发明名称 利用信号伸延及资料整合之定序核酸之方法及装置
摘要 本发明揭露有关DNA定序的方法及装置100。在本发明的一些具体实施例中,该方法包括测量标记核酸220之间的距离,如用聚集基(bulky group)标记之核酸。本方法进一步包括将相同的模板DNA 200放入四个反应室110,120,130,140之中,各包含一不同标记核酸前体(precusor),合成互补链230,240,250及侦测标记核酸220。标记核酸220之间的距离可用来构建450各型标记核酸220的距离图(distance map)310,320,330,340。可排列520距离图310,320,330,340以获得核酸序列210。重叠资料分析及频率分析可用来构建450距离图310,320,330,340,不重叠资料分析则可用来将该距离图排列成一序列210。
申请公布号 TWI290688 申请公布日期 2007.12.01
申请号 TW092116261 申请日期 2003.06.16
申请人 英特尔公司 发明人 苏心
分类号 G06F19/00(2006.01);C12Q1/68(2006.01) 主分类号 G06F19/00(2006.01)
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种定序核酸之方法,包括: (a)得到至少四个包含模板核酸的样本; (b)在适合合成与模板核酸互补的核酸序列之条件 下各别培养(a)之样本,其中该互补序列包括一类与 特定样本具专一性且结构上适合附着于一聚集基 的核酸前体; (c)藉附着该聚集基至至少一部份的该核酸前体 标记该核酸前体; (d)在(c)之前,与(c)同时,或接续(c),定位(b)产生的每 一互补核酸序列使得聚集基间之距离可被测量; (e)测量每一样本中聚集基与每一邻近互补序列的 距离并监定重叠之距离,其中该距离系藉扫瞄探测 显微术来测量; (f)基于(e)所产生的测量,建构每一样本的距离图; (g)成直线排列(f)的距离图; (h)组合该互补序列的核酸序列;及 (i)基于互补序列的序列决定模板核酸的序列。 2.如申请专利范围第1项之方法,进一步包括藉由重 叠资料分析及频率分析而分析测量距离以构建距 离图。 3.如申请专利范围第1项之方法,其中该距离图由不 重叠资料分析组合成一序列。 4.如申请专利范围第1项之方法,其中该适合于合成 与模板核酸序列互补的核酸序列的条件包括将寡 核酸引子杂交至模板核酸及将模板/寡核酸复 合物与聚合接触。 5.如申请专利范围第4项之方法,其中该寡核酸引 子的5'端包含生物素。 6.如申请专利范围第1项之方法,其中该等聚集基可 在合成互补核酸链之前或之后附着至该核酸。 7.如申请专利范围第6项之方法,其中该等聚集基系 选自由有机基,量子点,抗体及金属基所组成之群 中。 8.如申请专利范围第7项之方法,其中该金属基为奈 米粒子。 9.如申请专利范围第8项之方法,其中该奈米粒子为 金或银,该奈米粒子的大小约为0.5及5.0奈米(nm)之 间。 10.如申请专利范围第1项之方法,其中该聚集基间 之距离可利用原子力显微术或扫描穿隧显微术来 测量。 11.如申请专利范围第5项之方法,其中在合成前,合 成同时或接续合成,该包含生物素之该寡核酸系 连结至包括链霉抗生物素蛋白及/或抗生物素蛋白 的表面。 12.如申请专利范围第1项之方法,其中各样本包括 约100,000个模板核酸的复本。 13.一种定序核酸之方法,包括: (a)将模板核酸导入样本并置于至少四个反应室; (b)在适合合成与模板核酸互补的核酸序列之条件 下各别培养(a)之样本,其中该互补序列包括一类与 特定样本具专一性且结构上适合附着于一聚集基 的核酸前体; (c)藉附着一导电标记至至少一部份的核酸前体 以标记(b)之核酸前体; (d)在(c)之前,与(c)同时,或接续(c),定位(b)产生的每 一互补核酸序列使得聚集基间之距离可被测量; (e)定位并转位该互补核酸序列,经由操作偶合至一 侦测导电标记之侦测器之奈米孔; (f)测量每一样本中标核酸与邻近互补序列的距 离并监定重叠的距离; (g)建构每一室中互补核酸序列的距离图,其中该距 离图系基于(f)所产生的测定; (h)成直线排列(g)的距离图; (i)组合互补序列的核酸序列;及 (j)决定模板核酸的序列。 14.如申请专利范围第13项之方法,进一步包括藉由 重叠资料分析及频率分析而分析测量距离以构建 距离图。 15.如申请专利范围第13项之方法,其中该距离图由 不重叠资料分析组合成一序列。 16.如申请专利范围第13项之方法,其中该奈米孔直 径为1 nm及50 nm之间。 17.如申请专利范围第16项之方法,其中该奈米孔直 径为3 nm及10 nm之间。 18.如申请专利范围第16项之方法,其中选择奈米孔 直径以容许一次有单一标记核酸链通过单一奈米 孔。 19.如申请专利范围第18项之方法,其中可将该标记 核酸链杂化成一模板核酸。 20.如申请专利范围第13项之方法,其中各核酸链的 至少一端皆被附着至一可区分的标记。 21.如申请专利范围第13项之方法,其中该导电标记 为金属奈米孔。 22.如申请专利范围第16项之方法,其中该侦测器选 自由一电压计、一电阻计及一电导率计组成的群 组。 23.一种定序核酸之装置,包括: (a)至少四个反应室,各室皆包含与特定室具专一性 且结构上适合于附着至一导电标记的一类核酸 前体; (b)位于各反应室内的多奈米孔;及 (c)一于操作上系被耦合至各奈米孔之侦测器,其中 该侦测器侦测导电标记。 24.如申请专利范围第23项之装置,进一步包括:(i)资 讯处理系统;及(ii)资料库。 25.如申请专利范围第23项之装置,其中该导电标记 为附着至标记核酸链的金属奈米粒子。 26.如申请专利范围第23项之装置,其中该反应室及 奈米孔为一积体晶片之一部份。 27.如申请专利范围第23项之装置,其中该侦测器选 自由一电压计、一电阻计及一电导率计组成的群 组。 图式简单说明: 图1显示一用于定序一核酸模板(见图2,核酸模板200 )的示范装置100(不按比例)及方法,其系藉由决定随 意标记核酸之间的距离来进行。该装置包括4个 分离反应室110,120,130,140,包含奈米孔150。 图2显示一种用于构建一种标记核酸220的硷基距 离图的示范方法,其系基于数个核酸链230,240,250(其 与核酸模板200互补)中复数个标记核酸之间的测 量距离。标记核酸220之间的距离可用来构成如 本文所标记之每种核酸的距离图(见图3,距离图 310,320,330,340)。图中显示该互补链230,240,250的序列 210及复数个标记核酸220的示范位置。如260所标 示,其中相同的核酸的位置彼此相邻,由该位置 处标记频率增加将可侦测出。 图3显示一种用于将4个硷基距离图310,320,330,340排 列成为由互补链(见图2,互补链230,240,250)所组成的 序列210的示范方法。模板核酸200为该既定序列210 的准确补体。 图4显示一种用于构建450标记核酸220的距离图( 见图3,距离图310,320,330,340)的示范方法。 图5显示一种用于排列520距离图(见图3,距离图310, 320,330,340)以获得由互补链(见图2,互补链230,240,250) 所组成的核酸序列(见图2,核酸序列210)的示范方法 。
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