一种调节纳米孔测序的过孔速度的方法技术

本说明书实施例公开了一种调节纳米孔测序的过孔速度的方法

【技术实现步骤摘要】
一种调节纳米孔测序的过孔速度的方法、装置及设备


[0001]本说明书涉及生物分子检测
，尤其涉及一种调节纳米孔测序的过孔速度的方法
、
装置及设备
。

技术介绍

[0002]随着测序技术的发展，出现了以纳米孔测序技术为代表的第三代基因测序技术
。
纳米孔测序技术用于多核苷酸序列测序，具有快速且廉价的优点
。
[0003]目前，纳米孔测序技术面临的挑战之一是
DNA
或者
RNA
形式的多核苷酸通过纳米孔的速度太快，超过仪器的分辨率，因此，难以获得反映序列信息的准确的电信号
。
为了控制纳米孔测序过程中，现有技术采用的控制多核苷酸通过纳米孔的移位速度的方法包括：通过改变驱动
DNA
分子穿过纳米孔的偏置电压，以改变待检测核酸分子穿过纳米孔的速度；或者在马达蛋白的引导下控制多核苷酸通过纳米孔的易位
。
现有的控制纳米孔测序速度的方法，在改变驱动电压的同时，会改变测序电流值等测序的其他因素，进而影响测序结果；通过马达蛋白控制测序速度时，一般是通过稀释或者增加溶液中
ATP
浓度的方法实现，因此需要中断测序，且调节的
ATP
浓度量不易确定，存在操作不变的问题
。
[0004]基于此，需要一种新的调节纳米孔测序的过孔速度的方法
。

技术实现思路

[0005]本说明书实施例提供一种调节纳米孔测序的过孔速度的方法/>、
装置及设备，用于解决以下技术问题：现有的控制纳米孔测序速度的方法，在改变驱动电压的同时，会改变测序电流值等测序的其他因素，进而影响测序结果；通过马达蛋白进行控制测序速度时，需要中断测序，且调节的
ATP
浓度量不易确定，因此，存在操作不变的问题
。
[0006]为解决上述技术问题，本说明书实施例是这样实现的：本说明书实施例提供的一种调节纳米孔测序的过孔速度的方法，包括：获取第一过孔速度；基于目标过孔速度及所述第一过孔速度，确定过孔速度差；基于所述过孔速度差及当前测序温度，确定目标温度；调整所述当前测序温度至所述目标温度
。
[0007]本说明书实施例提供的一种调节纳米孔测序的过孔速度的装置，包括：信号处理模块，获取第一过孔速度；速度比较模块，基于目标过孔速度及所述第一过孔速度，确定过孔速度差；目标温度计算模块，基于所述过孔速度差及当前测序温度，确定目标温度；温度调节模块，调整所述当前测序温度至所述目标温度
。
[0008]本说明书实施例还提供一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：获取第一过孔速度；基于目标过孔速度及所述第一过孔速度，确定过孔速度差；基于所述过孔速度差及当前测序温度，确定目标温度；调整所述当前测序温度至所述目标温度
。
[0009]本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：本说明书实施例通过调节测序温度的方法以实现调整过孔速度，以实现稳定核酸的过孔速度的目的，且该方法不需中断测序操作，能够实现自动化调节，保证过孔速度稳定
、
波动小，可以提高测序质量
。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0011]图1为本说明书实施例提供的一种调节纳米孔测序的过孔速度的方法的系统架构示意图；图2为本说明书实施例提供的一种调节纳米孔测序的过孔速度的方法的流程示意图；图3为本说明书实施例提供的第一过孔速度的计算的示意图；图4为本说明书实施例提供的一个温度和过孔速度的拟合曲线示意图；图5为本说明书实施例提供的一种温度调节的示意图；图6为本说明书实施例提供的一种调节纳米孔测序的过孔速度的方法的框架图；图7为本说明书实施例提供的一种调节纳米孔测序的过孔速度的装置示意图
。
具体实施方式
[0012]为了使本
的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本说明书实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围
。
[0013]随着纳米孔蛋白及马达蛋白技术的发展，纳米孔测序得以实现
。
纳米孔测序的原理是：在充满电解液的腔内，带有纳米级小孔的绝缘防渗膜将腔体分成两个电解液室，当电压作用于电解液室，离子或其他小分子物质可穿过纳米孔，形成稳定的可检测的离子电流
。
[0014]由于组成脱氧核糖核酸（
DeoxyriboNucleic Acid
，
DNA
）的四种碱基腺嘌呤
(A)、
鸟嘌呤
(G)、
胞嘧啶
(C)
和胸腺嘧啶
(T)
的分子结构及体积大小均不同，当单链
DNA(ssDNA)
在电场驱使下通过纳米孔时，不同碱基的差异导致穿越纳米孔时引起的电流的变化幅度不同，从而得到所测
DNA
的序列信息
。
[0015]纳米孔基因测序过程中，单链
DNA
在电极电势差的驱动下，穿过纳米孔
。
由于
DNA
分子通过纳米孔的速度往往太快
、
超过仪器的分辨率，因此难以获得反映序列信息的准确的电信号
。
因此，可以通过改变驱动
DNA
分子穿过纳米孔的偏置电压，以改变待检测核酸分子穿过纳米孔的速度；或者在马达蛋白的引导下控制多核苷酸通过纳米孔的易位以改变过孔速度
。
其中，在马达蛋白的引导下控制多核苷酸通过纳米孔的易位，马达蛋白例如解旋酶，其以核酸单链为轨道沿着核酸链定向移动，并利用
ATP
水解提供的能量打开互补的核酸双链，获得单链
。
解旋酶取决于源自化学底物例如三磷酸腺苷
(ATP)
的能量，以沿双链
DNA
分子行进并相应地使单链
DNA
分子通过纳米孔步进
。
解旋酶沿双链
DNA
分子行进并相应地使单链
DNA
分子通过纳米孔步进的速率已知与电解液中
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种调节纳米孔测序的过孔速度的方法，其特征在于，所述方法包括：获取第一过孔速度；基于目标过孔速度及所述第一过孔速度，确定过孔速度差；基于所述过孔速度差及当前测序温度，确定目标温度；调整所述当前测序温度至所述目标温度
。2.
如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一过孔速度是基于第二过孔速度确定的，具体包括：将待分析物通过纳米孔的第二过孔速度的平均值或者所述待分析物通过纳米孔的第二过孔速度的众数，作为第一过孔速度
。3.
如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二过孔速度的获取，具体包括：基于所述待分析物的读段，筛选满足预设标准的读段；根据预设时间间隔或者预设数量，确定所述满足预设标准的读段的过孔速度作为所述第二过孔速度，所述预设数量为预设的待分析物的读段的数量
。4.
如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设标准包括以下标准中的至少一个：所述待分析物的读段的
Q
值大于7，和
/
或所述待分析物的读段的序列过孔时间大于
10s。5.
如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二过孔速度为根据所述预设时间间隔或所述预设数量，确定的所述满足预设标准的读段的过孔序列长度与序列过孔时间的比值
。6.
如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标过孔速度是预先设置的，所述目标过孔速度是从大于预设
Q
值的读段的过孔速度中，选择众数最高的过孔速度作为所述目标过孔速度；所述目标过孔速度由纳米孔测序的分子膜
、
纳米孔
、
测序生化条件及纳米孔的电极决定
。7.
如权利要求1所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟锡亮，王琎，胡喜，
申请(专利权)人：北京齐碳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：