基于纳米孔的 DNA 测序传感器与 CMOS 读出方法
仪器与探测器
2021-10-06 v1 信号处理
摘要
目的：基于纳米孔的分子传感与测量，特别是脱氧核糖核酸（DNA）测序，正快速发展。一些实现已从粗略的粒子计数器成熟到能够完成全人类基因组组装。这一演进不仅得益于传感器本身的改进，也得益于与其紧密接口的辅助微电子互补金属氧化物半导体（CMOS）读出电路。有鉴于此，本文综述了用于 DNA 测序的已确立及新兴的基于纳米孔的传感模式，以及当前正在使用的 CMOS 微电子方法。设计/方法/途径：研究了可能适用于纳米孔信号调理与转换以供下游处理的读出与放大电路。此外，重点关注了阵列化 CMOS 读出实现，并综述了纳米孔传感器技术的相关现状。发现：离子通道纳米孔器件相较于其他电化学池具有独特性质。目前，生物纳米孔是报道中唯一可用于实际 DNA 测序的变体。DNA 穿过此类孔的易位速率、这些电化学池工作的电流范围以及池电容效应，都使得在信号检测过程中必须使用低噪声电路。而在像素内使用低噪声电路的需求，反过来往往给大规模阵列的实现带来挑战。原创性/价值：本研究概述了用于电化学池阵列信号采集的读出电路，并探讨了实现纳米孔型电化学池放大器及其相关读出电子器件的具体要求。
引用
@article{arxiv.2110.01937,
title = {Nanopore-Based DNA Sequencing Sensors and CMOS Readout Approaches},
author = {Mehdi Habibi and Yunus Dawji and Ebrahim Ghafar-Zadeh and Sebastian Magierowski},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.01937},
year = {2021}
}
备注
Sensor Review (2021)