секвенирования по п. 1, в которой массив магниточувствительных датчиков представляет собой массив магнитных датчиков с высокой плотностью на основе комплементарного металлооксидного полупроводника (КМОП).
7. Система для секвенирования по п. 1, дополнительно включающая систему струйного контроля, выполненную с возможностью доставки нуклеотидов, меченных магнитными частицами, к нанолункам.
8. Способ, включающий:
присоединение матричной цепочки к полимеразе, иммобилизованной на заданной области в проточной ячейке;
доставку меченых нуклеотидов в заданную область, причем каждый меченый нуклеотид включает присоединенную к нему магнитную частицу, обладающую соответствующим магнитным свойством; и
обнаружение посредством магниточувствительного датчика, расположенного вблизи заданной области, изменения электрического сопротивления, вызванного магнитным свойством магнитной частицы, присоединенной к одному из меченых нуклеотидов, при добавлении одного из меченых нуклеотидов к комплементарной цепочке вдоль матричной цепочки.
9. Способ по п. 8, в котором:
меченые нуклеотиды включают аденин, меченный магнитной частицей, и тимин, меченный магнитной частицей; и
немеченый гуанин и цитозин, меченный биотином, также доставляются в заданную область.
10. Способ по п. 8, в котором меченые нуклеотиды включают совокупность типов нуклеотидов, и где каждый из совокупности типов нуклеотидов имеет разную магнитную величину для установления различия оснований.
11. Способ по п. 10, в котором каждый из совокупности типов нуклеотидов включает разное количество одномолекулярных магнитов.
12. Способ по п. 11, дополнительно включающий идентификацию одного из меченых нуклеотидов, добавленных к комплементарной цепочке, посредством величины изменения электрического сопротивления.
13. Способ по п. 8, в котором меченые нуклеотиды включают совокупность типов нуклеотидов, где каждый из совокупности типов нуклеотидов помечен одномолекулярным магнитом, который чувствителен к разным установкам “Включено/Выключено" частот светового излучения.
14. Способ по п. 13, дополнительно включающий применение одной частоты светового излучения Включено/Выключено для включения одномолекулярного магнита одного из меченых нуклеотидов, добавленных к комплементарной цепочке вдоль матричной цепочки.
15. Способ по п. 14, дополнительно включающий обнаружение изменения электрического сопротивления после включения одномолекулярного магнита.
16. Способ по п. 8, в котором магнитная частица связана с гамма-фосфатом нуклеотида, и при этом высвобождение магнитной частицы из меченого нуклеотида происходит при присоединении нуклеотида полимеразой к комплементарной цепочке.
17. Способ по п. 8, в котором:
доставка меченых нуклеотидов включает доставку одного типа меченого нуклеотида за один раз;
доставка и обнаружение представляет собой один подцикл; и
способ дополнительно включает проведение всего четырех отдельных подциклов для каждого цикла секвенирования.
