CN104974929B - 用于基于纳米线探测器的核酸测序的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本公开的各个实施例涉及用于基于纳米线探测器的核酸测序的设备和方法。一种用于核酸测序的设备包括：在探测位置处的碱基探测装置，其被配置用于探测核酸链在探测位置处的部分的碱基；以及输运装置，其被配置用于延展核酸链、并且使得延展的核酸链沿着路径滑动通过探测位置。碱基探测装置包括：多个场效应纳米线探测器，沿着路径设置，并且每个场效应纳米线探测器包括相应的纳米线和核酸探针，核酸探针由相应的碱基序列限定、并且固定至相应的纳米线。

Description

用于基于纳米线探测器的核酸测序的设备和方法

技术领域

本公开涉及一种用于基于纳米线探测器的核酸测序的设备和方法。

背景技术

已知采取核酸测序的重要性不断增大，已经开发了各种技术用于确定核苷酸序列。

一些已知的技术是基于将核酸分子分割为单独排序的短片段，通常为数百个碱基。随后对根据该单独的部分而收集的信息进行处理并且汇总，以用于重构形成了核酸分子的整个碱基序列。然而，序列的重构是极其复杂的并且极其耗费资源(特别是处理能力和时间)的操作。此外，可能发生的是，并未正确地读取和重构一些片段，并且因此测序可能不完整。

纳米技术领域中的发展已经使得能够开发出能够处理单独的分子的新的装置和技术，特别是向核酸提供电荷。例如，在一些装置中，使用合适的电场以使得单个核酸分子通过隔膜中的纳米孔。实际中，装置具有由隔膜分隔的两个腔室，隔膜具有纳米孔并且被设置有使得电场形成的电极。含有核酸分子的溶液被装载到该两个腔室之一中。随后，通常展现为纠缠的链的核酸分子的一端，可以由于电场的作用而被引入纳米孔中。纳米孔具有如下尺寸，其使得一个分子一部分的存在阻碍了其他分子的端部的进入(纳米孔的直径可以例如在5nm与10nm之间)。如此方式，能够对单个序列进行隔离和处理。由电场施加的力使得，当形成分子的链在其端部之后穿过纳米孔时，该形成分子的链伸展。因此而伸展的链可以被分析以便测序。

该类型装置的示例在Liu Q.,Wu H.,Wu L.,Xie X.,Kong J.,等人的(2012)“Voltage-Driven Translocation of DNA through a High Throughput Conical Solid-State Nanopore”，PLoS ONE 7(9):e46014；DOI:10.1371/journal.pone.0046014的文章中；以及在Tsutsui,M等人的“Transverse Electric Field Dragging of DNA in aNanochannel”，Sci.Rep.2,394；DOI:10.1038/srep00394(2012)中被描述。已知采取核酸测序的重要性不断增大，已经开发了各种技术用于确定核苷酸序列。

然而，可应用的探测技术仍然仅使得能够识别相对较短的碱基序列，在大多数有利的场合下至多几千个。因此存在根据相关的计算负担和错误可能性来重组部分序列的需求。

发明内容

本公开的至少一个实施例提供了用于核酸测序的设备和方法，该设备和方法将克服上述限制。

本公开的一个实施例是一种用于核酸测序的设备。设备包括在探测位置处的碱基探测装置、以及输运装置。碱基探测装置被配置用于探测核酸链的在探测位置处的部分的碱基。输运装置被配置用于延展核酸链，并且用于使得延展的核酸链沿着路径滑动通过探测位置。碱基探测装置包括沿着路径设置的多个场效应纳米线探测器，并且每个场效应纳米线探测器包括各自的纳米线和核酸探针，核酸探针由各自的碱基序列所限定并且固定至各自的纳米线。

附图说明

为了更好理解本公开，现在将纯粹借由非限定性示例以及参照附图而描述本公开的一些实施例，其中：

图1是根据本公开实施例的、穿过集成了用于核酸测序设备的一部分的本体的剖视图；

图2是图1的本体的顶部平视图；

图3是图1的设备的方框图；

图4－图7示出了在各自操作配置中图1的剖视图；

图8是图1的设备的一部分的更详细方框图；

图9示出了图1的设备的放大细节；以及

图10－图12是示出了关于图1的设备的电量的图表。

具体实施方式

参照图1和图2，用于核酸测序的设备整体被标注为附图标记1，并且包括本体2，该本体2容纳：流体回路(fluidic circuit)3；碱基探测装置4；和输运装置5，其被配置用于控制核酸链在流体回路3中的移动。

在一个实施例中，本体2包括第一支撑结构层7和第二结构层8，在两者之间设置有纳米厚度(例如小于20nm)的间隔件层9。第一结构层7可以例如是本征半导体材料的衬底，或者可以是聚合物材料或一些其他非导电材料。备选地，第一结构层7也可以是掺杂半导体材料，并且例如通过界定了流体回路3自身的介电层而与流体回路3电绝缘。第二结构层8和间隔件层9可以例如分别由氮化铝(或者本征硅或者一些其他非导电的或与流体回路3绝缘的导电材料)和氧化硅构成。

使用中，流体回路3采用包含变性的(denatured)核酸链的溶液填充，并且包括纳米通道10，在一个实施例中纳米通道10被限定在第一结构层7与第二结构层8之间。变性也可以直接在流体回路中在纳米通道10的入口的上游实现。纳米通道10以例如被包括在100μm与500μm之间的长度，沿着轴线A纵向延伸，并且具有纳米尺寸的(特别是小于100nm的)垂直于轴线A的截面(例如20×20nm)。纳米通道10的沿垂直于其长度的方向的横向尺寸被选择，以用于促成单个核酸扩展链的通过，如在上述文献中所述的纳米孔的情形中。具体而言，纳米通道10具有等于间隔件层9厚度的高度和宽度。然而，在未示出的其他实施例中，纳米通道10可以具有不同的截面，例如矩形、三角形或圆形。

流体回路3包括入口井12、控制井13、以及收集井14，所有均由穿过第二结构层8的相应的开口而限定。特别地，可以通过入口井12来从外部接入纳米通道10，以使得能够引入待分析的溶液。

用于提供纳米流体结构特别是纳米通道的技术是已知的，例如来自已公开专利申请案号US2013/0213815A1，其全文通过引用被合并入本文。

在一个实施例中，输运装置5(也参见图3)包括：第一电极15，第二电极16，和第三电极17，这些电极沿着流体回路3设置，并且配置用于将相应电压施加至存在于流体回路3中的流体；第一阻抗计级18和第二阻抗计级19；以及控制单元20。

在一个实施例中，第一电极15、第二电极16、和第三电极17设置在第二结构层8的与第一结构层7相对的表面上，并且分别涂覆了入口井12、控制井13和收集井14的侧壁。特别地，第一电极15、第二电极16、和第三电极17基本上延伸远至纳米通道10的范围，以便于成为与被载入纳米通道10自身中的溶液接触。

碱基探测装置4位于沿着纳米通道10在第二电极16附近的探测位置处，以便于与在纳米通道10中在探测位置处前进的核酸的伸展链相互作用。配置碱基探测装置4以识别链的在探测位置处前进的一部分中的单个碱基、或者由所编程的数目的(例如四个)碱基组成的序列。由碱基探测装置4识别的碱基原始序列被提供至控制单元20，如果需要的话，控制单元20将原始序列排序为有效的碱基序列SEQ(图3)如下文中详述的，以便于考虑到碱基探测装置4的探测模态(modality)和可能的几何约束。

连接了第一阻抗计级18和第二阻抗计级19，以用于分别测量在第一电极15与第二电极16之间的电阻抗Z’、以及在第二电极16与第三电极17之间的电阻抗Z”。测得的阻抗Z’、Z”的数值由纳米通道10的状态确定，并且被提供至控制单元20。更精确而言，当存在核酸链的一部分时，在含有溶液的纳米通道10的展宽(stretch)中电阻抗增大。第一阻抗计级18和第二阻抗计级19因此用作存在传感器，分别探测了在纳米通道10的在第二电极16与第一电极15之间的第一部分中、以及在纳米通道10的在第三电极17与第二电极16之间的第二部分中的核酸链的存在。在其他实施例中(未示出)，可以使用不同类型的存在传感器。

控制单元20在第一电极15上设置第一电压V₁、在第二电极16上设置第二电压V₂、以及在第三电极17上设置第三电压V₃，作为分别由第一阻抗计级18和由第二阻抗计级19提供的第一阻抗值Z’和第二阻抗值Z”的函数。

如以下所述，每次基于阻抗值Z’、Z”来选择电压V₁、V₂、V₃以便于：

促成将核酸链F的一端引入纳米通道10中；

当其已经被占据时，防止其他链进入纳米通道10中；

控制存在于纳米通道10中链F的前进的速度和方向；以及

施加力至存在于纳米通道10中链F的一部分，以便于使得链F自身伸展，也即，是与缺乏外部力的情形相比、其中连续碱基被布置为以更大的间距而相互间隔的状态。

如图4中所示，入口井12初始采用含有变性核酸链的溶液填充，变性核酸链具有负性电荷。纳米通道10由溶液排他地占据，并且没有链。第一电阻抗Z’具有相应的第一(低)数值。控制单元20设置第一电压V₁为负数值，并且设置第二电压V₂为第一正数值，以便于促成存在于入口井12中的一个核酸链的一端进入纳米通道10中(图5)。在该步骤中第三电压V3的数值是不重要的，并且例如可以等于第二电压V₂的数值。

当核酸链F的端部进入纳米通道10的、被包括在入口井12与控制井13之间的、碱基探测装置4定位在其处的第一部分时，由第一阻抗计级18探测到的第一电阻抗Z’开始增大。响应于第一电阻抗Z’的增大，控制单元20设置第一电压V₁为正数值，并且增大第二电压V₂直至比第一电压V₁的正数值更高的相应的第二数值。第一电压V₁的正数值使得其他变性链被吸引进入入口井12内，例如从未示出的装载储槽。比第一电压V₁更高的第二电压V₂产生了静电力FE，吸引存在于纳米通道10中链F的端部朝向第二电极16和控制井13。链F的仍在入口井12中的一部分随着端部沿着纳米通道10前进而解开。

当存在于纳米通道10中链F的端部到达第二电极16和控制井13时，控制单元20将第三电极17上的第三电压V₃设置为比第二电极16上第二电压V₂的数值更高的数值(因此第二电压V₂介于第一电压V₁与第三电压V₃之间)，用于沿着纳米通道10的包括在碱基探测装置4所在位置处的控制井13与收集井14之间的第二部分，而供给核酸链F。

链F端部进入纳米通道10的第二部分，使得由第二阻抗计级9探测到的第二电阻抗Z”增大。响应于第二电阻抗Z”增大，控制单元20设置电压V₁、V₂、V₃的数值，以便于促成从纳米通道10的第一部分移除任何可能的阻塞(obstruction)。实际上，即便考虑到尺寸，将其他核酸链引入已经被占据的纳米通道10极不可能，但是并不能排除该类型事件。在一个实施例中，控制单元20因此施加趋向于从已经被占据的纳米通道10移除额外的链的力。特别地，控制单元20设置第三电压V₃为比第一电压V₁和第二电压V₂均更高的数值，并且将第一电压V₁设置为比第二电压V₂更高的数值，并且第一电压V₁由此介于第二电压V₂和第三电压V₃之间。如此方式，使得已经到达纳米通道10的第二部分的链F停止，这是因为第三电压V₃的更高贡献占优势。替代地排除了另外存在于纳米通道10的第一部分中的任何可能链，这是因为由第一电压V₁和由第二电压V₂确定的静电力FE朝向入口井12推动带负电荷的核酸。因此使得纳米通道10不存在可能的额外链。

一旦已经执行了对可能的阻塞的移除工序，控制单元20再次设置电压V₁、V₂、V₃，以便于控制存在于纳米通道10中链F的前进和伸展。

更具体地，第三电压V₃与第一电压V₁之间的差异确定了核酸链F沿着纳米通道10前进的速度和方向。当第三电压V₃高于第一电压V₁时，链F从入口井12朝向收集井14前进。替代地，当第三电压V₃低于第一电压V₁时，核酸链F沿相反方向从收集井14移动至入口井12。第三电压V₃与第一电压V₁之间差值的绝对值确定了链F的前进速度。

替代地，第三电压V₃与第二电压V₂之间的差值确定了在探测位置处前进的核酸链F伸展。缺乏施加的外部力时，核酸链的连续碱基设置为以近似恒定的间距(约0.33nm)相互间隔。由于第三电压V₃和第二电压V₂之间差值所导致的静电力FE作用在伸展的链F上，并且引起在连续碱基之间特别是在探测位置处的分离。可以因此控制并改变连续碱基之间的距离，以用于优化碱基探测装置4的性能和可靠性。此外，如果碱基探测装置4基于目标低聚核苷酸的杂交，则能够控制作用在正在被检查的链F上的力，以用于促成杂交并且随后将链F与杂交的目标低聚核苷酸机械地分离。

输运装置5由此使得能够对核酸链沿着纳米通道10移动进行极其精细和灵活的控制。三个电极15、16、17的使用实际上不仅使得能够对前进方向和速度进行控制，而且也使得能够对施加在链F的正在碱基探测装置4中被检查的的一部分上的力进行控制。

在一个实施例中，碱基探测装置4包括多个纳米线探测器21和读取电路22，如图8中所示。纳米线探测器21设置在沿着纳米通道10在探测位置处的相应的位置P1、P2…PK中。每个纳米线探测器21提供了场效应装置，并且包括源极区域23、漏极区域24、以及连接了源极区域23与漏极区域24的纳米线25。源极区域23和漏极区域24是由具有第一导电类型例如N+的半导体材料形成的，并且关于在探测位置处前进的核酸链的通道区域相对，特别地关于纳米通道10的轴线A相对。半导体材料可以例如是硅、锗、InP、GaN。纳米线25是与源极区域23和漏极区域24相同的半导体材料，但是具有第二导电类型例如P。纳米线25限定了在源极区域23与漏极区域24之间的沟道区域。纳米线25的电导由存在在纳米线25自身周围的电荷而确定。特别地，在纳米线25附近的负电荷引起了电导相对于中性电荷状态的下降。

纳米线探测器21的纳米线25在探测位置处横切纳米通道10的轴线A的方向上设置，以使得沿着纳米通道10自身前进的核酸链将跨越纳米线25。在一个实施例中，纳米线25相互平行并且沿着纳米通道10接连地设置。

通过采用各自核酸探针27，而功能化每个纳米线25。核酸探针27由具有相同数目N的(例如四个，如图9所示)碱基的低聚核苷酸而限定。在一个实施例中，核酸探针27具有肽核酸(PNA)的结构，其包含由肽键接合的N-(2-氨乙基)-甘氨酸的重复单元，并且是电中性的。相同类型(也即包含相同碱基序列)的核酸探针27关联至每个纳米线25。假定核酸探针27是电中性的，那么它们的存在并未修改相应的纳米线探测器21的导电状态。然而，核酸探针27可以与在纳米通道10中前进的核酸链中的对应碱基序列杂交。在该情形中，使得杂交的核酸序列停止在纳米线25的附近，并且其自带的负电荷引起纳米线探测器21的阻抗增大。

在其他实施例(未示出)中，核酸探针可以具有DNA或RNA结构。在这些情形中，探针自身是带负电荷的。与链F的对应序列的杂交引起了电荷的改变，并且因此引起了纳米线的阻抗的可探测的变化。

纳米线25和相应的核酸探针27穷举了，通过采用包含在每个核酸探针27中的数目N个碱基(适用于形成核酸的碱基在任何情形中为四个：两个嘌呤－腺嘌呤和鸟嘌呤，以及两个嘧啶-对于DNA为胞嘧啶和胸腺嘧啶，对于RNA为胞嘧啶和尿嘧啶)而可以获得的4^N个组合。在所述示例中，四个碱基的可能组合是4⁴＝64个，并且存在许多纳米线25，每个纳米线具有相应的类型的核酸探针27。此外，每个纳米线25占据了沿着纳米通道10的相应的位置P1、P2、…、PK(其中K＝4^N是碱基的可能组合的数目)。

配置读取电路22以确定每个纳米线探测器21的导电状态，例如通过阻抗探测。在一个实施例中，读取电路22包括阻抗计级30，该阻抗计级30例如包括电压源31和电流传感器32，并且读取电路22包括配置用于将阻抗计级30选择性连接至一个纳米线探测器21、特别是连接至漏极区域24(纳米线探测器21的源极区域23连接至参考电势线34，例如接地线)的多路复用器33。

如上所述，当一个纳米线探测器21的核酸探针27杂交了在纳米通道10中前进的核酸链F的对应序列时，链F的负电荷使得纳米线10的阻抗增大，这由阻抗计级30探测到。

控制单元20询问碱基探测装置4，其响应于询问而提供关于在纳米通道10中前进的核酸链F的碱基的信息。具体而言，控制单元通过控制信号SC来控制多路复用器33，以便于将阻抗计级30交替地连接至每个纳米线探测器21，并且作为响应而接收到了读取信号SR，该读取信号SR指示了连接至阻抗计级30的纳米线探测器21的导电状态、并且因此指示了核酸链F的在探测位置前进的一部分中的各个碱基组的存在。更精确地，纳米线探测器21中的一个(例如在位置PJ)的阻抗的增大，指示了核酸链F的在探测位置前进的一部分中存在碱基(四个，在所描述的示例中)的相应的序列，如图10中所示。读取信号SR的系列(succession)定义了由碱基探测装置4提供的原始序列。

控制单元20基于接收到的读取信号SR而重构了形成核酸链F的有效的碱基序列SEQ，考虑了读取信号产生的时刻、以及沿着纳米通道10由相应的纳米线25占据的位置P1、P2…PK。在一个实施例中，将由碱基探测装置4所识别的每个碱基序列转换为有效碱基序列SEQ，这在许多位置处进行，以便于补偿由于被杂交的纳米线探测器21的一般位置PJ(在该位置处肯定已经完成了探测)与由核酸链F到达的第一个纳米线探测器21的位置P1之间的距离的影响而导致的探测延迟。例如，如果在探测位置处前进的核酸链F包含了：可以由位置PJ处的纳米线探测器21探测到的N个碱基的序列SA、序列SA被可以由在位置P1处的纳米线探测器21探测到的N个碱基的序列SB跟随，那么碱基探测装置4在识别序列SA之前识别序列SB(图11和图12：在对应于序列SB的纳米线探测器21阻抗ZJ增大之前，对应于序列SAn的纳米线探测器21阻抗Z1增大)。控制单元20重新排列序列SA和SB，并且通过采用序列SB相对于序列SA的、J-1个位置的相对偏移，来补偿延迟。重新排列可以通过将序列SB向前转换J-1个位置、或者通过将序列SA向后转换J-1个位置而获得。更通常，可由在位置PI处的纳米线探测器21探测的序列与可由在位置PJ(J>I)处的纳米线探测器21探测到的序列之间的重新排列，是通过在有效碱基序列SEQ中采用J-I-1个位置的相对偏移而获得的。将读取信号SR的原始序列转换为有效碱基序列SEQ，例如可以通过将对应于读取信号SR的碱基序列输入到移位寄存器中、并且在位置上相对于参考位置作为纳米线探测器21的位置的函数而进行转换而获得。

控制单元20可以也考虑到在由碱基探测装置4识别的序列中的可能的重叠。例如，包含碱基AAAAC的序列，可以由具有序列AAAA的核酸探针27所关联的纳米线探测器21、以及由具有序列AAAC的核酸探针27所关联的纳米线探测器21两者而识别。重叠部分(在该情形中为AAA)可以用作对识别的正确性的检查。

根据本公开的设备1，特别是归功于碱基探测装置4，使得能够对整个核酸链执行完整扫描，而不必采取断裂技术、子序列识别技术、和重组技术。另一方面，因此消除了由于子序列重组中的错误的影响而导致的部分序列遗失的可能性。事实上扫描是完整的。另一方面，假如重构有效序列而言，按照执行识别的纳米线探测器的位置的函数来对碱基进行转换是足够的，那么大大减少了用于处理碱基识别工序下游的资源。

最终，显而易见的是，可以对所述装置和方法做出修改和改变，而并未由此脱离本公开的范围。

特别地，能够使用不同于上述的输运装置的输运装置。例如，输运装置可以基于具有纳米孔的井，核酸链由于静电力的作用而穿过该纳米孔并且延展。这些通过位于关于壁的相对侧上的电极的集合而获得。驱动电极以用于促成链的一端进入纳米孔中，并且随后使得整个链自身滑动穿过纳米孔、使其解开。碱基探测装置设置在纳米孔的出口侧，其中链在延展状态下前进。

如上所述各个实施例可以组合，以提供其他实施例。可以在上述说明书的教导下对实施例做出这些和其他改变。通常，在以下权利要求中，使用的术语不应构造为将权利要求限定至说明书和权利要求中所述的具体实施例，而是应该构造为包括所有可能的实施例以及这些权利要求所赋予的等同方式的全部范围。因此，权利要求并未由本公开限定。

Claims (16)

1.一种用于核酸测序的设备，包括：

碱基探测装置，在探测位置处，所述碱基探测装置被配置用于探测核酸的链在所述探测位置处的部分的碱基；以及

输运装置，被配置用于延展所述核酸的链，并且用于使得延展的所述核酸的链沿着路径滑动通过所述探测位置；

读取电路；

控制单元；

其中所述碱基探测装置包括沿着所述路径在相应的位置设置的多个场效应纳米线探测器，并且每个场效应纳米线探测器包括相应的纳米线和核酸探针，所述核酸探针由相应的碱基的序列所限定、并且固定至相应的所述纳米线；

其中，所述读取电路，被配置用于确定每个纳米线探测器的导电状态和提供读取信号的系列，所述读取信号的系列指示了在所述核酸的链中存在碱基的序列、并且对应于所述纳米线探测器的相应的核酸探针；以及

其中，所述控制单元，被配置用于基于由所述读取电路提供的所述读取信号、以及所述纳米线探测器的相应的位置，而重构所述核酸的链的有效的碱基的序列。

2.根据权利要求1所述的设备，其中对于每个纳米线探测器，所述纳米线探测器的所述核酸探针由相同的碱基序列所限定。

3.根据权利要求2所述的设备，其中所述纳米线探测器的所述核酸探针中的每个核酸探针包含相等数目的碱基。

4.根据权利要求3所述的设备，其中所述纳米线探测器的所述核酸探针穷举了通过采用形成所述核酸探针的碱基数目可以获得的可能的碱基的组合。

5.根据权利要求1所述的设备，其中所述核酸探针具有肽核酸结构。

6.根据权利要求1所述的设备，其中所述纳米线探测器的所述纳米线被设置为沿横切于所述路径的方向、并且相互平行。

7.根据权利要求1所述的设备，其中每个纳米线探测器包括：源极区域和漏极区域，关于所述路径在相对侧，并且通过所述纳米线探测器的相应的所述纳米线而连接在一起。

8.根据权利要求7所述的设备，其中在每个纳米线探测器中，所述源极区域、所述漏极区域和所述纳米线是半导体材料的，并且其中所述源极区域和所述漏极区域具有第一导电类型，而所述纳米线具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型。

9.根据权利要求1所述的设备，其中所述读取电路包括：阻抗计级；以及多路复用器，被配置用于将所述阻抗计级选择性地交替地连接至所述纳米线探测器。

10.根据权利要求1所述的设备，其中所述输运装置被配置用于通过静电力来控制所述核酸的链沿着所述路径的前进，以用于备选地使得所述核酸探针能够杂交、以及能够从所述核酸探针机械地分离所述核酸的链。

11.根据权利要求1所述的设备，包括纳米通道；其中，

所述输运装置包括：第一电极、第二电极和第三电极，沿着所述纳米通道设置，以与占据所述纳米通道的流体接触，所述第二电极设置在所述第一电极与所述第三电极之间；以及

所述控制单元被配置用于分别施加第一电压、第二电压和第三电压至所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极，以便于控制所述核酸的链通过所述纳米通道的移动。

12.根据权利要求11所述的设备，其中所述路径由所述纳米通道的纵向轴线所限定。

13.根据权利要求11所述的设备，其中所述碱基探测装置设置在所述第二电极的附近。

14.根据权利要求11所述的设备，包括：第一存在传感器和第二存在传感器，分别被配置用于探测在所述纳米通道的第一部分中所述核酸的链的存在，以及在所述纳米通道的第二部分中所述核酸的链的存在，所述第一部分在所述第一电极与所述第二电极之间，所述第二部分在所述第二电极与所述第三电极之间；以及其中所述控制单元被配置用于，基于所述第一存在传感器的和所述第二存在传感器的响应，而设置所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压。

15.一种用于核酸测序的方法，包括：

延展核酸的链；以及

使得延展的所述链沿着路径滑动，其中每个碱基探测装置被设置为具有沿横切于所述路径的方向在相应的位置设置的纳米线、以及由相应的碱基的序列所限定的核酸探针；

迭代地识别由所述链杂交的核酸探针；

通过杂交的核酸探针确定碱基的原始序列；以及

基于所述原始序列、以及对应于由所述链杂交的所述核酸探针的所述纳米线探测器的位置，而重构形成所述核酸的链的有效的碱基的序列。

16.根据权利要求15所述的方法，其中使得延展的所述链滑动包括，施加静电力至所述延展的链，以便于备选地使得所述核酸探针能够杂交、以及从所述核酸探针机械地分离所述核酸的链。