СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ПРИМЕНЕНИЯ МАГНИТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ДАТЧИКОВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

1. Способ секвенирования синтезом (SBS), включающий
предоставление установки для обнаружения, которая включает массив магниточувствительных датчиков, где каждый из магниточувствительных датчиков расположен вблизи соответствующего заданного участка для определения магнитного свойства заданного участка, и установка для обнаружения также включает совокупность цепочек матрицы нуклеиновой кислоты, расположенных в пределах соответствующих заданных участков;
осуществление совокупности событий SBS для выращивания комплементарной цепочки посредством встраивания нуклеотидов вдоль каждой матричной цепочки, где по меньшей мере некоторые из нуклеотидов присоединены к соответствующим магнитным частицам, имеющим соответствующие магнитные свойства, и каждое из совокупности событий SBS включает определение изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков, где изменения вызваны соответствующими магнитными свойствами магнитных частиц; и
определение генетических характеристик комплементарных цепочек на основании обнаруженных изменений электрического сопротивления.
2. Способ по п. 1, в котором магниточувствительные датчики включают магниторезистивный датчик.
3. Способ по п. 1, в котором определение генетической характеристики комплементарных цепочек включает анализ обнаруженных изменений электрического сопротивления для определения того, образуют ли сигналы, полученные на основании обнаруженных изменений, заданную картину.
4. Способ по п. 1, в котором нуклеотиды включают совокупность типов нуклеотидов, и количество магнитных частиц, присоединенных к каждому типу нуклеотида, отличается от количества магнитных частиц, присоединенных к другим типам нуклеотидов.
5. Способ по п. 4, в котором магнитные частицы представляют собой одномолекулярные магниты (SMM).
6. Способ по п. 1, в котором одна или более магнитных частиц связаны с гамма-фосфатом нуклеотида, и при присоединении нуклеотида к комплементарной цепочке под действием полимеразы происходит высвобождение магнитной частицы.
7. Способ по п. 1, в котором каждый заданный участок включает единственную матричную цепочку, которая иммобилизована на поверхности подложки установки для обнаружения.
8. Способ по п. 1, в котором магнитные частицы вызывают постоянное изменение намагничивания соответствующих магниточувствительных датчиков, в результате чего состояния намагничивания соответствующих магниточувствительных датчиков сохраняются после удаления магнитных частиц, причем способ включает изменение величины намагничивания по меньшей мере некоторых из магниточувствительных датчиков после считывания показаний этих магниточувствительных датчиков.
9. Способ по п. 8, в котором считывание показаний магниточувствительных датчиков производят после удаления магнитных частиц.
10. Система для секвенирования синтезом (SBS), включающая:
установку для обнаружения, включающую массив магниточувствительных датчиков, где каждый из магниточувствительных датчиков включает по меньшей мере два ферромагнитных слоя и немагнитный слой, который разделяет два ферромагнитных слоя, и каждый из магниточувствительных датчиков образует один из следующих датчиков: датчик с гигантским магнитосопротивлением (GMR) или датчик с туннельным магнитосопротивлением (TMR), причем магниточувствительные датчики расположены в камере вблизи соответствующих заданных участков и выполнены с возможностью обнаружения магнитных частиц, относящихся к соответствующим заданным участкам;
считывающую схему, соединенную с возможностью связи с магниточувствительными датчиками, где считывающая схема выполнена с возможностью передачи сигналов, которые соответствуют величинам электрического сопротивления магниточувствительных датчиков; и
систему струйного контроля, которая выполнена с возможностью пропускания реагентов через камеру для выполнения протокола SBS, причем реагенты включают совокупность типов нуклеотидов, где считывающая схема выполнена с возможностью передачи сигналов после осуществления каждого события встраивания.
11. Система по п. 10, в которой система струйного контроля выполнена с возможностью:
(a) подвода потоков нуклеотидов к заданным участкам для добавления нуклеотидов к комплементарным цепочкам; и
(b) подвода потоков магнитных частиц к заданным участкам, что приводит к присоединению магнитных частиц к нуклеотидам, и при этом магнитные частицы проявляют соответствующее подходящее для обнаружения магнитное свойство; и
(d) удаления магнитных частиц из заданных участков; и
где считывающая схема выполнена с возможностью определения электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков после выполнения этапа (b).
12. Система по п. 10, в которой система струйного контроля выполнена с возможностью:
(a) доставки нуклеотидов к заданным участкам для добавления нуклеотидов к комплементарным цепочкам, где нуклеотиды включают по меньшей мере первые, вторые и третьи нуклеотиды, и первые, вторые и третьи нуклеотиды содержат различающиеся основания;
(b) доставки магнитных частиц к заданным участкам, для присоединения магнитных частиц к первым нуклеотидам и вторым нуклеотидам;
(c) удаления магнитных частиц из первых нуклеотидов;
(d) доставки магнитных частиц к заданным участкам, для присоединения магнитных частиц к третьим нуклеотидам;
где считывающая схема выполнена с возможностью определения электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков после выполнения этапа (b) и после выполнения этапа (d).
13. Способ секвенирования синтезом (SBS), включающий
предоставление установки для обнаружения, которая включает массив магниточувствительных датчиков, где каждый из магниточувствительных датчиков расположен вблизи соответствующей заданной области для определения магнитного свойства этой области, и установка для обнаружения также включает полимеразу, иммобилизованную на заданных областях, причем конфигурация полимеразы позволяет ей захватывать соответствующую матричную цепочку;
осуществление совокупности событий SBS для выращивания комплементарной цепочки посредством встраивания нуклеотидов вдоль соответствующей матричной цепочки, причем нуклеотиды присоединены к соответствующим магнитным частицам, имеющим соответствующие магнитные свойства, и каждое из совокупности событий SBS включает определение изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков, где изменения вызваны соответствующими магнитными свойствами магнитных частиц в результате добавления нуклеотидов к комплементарной цепочке; и
определение генетических характеристик комплементарных цепочек на основании обнаруженных изменений электрического сопротивления.
14. Способ по п. 13, в котором определение генетической характеристики комплементарных цепочек включает анализ обнаруженных изменений электрического сопротивления для определения того, образуют ли сигналы, полученные на основании обнаруженных изменений, заданную картину.
15. Способ по п. 13, в котором определение генетических характеристик включает определение последовательностей комплементарных цепочек, причем последовательности комплементарных цепочек определяют на основании обнаруженных изменений электрического сопротивления, которые наблюдаются в области магниточувствительных датчиков при протекании каждого из совокупности событий SBS.
16. Способ по п. 15, в котором определение последовательностей комплементарных цепочек включает определение величин изменений электрического сопротивления в области магниточувствительных датчиков.
17. Способ по п. 13, в котором нуклеотиды включают совокупность типов нуклеотидов, и количество магнитных частиц, присоединенных к каждому типу нуклеотида, отличается от количества магнитных частиц, присоединенных к другим типам нуклеотидов.
18. Способ по п. 17, в котором магнитные частицы представляют собой одномолекулярные магниты (SMM).
19. Способ по п. 13, в котором нуклеотиды включают совокупность типов нуклеотидов, и к каждому типу нуклеотида присоединен такой тип магнитных частиц, который отличается от типов магнитных частиц, присоединенных к другим типам нуклеотидов.
20. Способ по п. 13, в котором каждое из совокупности событий SBS включает одновременную доставку совокупности типов нуклеотидов.
21. Способ по п. 13, в котором каждая заданная область включает единственную матричную цепочку, которая захвачена полимеразой.