[发明专利]用于无扩增DNA数据存储的方法、装置和系统

权利要求书

1.一种归档信息的方法，所述方法包括：

使用编码方案将所述信息转换成一个或多个核苷酸，所述核苷酸被预先确定以在分子电子传感器的可测量电参数中产生与所述信息有关的可识别信号；

将所述一个或多个核苷酸组装成核苷酸序列；和

在不扩增DNA分子的情况下合成复制DNA分子池，其中，每个复制DNA分子均包含所述核苷酸序列。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述信息包括二进制数据串。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述编码方案将所述二进制数据串内的二进制数据的一个或多个0/1位转换成包括多于一个核苷酸的序列基序。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，转换所述信息的步骤包括：将所述二进制数据串划分为区段，其中，每个区段编码一个序列基序。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述二进制数据的位0编码A的均聚物，并且所述二进制数据的位1编码C的均聚物。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个核苷酸中的至少一个核苷酸包含修饰的核苷酸。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个核苷酸包括与相同核苷酸的变体相比抵制所述复制DNA分子中的二级结构形态的核苷酸。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述编码方案包括：BES1、BES2、BES3、BES4、BES5和BES6中的任何一个或组合。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括：

将所述复制DNA分子中的至少一个复制DNA分子暴露于所述分子电子传感器，而无需事先扩增所述DNA分子；

产生所述可识别信号；和

将所述可识别信号转换为所述信息，

其中，所述分子电子传感器包括一对间隔开的电极和附着于每个电极以形成传感器电路的分子传感器复合物，其中，所述分子传感器复合物包括电连接至所述一对间隔开的电极中的每个电极的桥分子和与所述桥分子轭合的探针分子。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，将所述复制DNA分子中的至少一个复制DNA分子暴露于所述分子电子传感器的步骤包括将所述DNA分子池悬浮在缓冲液中，取所述缓冲液的等分试样，并将所述等分试样提供给所述传感器。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述缓冲溶液包含修饰的dNTP。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述传感器的所述可测量电参数包括在所述隔开的电极之间并且通过所述分子传感器复合物的源极-漏极电流。

13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述探针分子包含聚合酶，并且其中，在处理所述复制DNA分子中的任一分子时通过所述聚合酶的酶促活性来调节所述传感器的所述可测量电参数。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述聚合酶包含大肠杆菌聚合酶I的Klenow区段，并且其中，所述桥分子包含双链DNA分子。

15.一种在无扩增DNA信息存储和检索系统中归档和检索二进制数据串的方法，所述方法包括：

将所述二进制数据串划分为至少一个二进制位的区段；

指定每个区段给序列基序，每个序列基序包含至少两个核苷酸，所述序列基序被预先确定以在分子电子传感器的可测量电参数中产生可识别信号；

将所述序列基序组装成核苷酸序列；

使用无扩增DNA写入方法在固相支持体上合成复制DNA分子池，每个复制DNA分子均包含所述核苷酸序列；

将所述DNA分子池悬浮在缓冲液中；

取所述缓冲液的等分试样；

将所述等分试样提供给所述传感器，而无需事先扩增所述DNA分子；

产生所述可识别信号；和

将所述可识别信号转换为所述二进制数据串，

其中，所述传感器包括一对间隔开的电极和附着于每个电极以形成分子电子电路的分子传感器复合物，其中，所述分子传感器复合物包括电连接至所述一对间隔开的电极中的每个电极的桥分子和与所述桥分子轭合的探针分子。