[发明专利]核苷酸序列的处理

说明书

技术领域

本发明涉及用于核苷酸序列的处理，特别地用于DNA/RNA核苷酸顺序的确定的装置和方法。

背景技术

WO 2012/042399 A1公开了包括涂有不同DNA引物的多个电极的生物传感器设备。监测电极的电容，其允许将电容的改变归因于核苷酸到复制DNA引物的添加。通过使电极顺序地暴露于单核苷酸的不同溶液，可以控制当前添加哪个核苷酸。为了能够将电极处观察到的添加归于一种特定类型的引物，重要的是每个电极涂有仅一种引物。在WO 2012/042399 A1中所描述的程序中，可以以该方式利用单个类型的引物涂敷可用电极的仅大约37%，而其余电极根本不包括引物或者并行地包括两个或更多不同引物，其不允许测量信号的唯一解释。

发明内容

将有利的是提供允许利用电极阵列对核苷酸序列的更高效处理的措施。

通过根据权利要求1的装置、根据权利要求2的方法和根据权利要求15的用途解决该问题。在从属权利要求中公开优选实施例。

根据第一方面，本发明的实施例涉及用于核苷酸序列的处理的装置，所述装置包括以下部件：

-电极的阵列，

-包括感兴趣的核苷酸序列的复制的至少一个纳米球，其中所述纳米球附接到具有该大小的不超过一个纳米球可以同时附接到的电极。

由装置所进行的处理可以是人们感兴趣的核苷酸序列的任何类型操纵，例如序列的分割或核苷酸链的复制。在优选实施例中，出于确定所述序列的目的，处理包括具有未知核苷酸序列的引物的逐步复制。在这种情况中，该装置被配置为生物传感器。

所处理的核苷酸序列可以例如包括（但不限于）：原始样本（细菌、病毒、基因组DNA等）；净化样本，诸如净化的基因组DNA或RNA；扩增反应的（多个）产物；生物分子化合物，诸如核酸，以及相关化合物（例如DNA、RNA、低聚核苷酸或其类似物、PCR产物、基因组DNA、细菌人工染色体等）。

术语“阵列”应当表示多个元件（此处为电极）的任意一维、二维或三维布置。典型地，电极阵列是二维的并且优选地还是平面的，并且电极布置在常规图样，例如网格或矩阵图样中。

一般而言，阵列的电极可以全部是单独设计的。优选地，然而，所有电极或所有电极的至少子组在形状、大小和/或材料方面是同样或类似的。电极应当是导电的，并且应当可能将其设定为给定电势。最优选地，电极的子组或甚至单个电极可以是单独可寻址的，即其可以单独供应有期望电势。

术语“纳米球”一般表示大分子或复合体，其具有紧凑的，例如内径范围典型地在大约1 nm与大约1000 nm之间，优选地大约50 nm与大约500 nm之间的（近似）球形形状。在此处和下文中，术语对象的“内径”应当定义为可以完全内接到所述对象中的最大几何球体的直径。

此处讨论的纳米球应当包括感兴趣的核苷酸序列的复制。这些复制典型地一个接一个地布置在核苷酸的连续线型链中，但是其它配置也是可能的（例如，分支分子和/或具有感兴趣的序列的复制之间的不同组成的间隔物元素的分子）。该串联重复结构连同DNA的单链性质引起纳米球折叠(folding)配置。

可以通过任何适当的效应实现纳米球到相关联的电极的附接。纳米球可以例如共价结合到电极的表面和/或附接到提供于所述表面上的某个引物和/或经由疏水或静电作用而非共价地结合。

可以化学地修改电极表面以允许纳米球的附接。如果利用带电分子或聚合物，则这样的修改可以可选地通过向电极施加适当的电荷得以支持和/或改进，使得可以独立于扩散迅速地使修改与表面接触，并且应用于均匀的薄层中。

以上所述类型的装置具有以下优点：感兴趣的核苷酸序列的大量复制可以容易地与一个电极相关联，因为利用仅单个纳米球的附接对其进行添加。同时，保证没有可能包括另一核苷酸序列的复制的其它纳米球可以附接到相同电极。这自动地确保相应电极仅专用于感兴趣的一个特定核苷酸序列。由于序列与电极之间的关联的该自动唯一性，因而可能为阵列的基本上每一个电极提供纳米球，由此出于处理目的而利用了整个阵列。