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TECHNOLOGY

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The world’s first commercial quantum sequencing systems

Our sensor: a breakthrough in molecular sensing

Technology Components
We have demonstrated the direct electrical detection and sequencing of DNA and RNA for the first time. Our proprietary fabrication process creates nanoscale gaps between sensing electrodes through which strands of DNA and RNA translocate. A bias voltage applied across the gap slows the motion of the molecule and is used to measure its conductance.
The result is a clear trace, showing the translocation of single molecules, where each base produces a clear and district contribution to the signal and is easily processed into base calls.
当社は、世界で初めて、DNAおよびRNAを電気的に直接検出し、塩基配列を同定できることを実証しました。また、独自技術により、DNAおよびRNAの一本鎖が通過するナノスケールのギャップ電極を作製しています。当社独自のシークエンサープラットフォームはすべて電圧で制御され、電極通過時のDNAの通過速度の制御、精度の高い読取データの取得と、正確な塩基配列決定が可能となります。
Technology Components

On-chip sample prep

In order to provide a complete sequencing system on a chip, our devices incorporate on-chip sample preparation to denature and linearize the DNA. The molecule is first denatured by microheaters and then driven through an array of nanopillars to ensure linearization before it reaches the sensor.
当社のチップデバイスは、サンプル調製から塩基配列決定までをチップ上で完結することを可能にします。現在開発中のチップデバイスでは、マイクロヒーターにより二重鎖DNAが一重鎖DNAに分離され、竹林のような微細な起毛(ナノピラー)をくぐることで、DNAが真っ直ぐに伸びた状態でナノギャップ電極に誘導され、塩基配列決定されます。
On chip sample prep

Motion control

While existing sequencers work on large collections of molecules, our devices measure single molecules. This means we have to precisely control the motion of each molecule as it translocates the gap. We make use of electrophoretic flow to enable control over the motion of a single molecule.
既存のシークエンサーが、大量の分子を計測対象としているのに対し、当社のシークエンサーは、1分子を測定します。このため、各分子が電極を通過する際の動きを正確に制御する必要があります。当社は、電圧制御により、1分子の動きをコントロールしています。

Amplification and signal processing

Our low noise current amplification and signal processing platform amplifies the signal and processes it into base calls in real time. The digital processing core of our instruments is the open hardware Novena platform.
当社の低ノイズアンプと信号処理プラットフォームにより、リアルタイムな電気信号の増幅と塩基決定が可能になります。このデジタル処理には、オープンハードウェアのNovenaプラットフォームを使用しています。
Amplication and signal processing
TECHNOLOGY
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Quantum Sequencers

QS1M

Our first generation instruments are built around an MCBJ (Mechanically Controllable Break Junction). This allows us to fabricate sub-nanometer gaps in situ. An electrophoretic flow controls the motion of the DNA as it translocates the gap. While this platform is still in development, you can find some early data releases here.
第1世代のこの装置は、MCBJ (Mechanically Controllable Break Junction)機構を装備しているのが特徴です。これにより、測定時にその場で極微細(サブナノメートル)のギャップ電極を作製することができます。また、この装置では電気泳動によりギャップ電極を通過するDNAの動きを制御することが可能です。このプラットフォームはまだ開発途上ですが、計測したデータをこちらで公開しています。
QS1M
Note that multiple junctions can be integrated on a single device, scaling the technology to create a high-throughput sequencing instrument.
なお、一枚のチップ上に多数の電極を組み込むことで、複数のDNA断片を同時に複数回計測する超高速処理が可能となり、読取り精度の向上が期待されます。
QS1M
Multiple junctions
QS1M
System setup

QS2G

Our second generation devices are based on prefabricated gaps and apertures, making each instrument even cheaper and smaller. The aperture confines the motion of the DNA as it translocates through the sensing electrodes propelled by electrophoretic flow.
第二世代の装置は、あらかじめナノポアやナノギャップ電極をシリコンウエハ上に作製したチップデバイスを使用することで、機械的にギャップ電極を作成するステップが不要となり、結果として装置は大幅なコストダウンと小型化が可能となります。ナノポアに設置されたナノギャップ電極を通過するDNAやRNAの運動を、電圧制御でコントロールすることが可能となります。
QS2G
QS2G
Prefabricated gaps