JP2015503357A - ワイヤグリッド上での試薬再循環を用いたdnaシーケンシング - Google Patents
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Abstract
Description
WO2006/007207A2は、核酸配列決定のための方法を開示しており、この方法において、核酸は表面に付けられ、引き続き、光学的に検出可能なラベルを付着させたデオキシヌクレオチドトリホスフェートに曝露される。検出後、ラベルは、光切断によってそのヌクレオチドから取り除くことができる。特定の実施形態において、検出は、エバネッセント波照明を使用して実行される。
WO2006/044078A2は、光切断可能な可逆性ブロッキング基の例を開示している。WO2009/060360A2、EP 2 221 605A1及びWO2009/107041A1は、ワイヤグリッドを有したセンサの異なる用途を開示している。
Claims (16)
- 核酸シーケンシングを光学的に制御するため、特に、反復性の段階的な反応を光学的に制御して、合成によって核酸の配列を決定するための装置であって、
基板であり、該基板の第1の表面上に少なくとも1つの分子を結合させるための基板と、
光学装置と、
を含み、
前記光学装置は、少なくとも第1の励起波長λEx1の励起光を前記基板に向けて、前記基板の第1の表面上に結合した前記分子内に取り込まれた第1のヌクレオチドの蛍光ラベルを励起させるように構成され、
前記光学装置は、前記結合した分子内に取り込まれた第1のヌクレオチドの蛍光ラベルによって放射される蛍光を受信及び検出するように構成され、
前記光学装置は、切断波長λCLの切断光、好ましくは紫外線を前記基板に向けて、前記第1の取り込まれたヌクレオチドにて光化学的切断反応を光学的に誘導し、前記第1の取り込まれたヌクレオチドからブロッキング部分及び前記蛍光ラベルを切断するように構成され、
前記基板は、前記励起光を閉じ込めるように構成され、さらに、前記基板の第1の表面にて前記励起光のエバネッセント波を定めるように構成され、さらに、
前記基板は、前記切断光、好ましくは紫外線を閉じ込めるように構成され、さらに、前記基板の第1の表面にて切断光のエバネッセント波を定めるように構成される、装置。 - 前記基板の第1の表面に結合した前記分子と
複数のヌクレオチド及び酵素を有した溶液と、
をさらに含み、
前記ヌクレオチドはそれぞれ、ブロッキング部分を含み、
前記ブロッキング部分は、それぞれの前記ヌクレオチドが、前記第1の表面に結合した分子内に取り込まれた場合に、前記酵素の合成活性をブロックするように構成される、請求項1に記載の装置。 - 前記ブロッキング部分は、光切断可能な3′−非ブロック化可逆性ターミネーターである、請求項2に記載の装置。
- 前記ブロッキング部分は、ニトロフェニルエチルの誘導体、5−メチル(2−(2−ニトロフェニル)プロピル)カーボネート−dUTPアナログ、5−メチル(2−オキソ−1,2−ジフェニルエチル)カーボネート−dUTPアナログ、及び、そのいかなる組み合わせも含む群から選ばれる、請求項2に記載の装置。
- 前記基板は、前記励起光に対する、及び、前記切断光に対するワイヤグリッドとして構成される、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の装置。
- 前記切断反応には時間t切断がかかり、
前記切断反応時間t切断は、照射される前記切断光の強度次第であり、
前記結合した分子内への第2のヌクレオチドの取り込みには、時間t取り込みがかかり、さらに、
前記光学装置は、t切断<t取り込みであるように強度を有した前記照射される切断光を提供するように構成される、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の装置。 - 前記基板は、第1の方向に沿って前記第1の表面に分子を結合させるための、いくつかの隣接する結合位置を含み、
当該装置は、前記第1の方向に沿って互いに相対的に前記基板及び前記光学装置を動かすことによって光学走査を行うように構成され、さらに、
当該装置は、各結合位置が、前記第1の方向に沿った動きにおいて、第一に、前記少なくとも第1の波長λEx1の励起光で照射され、後に第二に、前記切断波長λCLの切断光で照射されるように前記光学走査を行うよう構成される、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の装置。 - 当該装置は、前記結合した分子のヌクレオチドの配列に相補的な配列を有するヌクレオチドの取り込みを段階的且つ光学的に誘導するように構成され、
当該装置は、前記結合した分子内に取り込まれた前記ヌクレオチドの配列を段階的且つ光学的に読み取る及び決定するように構成され、さらに、
当該装置は、前記取り込まれたヌクレオチドの配列の決定を、それぞれの前記取り込まれたヌクレオチドの蛍光ラベルによって放射され、受信及び検出したそれぞれの蛍光に基づかせるように構成される、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の装置。 - 核酸シーケンシングを光学的に制御するため、特に、反復性の段階的な反応を光学的に制御して、合成によって核酸の配列を決定するための方法であって、
基板を提供するステップであり、前記基板の第1の表面上に分子が結合した基板を提供するステップと、
光学装置によって、少なくとも第1の励起波長λEx1の励起光で前記基板を照射し、その結果、前記基板上の結合した分子内に取り込まれた第1のヌクレオチドの蛍光ラベルを光学的に励起するステップと、
前記基板によって前記励起光を閉じ込め、その結果、前記基板の第1の表面にて、前記基板によって前記切断光のエバネッセント波を定めるステップと、
前記光学装置によって、前記第1の取り込まれたヌクレオチドの前記励起された蛍光ラベルの蛍光を受信及び検出するステップと、
前記光学装置によって、切断波長λCLの切断光、好ましくは紫外線で前記基板を照射し、その結果、前記第1の取り込まれたヌクレオチドにて光化学的切断反応を光学的に誘導するステップと、さらに、
前記基板によって前記切断波長λCLの切断光を閉じ込め、その結果、前記基板の第1の表面にて、前記基板によって前記切断光のエバネッセント波を定めるステップと、
を含む方法。 - 複数のヌクレオチド及び酵素を有した溶液を提供するステップであって、前記ヌクレオチドはそれぞれ、前記蛍光ラベルを含むブロッキング部分を含む、ステップと、
前記それぞれのヌクレオチドが、前記第1の表面に結合した前記分子内に取り込まれた場合に、前記ブロッキング部分によって前記酵素の合成活性をブロックするステップと、
をさらに含み、
光化学的切断反応を引き起こすステップが、前記蛍光ラベルを含むブロッキング部分が、前記取り込まれたヌクレオチドから切断されるように行われる、請求項9に記載の方法。 - 前記ブロッキング部分が、ニトロフェニルエチルの誘導体、5−メチル(2−(2−ニトロフェニル)プロピル)カーボネート−dUTPアナログ、5−メチル(2−オキソ−1,2−ジフェニルエチル)カーボネート−dUTPアナログ、及び、そのいかなる組み合わせも含む群から選ばれるステップをさらに含む、請求項9又は10に記載の方法。
- 前記基板が、いくつかの隣接する分子結合位置を含み、該位置にて、分子が、第1の方向に沿って前記第1の表面にそれぞれ結合する、請求項9乃至11のいずれか一項に記載の方法であって、
前記第1の方向に沿って互いに相対的に前記基板及び前記光学装置を動かすことによって光学走査を行うステップと、
各結合した分子が、前記第1の方向に沿った動きにおいて、第一に、前記少なくとも第1の波長λEx1の励起光で照射され、後に第二に、前記切断波長λCLの切断光で照射されるように前記光学走査を行うステップと、
をさらに含む方法。 - 前記切断反応には時間t切断がかかり、
前記切断反応時間t切断は、照射される前記切断光の強度次第である、請求項9乃至12のいずれか一項に記載の方法であって、
前記結合したDNA分子内に第2のヌクレオチドを取り込むステップであり、前記取り込みには、時間t取り込みがかかる、ステップと、
t切断<t取り込みであるように、前記照射される切断光の強度を前記光学装置にて選択するステップと、
をさらに含む方法。 - DNAシーケンシングを光学的に制御するため、特に、反復性の段階的な反応を光学的に制御して、合成によって核酸の配列を決定するためのプログラム要素であって、当該プログラム要素は、プロセッサによって実行される場合に、
光学装置によって、少なくとも第1の励起波長λEx1の励起光で基板を照射し、その結果、前記基板の第1の表面上に結合した分子内に取り込まれた第1のヌクレオチドの蛍光ラベルを光学的に励起するステップと、
前記基板によって前記励起光を閉じ込め、その結果、前記基板の第1の表面にて、前記基板によって前記励起光のエバネッセント波を定めるステップと、
前記光学装置によって、前記第1の取り込まれたヌクレオチドの前記励起された蛍光ラベルの蛍光を受信及び検出するステップと、
前記光学装置によって、切断波長λCLの切断光、好ましくは紫外線で前記基板を照射し、その結果、前記第1の取り込まれたヌクレオチドにて光化学的切断反応を光学的に誘導するステップと、
前記基板によって、前記切断波長λCLの切断光を閉じ込め、その結果、前記基板の第1の表面にて、前記基板によって前記切断光のエバネッセント波を定めるステップと、
を実行するよう適応されるプログラム要素。 - DNAシーケンシングを光学的に制御するため、特に、反復性の段階的な反応を光学的に制御して、合成によって核酸の配列を決定するためのコンピュータプログラムが記憶されるコンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータプログラムは、プロセッサによって実行される場合に、
光学装置によって、少なくとも第1の励起波長λEx1の励起光で基板を照射し、その結果、前記基板の第1の表面上に結合した分子内に取り込まれた第1のヌクレオチドの蛍光ラベルを光学的に励起するステップと、
前記基板によって前記励起光を閉じ込め、その結果、前記基板の第1の表面にて、前記基板によって前記励起光のエバネッセント波を定めるステップと、
前記光学装置によって、前記第1の取り込まれたヌクレオチドの前記励起された蛍光ラベルの蛍光を受信及び検出するステップと、
前記光学装置によって、切断波長λCLの切断光、好ましくは紫外線で前記基板を照射し、その結果、前記第1の取り込まれたヌクレオチドにて光化学的切断反応を光学的に誘導するステップと、
前記基板によって、前記切断波長λCLの切断光を閉じ込め、その結果、前記基板の第1の表面にて、前記基板によって前記切断光のエバネッセント波を定めるステップと、
を実行するよう適応される、コンピュータ可読媒体。 - DNAシーケンシングにおける、ブロッキング部分としての部分の使用であって、
前記部分は、ニトロフェニルエチルの誘導体、5−メチル(2−(2−ニトロフェニル)プロピル)カーボネート−dUTPアナログ、5−メチル(2−オキソ−1,2−ジフェニルエチル)カーボネート−dUTPアナログ、及び、そのいかなる組み合わせも含む群から選ばれる、使用。
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