CN111019814A

CN111019814A - 一种基于纳米孔的核酸测序装置、核酸测序方法

Info

Publication number: CN111019814A
Application number: CN201911365808.9A
Authority: CN
Inventors: 周连群; 姚佳; 李超; 郭振; 张威; 李传宇; 张芷齐; 李金泽
Original assignee: Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology of CAS
Current assignee: Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology of CAS
Priority date: 2019-12-26
Filing date: 2019-12-26
Publication date: 2020-04-17
Anticipated expiration: 2039-12-26
Also published as: CN111019814B

Abstract

本发明的一个目的是提供一种基于纳米孔的核酸测序装置，包括核酸测序装置本体，核酸测序装置本体包括基准电压施加组件、驱动电压施加组件、电解液池、交流阻抗检测单元；基准电压施加组件包括电位发生单元、第一功率驱动单元、基准电极；驱动电压施加组件包括振荡发生电路、偏置电压发生电路、第二功率驱动单元、驱动电极；驱动电极形成呈带偏置的正弦波形式的驱动电压；改变偏置电压，以改变待检测核酸分子流通相应纳米孔的速度和/或流动方向，以实现核酸测序。本发明还提供一种基于纳米孔的核酸测序方法。通过测得待检测核酸分子通过纳米孔时的交流阻抗实现测序，工序简单，易控制过孔速度，易解决可能出现的待检测核酸分子堵塞纳米孔的问题。

Description

一种基于纳米孔的核酸测序装置、核酸测序方法

技术领域

本发明涉及电子学技术领域，尤其涉及一种基于纳米孔的核酸测序装置、核酸测序方法。

背景技术

纳米孔作为聚合物和各种小分子的直接电子生物传感单元具有巨大的潜力。纳米孔测序是第三代基因测序的研究方向之一，在成本、读长等方面具备明显优势。现有核酸测序中，对纳米孔施加电位，核酸等分析物在纳米孔中通过时，电流会发生改变，进而对核酸序列中的碱基A、T、C、G，进而实现核酸测序。

如何控制核酸过孔速率在一个合适的范围是测序中的关键技术问题之一，一方面如果测序速度过快会导致测序数据不足以分辨单个碱基类型，另一方面如果测序速度过慢则造成数据点冗余，进而影响测试效率。现有的方案中，控制过孔速率一种方法是通过特殊处理的动力蛋白实现，但是该方法对样本的前处理要求高，需要在每段测序片段上接上动力蛋白；另一种方法是通过控制溶液粘度来实现，导致整个溶液中所有核酸片段的运动均受影响，在高通量测序中难以对单个纳米孔进行单独控制。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的一个目的是提供一种基于纳米孔的核酸测序装置，形成带偏置的驱动电压，通过测得待检测核酸分子通过纳米孔时的交流阻抗实现测序，适用于DNA和RNA，检测工序简单，易控制待检测核酸分子通过纳米孔的速度，易解决可能出现的待检测核酸分子堵塞纳米孔的问题。

本发明的一个目的是提供一种基于纳米孔的核酸测序装置，包括核酸测序装置本体，所述核酸测序装置本体包括基准电压施加组件、驱动电压施加组件、电解液池、交流阻抗检测单元；所述基准电压施加组件包括电位发生单元、第一功率驱动单元、基准电极；所述驱动电压施加组件包括振荡发生电路、偏置电压发生电路、第二功率驱动单元、驱动电极；其中，

设有若干纳米孔的分隔膜两侧分别设有电解液池，所述基准电极位于分隔膜一侧的电解液池内，所述驱动电极位于分隔膜另一侧的电解液池内；所述基准电压施加组件、驱动电压施加组件对应一纳米孔；

所述电位发生单元、第一功率驱动单元、所述基准电极依次串联连接；所述电位发生单元产生基准电压驱动信号，所述第一功率驱动单元放大所述基准电压驱动信号并发送至所述基准电极，以形成基准电压；

所述振荡发生电路与所述偏置电压发生电路并联后，依次与第二功率驱动单元、驱动电极串联连接；所述振荡发生电路产生正弦交流电压驱动信号，所述偏置电压发生电路产生直流电压驱动信号，所述第二功率驱动单元放大所述正弦交流电压驱动信号与所述直流电压驱动信号并发送至所述驱动电极，以形成呈带偏置的正弦波形式的驱动电压；

将待检测核酸分子加入所述基准电极所在侧的电解液池内，改变所述驱动电压的偏置电压，以改变待检测核酸分子流通相应所述纳米孔的速度和/或改变待检测核酸分子的流动方向，所述交流阻抗检测单元用以检测待检测核酸分子通过所述纳米孔时的交流阻抗，以实现核酸测序。

优选地，一个所述核酸测序装置本体对应一个所述纳米孔，以进行单通道核酸测序；若干个单通道并行设置，以进行多通道核酸测序。

优选地，两个所述核酸测序装置本体分别对应一个所述纳米孔，以进行单通道核酸测序；其中，

第一核酸测序装置本体的第一基准电极与第二核酸测序装置本体的第二驱动电极位于分隔膜的同一侧，所述第一核酸测序装置本体的第一驱动电极与所述第二核酸测序装置本体的第二基准电极位于分隔膜的同一侧；待检测核酸分子先后经过第一核酸测序装置本体、所述第二核酸测序装置本体，实现单通道核酸测序。

优选地，若干个单通道并行设置，以实现多通道核酸测序；位于所述分隔膜一侧的相邻两单通道之间完全隔开，位于所述分隔膜的另一侧相邻两单通道之间半隔开，以免相邻两单通道之间互相干扰测序。

优选地，所述正弦交流电压驱动信号的频率包括但不限于1KHz、110KHz、100KHz、1MHz；所述正弦交流电压驱动信号的信号峰峰值包括但不限于50mV、100mV、500mV、1V、3V、14V；所述分隔膜包括但不限于硅材质分隔膜、高聚物材质分隔膜；所述的纳米孔包括但不限于生物孔、固态孔。

本发明的第二个目的是提供一种基于纳米孔的核酸测序方法，应用如上所述的一种基于纳米孔的核酸测序装置进行核酸测序，具体包括以下步骤：

S101、向所述基准电极所在侧的电解液池内加入待检测核酸分子，设置所述偏置电压发生电路不产生信号，所述振荡发生电路与所述偏置电压发生电路发出偏置为零的正弦波信号，形成偏置电压为零的驱动电压，实时连续计算单个纳米孔的交流阻抗谱特性；

S102、增大驱动电压的偏置电压，驱动所述待检测核酸分子向纳米孔方向快速移动；直至交流阻抗信号迅速增大，逐渐降低驱动电极的偏置电压直至为测序时用偏置电压，以控制待检测核酸分子通过纳米孔的速度；

S103、连续记录单个纳米孔的连续交流阻抗谱，并根据变化曲线识别不同碱基，实现一次核酸测序。

优选地，还包括步骤S104：若检测到纳米孔的交流阻抗为5MΩ～10MΩ且交流阻抗无变化，降低驱动电极的偏置电压，以使待检测核酸分子从所述驱动电极所在侧流至所述基准电极所在侧，去除待检测核酸分子对所述纳米孔的阻塞。

优选地，驱动所述待检测核酸分子向纳米孔方向快速移动时纳米孔两侧的电压差为200～500mV；控制待检测核酸分子通过纳米孔的速度为50～10000碱基/秒。

优选地，还包括步骤S201：将实现一次核酸测序的所述待检测核酸分子进行第二次核酸测序，以实现单通道核酸测序。

优选地，进行第二次核酸测序的具体步骤如下：所述待检测核酸分子在第一核酸测序装置本体驱动下通过第一纳米孔完成第一次测序后，关闭第一核酸测序装置本体，开启第二核酸测序装置本体，所述待检测核酸分子从第一核酸测序装置本体的第一驱动电极所在位置流向第二核酸测序装置本体的第二基准电极所在位置后通过第二纳米孔，完成第二次测序，实现单通道核酸测序。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明提供了一种基于纳米孔的核酸测序装置，通过测得待检测核酸分子通过纳米孔时的交流阻抗实现测序，检测工序简单，易控制待检测核酸分子通过纳米孔的速度，易解决可能出现的待检测核酸分子堵塞纳米孔的问题。使用交流阻抗测序，能获得幅值和相位两种指标，可以区分更多的碱基种类，包括增强对各种RNA修饰类型的碱基识别。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以一些实施例来详细说明。本发明的具体实施方式由以下实施例详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的一实施例中核酸测序装置本体的结构示意图；

图2为本发明的另一实施例中核酸测序装置本体的结构示意图；

图3为本发明的一实施例中核酸测序方法的原理示意图；

图4为本发明的一实施例中电压差的波形示意图；

图5A为本发明的待检测核酸分子测序时不同过孔情况的示意图；

图5B为本发明的待检测核酸分子测序时不同偏置情况时的示意图；

图6为本发明的交流阻抗谱示意图。

图中：

100、核酸测序装置本体；

101、第一核酸测序装置本体；102、第二核酸测序装置本体；

110、基准电压施加组件；111、电位发生单元；112、第一功率驱动单元；113、基准电极；1131、第一基准电极；1132、第二基准电极；120、驱动电压施加组件；121、振荡发生电路；122、偏置电压发生电路；123、第二功率驱动单元；124、驱动电极；1241、第一驱动电极；1242、第二驱动电极；130、电解液池；140、电压差；141、第一电压差；142、第二电压差；143、第三电压差；151、第一隔断；152、第二隔断；

200、分隔膜；210、纳米孔；211、第一纳米孔；212、第二纳米孔；213、第三纳米孔；214、第四纳米孔；215、第五纳米孔；

300、待检测核酸分子；

400、待检测核酸分子运动路径。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例1

如图1所示，本发明提供一种基于纳米孔的核酸测序装置，包括核酸测序装置本体100，所述核酸测序装置本体100包括基准电压施加组件110、驱动电压施加组件120、电解液池130、交流阻抗检测单元；所述基准电压施加组件110包括电位发生单元111、第一功率驱动单元112、基准电极113；所述驱动电压施加组件120包括振荡发生电路121、偏置电压发生电路122、第二功率驱动单元123、驱动电极124；其中，

设有若干纳米孔210的分隔膜200两侧分别设有电解液池130，所述基准电极113位于分隔膜200一侧的电解液池内，所述驱动电极124位于分隔膜200另一侧的电解液池内；所述基准电压施加组件110、驱动电压施加组件120对应一纳米孔210；

所述电位发生单元111、第一功率驱动单元112、所述基准电极113依次串联连接；所述电位发生单元111产生基准电压驱动信号，所述第一功率驱动单元112放大所述基准电压驱动信号并发送至所述基准电极113，以形成基准电压；

所述振荡发生电路121与所述偏置电压发生电路122并联后，依次与第二功率驱动单元123、驱动电极124串联连接；所述振荡发生电路121产生正弦交流电压驱动信号，所述偏置电压发生电路122产生直流电压驱动信号，所述第二功率驱动单元123放大所述正弦交流电压驱动信号与所述直流电压驱动信号并发送至所述驱动电极124，以形成呈带偏置的正弦波形式的驱动电压；

将待检测核酸分子300加入所述基准电极113所在侧的电解液池130内，改变所述驱动电压的偏置电压，以改变待检测核酸分子300流通相应所述纳米孔210的速度和/或改变待检测核酸分子300的流动方向，所述交流阻抗检测单元检测待检测核酸分子300通过所述纳米孔210时的交流阻抗，以实现核酸测序。

在一实施例中，一个所述核酸测序装置本体100对应一个所述纳米孔210，以进行单通道核酸测序。待检测核酸分子300在基准电压施加组件110、驱动电压施加组件120的驱动下通过一个纳米孔210，交流阻抗检测单元检测待检测核酸分子300通过纳米孔210时纳米孔210内的交流阻抗变化值，进而实现单通道核酸测序。若干个单通道并行设置，以进行多通道核酸测序，同时对若干待检测核酸分子300进行检测，提高测序通量及数据产量。

在一实施例中，如图2所示，两个所述核酸测序装置本体100分别对应一个所述纳米孔210，以进行单通道核酸测序；其中，

第一核酸测序装置本体101的第一基准电极1131池与第二核酸测序装置本体102的第二驱动电极1242位于分隔膜200的同一侧，所述第一核酸测序装置本体101的第一驱动电极1241与所述第二核酸测序装置本体102的第二基准电极1132位于分隔膜200的同一侧；待检测核酸分子300先后经过第一核酸测序装置本体101、所述第二核酸测序装置本体102，实现单通道核酸测序。如图2中待检测核酸分子运动路径400为待检测核酸分子300从第一纳米孔211运动至第二纳米孔212的路径。一个待检测核酸分子300先后经过第一核酸测序装置本体101、第二核酸测序装置本体102的测序，实现两次重复测序，提高了测序精准度。

进一步地，若干个单通道并行设置，以实现多通道核酸测序，同时对若干待检测核酸分子300进行检测，提高测序通量及数据产量；位于所述分隔膜200一侧的相邻两单通道之间完全隔开，位于所述分隔膜200的另一侧相邻两单通道之间半隔开，以免相邻两单通道之间互相干扰测序。如图2所示，分隔膜200一侧设有若干第一隔断151，第一隔断的高度高于第二驱动电极1242距离分隔膜200的距离，用以防止相邻两个单通道之间待检测核酸分子300串移，且第一隔断151不完全隔断相邻两个单通道，留有缺口，便于放入待检测核酸分子300；分隔膜200的另一侧设有若干第二隔断152，用以防止相邻两个单通道之间待检测核酸分子300串移。应当理解，图2仅示出部分两个通道的连接关系图，通道数量可以高达数万个，测序原理一样，在此不再赘述。

所述振荡发生电路121产生特定频率、特定幅值的正弦交流电压驱动信号，所述正弦交流电压驱动信号的频率包括1KHz、110KHz、100KHz、1MHz；所述正弦交流电压驱动信号的信号峰峰值包括50mV、100mV、500mV、1V、3V、14V。

所述分隔膜200包括但不限于硅材质分隔膜、高聚物材质分隔膜，其中，所述高聚物材质分隔膜包括但不限于脂质双分子层分隔膜。

所述的纳米孔210包括生物孔、固态孔。

实施例2

如图1至图6所示，本发明提供一种基于纳米孔的核酸测序方法，应用如上所述的一种基于纳米孔的核酸测序装置进行核酸测序，如图3、图4所示，应用所述核酸测序装置本体100进行核酸测序，具体包括以下步骤：

S101、向所述基准电极113所在侧的电解液池130内加入待检测核酸分子300，设置所述偏置电压发生电路122不产生信号，所述振荡发生电路121与所述偏置电压发生电路122发出偏置为零的正弦波信号，形成偏置电压为零的驱动电压，实时连续计算单个纳米孔210的交流阻抗谱特性；

S102、所述偏置电压发生电路122产生直流电压驱动信号，增大驱动电压的偏置电压，驱动所述待检测核酸分子300向纳米孔210方向快速移动；随着所述待检测核酸分子300靠近并进入纳米孔210，直至交流阻抗信号迅速增大，逐渐降低驱动电极124的偏置电压直至为测序时用偏置电压，以控制待检测核酸分子300通过纳米孔210的速度；

S103、连续记录单个纳米孔的连续交流阻抗谱，并根据变化曲线识别不同碱基，实现通过一所述纳米孔210的核酸测序。

其中，驱动电压高于基准电压的差值为电压差140，电压差140呈正弦波变化趋势。电压差140的典型波形如图4所示，偏置电压用于驱动核酸克服电解溶液阻力进行移动，通过调节偏置电压的大小，实现待检测核酸分子运动的速度变化，在纳米孔210连续工作性能衰减的情形下，可适当提高该偏置电压以补偿过孔速率的衰减。偏置电压的正负极性可控制待检测核酸分子300的运动方向，使其在以所需移动速度顺利通过纳米孔210，进而完成测序。图3中所示电压差140的对应所述分隔膜200上侧的波形表示电压差140为负，待检测核酸分子300趋向基准电极113所在侧；对应于所述分隔膜200下侧的波形表示电压差140为正，待检测核酸分子300趋向驱动电极124所在侧。图4中，位于横坐标上侧的波形表示电压差140为正，位于横坐标下侧的波形表示电压差140为负。

在测序过程中，由于待检测核酸分子300的磷酸基团水解，使得待检测核酸分子300携带负电荷，增大驱动电压的偏置电压，驱动电压呈正弦波变化，当驱动电压大于基准电压时，待检测核酸分子300则趋向电压高的一侧，即待检测核酸分子300克服电解液阻力进行移动，从所述基准电极113所在侧流向所述驱动电极124所在侧，进而会通过相应的纳米孔210，此时，通过检测待检测核酸分子300通过纳米孔210而导致纳米孔210交流阻抗变化的情况，进一步可计算得到待检测核酸分子300的碱基排列。

在一实施例中，应用一个所述核算测序装置本体100对应一个所述纳米孔210为一个单通道测序，若干个单通道可并行运行，实现多通道测序，各单通道测序步骤相同，提高测序通量。

在测序时，每个纳米孔210单独对应一个核酸测序装置本体100，同一时刻不同的纳米孔210对应的驱动电压可以有不同的状态。如图5A、图5B所示，当第三纳米孔213处于正在测序状态，调节偏置电压，以使第一电压差141的大小调整为使相应待检测核酸分子300克服液体阻力以保证测序过程稳定进行，即第一电压差141为正的幅度高于第一电压差141为负的幅度，具体差值以实际检测时调试而得。当第四纳米孔214没有测序信号产生，增大其偏置电压，得第二电压差142，使第二电压差142为正的幅度与第二电压差142为负的幅度之差的差值，吸引待检测核酸分子300进入第四纳米孔214内实现测序提高测序数据量。

进一步地，还包括步骤S104：若检测到纳米孔210的交流阻抗为5MΩ～10MΩ且交流阻抗无变化，降低驱动电极124的偏置电压，使基准电压大于驱动电压，以使待检测核酸分子300从所述驱动电极124所在侧流至所述基准电极113所在侧，去除待检测核酸分子300对所述纳米孔210的阻塞。在纳米孔堵塞等情况下可用于反向疏通纳米孔。如图5A、图5B所示，第五纳米孔215由于测序异常发生了堵塞现象，降低偏置电压，即在所述基准电压施加组件110、驱动电压施加组件120的驱动下，使第三电压差143实现反向以将待检测核酸分子300回吐，待检测核酸分子300改变流动方向，流向所述基准电极113所在侧电解液池130，离开第五纳米孔215，修复第五纳米孔215。

驱动所述待检测核酸分子300向纳米孔210方向快速移动时的纳米孔210两侧的电压差为200～500mV，即增大偏置电压使驱动电压高于基准电压200～500mV时待检测核酸分子300快速流向纳米孔210；通过调节偏电压来控制待检测核酸分子300通过纳米孔210的速度为50～10000碱基/秒。

在一实施例中，如图2所示，还包括步骤S201：将实现一次核酸测序的所述待检测核酸分子300进行第二次核酸测序，以实现单通道核酸测序。进行第二次核酸测序的具体步骤如下：应用两个所述核酸测序装置本体100进行单通道测序时，开启第一核酸测序装置本体101，所述待检测核酸分子300从第一基准电极1131所在侧移向第一驱动电极1241所在侧，进而通过第一纳米孔211完成第一次测序；所述待检测核酸分子300在第一核酸测序装置本体101驱动下通过第一纳米孔211完成第一次测序后，关闭第一核酸测序装置本体101，开启第二核酸测序装置本体102，所述待检测核酸分子300从第一核酸测序装置本体101的第一驱动电极1241所在位置流向第二核酸测序装置本体102的第二基准电极1132所在位置，再流向第二驱动电极1242所在侧，进而通过第二纳米孔212，完成第二次测序，实现单通道核酸测序。应用若干个此单通道并行运行进行多通道纳米孔核酸测序，以提高测序通量及数据产量。

本发明提供的一种基于纳米孔的核酸测序装置可用于核酸分子测序，通过测试待检测核酸分子通过纳米孔时的交流阻抗进行测序。本发明还提供了应该本发明提供的一种基于纳米孔的核酸测序装置进行测序的方法。传统上的电流法测序只有一个输出指标，在DNA直接测序时，因为DNA只对应A、T、C、G四种碱基，不同的电流水平即可分辨不同碱基；但是在直接RNA测序时，由于RNA存在多种碱基修饰现象，目前已发现的RNA碱基修饰行为超过100种，在单一电流法测序时遇到障碍较大，主要体现为分辨率不足，使用交流阻抗测序，能获得幅值和相位两种指标，可以区分更多的碱基种类，包括增强对各种RNA修饰类型的碱基识别，为直接RNA测序提供一种新的方法。本发明的一优选实施例中，通过两个核酸测序装置本体分别对应一个纳米孔实现对同一个待检测核酸分子两次重复测序，提高了测序精准度。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出的实施例。

Claims

1.一种基于纳米孔的核酸测序装置，包括核酸测序装置本体(100)，其特征在于，所述核酸测序装置本体(100)包括基准电压施加组件(110)、驱动电压施加组件(120)、电解液池(130)、交流阻抗检测单元；所述基准电压施加组件(110)包括电位发生单元(111)、第一功率驱动单元(112)、基准电极(113)；所述驱动电压施加组件(120)包括振荡发生电路(121)、偏置电压发生电路(122)、第二功率驱动单元(123)、驱动电极(124)；其中，

设有若干纳米孔(210)的分隔膜(200)两侧分别设有电解液池(130)，所述基准电极(113)位于分隔膜(200)一侧的电解液池(130)内，所述驱动电极(124)位于分隔膜(200)另一侧的电解液池(130)内；所述基准电压施加组件(110)、驱动电压施加组件(120)对应一纳米孔(210)；

所述电位发生单元(111)、第一功率驱动单元(112)、所述基准电极(113)依次串联连接；所述电位发生单元(111)产生基准电压驱动信号，所述第一功率驱动单元(112)放大所述基准电压驱动信号并发送至所述基准电极(113)，以形成基准电压；

所述振荡发生电路(121)与所述偏置电压发生电路(122)并联后，依次与第二功率驱动单元(123)、驱动电极(124)串联连接；所述振荡发生电路(121)产生正弦交流电压驱动信号，所述偏置电压发生电路(122)产生直流电压驱动信号，所述第二功率驱动单元(123)放大所述正弦交流电压驱动信号与所述直流电压驱动信号并发送至所述驱动电极(124)，以形成呈带偏置的正弦波形式的驱动电压；

将待检测核酸分子(300)加入所述基准电极(113)所在侧的电解液池(130)内，改变所述驱动电压的偏置电压，以改变待检测核酸分子(300)流通相应所述纳米孔(210)的速度和/或改变待检测核酸分子(300)的流动方向，所述交流阻抗检测单元用以检测待检测核酸分子(300)通过所述纳米孔(210)时的交流阻抗，以实现核酸测序。

2.根据权利要求1所述的一种基于纳米孔的核酸测序装置，其特征在于，一个所述核酸测序装置本体(100)对应一个所述纳米孔(210)，以进行单通道核酸测序；若干个单通道并行设置，以进行多通道核酸测序。

3.根据权利要求1所述的一种基于纳米孔的核酸测序装置，其特征在于，两个所述核酸测序装置本体(100)分别对应一个所述纳米孔(210)，以进行单通道核酸测序；其中，

第一核酸测序装置本体(101)的第一基准电极(1131)与第二核酸测序装置本体(102)的第二驱动电极(1242)位于分隔膜(200)的同一侧，所述第一核酸测序装置本体(101)的第一驱动电极(1241)与所述第二核酸测序装置本体(102)的第二基准电极(1132)位于分隔膜(200)的同一侧；待检测核酸分子(300)先后经过第一核酸测序装置本体(101)、所述第二核酸测序装置本体(102)，实现单通道核酸测序。

4.根据权利要求3所述的一种基于纳米孔的核酸测序装置，其特征在于，若干个单通道并行设置，以实现多通道核酸测序；位于所述分隔膜(200)一侧的相邻两单通道之间完全隔开，位于所述分隔膜(200)的另一侧相邻两单通道之间半隔开，以免相邻两单通道之间互相干扰测序。

5.根据权利要求1所述的一种基于纳米孔的核酸测序装置，其特征在于，所述正弦交流电压驱动信号的频率包括1KHz、110KHz、100KHz、1MHz；所述正弦交流电压驱动信号的信号峰峰值包括50mV、100mV、500mV、1V、3V、14V；所述分隔膜(200)包括硅材质分隔膜、高聚物材质分隔膜；所述的纳米孔(210)包括生物孔、固态孔。

6.一种基于纳米孔的核酸测序方法，其特征在于，应用如权利要求1-5任意一项所述的一种基于纳米孔的核酸测序装置进行核酸测序，具体包括以下步骤：

S101、向所述基准电极(113)所在侧的电解液池(130)内加入待检测核酸分子(300)，设置所述偏置电压发生电路(122)不产生信号，所述振荡发生电路(121)与所述偏置电压发生电路(122)发出偏置为零的正弦波信号，形成偏置电压为零的驱动电压，实时连续计算单个纳米孔(210)的交流阻抗谱特性；

S102、增大驱动电压的偏置电压，驱动所述待检测核酸分子(300)向纳米孔(210)方向快速移动；直至交流阻抗信号迅速增大，逐渐降低驱动电极(124)的偏置电压直至为测序时用偏置电压，以控制待检测核酸分子(300)通过纳米孔(210)的速度；

7.根据权利要求6所述的一种基于纳米孔的核酸测序方法，其特征在于，还包括步骤S104：若检测到纳米孔(210)的交流阻抗为5MΩ～10MΩ且交流阻抗无变化，降低驱动电极(124)的偏置电压，以使待检测核酸分子(300)从所述驱动电极(124)所在侧流至所述基准电极(113)所在侧，去除待检测核酸分子(300)对所述纳米孔(210)的阻塞。

8.根据权利要求7所述的一种基于纳米孔的核酸测序方法，其特征在于，驱动所述待检测核酸分子(300)向纳米孔(210)方向快速移动时纳米孔(210)两侧的电压差为200～500mV；控制待检测核酸分子(300)通过纳米孔(210)的速度为50～10000碱基/秒。

9.根据权利要求7或8所述的一种基于纳米孔的核酸测序方法，其特征在于，还包括步骤S201：将实现一次核酸测序的所述待检测核酸分子(300)进行第二次核酸测序，以实现单通道核酸测序。

10.根据权利要求9所述的一种基于纳米孔的核酸测序方法，其特征在于，进行第二次核酸测序的具体步骤如下：

所述待检测核酸分子(300)在第一核酸测序装置本体(101)驱动下通过第一纳米孔(211)完成第一次测序后，关闭第一核酸测序装置本体(101)，开启第二核酸测序装置本体(102)，所述待检测核酸分子(300)从第一核酸测序装置本体(101)的第一驱动电极(1241)所在位置流向第二核酸测序装置本体(102)的第二基准电极(1132)所在位置后通过第二纳米孔(212)，完成第二次测序，实现单通道核酸测序。