ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка претендует на полезный эффект Предварительной патентной заявки US 62/205336, поданной 14 августа 2015 года и имеющей приведенное выше название, содержание которой полностью включено в настоящую работу посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Существующие в настоящее время системы секвенирования нового поколения (англ. next generation sequencing, сокращенно NGS), основанные на секвенировании синтезом (англ. sequencing-by-synthesis, сокращенно SBS), отличаются сложностью, высокой стоимостью и крупными габаритами. Таким образом, в области применения устройств для SBS необходимы новые подходы к обнаружению.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Один из примеров осуществления относится к способу секвенирования синтезом (SBS), который включает предоставление установки для обнаружения, которая включает массив (группу) магниточувствительных датчиков. Каждый из магниточувствительных датчиков расположен вблизи соответствующего заданного участка с целью определения магнитного свойства заданного участка. Установка для обнаружения также включает совокупность цепочек (нитей) матрицы нуклеиновой кислоты, которые расположены в пределах соответствующих заданных участков. Способ также включает осуществление совокупности событий SBS с целью выращивания комплементарной цепочки посредством встраивания нуклеотидов вдоль каждой матричной цепочки. По меньшей мере некоторые из нуклеотидов присоединены к соответствующим магнитным частицам, имеющим соответствующие магнитные свойства. Каждое из совокупности событий SBS включает определение изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков, которые вызваны соответствующими магнитными свойствами магнитных частиц. Способ также включает определение генетических характеристик комплементарных цепочек на основании обнаруженных изменений электрического сопротивления.

Один из примеров осуществления относится к способу SBS, который включает предоставление установки для обнаружения, которая включает массив магниточувствительных датчиков. Каждый из магниточувствительных датчиков расположен вблизи соответствующего заданного участка с целью определения магнитного свойства заданного участка. Установка для обнаружения также включает совокупность цепочек матрицы нуклеиновой кислоты, расположенных в пределах соответствующих заданных участков. Способ также включает доставку совокупности реагентов к заданным участкам. Реагенты включают нуклеотиды и полимеразу, причем к по меньшей мере одному из нуклеотидов или к полимеразе присоединены магнитные частицы. Способ также включает определение изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков во время осуществления совокупности событий SBS, где каждое событие SBS включает рост комплементарной цепочки посредством встраивания одного из нуклеотидов в комплементарную цепочку. Изменения электрического сопротивления происходят при попадании магнитных частиц в соответствующие заданные участки при осуществлении совокупности событий SBS. Способ также включает определение генетических характеристик комплементарных цепочек на основании обнаруженных изменений электрического сопротивления.

Один из примеров осуществления относится к способу SBS, который включает предоставление установки для обнаружения, которая включает массив магниточувствительных датчиков. Каждый из магниточувствительных датчиков расположен вблизи соответствующего заданного участка с целью определения магнитного свойства заданного участка. Установка для обнаружения также включает совокупность цепочек матрицы нуклеиновой кислоты, расположенных в пределах соответствующих заданных участков. Способ также включает проведение совокупности циклов SBS с целью выращивания комплементарной цепочки вдоль каждой матричной цепочки. Каждый цикл SBS включает (а) доставку нуклеотидов к заданным участкам и самопроизвольное добавление нуклеотидов к комплементарным цепочкам; (b) доставку магнитных частиц к заданным участкам, где магнитные частицы захватываются нуклеотидами; (с) определение изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков, где изменения обусловлены магнитными свойствами магнитных частиц; и (d) удаление магнитных частиц из заданных участков. Способ также включает определение генетических характеристик комплементарных цепочек на основании обнаруженных изменений электрического сопротивления.

Один из примеров осуществления относится к способу SBS, который включает предоставление установки для обнаружения, которая включает массив магниточувствительных датчиков. Каждый из магниточувствительных датчиков расположен вблизи соответствующего заданного участка с целью определения магнитного свойства заданного участка. Установка для обнаружения также включает совокупность цепочек матрицы нуклеиновой кислоты, расположенных в пределах соответствующих заданных участков. Способ также включает проведение совокупности циклов SBS с целью выращивания комплементарной цепочки вдоль каждой матричной цепочки. Каждый цикл SBS включает (а) доставку нуклеотидов к заданным участкам и самопроизвольное добавление нуклеотидов к комплементарным цепочкам. Нуклеотиды включают по меньшей мере первые, вторые и третьи нуклеотиды. Первые, вторые и третьи нуклеотиды содержат различающиеся основания. Каждый цикл SBS также включает (b) доставку магнитных частиц к заданным участкам, причем магнитные частицы захвачены первыми нуклеотидами и вторыми нуклеотидами, и (с) определение изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков. Каждый цикл SBS также включает (d) удаление магнитных частиц из первых нуклеотидов; (е) доставку магнитных частиц к заданным участкам, причем магнитные частицы захвачены третьими нуклеотидами; и (f) определение изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков. Способ также включает определение генетических характеристик комплементарных цепочек на основании обнаруженных изменений электрического сопротивления.

Один из примеров осуществления относится к способу SBS, который включает предоставление установки для обнаружения, которая включает массив магниточувствительных датчиков. Каждый из магниточувствительных датчиков расположен вблизи соответствующего заданного участка с целью определения магнитного свойства заданного участка. Установка для обнаружения также включает совокупность цепочек матрицы нуклеиновой кислоты, расположенных в пределах соответствующих заданных участков. Способ также включает проведение совокупности циклов SBS с целью выращивания комплементарной цепочки вдоль каждой матричной цепочки. Каждый цикл SBS включает (а) доставку по меньшей мере первых и вторых нуклеотидов к заданным участкам для достройки комплементарных цепочек. Первые и вторые нуклеотиды содержат различающиеся основания, и к первым и ко вторым нуклеотидам присоединены магнитные частицы. Каждый цикл SBS также включает (b) определение изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков, причем магнитные частицы, захваченные первыми нуклеотидами, вызывают изменение электрического сопротивления, отличающееся от изменения электрического сопротивления, вызываемого магнитными частицами, захваченными вторыми нуклеотидами. Способ также включает определение генетических характеристик комплементарных цепочек на основании обнаруженных изменений электрического сопротивления.

Один из примеров осуществления относится к способу SBS. Способ включает предоставление установки для обнаружения, которая включает массив магниточувствительных датчиков. Каждый из магниточувствительных датчиков расположен вблизи соответствующего заданного участка с целью определения магнитного свойства заданного участка. Установка для обнаружения также включает совокупность цепочек матрицы нуклеиновой кислоты, расположенных в пределах соответствующих заданных участков. Способ также включает проведение совокупности циклов SBS с целью выращивания комплементарной цепочки вдоль каждой матричной цепочки. Каждый цикл SBS включает (а) доставку по меньшей мере первых и вторых нуклеотидов к заданным участкам для достройки комплементарных цепочек. Первые и вторые нуклеотиды содержат различающиеся основания, причем к первым и вторым нуклеотидам присоединены первые и вторые одномолекулярные магниты (англ. single-molecule magnet, сокращенно SMM), соответственно. Каждый из первых и вторых SMM имеет отличающиеся магнитные состояния, которые чувствительны к различным частотам светового излучения. Каждый цикл SBS также включает (b) изменение магнитного состояния первых SMM под воздействием светового излучения первой частоты и (с) определение изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков, причем эти изменения вызваны магнитным состоянием первых SMM. Каждый цикл SBS включает (d) изменение магнитного состояния первых SMM под воздействием светового излучения второй частоты; (е) изменение магнитного состояния вторых SMM под воздействием светового излучения третьей частоты; и (f) определение изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков, причем эти изменения вызваны магнитным состоянием вторых SMM. Способ также включает определение генетических характеристик комплементарных цепочек на основании обнаруженных изменений электрического сопротивления.

Один из примеров осуществления относится к способу SBS. Способ включает предоставление установки для обнаружения, которая включает массив магниточувствительных датчиков. Каждый из магниточувствительных датчиков расположен вблизи соответствующего заданного участка с целью определения магнитного свойства заданного участка. Установка для обнаружения также включает совокупность цепочек матрицы нуклеиновой кислоты, расположенных в пределах соответствующих заданных участков. Способ также включает проведение совокупности циклов SBS с целью выращивания комплементарной цепочки вдоль каждой матричной цепочки. Каждый цикл SBS включает (а) доставку по меньшей мере первых и вторых нуклеотидов к заданным участкам для достройки комплементарных цепочек. Первые и вторые нуклеотиды содержат различающиеся основания, причем к первым и вторым нуклеотидам присоединены одномолекулярные магниты (SMM). Количество SMM, присоединенных к первым нуклеотидам, отличается от количества SMM, присоединенных ко вторым нуклеотидам. SMM имеют магнитные состояния, которые чувствительны к различным частотам светового излучения. Каждый цикл SBS также включает (b) изменение магнитного состояния одномолекулярных магнитов (SMM) под воздействием светового излучения первой частоты; (с) определение изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков; и (d) изменение магнитного состояния одномолекулярных магнитов (SMM) под воздействием светового излучения второй частоты. Способ также включает определение генетических характеристик комплементарных цепочек на основании обнаруженных изменений электрического сопротивления.

Один из примеров осуществления относится к способу SBS. Способ включает предоставление установки для обнаружения, которая включает массив магниточувствительных датчиков. Каждый из магниточувствительных датчиков расположен вблизи соответствующего заданного участка с целью определения магнитного свойства заданного участка. Установка для обнаружения также включает совокупность цепочек матрицы нуклеиновой кислоты, расположенных в пределах соответствующих заданных участков. Способ также включает осуществление совокупности событий SBS с целью выращивания комплементарной цепочки посредством добавления нуклеотидов вдоль каждой матричной цепочки с помощью полимеразы. К полимеразе присоединены соответствующие магнитные частицы, которые имеют соответствующие магнитные свойства, и каждое событие SBS включает определение изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков. Обнаруживаемые изменения вызваны присутствием на заданных участках магнитных частиц во время добавления нуклеотидов под действием полимеразы. Способ также включает определение генетических характеристик комплементарных цепочек на основании обнаруженных изменений электрического сопротивления.

Один из примеров осуществления относится к способу SBS. Способ включает предоставление установки для обнаружения, которая включает массив магниточувствительных датчиков. Каждый из магниточувствительных датчиков расположен вблизи соответствующего заданного участка с целью определения магнитного свойства заданного участка. Установка для обнаружения также включает совокупность цепочек матрицы нуклеиновой кислоты, расположенных в пределах соответствующих заданных участков. Способ также включает проведение совокупности циклов SBS с целью выращивания комплементарной цепочки вдоль каждой матричной цепочки. Каждый из совокупности циклов SBS включает (а) доставку первого нуклеотида и полимеразы к заданным участкам. К полимеразе присоединены магнитные частицы. Каждый цикл SBS также включает (b) определение изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков. Изменения электрического сопротивления вызваны присутствием на заданных участках магнитных частиц во время добавления полимеразой первого нуклеотида к комплементарной цепочке. Каждый цикл SBS включает (с) доставку второго нуклеотида и полимеразы к заданным участкам. К полимеразе присоединены магнитные частицы. Каждый цикл SBS также включает (d) определение изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков. Изменения электрического сопротивления вызваны присутствием на заданных участках магнитных частиц во время добавления соответствующей полимеразой второго нуклеотида к комплементарной цепочке. Способ также включает определение генетических характеристик комплементарных цепочек на основании обнаруженных изменений электрического сопротивления.

Один из примеров осуществления относится к способу SBS. Способ включает предоставление установки для обнаружения, которая включает массив магниточувствительных датчиков. Каждый из магниточувствительных датчиков расположен вблизи соответствующего заданного участка с целью определения магнитного свойства заданного участка. Установка для обнаружения также включает совокупность цепочек матрицы нуклеиновой кислоты, расположенных в пределах соответствующих заданных участков. Способ также включает осуществление совокупности событий SBS с целью выращивания комплементарной цепочки вдоль каждой матричной цепочки. Каждое из совокупности событий SBS включает (а) доставку по меньшей мере первых и вторых нуклеотидов и полимераз к заданным участкам. Первые и вторые нуклеотиды содержат различающиеся основания. К полимеразе присоединены магнитные частицы. Каждое событие SBS также включает (b) определение изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков. Изменения электрического сопротивления вызваны присутствием на заданных участках магнитных частиц во время добавления полимеразой первого нуклеотида или второго нуклеотида к комплементарной цепочке. Скорости встраивания первых и вторых нуклеотидов различны. Способ также включает определение генетических характеристик комплементарных цепочек на основании обнаруженных изменений электрического сопротивления.

Один из примеров осуществления относится к системе для SBS, которая включает установку для обнаружения, включающую массив магниточувствительных датчиков. Каждый из магниточувствительных датчиков включает по меньшей мере два ферромагнитных слоя и немагнитный слой, который разделяет два ферромагнитных слоя. Каждый из магниточувствительных датчиков образует по меньшей мере один из следующих датчиков: датчик с гигантским магнитосопротивлением (англ. giant magnetoresistance, сокращенно GMR; датчик также может быть назван спин-вентильным магниторезистивным датчиком) или датчик с туннельным магнитосопротивлением (англ. tunnel magnetoresistance, сокращенно TMR). Магниточувствительные датчики расположены в камере вблизи соответствующих заданных участков и выполнены с возможностью обнаружения магнитных частиц, относящихся к соответствующим заданным участкам. Система также включает считывающую схему, которая соединена с возможностью связи с магниточувствительными датчиками. Считывающая схема выполнена с возможностью передачи сигналов, которые соответствуют величинам электрического сопротивления магниточувствительных датчиков. Установка для обнаружения также включает систему струйного контроля, которая выполнена с возможностью пропускания потоков реагентов через камеру для выполнения протокола SBS. Реагенты включают совокупность типов нуклеотидов, и считывающая схема выполнена с возможностью передачи сигналов после осуществления каждого события встраивания.

Один из примеров осуществления относится к установке для обнаружения, включающей массив магниточувствительных датчиков. Каждый из магниточувствительных датчиков включает по меньшей мере два ферромагнитных слоя и немагнитный слой, который разделяет два ферромагнитных слоя. Каждый из магниточувствительных датчиков образует один из следующих датчиков: датчик с гигантским магнитосопротивлением (GMR) или датчик с туннельным магнитосопротивлением (TMR). Магниточувствительные датчики расположены в камере вблизи соответствующих заданных участков и выполнены с возможностью обнаружения магнитных частиц, относящихся к соответствующим заданным участкам. Установка для обнаружения может включать считывающую схему, которая соединена с возможностью связи с магниточувствительными датчиками.

В одном из примеров осуществления система для SBS включает считывающую головку, включающую кронштейн, и магниточувствительный датчик, присоединенный к кронштейну. Магниточувствительный датчик включает один из следующих датчиков: датчик с гигантским магнитосопротивлением (GMR) или датчик с туннельным магнитосопротивлением (TMR). Магниточувствительный датчик выполнен с возможностью обнаружения магнитных частиц. Система также включает подложку для образца, имеющую поверхность подложки. Конфигурация поверхности подложки позволяет располагать совокупность цепочек матрицы нуклеиновой кислоты на заданных участках поверхности подложки, и по меньшей мере один элементов из считывающей головки и подложки для образца выполнен с возможностью перемещения относительно другого с целью расположения магниточувствительного датчика вблизи заданных участков при нахождении в рабочем режиме. Система также включает считывающую схему, которая соединена с возможностью связи с магниточувствительным датчиком. Считывающая схема выполнена с возможностью передачи сигналов, которые соответствуют электрическому сопротивлению магниточувствительного датчика при его расположении на одном из заданных участков.

Один из примеров осуществления относится к способу SBS, который включает обеспечение наличия считывающей головки, имеющей кронштейн и магниточувствительный датчик, присоединенный к кронштейну. Магниточувствительный датчик включает один из следующих датчиков: датчик с гигантским магнитосопротивлением (GMR) или датчик с туннельным магнитосопротивлением (TMR). Магниточувствительный датчик выполнен с возможностью обнаружения магнитных частиц. Способ включает обеспечение наличия подложки для образца, имеющей совокупность матричных цепочек, расположенных на заданных участках на поверхности подложки. Способ также включает проведение совокупности циклов SBS с целью выращивания комплементарных цепочек посредством встраивания нуклеотидов вдоль каждой из матричных цепочек. По меньшей мере некоторые из нуклеотидов помечены соответствующими магнитными частицами, которые проявляют соответствующие магнитные свойства. В каждом из циклов SBS способ включает расположение магниточувствительного датчика вблизи заданных участков вдоль поверхности подложки и определение электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков. Способ также включает определение генетических характеристик комплементарных цепочек на основании обнаруженных изменений электрического сопротивления.

Один из примеров осуществления относится к способу SBS, который включает предоставление установки для обнаружения, которая включает массив магниточувствительных датчиков. Каждый из магниточувствительных датчиков расположен вблизи соответствующей заданной области для определения магнитного свойства этой области. Установка для обнаружения также включает полимеразу, иммобилизованную на заданных областях. Конфигурация полимеразы позволяет ей захватывать соответствующую матричную цепочку. Способ также включает осуществление совокупности событий SBS с целью выращивания комплементарной цепочки посредством встраивания нуклеотидов вдоль соответствующей матричной цепочки. Нуклеотиды присоединены к соответствующим магнитным частицам, имеющим соответствующие магнитные свойства. Каждое из совокупности событий SBS включает определение изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков, которые вызываются соответствующими магнитными свойствами магнитных частиц в результате добавления нуклеотидов к комплементарной цепочке. Способ также включает определение генетических характеристик комплементарных цепочек на основании обнаруженных изменений электрического сопротивления.

Один из примеров осуществления относится к способу SBS, который включает предоставление установки для обнаружения, которая включает массив магниточувствительных датчиков. Каждый из магниточувствительных датчиков расположен вблизи соответствующей заданной области для определения магнитного свойства это области. Установка для обнаружения также включает полимеразу, иммобилизованную на заданных областях. Конфигурация полимеразы позволяет ей присоединяться к соответствующим матричным цепочкам. Способ также включает осуществление совокупности событий SBS с целью выращивания комплементарных цепочек вдоль матричных цепочек. Каждое событие SBS включает (а) доставку нуклеотидов к заданным областям и самопроизвольное добавление нуклеотидов к комплементарным цепочкам. Каждое событие SBS также включает (b) доставку магнитных частиц к заданным областям. Магнитные частицы захватываются нуклеотидами. Магнитные частицы обеспечивают создание соответствующего внешнего магнитного поля. Каждое событие SBS также включает (с) определение изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков и (d) удаление магнитных частиц из заданных областей. Способ также включает определение генетических характеристик комплементарных цепочек на основании обнаруженных изменений электрического сопротивления.

Один из примеров осуществления относится к способу SBS, который включает предоставление установки для обнаружения, которая включает массив магниточувствительных датчиков. Каждый из магниточувствительных датчиков расположен вблизи соответствующей заданной области для определения магнитного свойства это области. Установка для обнаружения также включает полимеразу, иммобилизованную на заданных областях. Конфигурация полимеразы позволяет ей присоединяться к соответствующим матричным цепочкам. Способ также включает осуществление совокупности событий SBS с целью выращивания комплементарных цепочек вдоль матричных цепочек. Каждое событие SBS включает (а) доставку нуклеотидов к заданным областям и самопроизвольное добавление нуклеотидов к комплементарным цепочкам. Нуклеотиды включают по меньшей мере первые, вторые и третьи нуклеотиды. Первые, вторые и третьи нуклеотиды содержат различающиеся основания. Каждое событие SBS также включает (b) доставку магнитных частиц к заданным областям, причем магнитные частицы захвачены первыми нуклеотидами и вторыми нуклеотидами. Каждое событие SBS также включает (с) определение изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков; (d) удаление магнитных частиц из первых нуклеотидов; (е) доставку магнитных частиц к заданным областям, причем магнитные частицы принадлежат третьим нуклеотидам; и (f) определение изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков. Способ также включает определение генетических характеристик комплементарных цепочек на основании обнаруженных изменений электрического сопротивления.

Один из примеров осуществления относится к способу секвенирования синтезом (SBS). Способ включает предоставление установки для обнаружения, которая включает массив магниточувствительных датчиков, где каждый из магниточувствительных датчиков расположен вблизи соответствующего заданного участка с целью определения магнитного свойства заданного участка, и установка для обнаружения также включает совокупность цепочек матрицы нуклеиновой кислоты, расположенных в пределах соответствующих заданных участков. Способ также включает осуществление совокупности событий SBS с целью выращивания комплементарной цепочки посредством встраивания нуклеотидов вдоль каждой матричной цепочки, где по меньшей мере некоторые из нуклеотидов присоединены к соответствующим магнитным частицам, имеющим соответствующие магнитные свойства, и где каждое из совокупности событий SBS включает определение изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков, которые вызваны соответствующими магнитными свойствами магнитных частиц. Способ также включает определение генетических характеристик комплементарных цепочек на основании обнаруженных изменений электрического сопротивления.

В одном из примеров осуществления магниточувствительные датчики включают магниторезистивный датчик.

В одном из примеров осуществления магниточувствительные датчики включают датчики с гигантским магнитосопротивлением (GMR), и изменения электрического сопротивления обусловлены изменениями потока электрического тока, протекающего через проводящие слои датчиков GMR.

В одном из примеров осуществления магниточувствительные датчики включают датчики с туннельным магнитосопротивлением (TMR), и изменения электрического сопротивления обусловлены изменениями тока, создаваемого туннелирующими электронами, который протекает через изолирующие слои датчиков TMR.

В одном из примеров осуществления каждый из магниточувствительных датчиков включает первый и второй ферромагнитные слои и немагнитный слой, который разделяет первый и второй ферромагнитные слои.

В одном из примеров осуществления определение генетической характеристики комплементарных цепочек включает анализ обнаруженных изменений электрического сопротивления для определения того, образуют ли сигналы, полученные на основании обнаруженных изменений, заданную картину.

В одном из примеров осуществления определение генетических характеристик включает определение последовательностей комплементарных цепочек, где последовательности комплементарных цепочек определены на основании обнаруженных изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков, зарегистрированных для каждого из совокупности событий SBS.

В одном из примеров осуществления определение последовательностей комплементарных цепочек включает определение того, происходят ли изменения электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков.

В одном из примеров осуществления определение последовательностей комплементарных цепочек включает определение величин изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков.

В одном из примеров осуществления нуклеотиды включают совокупность типов нуклеотидов, и количество магнитных частиц, присоединенных к каждому типу нуклеотида, отличается от количества магнитных частиц, присоединенных к другим типам нуклеотидов.

В одном из примеров осуществления магнитные частицы представляют собой одномолекулярные магниты (SMM).

В одном из примеров осуществления нуклеотиды включают совокупность типов нуклеотидов, и к каждому типу нуклеотида присоединен такой тип магнитных частиц, который отличается от типов магнитных частиц, присоединенных к другим типам нуклеотидов.

В одном из примеров осуществления магнитные частицы создают различные величины напряженности магнитного поля.

В одном из примеров осуществления магнитные частицы включают материалы, которые обладают парамагнитными, диамагнитными, ферромагнитными или антиферромагнитными свойствами.

В одном из примеров осуществления обнаруженные изменения электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков обусловлены величинами собственного спина электронов, находящихся в материале магнитных частиц.

В одном из примеров осуществления проведение совокупности циклов SBS включает проведение совокупности циклов SBS, где каждый из совокупности циклов SBS включает доставку совокупности типов нуклеотидов, причем доставку каждого типа нуклеотида производят в отличный от других момент времени.

В одном из примеров осуществления проведение совокупности циклов SBS включает проведение совокупности циклов SBS, где каждый из совокупности циклов SBS включает одновременную доставку совокупности типов нуклеотидов.

В одном из примеров осуществления проведение совокупности циклов SBS включает проведение совокупности циклов SBS, где каждый из совокупности циклов SBS включает доставку магнитных частиц к соответствующим нуклеотидам после добавления соответствующих нуклеотидов к комплементарной цепочке.

В одном из примеров осуществления магнитные частицы имеют обратимый связующий элемент.

В одном из примеров осуществления обратимый связующий элемент включает биотин, дестиобиотин, авидин, нейтравидин, стрептавидин, альдегид, гидразид, комплементарный олигонуклеотид или аналог нуклеиновой кислоты.

В одном из примеров осуществления магнитные частицы включают необратимый связующий элемент.

В одном из примеров осуществления магнитные частицы включают фотоотщепляемые связующие элементы.

В одном из примеров осуществления магнитные частицы включают фотообратимые связующие элементы.

В одном из примеров осуществления магнитные частицы включают фотоактивируемые связующие элементы.

В одном из примеров осуществления магнитные частицы включают отщепляемый (расщепляемый) связующий элемент.

В одном из примеров осуществления конфигурация магнитных частиц обеспечивает их временное связывание с соответствующим нуклеотидом.

В одном из примеров осуществления одна или более магнитных частиц связаны с гамма-фосфатом нуклеотида, и магнитная частица высвобождается при присоединении нуклеотида к комплементарной цепочке под действием полимеразы.

В одном из примеров осуществления каждый заданный участок включает кластер матричных цепочек, которые иммобилизованы на поверхности подложки установки для обнаружения.

В одном из примеров осуществления каждый заданный участок включает единственную матричную цепочку, которая иммобилизована на поверхности подложки установки для обнаружения.

В одном из примеров осуществления нуклеотиды имеют биотиновые метки.

В одном из примеров осуществления магнитные частицы представляют собой имеющие покрытие из стрептавидина магнитные наночастицы, нуклеотиды и магнитные частицы, образующие комплекс магнитных наночастиц с биотином/стрептавидином (англ. biotin/streptavidin magnetic nanoparticle complex, сокращенно BSMN).

В одном из примеров осуществления установка для обнаружения включает проточную ячейку, которая ограничивает камеру, имеющую заданные участки, причем доставку нуклеотидов и магнитных частиц к заданным участкам осуществляют пропусканием потока нуклеотидов и магнитных частиц через камеру проточной ячейки.

В одном из примеров осуществления в установке для обнаружения имеется камера, которая включает заданные участки, и при этом установка для обнаружения имеет электроды, которые расположены вдоль камеры, причем доставка нуклеотидов и доставка магнитных частиц включает выполнение операций с каплями, в которых применяют электроды.

В одном из примеров осуществления совокупность событий SBS осуществляют посредством реакций, проводимых в одной емкости.

В одном из примеров осуществления магнитные частицы вызывают постоянное изменение намагничивания соответствующих магниточувствительных датчиков, в результате чего состояния намагничивания соответствующих магниточувствительных датчиков сохраняются после удаления магнитных частиц, причем способ включает изменение величины намагничивания по меньшей мере некоторых магниточувствительных датчиков после считывания показаний этих магниточувствительных датчиков.

В одном из примеров осуществления считывание показаний магниточувствительных датчиков производят после удаления магнитных частиц.

Один из примеров осуществления относится к способу секвенирования синтезом (SBS). Способ включает предоставление установки для обнаружения, которая включает массив магниточувствительных датчиков, где каждый из магниточувствительных датчиков расположен вблизи соответствующего заданного участка с целью определения магнитного свойства заданного участка, и установка для обнаружения также включает совокупность цепочек матрицы нуклеиновой кислоты, расположенных в пределах соответствующих заданных участков. Способ включает доставку совокупности реагентов к заданным участкам, причем реагенты включают нуклеотиды и полимеразу, и к по меньшей мере одному из нуклеотидов или к полимеразе присоединены магнитные частицы. Способ включает определение изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков во время осуществления совокупности событий SBS, где каждое событие SBS включает рост комплементарной цепочки посредством встраивания одного из нуклеотидов в комплементарную цепочку, причем изменения электрического сопротивления происходят при попадании магнитных частиц в соответствующие заданные участки в процессе осуществления совокупности событий SBS. Способ включает определение генетических характеристик комплементарных цепочек на основании обнаруженных изменений электрического сопротивления.

В одном из примеров осуществления магниточувствительные датчики включают магниторезистивный датчик.

В одном из примеров осуществления магниточувствительные датчики включают датчики с гигантским магнитосопротивлением (GMR), и изменения электрического сопротивления обусловлены изменениями потока электрического тока, протекающего через проводящие слои датчиков GMR.

В одном из примеров осуществления магниточувствительные датчики включают датчики с туннельным магнитосопротивлением (TMR), и изменения электрического сопротивления обусловлены изменениями тока, создаваемого туннелирующими электронами, который протекает через изолирующие слои датчиков TMR.

В одном из примеров осуществления каждый из магниточувствительных датчиков включает первый и второй ферромагнитные слои и немагнитный слой, который разделяет первый и второй ферромагнитные слои.

В одном из примеров осуществления определение генетической характеристики комплементарных цепочек включает анализ обнаруженных изменений электрического сопротивления для определения того, образуют ли сигналы, полученные на основании обнаруженных изменений, заданную картину.

В одном из примеров осуществления определение генетических характеристик включает определение последовательностей комплементарных цепочек, причем последовательности комплементарных цепочек определяют на основании обнаруженных изменений электрического сопротивления, которые наблюдаются в области магниточувствительных датчиков при протекании каждого из совокупности событий SBS.

В одном из примеров осуществления нуклеотиды включают совокупность типов нуклеотидов, и количество магнитных частиц, присоединенных к каждому типу нуклеотида, отличается от количества магнитных частиц, присоединенных к другим типам нуклеотидов.

В одном из примеров осуществления магнитные частицы представляют собой одномолекулярные магниты (SMM).

В одном из примеров осуществления нуклеотиды включают совокупность типов нуклеотидов, и к каждому типу нуклеотида присоединен такой тип магнитных частиц, который отличается от типов магнитных частиц, присоединенных к другим типам нуклеотидов.

В одном из примеров осуществления магнитные частицы создают различные величины напряженности магнитного поля.

В одном из примеров осуществления магнитные свойства включают по меньшей мере одно из следующих свойств: магнитное поле, направление вектора магнитного поля или магнитный момент.

В одном из примеров осуществления магнитные частицы включают материалы, которые обладают парамагнитными, диамагнитными, ферромагнитными или антиферромагнитными свойствами.

В одном из примеров осуществления обнаруженные изменения электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков обусловлены величинами собственного спина электронов, находящихся в материале магнитных частиц.

В одном из примеров осуществления каждый заданный участок включает кластер матричных цепочек, которые иммобилизованы на поверхности подложки установки для обнаружения.

В одном из примеров осуществления каждый заданный участок включает единственную матричную цепочку, которая иммобилизована на поверхности подложки установки для обнаружения.

В одном из примеров осуществления каждый заданный участок включает единственную молекулу полимеразы, иммобилизованную на поверхности подложки установки для обнаружения.

В одном из примеров осуществления установка для обнаружения включает проточную ячейку, которая ограничивает камеру, имеющую заданные участки, где доставку реагентов к заданным участкам осуществляют одновременным пропусканием потоков реагентов через камеру проточной ячейки.

В одном из примеров осуществления в установке для обнаружения имеется камера, которая включает заданные участки, причем установка для обнаружения имеет электроды, которые расположены вдоль камеры, и доставка реагентов включает выполнение операций с каплями при помощи электродов.

В одном из примеров осуществления каждый нуклеотид содержит одну или более магнитных частиц, связанных с гамма-фосфатом нуклеотида, и при присоединении нуклеотида к комплементарной цепочке под действием полимеразы происходит высвобождение магнитной частицы.

В одном из примеров осуществления магнитные частицы присоединяются к полимеразе, и обнаруживаемые изменения обусловлены присутствием на заданных участках магнитных частиц, вносимых при добавлении нуклеотидов под действием полимеразы.

В одном из примеров осуществления каждый тип нуклеотида имеет соответствующую скорость встраивания, которая отличается от скорости встраивания других типов нуклеотидов.

Один из примеров осуществления относится к способу секвенирования синтезом (SBS). Способ включает предоставление установки для обнаружения, которая включает массив магниточувствительных датчиков, где каждый из магниточувствительных датчиков расположен вблизи соответствующего заданного участка с целью определения магнитного свойства заданного участка, и установка для обнаружения также включает совокупность цепочек матрицы нуклеиновой кислоты, расположенных в пределах соответствующих заданных участков. Способ включает проведение совокупности циклов SBS с целью выращивания комплементарной цепочки вдоль каждой матричной цепочки. Каждый цикл SBS включает (а) доставку нуклеотидов к заданным участкам и самопроизвольное добавление нуклеотидов к комплементарным цепочкам. Каждый цикл SBS включает (b) доставку магнитных частиц к заданным участкам, где магнитные частицы захватываются нуклеотидами. Каждый цикл SBS включает (с) определение изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков, причем изменения обусловлены магнитными свойствами магнитных частиц. Каждый цикл SBS включает (d) удаление магнитных частиц из заданных участков. Способ включает определение генетических характеристик комплементарных цепочек на основании обнаруженных изменений электрического сопротивления.

В одном из примеров осуществления этапы (a)-(d) повторяют при обработке совокупности типов нуклеотидов, причем доставку каждого типа нуклеотида к заданным участкам производят по отдельности.

В одном из примеров осуществления доставка нуклеотидов включает одновременную доставку совокупности типов нуклеотидов, и доставка магнитных частиц включает одновременную доставку совокупности типов магнитных частиц, где каждый тип магнитных частиц создает соответствующую напряженность магнитного поля, которая отличается от напряженностей магнитного поля, создаваемых другими типами магнитных частиц.

В одном из примеров осуществления каждый заданный участок включает кластер матричных цепочек, которые иммобилизованы на поверхности подложки установки для обнаружения.

В одном из примеров осуществления каждый заданный участок включает единственную матричную цепочку, которая иммобилизована на поверхности подложки установки для обнаружения.

В одном из примеров осуществления нуклеотиды содержат биотиновые метки.

В одном из примеров осуществления магнитные частицы представляют собой магнитные наночастицы, имеющие покрытие из стрептавидина, и нуклеотиды и магнитные частицы образуют комплекс магнитных наночастиц с биотином/стрептавидином (BSMN), и при этом способ дополнительно включает удаление комплекса BSMN.

В одном из примеров осуществления магнитные частицы представляют собой функционализированные магнитные наночастицы.

В одном из примеров осуществления магнитные частицы представляют собой магнитные наночастицы, имеющие покрытие из стрептавидина.

В одном из примеров осуществления заданные участки расположены в камере проточной ячейки, и доставка нуклеотидов и доставка магнитных частиц включает пропускание потоков нуклеотидов и пропускание потоков магнитных частиц, соответственно, через камеру.

В одном из примеров осуществления в установке для обнаружения имеется камера, которая включает заданные участки, причем установка для обнаружения имеет электроды, которые расположены вдоль камеры, и доставка нуклеотидов и доставка магнитных частиц включает выполнение операций с каплями при помощи электродов.

В одном из примеров осуществления каждый из совокупности циклов SBS дополнительно включает определение фонового уровня электрического сопротивления после выполнения этапа (d).

В одном из примеров осуществления нуклеотиды включают блокирующие группы, и способ дополнительно включает удаление блокирующих групп после выполнения этапа (с).

В одном из примеров осуществления магниточувствительные датчики включают магниторезистивный датчик.

В одном из примеров осуществления магниточувствительные датчики включают датчики с гигантским магнитосопротивлением (GMR), и изменения электрического сопротивления обусловлены изменениями потока электрического тока, протекающего через проводящие слои датчиков GMR.

В одном из примеров осуществления магниточувствительные датчики включают датчики с туннельным магнитосопротивлением (TMR), и изменения электрического сопротивления обусловлены изменениями тока, создаваемого туннелирующими электронами, который протекает через изолирующие слои датчиков TMR.

В одном из примеров осуществления каждый из магниточувствительных датчиков включает первый и второй ферромагнитные слои и немагнитный слой, который разделяет первый и второй ферромагнитные слои.

В одном из примеров осуществления определение генетической характеристики комплементарных цепочек включает анализ обнаруженных изменений электрического сопротивления для определения того, образуют ли сигналы, полученные на основании обнаруженных изменений, заданную картину.

В одном из примеров осуществления определение генетических характеристик включает определение последовательностей комплементарных цепочек, причем последовательности комплементарных цепочек определяют на основании обнаруженных изменений электрического сопротивления, которые наблюдаются в области магниточувствительных датчиков при выполнении каждого из совокупности циклов SBS.

В одном из примеров осуществления магнитные свойства включают по меньшей мере одно из следующих свойств: магнитное поле, направление вектора магнитного поля или магнитный момент.

В одном из примеров осуществления магнитные частицы включают материалы, которые обладают парамагнитными, диамагнитными, ферромагнитными или антиферромагнитными свойствами.

В одном из примеров осуществления обнаруженные изменения электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков обусловлены величинами собственного спина электронов, находящихся в материале магнитных частиц.

В одном из примеров осуществления магнитные частицы вызывают постоянное изменение намагничивания соответствующих магниточувствительных датчиков, в результате чего состояния намагничивания соответствующих магниточувствительных датчиков сохраняются после удаления магнитных частиц, и циклы SBS включают изменение состояния намагничивания по меньшей мере некоторых магниточувствительных датчиков после считывания показаний этих магниточувствительных датчиков.

В одном из примеров осуществления считывание показаний магниточувствительных датчиков производят после удаления магнитных частиц.

Один из примеров осуществления относится к способу секвенирования синтезом (SBS). Способ включает предоставление установки для обнаружения, которая включает массив магниточувствительных датчиков, где каждый из магниточувствительных датчиков расположен вблизи соответствующего заданного участка с целью определения магнитного свойства заданного участка, и установка для обнаружения также включает совокупность цепочек матрицы нуклеиновой кислоты, расположенных в пределах соответствующих заданных участков. Способ включает проведение совокупности циклов SBS с целью выращивания комплементарной цепочки вдоль каждой матричной цепочки. Каждый цикл SBS включает (а) доставку нуклеотидов к заданным участкам и самопроизвольное добавление нуклеотидов к комплементарным цепочкам, где нуклеотиды включают по меньшей мере первые, вторые и третьи нуклеотиды, и первые, вторые и третьи нуклеотиды содержат различающиеся основания. Каждый цикл SBS включает (b) доставку магнитных частиц к заданным участкам, где магнитные частицы захватываются первыми нуклеотидами и вторыми нуклеотидами. Каждый цикл SBS включает (с) определение изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков. Каждый цикл SBS включает (d) удаление магнитных частиц из первых нуклеотидов. Каждый цикл SBS включает (е) доставку магнитных частиц к заданным участкам, где магнитные частицы захватываются третьими нуклеотидами. Каждый цикл SBS включает (f) определение изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков. Способ включает определение генетических характеристик комплементарных цепочек на основании обнаруженных изменений электрического сопротивления.

В одном из примеров осуществления первый нуклеотид достраивает комплементарную цепочку при выполнении этапа (а), если изменение электрического сопротивления обнаружено при выполнении этапа (с), но не обнаружено при выполнении этапа (f); второй нуклеотид достраивает комплементарную цепочку при выполнении этапа (а), если изменение электрического сопротивления обнаружено при выполнении этапа (с) и обнаружено при выполнении этапа (f); и третий нуклеотид достраивает комплементарную цепочку при выполнении этапа (а), если изменение электрического сопротивления не было обнаружено при выполнении этапа (с), но было обнаружено при выполнении этапа (f).

В одном из примеров осуществления этап (а) включает доставку четвертых нуклеотидов, причем четвертый нуклеотид достраивает комплементарную цепочку при выполнении этапа (а), если изменение электрического сопротивления не было обнаружено при выполнении этапа (с) и не было обнаружено при выполнении этапа (f).

В одном из примеров осуществления каждый из совокупности циклов SBS дополнительно включает: (g) удаление магнитных частиц из вторых и третьих нуклеотидов.

В одном из примеров осуществления этапы (d) и (е) выполняют параллельно (одновременно).

В одном из примеров осуществления определение генетической характеристики комплементарных цепочек включает анализ обнаруженных изменений электрического сопротивления для определения того, образуют ли сигналы, полученные на основании обнаруженных изменений, заданную картину.

В одном из примеров осуществления определение генетических характеристик включает определение последовательностей комплементарных цепочек, причем последовательности комплементарных цепочек определяют на основании обнаруженных изменений электрического сопротивления, которые наблюдаются в области магниточувствительных датчиков при выполнении каждого из совокупности циклов SBS.

В одном из примеров осуществления магнитные свойства включают по меньшей мере одно из следующих свойств: магнитное поле, направление вектора магнитного поля или магнитный момент.

В одном из примеров осуществления магнитные частицы включают материалы, которые обладают парамагнитными, диамагнитными, ферромагнитными или антиферромагнитными свойствами.

В одном из примеров осуществления обнаруженные изменения электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков обусловлены величинами собственного спина электронов, находящихся в материале магнитных частиц.

В одном из примеров осуществления нуклеотиды включают блокирующие группы, и способ дополнительно включает удаление блокирующих групп после выполнения этапа (с).

В одном из примеров осуществления магнитные частицы вызывают постоянное изменение намагничивания соответствующих магниточувствительных датчиков, в результате чего состояния намагничивания соответствующих магниточувствительных датчиков сохраняются после удаления магнитных частиц после выполнения этапа (f), и циклы SBS включают изменение состояния намагничивания по меньшей мере некоторых магниточувствительных датчиков после считывания показаний этих магниточувствительных датчиков.

В одном из примеров осуществления считывание показаний магниточувствительных датчиков производят после удаления магнитных частиц.

Один из примеров осуществления относится к способу секвенирования синтезом (SBS). Способ включает предоставление установки для обнаружения, которая включает массив магниточувствительных датчиков, где каждый из магниточувствительных датчиков расположен вблизи соответствующего заданного участка с целью определения магнитного свойства заданного участка, и установка для обнаружения также включает совокупность цепочек матрицы нуклеиновой кислоты, расположенных в пределах соответствующих заданных участков. Способ включает проведение совокупности циклов SBS с целью выращивания комплементарной цепочки вдоль каждой матричной цепочки. Каждый цикл SBS включает (а) доставку по меньшей мере первых и вторых нуклеотидов к заданным участкам для достройки комплементарных цепочек, где первые и вторые нуклеотиды содержат различающиеся основания, и к первым и ко вторым нуклеотидам присоединены магнитные частицы. Каждый цикл SBS включает (b) определение изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков, причем магнитные частицы, захваченные первыми нуклеотидами, вызывают изменение электрического сопротивления, отличающееся от изменения электрического сопротивления, вызываемого магнитными частицами, захваченными вторыми нуклеотидами. Способ включает определение генетических характеристик комплементарных цепочек на основании обнаруженных изменений электрического сопротивления.

В одном из примеров осуществления определение генетической характеристики комплементарных цепочек включает анализ обнаруженных изменений электрического сопротивления для определения того, образуют ли сигналы, полученные на основании обнаруженных изменений, заданную картину.

В одном из примеров осуществления определение генетических характеристик включает определение последовательностей комплементарных цепочек, причем последовательности комплементарных цепочек определяют на основании обнаруженных изменений электрического сопротивления, которые наблюдаются в области магниточувствительных датчиков при выполнении каждого из совокупности циклов SBS.

В одном из примеров осуществления определение последовательностей комплементарных цепочек включает определение того, наблюдается ли приблизительное равенство величин обнаруженных изменений в области магниточувствительных датчиков первой величине или их приблизительное равенство второй величине.

В одном из примеров осуществления определение последовательностей комплементарных цепочек включает определение того, превышают ли обнаруженные в области магниточувствительных датчиков изменения пороговое значение.

В одном из примеров осуществления определение последовательностей комплементарных цепочек включает определение того, находятся ли обнаруженные изменения в области магниточувствительных датчиков в пределах заданного диапазона величин.

В одном из примеров осуществления определение последовательностей комплементарных цепочек включает сравнение изменений, обнаруженных в области каждого из магниточувствительных датчиков, на протяжении совокупности циклов SBS.

В одном из примеров осуществления определение последовательностей комплементарных цепочек включает проводимое при выполнении каждого из циклов SBS сравнение обнаруженных изменений, регистрируемых совокупностью магниточувствительных датчиков.

В одном из примеров осуществления первые и вторые нуклеотиды захватывают различные количества магнитных частиц, и различные количества магнитных частиц предназначены для создания различных величин изменений электрического сопротивления.

В одном из примеров осуществления магнитные частицы представляют собой одномолекулярные магниты (SMM).

В одном из примеров осуществления первые нуклеотиды захватывают первый тип магнитных частиц, и вторые нуклеотиды захватывают второй тип магнитных частиц, причем первый и второй типы магнитных частиц предназначены для создания различных величин изменений электрического сопротивления.

В одном из примеров осуществления первый и второй типы магнитных частиц содержат различающиеся парамагнитные материалы.

В одном из примеров осуществления доставка первых и вторых нуклеотидов при выполнении этапа (а) включает доставку первых и вторых нуклеотидов к заданным участкам для достройки комплементарных цепочек и последующую доставку магнитных частиц к заданным участкам, в результате чего магнитные частицы присоединяются к первым и вторым нуклеотидам.

В одном из примеров осуществления нуклеотиды включают блокирующие группы, и способ дополнительно включает удаление блокирующих групп после каждого из событий SBS.

В одном из примеров осуществления каждый из первых и вторых нуклеотидов содержит одну или более магнитных частиц, связанных с гамма-фосфатом нуклеотида, во время добавления полимеразой первого нуклеотида или второго нуклеотида к комплементарной цепочке происходит высвобождение магнитной частицы.

Один из примеров осуществления относится к способу секвенирования синтезом (SBS). Способ включает предоставление установки для обнаружения, которая включает массив магниточувствительных датчиков, где каждый из магниточувствительных датчиков расположен вблизи соответствующего заданного участка с целью определения магнитного свойства заданного участка, и установка для обнаружения также включает совокупность цепочек матрицы нуклеиновой кислоты, расположенных в пределах соответствующих заданных участков. Способ включает проведение совокупности циклов SBS с целью выращивания комплементарной цепочки вдоль каждой матричной цепочки. Каждый цикл SBS включает (а) доставку по меньшей мере первых и вторых нуклеотидов к заданным участкам для достройки комплементарных цепочек, где первые и вторые нуклеотиды содержат различающиеся основания, причем к первым и вторым нуклеотидам присоединены первые и вторые одномолекулярные магниты (SMM), соответственно, и каждый из первых и вторых SMM имеет отличающееся от другого магнитное состояние, которое чувствительно к различающимся частотам светового излучения. Каждый цикл SBS включает (b) изменение магнитного состояния первых SMM под воздействием светового излучения первой частоты. Каждый цикл SBS включает (с) определение изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков, где изменения вызваны магнитным состоянием первых SMM. Каждый цикл SBS включает (d) изменение магнитного состояния первых SMM под воздействием светового излучения второй частоты. Каждый цикл SBS включает (е) изменение магнитного состояния вторых SMM под воздействием светового излучения третьей частоты. Каждый цикл SBS включает (f) определение изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков, где изменения вызваны магнитным состоянием вторых SMM. Способ включает определение генетических характеристик комплементарных цепочек на основании обнаруженных изменений электрического сопротивления.

В одном из примеров осуществления каждый из циклов SBS дополнительно включает изменение магнитного состояния вторых SMM под воздействием светового излучения с четвертой частотой.

В одном из примеров осуществления SMM включают металлорганические соединения, которые обладают суперпарамагнитными (также называемыми сверхпарамагнитными) свойствами.

В одном из примеров осуществления по меньшей мере один из этапов (b)-(d) или (e)-(f) повторяют множество раз при выполнении по меньшей мере некоторых циклов SBS.