"核酸の分析方法であって、以下の:aナノ細孔アレイ中の複数のナノ細孔を通る担体分子の制御移行の間に複数の担体分子から複数の光学的標識化オリゴヌクレオチドを置き換えることこの場合、各担体分子はナノ細孔アレイ中の異なるナノ細孔を通過する、及び、b光学的標識化オリゴヌクレオチドが異なる担体分子から置き換えられる場合、光学的標識化オリゴヌクレオチドからの複数の光学シグナルを検出すること、を包含する方法。ナノ細孔アレイ中の前記ナノ細孔が、約0.1nm~約1μmの厚みを有する固体状態膜中に存在する請求項1記載の方法。前記固体状態膜が機械的に安定な膜を作る物質を含む請求項1または2のいずれか一項に記載の方法。前記膜が、ケイ素、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウムまたはグラフェンを含む請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。前記ナノ細孔が約1~約20nmの直径を有する請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。前記ナノ細孔が約0.5~約10μm離れた間隔で配置される請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。前記ナノ細孔アレイが2~約100,000個のナノ細孔を備える請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。光源を用いて光学的標識化オリゴヌクレオチドに関連した光学標識を励起すること、を更に包含する請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。前記光源がレーザーである請求項8記載の方法。光学標識が複数の光源で励起され、各光源が異なる発光スペクトルを有する、請求項8記載の方法。前記光学シグナルが膜の表面から検出される請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。前記光学シグナルが、少なくとも500フレーム/秒を記録可能な装置で検出される請求項1~11のいずれか一項に記載の方法。前記光学シグナルが、少なくとも1,000フレーム/秒を記録可能な装置で検出される請求項1~12のいずれか一項に記載の方法。光学的検出が、捕捉センサーの異なる領域上の多重スペクトルスプリットの平行検出を包含する請求項1~13のいずれか一項に記載の方法。前記領域数が2である請求項14記載の方法。前記領域数が4である請求項14記載の方法。捕捉センサー上の各領域が、捕捉フレームあたり1個の個別画像を生じる請求項14~16のいずれか一項に記載の方法。各画像が当該核酸配列中の単一核酸塩基を表す請求項17記載の方法。前記光学シグナルがCCD型カメラで検出される請求項1~18のいずれか一項に記載の方法。前記光学シグナルがEM-CCD型カメラで検出される請求項1~18のいずれか一項に記載の方法。前記光学シグナルがCMOS型カメラで検出される請求項1~18のいずれか一項に記載の方法。前記光学シグナルが膜のいずれかの側面から検出される請求項1~21のいずれか一項に記載の方法。前記光学シグナルが膜のシス側面から検出される請求項1~21のいずれか一項に記載の方法。ナノ細孔アレイ中の単一ナノ細孔を通過する担体分子から1つの光学的標識化オリゴヌクレオチドを置き換えることが、単一の検出可能な光学シグナルを発生させる請求項1~23のいずれか一項に記載の方法。前記光学シグナルが蛍光シグナルである請求項1~24のいずれか一項に記載の方法。個々のナノ細孔からの前記蛍光シグナルが少なくとも500光子破裂/秒の速度で生成される請求項25記載の方法。各蛍光シグナルが当該核酸配列中の単一核酸塩基を表す請求項25~26のいずれか一項に記載の方法。前記蛍光シグナルが蛍光強度比に基づいたヌクレオチド同定を可能にする請求項25~27のいずれか一項に記載の方法。前記ナノ細孔アレイ中のナノ細孔を通した制御化移行が前記担体分子からの別個の光学的標識化オリゴヌクレオチドの置き換えにより自己調節される請求項1~28のいずれか一項に記載の方法。前記担体分子がDNAまたはRNAを含む請求項1~29のいずれか一項に記載の方法。環状DNA転換工程により当該核酸配列から担体分子を作製すること、を更に包含する請求項1~30のいずれか一項に記載の方法。前記担体分子が約100~約50,000ヌクレオチド長である請求項1~31のいずれか一項に記載の方法。各光学的標識化オリゴヌクレオチドが当該核酸配列中の単一核酸塩基を表す請求項1~32のいずれか一項に記載の方法。前記ナノ細孔アレイ中のナノ細孔を通した制御移行が酵素またはタンパク質を利用しない請求項1~33のいずれか一項に記載の方法。約100~約500の光学的標識化オリゴヌクレオチドが、単一担体分子からナノ細孔当たりで置き換えられる請求項1~34のいずれか一項に記載の方法。少なくとも500の光学的標識化オリゴヌクレオチドが、単一担体分子から置き換えられる請求項1~35のいずれか一項に記載の方法。前記自己調節が、以下の因子:i膜を横断して適用される電圧勾配;ii温度;iii置換光学的標識化オリゴヌクレオチド中の核酸塩基数;iv置換光学的標識化オリゴヌクレオチドのG-C含量;v置換光学的標識化オリゴヌクレオチドの化学組成;およびvi膜のいずれかの側面の電解質状態、のうちの1つ以上に基づいている請求項29記載の方法。前記ナノ細孔直径が担体分子の捕捉の比率を制御する請求項1~37のいずれか一項に記載の方法。前記ナノ細孔アレイ中のナノ細孔が化学的または生物学的に修飾されていない請求項1~38のいずれか一項に記載の方法。前記光学的標識化オリゴヌクレオチドが、DNA、RNA、PNAまたはLNAを包含する請求項1~39のいずれか一項に記載の方法。前記担体分子が当該核酸配列の配列情報を表す請求項1~40のいずれか一項に記載の方法。担体分子からの光学的標識化オリゴヌクレオチドの置き換えにより生成される光学シグナルの逐次的検出から当該核酸配列の配列を獲得すること、を更に包含する請求項1~41のいずれか一項に記載の方法。当該核酸配列がDNAを包含する請求項42記載の方法。異なる担体分子に関連した光学的標識化オリゴヌクレオチドからの前記光学シグナルが同時的に検出される請求項1~43のいずれか一項に記載の方法。光学シグナルをナノ細孔アレイ中の特定ナノ細孔と関連づけること、を更に包含する請求項1~44のいずれか一項に記載の方法。請求項1~45のいずれか一項に記載の方法を実施するための装置。本発明は、一部は、高処理量ベースの認識のためのナノ細孔ベースの方法が、読み出し段階の間に酵素を必要とせずに可能であるという発見に;そして一部は、多数のナノ細孔からのシグナルの光学的検出を可能にする方法の開発に基づいている。下記の実施形態のいずれかは、相互排他的である場合を除いて、任意の所望の点で組合わされ得る、と理解される。任意の実施形態または実施形態の組合せは、下記の態様の各々に適用され得る、ということも理解される。一態様において、本発明は、核酸の分析方法であって、以下の:aナノ細孔アレイ中の複数のナノ細孔を通る担体分子の制御移行の間に複数の担体分子から複数の光学的標識化オリゴヌクレオチドを置き換えることこの場合、各担体分子はナノ細孔アレイ中の異なるナノ細孔を通過する;そしてb光学的標識化オリゴヌクレオチドが異なる担体分子から置き換えられる場合、光学的標識化オリゴヌクレオチドからの複数の光学シグナルを検出することを包含する方法を提供する。いくつかの実施形態では、ナノ細孔アレイ中のナノ細孔は、約0.1nm~約1μmの厚みを有する固体状態膜中に存在する。いくつかの実施形態では、固体状態膜は、機械的に安定な膜を作る物質を含む。いくつかの実施形態では、膜は、ケイ素、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウムまたはグラフェンを含む。いくつかの実施形態では、ナノ細孔は、約1~約20nmの直径を有する。いくつかの実施形態では、ナノ細孔は、約0.5~約10μm離れた間隔で配置される。いくつかの実施形態では、ナノ細孔アレイは、2~約100,000個のナノ細孔を含む。いくつかの実施形態では、当該方法は、光源を用いて光学的標識化オリゴヌクレオチドに関連した光学標識を励起することをさらに包含する。いくつかの実施形態では、光源はレーザーである。いくつかの実施形態では、光学標識は複数の光源で励起されるが、この場合、各光源は異なる発光スペクトルを有する。いくつかの実施形態では、光学シグナルは膜の表面から検出される。いくつかの実施形態では、光学シグナルは、少なくとも500フレーム/秒を記録可能な装置で検出される。いくつかの実施形態では、光学シグナルは、少なくとも1,000フレーム/秒を記録可能な装置で検出される。いくつかの実施形態では、光学的検出は、捕捉センサーの異なる領域上の多重スペクトルスプリットの平行検出を包含する。いくつかの実施形態では、領域数は2である。他の実施形態では、領域数は4である。いくつかの実施形態では、捕捉センサー上の各領域は、捕捉フレームあたり1個の個別画像を生じる。いくつかの実施形態では、各画像は当該核酸配列中の単一核酸塩基を表す。いくつかの実施形態では、光学シグナルはCCD型カメラで検出される。他の実施形態では、光学シグナルはEM-CCD型カメラで検出される。さらに他の実施形態では、光学シグナルはCMOS型カメラで検出される。いくつかの実施形態では、光学シグナルは膜のいずれかの側面から検出される。いくつかの実施形態では、光学シグナルは膜のシス側面から検出される。いくつかの実施形態では、ナノ細孔アレイ中の単一ナノ細孔を通過する担体分子からの1つの光学的標識化オリゴヌクレオチドを置き換えは、単一の検出可能な光学シグナルを発生させる。いくつかの実施形態では、光学シグナルは蛍光シグナルである。いくつかの実施形態では、個々のナノ細孔からの蛍光シグナルは、少なくとも500光子破裂/秒の速度で生成される。いくつかの実施形態では、各蛍光シグナルは、当該核酸配列中の単一核酸塩基を表す。いくつかの実施形態では、蛍光シグナルは蛍光強度比に基づいたヌクレオチド同定を可能にする。いくつかの実施形態では、ナノ細孔アレイ中のナノ細孔を通した制御化移行は、担体分子からの別個の光学的標識化オリゴヌクレオチドの置き換えにより自己調節される。いくつかの実施形態では、担体分子はDNAまたはRNAを含む。いくつかの実施形態では、当該方法は、環状DNA転換工程により当該核酸配列から担体分子を作製することをさらに包含する。いくつかの実施形態では、担体分子は、約100~約50,000ヌクレオチド長である。いくつかの実施形態では、各光学的標識化オリゴヌクレオチドは当該核酸配列中の単一核酸塩基を表す。いくつかの実施形態では、ナノ細孔アレイ中のナノ細孔を通した制御移行は、酵素またはタンパク質を利用しない。いくつかの実施形態では、約100~約500の光学的標識化オリゴヌクレオチドは、単一担体分子からナノ細孔当たりで置き換えられる。いくつかの実施形態では、少なくとも500の光学的標識化オリゴヌクレオチドは、単一担体分子から置き換えられる。いくつかの実施形態では、自己調節は、以下の因子:i膜を横断して適用される電圧勾配;ii温度;iii置換光学的標識化オリゴヌクレオチド中の核酸塩基数;iv置換光学的標識化オリゴヌクレオチドのG-C含量;v置換光学的標識化オリゴヌクレオチドの化学組成;およびvi膜のいずれかの側面の電解質状態のうちの1つ以上に基づいている。いくつかの実施形態では、ナノ細孔直径は、担体分子の捕捉の比率を制御する。いくつかの実施形態では、ナノ細孔アレイ中のナノ細孔は化学的または生物学的に修飾されない。いくつかの実施形態では、光学的標識化オリゴヌクレオチドはDNA、RNA、PNAまたはLNAを包含する。いくつかの実施形態では、担体分子は当該核酸配列の配列情報を表す。いくつかの実施形態では、当該方法は、担体分子からの光学的標識化オリゴヌクレオチドの置き換えにより生成される光学シグナルの逐次的検出から当該核酸配列の配列を獲得することをさらに包含する。いくつかの実施形態では、当該核酸配列はDNAを包含する。いくつかの実施形態では、異なる担体分子に関連した光学的標識化オリゴヌクレオチドからの光学シグナルは同時的に検出される。いくつかの実施形態では、当該方法は、光学シグナルをナノ細孔アレイ中の特定ナノ細孔と関連づけることをさらに包含する。別の態様では、本発明は、上記の方法を実施するための装置を提供する。いくつかの実施形態では、本発明は、光学シグナルを高処理量分析して、核酸分析を、具体的には低経費DNAシーケンシングをもたらすための画像獲得およびプロセシングのための、固体状態ナノ細孔アレイ、単一分子からのシグナルを光学的に記録し得る画像処理装置ならびにデータ記録系を含む装置を提供する。いくつかの実施形態における光学シグナルは、ナノ細孔を通した担体分子の移行中にそれらが置き換えられるアンジッピングされる場合、光学的に検出可能なオリゴヌクレオチドを励起する光源により発生される蛍光シグナルである。本明細書中に記載される固体状態ナノ細孔アレイの使用は、酵素、タンパク質または他の化学物質による付加的修飾なしの利益を有する。さらに、シグナルは光学的対電気的に検出されるため、電気回路を用いて各々のおよびすべてのナノ細孔を結びつけるかまたは取り扱う必要はない。[参考文献および定義]本明細書中で言及される特許および科学文献は、当業者に利用可能な知識を確立する。発行済み米国特許、公開米国特許出願、公開済みの外国および国際出願、ならびに本明細書中で引用される参考文献は、各々が参照により援用されるよう具体的に且つ独立して示されたように、参照により本明細書中で援用される。本明細書中で用いる場合、シス側面は、試料が最初に置かれる膜側面であり、トランス側面は、試料またはその一部分がナノ細孔を介した移行後に配置される膜側面である。本明細書中で用いる場合、機械的に安定した膜は電気力が膜を横切って応用されたとき、ナノ細孔アレイが作られ、破裂しない。本明細書中で用いる場合、担体分子は、光学的に検出可能な標識化分子が可逆的に結合し得るモノマー単位を含むポリマーである。いくつかの実施形態では、担体分子は、10~100,000モノマー単位を含む。モノマー単位は、電気的に、正または負に荷電され、したがってそれらは、固体状態ナノ細孔を通した移行を実行するよう、電場で作用し得る。いくつかの実施形態では、担体分子は、光学的に検出可能な標識化オリゴヌクレオチドが結合ハイブリダイズされるRNAまたはDNAモノマーで構成される一本鎖核酸の負荷電ストランドである。本明細書中で用いる場合、ssDNAは一本鎖DNAを指し、dsDNAは二本鎖DNAを指す。本明細書中で用いる場合、変数に関する数値範囲の詳述は、その範囲内の値のいずれかと等しい変数を用いて本発明が実行され得るということを伝達するよう意図される。したがって、本質的に別個の変数に関しては、変数は、範囲の終点を含めて数値範囲内の任意の整数値と等しい。同様に、本質的に連続する変数に関しては、変数は、範囲の終点を含めて、数値範囲内の任意の実数値と等しい。一例としてこれに限定されない、0~2の値を有するとして記載される変数は、その変数が本質的に別個である場合、0、1または2の値をとり得るし、あるいはその変数が本質的に連続する場合には、0.0、0.1、0.01、0.001または任意の他の実数値≧0および≦2を取り得る。本明細書中で用いる場合、具体的に別記しない限り、またはという語はおよび/またはという包括的意味で用いられ、どちらか/またはという排他的意味ではない。[固体状態ナノ細孔アレイ]ナノ細孔または穴のアレイは、約0.1nm~約1umの厚みの固体状態膜中に作られる。固体状態膜は、ケイ素、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウムまたはグラフェンから作られ得る。具体的一実施形態では、固体状態膜は、窒化ケイ素から作られる。いくつかの実施形態では、固体状態膜は、機械的安定膜の作製を可能にする適切な物質から作られる。ナノ細孔アレイの形成後の膜は、一般的に、適用される力、すなわち担体分子を移行するために用いられる力に対して安定であり、移行過程中はつぶれない。いくつかの実施形態では、ナノ細孔は、約1~約20nm、1~5nm、3~5nm、2~6nm、3~6nmまたは2~10nmの範囲の直径を有する。ナノ細孔は、秩序アレイ中に整列され得るし、あるいはパターンがランダムであり得る。ナノ細孔の間隔は、固定されるかまたは可変的であり得る。いくつかの実施形態では、ナノ細孔は、0.5~10μm離れた、1~8μm離れた、2~10μm離れた、1~2μm離れた、または1.8~7.7μm離れた一定間隔で間隔を置かれる。ナノ細孔アレイ中のナノ細孔の数は、変わり得る。いくつかの実施形態では、ナノ細孔アレイは、2~1,000、1,000~10,000、10,000~100,000または100,000より多いナノ細孔を含む。所定のアレイ中のナノ細孔の数は、具体的用途によって可変的である。いくつかの実施形態では、ナノ細孔の数は、画像処理装置の視野が限度を超えないよう、したがって、付加的視野を獲得するために、画像処理装置またはアレイを移動することなく全アレイの画像を装置に獲得させるようなものである。いくつかの実施形態では、固体状態ナノ細孔アレイチップは、30nm厚低応力Si3N4SiNで被覆される両面研磨ケイ素ウエファから出発して、製作される。SiN膜の両側面を曝露する30×30μm2ウィンドウは、湿式KOH蝕刻を用いて作製され得る。ナノ細孔直径3~5nmは、例えば参考文献[16]中にさらに詳細に記載されているように、集束電子線を用いて製作され得る。穿孔ナノ細孔アレイチップは、清浄にされ、制御化湿度および温度下で、カバーガラス底を組入れる注文設計テフロン登録商標セル上に組み立てられる参照13により詳細に記載されている。ナノ細孔は、シス小室に脱気および濾過済み1MKCl電解質を付加し、ならびにトランス小室に8.6M尿素を伴う1MKClを付加して、全内部反射TIR画像処理を促すことにより、水和される。Ag/AgCl電極は、セルの各小室中に浸漬されて、Axon200Bヘッドステージに連結され、それを用いて、膜を横断する固定電圧全実験に関して300mVを適用し、必要な場合はイオン流を測定する。ナノ細孔流は、50kHzローパスフィルターButterworthフィルターを用いて濾過され、そして250kHz/16ビットでDAQボードを用いて試料採取されるPCI-6154、NationalInstrumentsTX。電気シグナルは、参考文献[15]に記載されたようなオーダーメイドのLabViewプログラムを用いて獲得され得る。いくつかの実施形態では、固体状態ナノ細孔は、米国特許第7,258,838号、第7,846,738号ならびに公開米国特許出願2011-0053284および2006-0003458に記載されたように生成される。いくつかの実施形態では、ナノ細孔アレイは、参考文献[19、20]でさらに詳述されるように固体状態物質で生成される。[担体分子]いくつかの実施形態では、担体分子は、DNA、RNAまたはその類似体を含む一本鎖核酸である。DNAおよびRNA類似体は、5核酸塩基アデニン、グアニン、シチジン、チミジンおよびウラシル、糖リボースまたは2’-でオキシリボースまたはリン酸塩部分の天然または合成変形体である。担体分子は、ネイティブ遺伝物質であり得るし、あるいは合成的に、例えば環状DNA転換工程により生成され得る。各光学的標識化オリゴマーが当該DNA中の単一核酸塩基または単一標的配列を示すよう、担体分子は光学的に標識されるオリゴヌクレオチドとハイブリダイズされる。いくつかの実施形態では、担体分子は、環状DNA転換の工程により生成されるが、この場合、試料核酸の各核酸塩基の順序配列は、転換されてポリマーを生成死、モノマー単位は、4つの対応する光学的標識化オリゴマーのうちの1つに対する相補的配列を含む。担体分子ポリマーは、元の試料核酸中に見出される核酸塩基の秩序配列を保持する。そのようにするための方法は、当該技術分野で既知であり、例えばWO2010/053820に記載されている。いくつかの実施形態では、光学的標識化オリゴマー単数または複数は、試料核酸中の遺伝子変更または突然変異を示す標的領域、例えば遺伝子の小配列、エキソン、イントロン、調節単位等と直接的にハイブリダイズする。この例では、試料核酸担体分子に沿った2つ以上の光学的標識化オリゴマーの相対位置を用いて、遺伝子異常を同定する。担体分子からの光学的標識化オリゴヌクレオチドの置き換え中、光子破裂が標識化オリゴヌクレオチドから生じ、これは画像処理系により画像処理される。各個々のナノ細孔は、アレイ中の各々のおよびすべての他のナノ細孔とは関係なく、担体分子を移行し得る。所定の担体分子は、移行事象中に記録されるべき数百の置換事象を生じ得る。記録されたシグナルは、処理され、核酸配列情報を生成するために用いられ得る。[光学的標識化オリゴヌクレオチド]いくつかの実施形態では、光学的標識化オリゴヌクレオチドは、10~20、20~30または30~50ヌクレオチドの一本鎖核酸である。いくつかの実施形態では、光学的標識化オリゴヌクレオチドは、DNA、RNA、PNA、LNAまたはその類似体、ならびにそれに結合される1つ以上の光学標識を含む。いくつかの実施形態では、光学的標識化オリゴヌクレオチドは、蛍光体およびそれに結合される消光剤を有する。その類似体は、5核酸塩基アデニン、グアニン、シチジン、チミジンおよびウラシル、糖リボースまたは2’-でオキシリボースまたはリン酸塩部分の天然または合成変形体である。いくつかの実施形態では、光学的標識化オリゴヌクレオチドは、分子ビーコンの立体配置を有する。分子ビーコンは、相補的標識核酸配列と結合した場合にその蛍光が回復される内部消光蛍光体を伴うヘアピン形分子である。分子ビーコンは、全長12~30のヌクレオチド、一末端上または付近の蛍光体ならびに他の末端上または付近の消光剤分子を含むオリゴヌクレオチドであって、この場合、当該末端は、各末端上に4~10塩基の範囲の分子内二本鎖立体配置を形成して、蛍光体及び消光剤を並置し得る。[光学標識]いくつかの実施形態では、レーザーは、蛍光標識、例えば光学的標識化オリゴヌクレオチド中の蛍光体光学的に検出可能なシグナルを発生するを励起するための光源として用いられる。有機染料、例えば蛍光体は、用いられ得る光学標識のまさに一例である。他の例としては、無機光学標識、例えば金粒子または量子ドットが挙げられる。蛍光体は励起の最適波長を有するため、各々が異なる発光スペクトルを有する種々の波長レーザーが用いられ得る。いくつかの実施形態では、単一レーザーを用いて、多蛍光体を励起し得る。他の実施形態では、多数のレーザーを用いて、多数の蛍光体を励起し得る。当該技術分野で既知の多数の蛍光体、例えばFAM、TET、HEX、JOE、VIC、Cy2、Cy3、TMR、Oyster染料、ROX、テキサスレッド、Cy5、Cy7、IRD700、IRD770、IRD800、AlexaおよびAtto染料が、光学標識として有用であり、唯一の要件は、多数の例えば2~4蛍光体が用いられる場合、各蛍光体は、用いられる他の蛍光体から光学的に分解可能である、ということである。蛍光体間の任意のスペクトル重複は、明白に同定されるべきその能力に何らかのレベルの不確実性を生じる。消光剤、例えばダブシル、エクリプス、ロワブラックFQおよびロワブラックRQ、BHQ-1、BHQ-2、DDQ-I、DDQ-II、QSY-7およびQSY-21も当該技術分野で広範に知られている。いくつかの消光剤、例えばBHQは、付加的に、担体とのオリゴヌクレオチドハイブリダイゼーションの安定性の増強を付与して、融点を約4°C増大する。いくつかの実施形態では、蛍光体-消光剤組合せは、シアニン蛍光体、ならびに消光剤のBHQファミリーからの消光剤である。いくつかの実施形態では、独立して光学的に検出されるべきでもある蛍光体の数は、1~5の範囲または5より大きい。各蛍光体は、単一分子として具体的に光学的に分解可能でなければならない。DNAシーケンシングへの光学的検出の適用において、いくつかの実施形態では、一染料からの光学シグナルは1つの核酸塩基に対応し、4つの蛍光体の全部が用いられる。しかしながら、単一核酸塩基のために多数の蛍光体を用いることが可能である。さらに、いくつかの応用では、付加的塩基、例えばウラシルを検出することが望ましいこともあり、そこで、5つの核酸塩基は、アデニンA、グアニンG、シトシンC、チミジンTおよびウラシルUである。[光学シグナルの検出]いくつかの実施形態では、ナノ細孔の全アレイを観察することが可能な広視野を有する高速画像処理装置が、光学的検出のために用いられる。画像処理装置は、膜の表面から全内部反射TIRを用いて個々の蛍光体からの光子のうちの数十を光学的に検出し得る。画像処理装置は、高フレーム速度で、例えば少なくとも500フレーム/秒の速度で画像を捕捉する。画像処理装置センサーは、捕捉センサーの領域を分割し得るが、この場合、各領域は光の異なるスペクトル領域に対応し、最小は2領域である。しかしながら、いくつかの実施形態では、4領域が明示される。適切な画像処理装置の例としては、CCD型カメラ、CMOS-CCD型カメラおよびEM-CCD型カメラが挙げられるが、これらに限定されない。CCDは、電荷結合素子を意味する;CMOSは、相補型金属酸化物半導体を意味する。これらは、画像処理装置により捕捉される光がその上に集束されるチップである。それらのシグナルは、さらに画像処理装置の内側で処理され、そして最終的に、それが、テープであっても、DVD、あるいは内部または外部ハードドライブであっても、画像は記憶媒体に記録される。多重画像センサーを有するカメラは、光原色赤、緑および青当たり1つのチップを用い、別個の画像プロセッサを利用して、3つのシグナルをカラービデオ画像と組合せる。より新しく且つより安価なCMOSチップは、画像センサーおよび画像プロセッサの両方を単一チップに束ねる。CCDデザインは、典型的には、実際の光捕捉センサーとは別個の画像プロセッサを利用する。EM-CCDは、センサー中に形成される独自の電子増倍構造により達成可能な高量子効率を保持しながら、単一光子事象を検出できる定量的デジタルカメラ技法である。慣用的CCDと異なり、EM-CCDは、高読出し速度で操作される場合でも、出力増幅器の読出しノイズにより制限されない。これは、固体状態電子増倍EMレジスタを標準シリアルレジスターの末端に加えることにより達成され、このレジスタは、任意の読出しノイズが出力増幅器により付加される前に弱いシグナルを増倍させるので、読出しノイズが無視できる。EMレジスタは、標準クロック電圧より高く用いる数百の段階を有する。電荷は各段階を通して伝達されるので、衝突電離の現象を利用して二次電子を、それゆえEMゲインを生じる。これが数百段階に亘って行なわれる場合、その結果生じるゲインは、単一から数百まで、あるいは数千倍ソフトウェア制御され得る。いくつかの実施形態では、レーザーおよび画像処理装置が、膜のシスcis側面上に画像処理装置を有する膜の反対側に配置されるよう、光学的画像処理系が設計される。膜のシス側面は、試料が導入され、そして膜を通過する前に存在する側面である。1つの例示的立体配置では、レーザーおよびカメラはナノ細孔膜の同一側面に置かれる。シスおよびトランス側面は、負および正の極性がそれぞれ適用される膜の反対側である。極性の配向は、移行されるべき試料上の電荷によって決まる。いくつかの実施形態では、画像処理系は、それらが単一ナノ細孔を通した移行中に担体分子から置き換えられるすなわちアンジッピングunzippedされる場合、光学的標識化オリゴヌクレオチドからの光子破裂のシグナルを記録する。具体的一実施形態では、光学標識は蛍光体である。蛍光体の使用は、特定蛍光体のスペクトルシグナルを特定核酸塩基にむすびつけさせる。いくつかの実施形態では、光学シグナルは、強度比を用いてシグナルを特定核酸塩基に割り当てる強度である。強度比は、用いられる蛍光体の各々と関連する定義済み波長帯域内で放射される総光子を合計することにより算定される。次いで、帯域の各々対他の帯域の比が算定される。これは、その絶対強度にかかわらず、2つ以上の放射色間を区別する確固とした方法を提供する。いくつかの実施形態では、単一レーザー源を用いて、2つの異なる蛍光タグを励起し得る。これは、必要レーザー源数を低減する。このような実施形態では、2つの蛍光体の発光において有意のスペクトル重複が認められ、したがって、2つの検出チャンネル間に混線が存在する。しかしながら、両検出チャンネルにおける各蛍光体の強度の相対比を用いることにより、2つの染料間を識別し得る。本明細書中に記載されるような光学ナノ細孔アレイの利益は、非常に多くの個々の移行が平行して記録されて、超高処理量シーケンシングを可能にする、ということである。いくつかの実施形態では、各塩基に関して1つの蛍光体を用いる4色検出系の履行は、転換DNA長すなわち、担体分子の長さを半分にして、検出速度を2倍にするが、一方、塩基呼び出しに関する精度も増大する。4色系は、潜在的フレームシフトの結果として、2色系において生じる誤差も除去し得る。付加的には、シグナルは光学画像処理装置により記録されるため、移行中に各ナノ細孔からの電気的シグナルを記録するための要件はなく、したがって低経費、低複雑性固体状態ナノ細孔アレイの製造を可能にする。[ナノ細孔を通した移行の調節]いくつかの実施形態では、担体分子がナノ細孔を通って移行する速度を制御するために、ナノ細孔移行過程は調節され得る。一実施形態では、光学的標識化オリゴヌクレオチドのデザインは置換比率を制御するが、この場合、オリゴヌクレオチド長核酸塩基単位の数、G-C含量および/または化学組成DNA、RNA、PNA、LNAまたはその類似体は分子が所定のナノ細孔を通って移行する速度を決定する制御または自己調節の一レベルである。置換比率は、外的物理学的制御、例えば膜を横断する電圧勾配、温度、ならびに膜のいずれかの側面上の電解質条件によっても制御され得る。ナノ細孔直径も、ナノ細孔への担体分子の捕捉または進入の速度を調節するために変更され得る。これらの調節素子の各々は、独立して、可変的である。DNAの一方の鎖の、もう1つの鎖からのアンジッピング過程は、エネルギーバリアにより指図される。いくつかの実施形態では、アンジッピング過程は自己調節され、以下のうちの1つ以上によって決まる:i膜を横断して適用される電圧勾配これは、分子に及ぼす力を増大し、それゆえ、アンジッピングのエネルギーバリアを低減する;ii温度温度は、二重鎖の熱力学的安定性にも影響を及ぼし、それゆえ、アンジッピングのエネルギーバリアを変更し得る;iii置換光学的標識化オリゴヌクレオチド中の核酸塩基数がエネルギーバリア高を指図する;iv置換光学的標識化オリゴヌクレオチドのG-C含量がエネルギーバリア高を指図する;v置換光学的標識化オリゴヌクレオチドの化学組成例えば、DNA、RNA、PNA、LNAまたはその類似体;化学的に異なる核酸組成物は異なる結合強度を有し、それゆえ、アンジッピングのエネルギーバリアを変更する;ならびにvi膜のいずれかの側面の電解質状態は、適用される力に及ぼす作用をともに有するiと同様にして、DNAに沿った電荷のスクリーニングに影響を与えるが、したがってアンジッピングのエネルギーバリアに影響を与える。いくつかの実施形態では、固体状態ナノ細孔は、機能的であるために化学的または生物学的分子による修飾を必要としない。担体分子またはその生成物の移行は、酵素作用により速度限定されず、したがって、迅速無酵素読出しを提供する。[核酸シーケンシングのための適用]本発明のいくつかの実施形態は、高処理量の、精確な、低経費核酸分析または核酸シーケンシングに有用な、ナノ細孔アレイ上での単一分子光学的画像処理のための方法に関する。当該方法は、DNAまたはRNA中に存在する個々のヌクレオチドの順序を表す光学的多色蛍光シグナルの高処理量分析を可能にするため、有益である。当該方法は、穿孔ナノ細孔または穴のアレイナノ細孔アレイを含む低複雑性の固体状態膜、光源、画像処理装置、ならびに画像獲得が可能で、光学的に検出可能な標識化オリゴヌクレオチドがナノ細孔を通した制御化移行中に担体分子から置き換えられるアンジッピング化される場合にシグナルを処理するデータ記録系を包含する。いくつかの実施形態では、標的DNA分子の生化学的調製環状DNA転換は、各核酸塩基を、非修飾化固体状態ナノ細孔を用いて直接的に読み取られうる形態に転換する。大規模平行転換工程は、オフラインで実施され、酵素固定化または増幅ステップを必要としない。この生化学的調製ステップのため、ナノ細孔読出し速度および読み取り長は酵素限定されない。さらに、ナノ細孔における生体分子をプローブするために電気的シグナルを用いる方法に対比して、本明細書中に記載される方法および装置は、DNA配列を検出するための光学的検出である。慣行的全内部反射TIR法これは、ナノ細孔を通って移行する個々のDNA分子の高空間時間的分解および広視野光学的検出を可能にするは、2色迅速単一分子検出のために用いられるTIR法は、参考文献[13]にさらに詳細に記載されている。いくつかの実施形態では、当該装置は、多数のナノ細孔からのシグナルを同時に光学的に検出し得る。DNAシーケンシングのための例示的アプローチは、2つのステップ図1aを包含する:第一ステップでは、標的DNA中の4つのヌクレオチドA、C、GおよびTの各々は、定義済み核酸ポリマーに転換され、これは、例えば参考文献[12]に記載されているように、特定の蛍光体を保有する分子ビーコン例えば光学的標識化オリゴヌクレオチドとハイブリダイズされる。このDNA転換は、例えば、環状DNA転換CDCとして言及される方法を用いて実施され得る。環状DNA転換は、当該技術分野で既知であり、例えば米国特許第6,723,513号に記載されたように実行され得る。第二ステップ図1aでは、ハイブリダイズ化分子は、ナノ細孔アレイ中のナノ細孔を通して移行され、分子ビーコンが転換DNA分子すなわち、担体分子から解離すると、光学シグナルが検出される。2色読出しすなわち、2つの型の蛍光体が用いられる実施形態では、Aが11であり、Gが10であり、Tが01であり、最後にCが00であるよう図1a、4つの配列は2つの定義済み独自配列、ビット0およびビット1の組合せである。2つの型の蛍光体を保有する2つの型の分子ビーコンは、0および1配列と特異的にハイブリダイズする。転換化DNAおよびハイブリダイズ化分子ビーコンは、電気泳動的に固体状態ナノ細孔に通され、この場合、ビーコンとも呼ばれる光学的標識化オリゴヌクレオチドは逐次的に剥ぎ取られる置換されるかまたはアンジッピングされる。ビーコンが剥ぎ取られるたびに、新しい蛍光体は消光されず、光子の破裂を生じて、ナノ細孔の位置で記録される図1b。各ナノ細孔位置での2色光子破裂の配列図1bは、標的DNA配列の二進コードである。このアプローチは、個々の塩基を検出する必要性を妨げ、無酵素読出しを促す。付加的には、この方法は広視野画像処理を可能にし、そして空間的に固定されたナノ細孔は、電子増倍電荷結合素子EM-CCDカメラによる多数のナノ細孔の同時検出への直接適合を可能にする図1bに模式的に示されている。いくつかの実施形態では、読出しは、固体状態ナノ細孔を用いて、転換化一本鎖DNA分子担体分子からハイブリダイズ化分子ビーコンを剥ぎ取る。これは、一般的に、2nm未満の範囲の細孔の使用を要するが、それは二本鎖DNAdsDNAの横断面直径が2.2nmであるためである。しかしながら、このような小型細孔へのDNA進入の確率は、大型細孔よりもはるかに小さく、大量のDNAの使用を要する。さらに、エラーに対する許容範囲がほとんどなく、困難が高密度ナノ細孔アレイに関して段階的に拡大するので、小型細孔の慣例的製造は技術的挑戦の危険をはらんでいる。3~5nmサイズの巨大基例えば、タンパク質またはナノ粒子を分子ビーコンと共有結合させると、複合体の分子横断面を5~7nmに有効に増大して、3~6nmのサイズ範囲でのナノ細孔の使用を可能にする、ということが発見されている。これは、DNA分子の捕捉率を10倍以上増大し、そしてナノ細孔アレイの製作工程を大いに助長する。いくつかの実施形態では、慣行的TIR画像処理を用いて、懸濁窒化ケイ素膜付近の個々の蛍光体の高速単一分子検出を達成する。TIRがSiN膜で生じて、シス小室に光が進行するのを防止し、したがって付加的バックグラウンドを低減するよう、トランス小室溶液の屈折率が調整され得る。セルは高NA対物レンズオリンパス60×/1.45上に載せられて、その後焦点面で軸外点に入射640nmレーザー光線iFlex2000、PointSourceUKを集束し、それにより入射角の角度を制御することにより、TIRが最適化され得る。蛍光発光は二色性鏡例えば、SemrockFF685Di01を用いて2つの別個の光路に分割され、2つの画像がEM-CCDカメラ例えば、AndoriXonDU-860に並んで投影され得る。EM-CCDは、最大ゲインおよび1ms積分時間で働いた。電気シグナルと光学シグナルとの間の同期化は、カメラファイアパルスをカウンターボード例えばPCI-6602、NationalInstrumentsに連結することにより達成され得るが、これは、主DAQボードと同じサンプリングクロックおよび出発の引き金を共有する。併合データ流は、各CCDフレームの開始時に独自の時間スタンプを包含し得るが、これは、イオン流サンプリングと同調された。2つの別個の判定基準が、各事象を分類するために用いられ得る。第一の判定基準は、ユーザー限定閾値レベルを下回るイオン流の急低下であり、少なくとも100μsの間、そのレベルのままで、その後、元の状態に戻った。第二の判定基準は、対応するCCDフレームにおける事象データ取込み時間シグナルが閾値より下に留まる時間中のナノ細孔の領域でのみの光子数の増大であり得る。以下の実施例により本発明をさらに例証するが、本発明はそれらに限定されるものではない。ただの慣例的実験、特定物質の多数の等価物、ならびに本明細書中に記載される手順を用いて、当業者は認識し、確証し得る。このような等価物は、以下の実施例の後に述べる特許請求の範囲に包含されるよう意図される。[実施例1]アビジン4.0×5.5×6.0mmを、蛍光体-消光剤対ATTO647N-BHQ2、A647-BHQと省略を含有するビオチニル化分子ビーコンと結合した。このビーコンおよび同様に構築されるオリゴヌクレオチド一端に消光剤を含有するが、しかし他端に蛍光体を有さないをともに、標的ssDNAとハイブリダイズした1ビット試料。図2aに模式的に示すように、2つのビーコン分子を含有する同様の複合体を合成した2ビット試料。大量の試験は、そのハイブリダイズ化状態である場合、A647蛍光体は隣接BHQ消光剤により~95消光される、ということを実証した。この非常に高い消光効率を考えると、蛍光破裂は、鎖分離が起きる場合のみ、単一分子レベルで検出され得る。1-ビット試料複合体当たり1ビーコン分子を含有するおよび2-ビット試料複合体当たり2ビーコン分子を含有するの両方に関するナノ細孔実験を、640nmレーザーを用いて実行し、そしてEM-CCDカメラを用いて1,000フレーム/秒で画像処理した。図2aは、2つの試料に関する典型的アンジッピング事象を示し、1-ビット試料では1ビーコン/複合体、そして2-ビット試料では2ビーコン/複合体である。電気シグナルを黒色で示し、そして光学シグナルナノ細孔位置で電気シグナルと同期的に測定を異なる灰色陰影で示す。電流の急低下は細孔への分子の進入を意味し、電気シグナルが開口細孔上部状態に戻ると、取り除かれる。ここで観察されるアンジッピング事象は、巨大基の存在のため、従来報告された参考文献[13]よりも実質的に長い、ということが注目される。光学シグナルは、それぞれ1-ビットおよび2-ビット試料に関して、1または2つの光子破裂を明瞭に示す。これは、細孔に到達する前に蛍光体が消光され、そしてビーコンが鋳型からアンジッピングされた直後に再び自己消光されるために、予測される。電気シグナルにより限定されるように、各事象中の光学強度を単に合計して、2つの試料に関するポアソン分布を得る図2bの実線。平均値は、1-ビット試料に関しては1.30±0.06であり、2-ビット試料に関しては2倍の2.65±0.08各場合、n>600事象、誤差はSTDを表す。これは、光子破裂を限定するために用いられるモデルに関係なく、単一アンジッピング事象が1-ビット試料に関しては起こり、そして2-ビット試料に関しては2つのアンジッピング事象が起きた、ということを立証する。さらに、強度閾値分析の使用により平均強度2STD、1-ビット試料における収集事象のほぼ90が単一蛍光体は列を含有したが、一方、2-ビット試料では、~80の収集自称が2つのこのような破裂を示した図2c、と確定された。このデータは、3~5nmナノ細孔を用いて実施された個々のアンジッピング事象において、1ビット試料と2ビット試料とを光学的に識別することが可能である、ということを実証する。4つすべてのヌクレオチド間を区別するために、同一の640nmレーザーにより同時に励起される2つの高収量蛍光体A647ATTO647NおよびA680ATTO680を用いて、一色コードスキームから2色コードスキームに、系を拡大した。二色性鏡を用いて発光シグナルをチャンネル1および2に分割し、同一EM-CCDカメラで並べて画像処理した。ナノ細孔位置に中心を置く3×3ピクセル領域での強度を読み取ることにより、二色強度分析を実施した例えば、図3a参照。2つの蛍光体の発光スペクトルが重複すると、A647発光の一分画がチャンネル2に漏出し、そしてA680の一分画がチャンネル1に漏出する。A647またはA680蛍光体で標識した1-ビット複合体を用いて、2つの較正測定を実施した図3a。各場合に>500アンジッピング事象の蓄積後に、ナノ細孔の位置に対応して、各チャンネルにおいて単一の別個のピークが明らかに観察される。チャンネル2対チャンネル1における蛍光強度の比率Rは、A647試料に関しては0.2、A680試料に関しては0.4である。2つの試料の各々に関する500より多くの中からの代表的事象、ならびにRの対応する分布を、それぞれ図3bおよび3cに示す。単一の顕著な蛍光ピークが、各移行事象中に観察され黒色で示される電気的トレース、強度は、蛍光基線変動の標準偏差より>3倍大きい。すべての単一分子事象を総計すると、それぞれA647およびA680に関して、R=0.20±0.06および0.40±0.05平均±標準偏差となって、図3aに示した全事象に関する累積蛍光に関する比率と完全に一致した。Rは、ガウス分布に従う図3cにおける実線適合により示される。これらの対照測定値は、個々の蛍光体の同一性を確定するためにRを用いることが可能である、ということを示す。較正データを用いて、慣行的LabViewコードで自動的に、識別を実施した図3c。2つの染料の各々の決定における誤差は、分布間の重複領域から算定され、A647に関しては<9、A680に関しては<13を得た。IGORProWavemetricsを用いてデータ分析を実施し、適合を作成して、カイ二乗を最適化した。図3cに示した較正分布を用いて、4つの塩基すべてに関する4つの2-ビット組合せ、すなわち11A、00C、01Tおよび10Gここで、0および1はそれぞれA647およびA680ビーコンに対応するを含有する環状DNA転換からの生成物を同定する能力を試験した。2つの別個の光子破裂が検出された>2000アンジッピング事象の分析は、0.21±0.05および0.41±0.06図4bで2つの方式を有するRの並数分布を明示し、較正測定と完全に一致した図3c。R<0.30を有する光子破裂はすべて、0と分類され、R>0.30を有する者は1と分類された0.30は、図4bにおける分布の極小値である。Rの分布は、分類の間違いの確率をコンピューター計算するためにも用いられた。これにより、2つの蛍光体間の最適識別のために2つのチャンネルを構成するためのさらなる統計学的手段が得られる。図4cは、4つのDNA塩基すべての単一分子同定を示す代表的2色蛍光強度事象を提示する。二色同定の確かさは、主として、光子破裂の優れたシグナル/バックグラウンドレベルに、ならびに2つのチャンネルに関する蛍光体強度比間の分離によるものであると考えられる。蛍光シグナルにおける無作為ノイズ例えば、偽性スパイクを濾し取り、較正分布図3cを用いてビット列を同定し、その後、塩基判定する自動ピーク同定を実施するために、コンピューターアルゴリズムを開発した。アルゴリズムは、2つの確実性スコア、すなわちビット判定に関するものと、塩基判定に関するものを出力する。典型的結果を、図4cに示す。生強度データから自動的に抽出される各塩基に関する確実性値0~1の範囲を、括弧内に示す。広視野ベースの検出スキームの利点の1つは、多数のナノ細孔が平行してプローブされて、最後に高処理量読出しを可能にする簡易性にある。平行読出しに関する概念の照明として、多数の3~5nmサイズのナノ細孔を、数ミクロン隔てて、同一窒化ケイ素膜上に作り上げた。図5aに、3つのナノ細孔を含有する膜を用いて得られた累積蛍光強度画像を示す。単一ナノ細孔実験と同様に、膜におけるすべてのナノ細孔から、蛍光破裂が記録された。数千のアンジッピング事象からの光子数を累積して、各ピクセルでの光子強度の表面地図を得た。3-細孔膜に関する3つのピーク間の距離は1.8μmおよび7.7μmで、製作工程中に測定されるナノ細孔間の距離と一致した。このデータは、広視野光学的検出計画の実現可能性に関する直接証拠を提供する。図5bでは、単一膜中の多数のナノ細孔から同時に光子破裂をプローブする系の能力を実証した。4つの代表的トレースは、3つのナノ細孔からプローブされた1-ビット試料を用いた電流および光学的シグナルを示す。各ナノ細孔での各分子の進入およびアンジッピング過程は、確率論的過程である。この実験に用いられる条件下で、>3、000アンジッピング事象のうち、~50が同時に2つのナノ細孔を通って進入する分子を包含した、ということが判明した。すべてのナノ細孔から蓄積される電流トレースは2つの別個の遮断レベルを表示するが、これは、ナノ細孔が占有される情報を伴わずに、特定時期での占有ナノ細孔の総数を示している。光学的トレースは、占有ナノ細孔を非多義的に明示する。これは、本明細書中に記載される方法がより大きなアレイに拡大され、そして単に、光学的測定に頼って、計器計測要件を簡易化する場合、電流測定の必要性を最終的に排除する。ナノ細孔を用いるDNAシーケンシング法は、代替方法を上回るいくつかの利点を提供する。読出し速度は、適用電圧を調整することにより完全に制御可能であり、単に、検出様式分解能により限定される。より明るい蛍光体およびより高い感度のCCDの将来的開発は、より迅速な読出し速度へと直進的に変わり得る。単一分子法として、それは、大型試料濃度規定を有さず、したがって、経費および試料増幅エラーをともに下げるのに役立つ。最後に、ここに示したナノ細孔読出しは、予め定義されたまたは無作為の位置での酵素の固定化を包含せず、したがって、読取りプラットフォームを高度に簡易化する。ここでは、二元性コード2ビット/塩基を用いて各DNA塩基を表す2色転換DNA読出しの実現可能性を実証した。いくつかの実施形態では、当該系は、50~250塩基/秒/ナノ細孔を読取り得る。4色に関する直接的適合、ならびに最適化試薬の使用は、少なくとも500塩基/秒/ナノ細孔の達成を可能にして、塩基分類エラーを明確に低減する、と予測される。在庫ありで直ぐに入手可能な試薬を用い、そして単一レーザー線を用いた場合でも、ヌクレオチド分類エラーは約10単一読取り当たりである。DNA転換工程は無構造DNAを生じるため、それは、読出し段階からシステムエラーを自動的に除去するすなわち、エラーはDNA鋳型配列によって決まらない。したがって、読出しエラーの顕著な源は、同一配列の多重読み取りで実質的に低下され得る。最後に、多細孔読出しの実現性を実証したが、これは、ナノ細孔ベースの方法に関する最初のものであると考えられる。本明細書中に記載した結果は、光学的DNAシーケンシングのために固体状態ナノ細孔を用いることの実現可能性を示している。結果は、最初の全固体状態DNA配列読出しであると考えられるものを実証する。このような超迅速且つ手ごろな系は、生物医学的研究において、ならびにヒト疾患の診断および処置において、多数の用途を有する。[参考文献]1BrantonDDWDeamerAMarzialiHBayleySABennerTButlerMDiVentraSGarajAHibbsXHHuangSBJovanovichPSKrsticSLindsayXSSLingCHMastrangeloAMellerJSOliverYVPershinJMRamseyRRiehnGVSoniVTabardCossaMWanunuMWigginandJASchloss2008ThepotentialandchallengesofnanoporesequencingNatBiotechnol26114611532HealyK2007NanoporebasedsinglemoleculeDNAanalysisNanomedicine24594813WanunuMWMorrisonYRabinAYGrosbergandAMeller2010ElectrostaticfocusingofunlabelledDNAintonanoscaleporesusingasaltgradientNatureNanotech51601654NamSWMJRooksKBKimandSMRossnagel2009IonicFieldEffectTransistorswithSub10nmMultipleNanoporesNanoLett9204420485LeeHSBSKimHMKimJSWiSWNamKBJinYAraiandKBKim2007ElectronBeamProjectionNanopatterningUsingCrystalLatticeImagesObtainedfromHighResolutionTransmissionElectronMicroscopyAdvMater19418941936HarrisTDPRBuzbyHBabcockEBeerJBowersIBraslavskyMCauseyJColonellJDiMeoJWEfcavitchEGiladiJGillJHealyMJaroszDLapenKMoultonSRQuakeKSteinmannEThayerATyurinaRWardHWeissandZXie2008SingleMoleculeDNASequencingofaViralGenomeScience3201061097ShendureJRDMitraCVarmaandGMChurch2004AdvancedsequencingtechnologiesMethodsandgoalsNatRevGenet53353448EidJAFehrJGrayKLuongJLyleGOttoPPelusoDRankPBaybayanBBettmanABibilloKBjornsonBChaudhuriFChristiansRCiceroSClarkRDalaiADewinterJDixonMFoquetAGaertnerPHardenbolCHeinerKHesterDHoldenGKearnsXXKongRKuseYLacroixSLinPLundquistCCMaPMarksMMaxhamDMurphyIParkTPhamMPhillipsJRoyRSebraGShenJSorensonATomaneyKTraversMTrulsonJVieceliJWegenerDWuAYangDZaccarinPZhaoFZhongJKorlachandSTurner2009RealTimeDNASequencingfromSinglePolymeraseMoleculesScience3231331389FullerCWLRMiddendorfSABennerGMChurchTHarrisXHuangSBJovanovichJRNelsonJASchlossDCSchwartzandDVVezenov2009ThechallengesofsequencingbysynthesisNatBiotech271013102310DeamerDWandDBranton2002CharacterizationofNucleicAcidsbyNanoporeAnalysisAccountsChemRes3581782511ClarkeJHCWuLJayasingheAPatelSReidandHBayley2009ContinuousbaseidentificationforsinglemoleculenanoporeDNAsequencingNatureNanotech426527012SoniGandAMeller2007ProgresstowardsultrafastDNAsequencingusingsolidstatenanoporesClinChem531996200113SoniGVASingerZYuYSunBMcNallyandAMeller2010SynchronousopticalandelectricaldetectionofbiomoleculestraversingthroughsolidstatenanoporesRevSciInstrum8101430101430714McNallyBMWanunuandAMeller2008ElectromechanicalUnzippingofIndividualDNAMoleculesUsingSyntheticSub2nmPoresNanoLett83418342215WanunuMJSutinBMcNallyAChowandAMeller2008DNATranslocationGovernedbyInteractionswithSolidStateNanoporesBiophysJ954716472516KimMJMWanunuDCBellandAMeller2006RapidfabricationofuniformlysizednanoporesandnanoporearraysforparallelDNAanalysisAdvMater183149315317GreenNMandMAJoynson1970ApreliminarycrystallographicinvestigationofavidinBiochemJ118717218BonnetGgOKrichevskyandALibchaber1998KineticsofconformationalfluctuationsinDNAhairpinloopsPNatlAcadSciUSA958602860619TongHDHVJansenVJGadgilCGBostanEBerenschotCJMvanRijnandMElwenspoek2004SiliconNitrideNanosieveMembraneNanoLett428328720WicoCLHandetal2007FocusedionbeamscanroutinedwelltimeanddoseoptimizationsforsubmicrometreperiodplanarphotoniccrystalcomponentsandstampsinsiliconNanotechnology18195305"