[发明专利]利用变化的电压刺激的基于纳米孔的测序

权利要求书

1.一种用于基于纳米孔的测序的仪器，包括：

电压源；

开关，由重置信号控制，选择性地连接或断开连接电压源和电容器，其中所述电容器在电压源连接到电容器时存储从电压源接收的电荷，并且其中电容器在电压源与电容器断开连接时通过隔膜中的纳米孔进行放电；以及

其中所述重置信号具有占空比，所述占空比在重置信号周期的至少十分之一部分期间接通所述开关以连接电压源和电容器，并且在重置信号周期的剩余部分期间关断所述开关以将电压源和电容器断开连接，以使得与在重置信号周期的不维持连接的所述剩余部分期间相比，在重置信号周期的维持连接的所述部分期间跨所述纳米孔的电压维持在较高电平，

所述仪器还包括：

电压测量电路，在电压源与电容器断开连接之后确定跨所述纳米孔的电压的衰减的速率；和

处理器，基于所确定的跨所述纳米孔的电压的衰减的速率区分所述纳米孔中的分子与其它可能的分子。

2.如权利要求1所述的仪器，其中所述电容器包括与所述隔膜关联的电容器。

3.如权利要求1所述的仪器，其中所述电容器包括片上加工的电容器。

4.如权利要求1所述的仪器，其中在电容器被完全充电之后，所述占空比将跨纳米孔的电压维持在所述较高电平。

5.如权利要求1所述的仪器，其中在电压源与电容器断开连接之后跨纳米孔的电压的衰减的速率由RC时间常数表征，所述RC时间常数对应于所述电容器和与纳米孔关联的电阻。

6.如权利要求1所述的仪器，其中与纳米孔关联的电阻基于纳米孔中分子的化学结构而变化。

7.如权利要求1所述的仪器，其中在电压源与电容器断开连接之后跨纳米孔的电压的衰减的速率对应于通过隔膜中的纳米孔的电容器的放电。

8.如权利要求1所述的仪器，其中所述重置信号周期是采样周期，在采样周期中，与跨纳米孔的单个电压衰减对应的测量数据被采样。

9.如权利要求1所述的仪器，其中所述占空比由处理器确定为使得跨纳米孔的电压维持高于预定阈值，并且其中跨纳米孔的预定阈值电压足够高以将分子捕获到纳米孔中并且使分子保持被捕获在纳米孔中。

10.如权利要求1所述的仪器，其中所述占空比由处理器确定为使得跨纳米孔的电压的衰减达到预定阈值，并且其中所述预定阈值足够高以在模数转换器(ADC)处维持满意的信噪比，所述模数转换器(ADC)测量跨纳米孔的电压的衰减的速率。

11.如权利要求1所述的仪器，其中所述占空比由处理器基于用作系统中的电解质的盐溶液的类型和盐溶液的浓度来确定。

12.一种分析分子的方法，包括：

使用由重置信号控制的开关选择性地连接或断开连接电压源和电容器；

当电压源连接到电容器时在电容器中存储从电压源接收的电荷；

当电压源与电容器断开连接时通过隔膜中的纳米孔对电容器进行放电；

由处理器确定重置信号的占空比，所述占空比在重置信号周期的至少十分之一部分期间接通所述开关以连接电压源和电容器，并且在重置信号周期的剩余部分期间关断所述开关以将电压源和电容器断开连接，以使得与在重置信号周期的不维持连接的所述剩余部分期间相比，在重置信号周期的维持连接的所述部分期间跨纳米孔的电压维持在较高电平；

在电压源与电容器断开连接之后由电压测量电路确定跨纳米孔的电压的衰减的速率；以及

由处理器基于所确定的跨纳米孔的电压的衰减的速率来区分纳米孔中的分子与其它可能的分子。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述电容器包括与隔膜关联的电容器。