[controller_m30 1]

А в чём принцип очистки ячеек напряжением обратной полярности? Что при этом происходит? Цепочка ДНК должна "вылезти" назад? Или в цепочке что-то разрушается до такого состояния, что ячейка становится пригодной (предположительно) для нового использования, без извлечения остатков прошлой цепи?

[genseq 0]

47 минут назад, controller_m30 сказал:

в чём принцип очистки ячеек напряжением обратной полярности? Что при этом происходит? Цепочка ДНК должна "вылезти" назад? Или в цепочке что-то разрушается до такого состояния, что ячейка становится пригодной (предположительно) для нового использования, без извлечения остатков прошлой цепи?

Причины могут быть разные, но в качестве основной рассматривается затыкание ячеек двунитевой ДНК (не имеющей на концах адапторов). Диаметр двойной спирали слишком велик для дырочки, через которую с трудом протискивается однонитевая ДНК. Поэтому периодическое включение обратной полярности очищает нанопоры от этих затычек и повышает общую производительность секвенатора. Ещё смена полярности помогает повысить количество лунок с одиночными нанопорами (пригодных для секвенирования), поскольку прямая полярность улучшает встраивание пор в БЛМ, а обратная (включаемая после встраивания одной поры) стопорит встройку излишних пор. Но это ещё на стадии подготовки БЛМ к секвенированию.  

Изменено 2 ноября, 2019 пользователем genseq
опечатка

[Flood 12]

11 часов назад, genseq сказал:

В России их нет. И, возможно, не будет. А за бугром продажи начались совсем недавно. "Удочки" в несколько мест уже забросил.

А что, они продают не всем?

На первый взгляд главное препятствие - чуть менее $3000, нужных для покупки комплекта из МинИОНа и адаптера дешевых ячеек. Ну и вопросы со стороны нашей таможни.

[Leka 0]

Предлагаю такой вариант для старта.

Низкочастотные цепи: интегратор (на емкости ячейки) со сбросом (медленный ключ с малыми утечками и малой инжекцией заряда), маленькая емкость в качестве тестового источника пикоамперных токов (для измерения емкости ячейки и тестирования всей схемы), усилитель напряжения без обратной связи, низкоскоростной мультиплексор, низкоскоростная схема управления ключами.  

Высокочастотные цепи: скоростные усилители напряжения и скоростной мультиплексор с выходом на скоростной АЦП.

Ток через тестовую емкость I=C*dU/dT, пусть С=0.5пФ, dU/dT=1...100В/сек, получаем тестовый ток 0,5...50пА.

Пусть всего 128 каналов, частота опроса каждого канала 10кГц, тогда 16 низкоскоростных мультиплексоров 8:1 переключаются с частотой 80кГц каждый, один высокоскоростной мультиплексор переключается с частотой 1,28МГц, один 1,28Мвыб/сек АЦП последовательно считывает все 128 каналов.

Изменено 2 ноября, 2019 пользователем Leka

[genseq 0]

Спасибо за стартовый вариант. Некоторые соображения по этому поводу: 

1. Число входных каналов (для варианта на PCB) лимитируется стоимостью компонентов входных цепей. Поэтому количество входов с интеграторами придётся уменьшить со 128 до 32...64. Но первый (отладочный) вариант может содержать 8 или 16 входных каналов.

2. Похоже, основной проблемой будет поиск подходящих ключей с малыми утечками и малой инжекцией зарядов. Кажется, что-то подобное встречается, но проблемы может создать нестабильность их характеристик: https://vrtp.ru/index.php?showtopic=11890

3. Совсем не обязательно ориентироваться на монопоровый секвенатор (с одним выходом). Если на каждые 8 входных каналов будет приходиться по одному выходному каналу (8:1), то это значительно повысит производительность секвенатора.   

4. Если стартовая схема не вызывает сомнений, то можно переходить к подбору комплектующих. 

 

14 часов назад, Flood сказал:

А что, они продают не всем?

MinION продают только покупателям, отсутствующим в санкционных списках. В эти списки угодили, например, МГУ и СПбГУ. Что касается FLONGLE, то они попали в товары двойного назначения, поставки которых в Россию запрещены. 

Что касается стоимости, то это только стартовый комплект MinION, продаваемый в рекламных целях (и только по одной штуке на организацию), стоит $1000. Обычный комплект стоит $4500, а с поддержкой проекта - $12400: https://store.nanoporetech.com/starter-packs/

"Вводный" комплект FLONGLE стоит $1860, а обычный - $5052: https://store.nanoporetech.com/flongle.html

 

  

Изменено 3 ноября, 2019 пользователем genseq
опечатка

[Flood 12]

19 минут назад, genseq сказал:

Что касается FLONGLE, то они попали в товары двойного назначения, поставки которых в Россию запрещены.  

 

Ого. А есть какие-то подробности? Экспортные коды или что-то еще?

22 минуты назад, genseq сказал:

Что касается стоимости, то это только стартовый комплект MinION, продаваемый в рекламных целях (и только по одной штуке на организацию), стоит $1000. Обычный комплект стоит $4500, а с поддержкой проекта - $12400: https://store.nanoporetech.com/starter-packs/

"Вводный" комплект FLONGLE стоит $1860, а обычный - $5052: https://store.nanoporetech.com/flongle.html

 

Я и говорю, чуть менее 3000 за весь комплект.

[iliusmaster 5]

Да... Вот переписываюсь, а оказывается, что человек живет прямо  надо мной в одном подъезде. 

Владимир Витальевич, я вас таки узнал по электронной почте. Коль реально не шутите и соберетесь доставать ячейку, то зайдите на 2-й этаж к Илье. Позвоним кое-кому, и думаю, что добудем ячейку прямо из Лондона. Да и промерить параметры можно будет у меня же дома, принесу электрометр из офиса.

[iliusmaster 5]

Так- как ячейка практически не взаимодействует с внешним миром, то можно не бояться повреждения статическим разрядом и входные цепи коммутировать j-fet транзисторами. При напряжении сток-исток до 1В токи утечки у них будут субпикоамперными да и емкости не много добавят.

[a123-flex 0]

45 минут назад, iliusmaster сказал:

Владимир Витальевич, я вас таки узнал

Владимир Витальевич, matrix has you

[genseq 0]

7 часов назад, iliusmaster сказал:

...  зайдите на 2-й этаж к Илье. Позвоним кое-кому, и думаю, что добудем ячейку прямо из Лондона. Да и промерить параметры можно будет у меня же дома, принесу электрометр из офиса.

Спасибо. Зайду по возвращении из отпуска.

19 часов назад, Leka сказал:

Предлагаю такой вариант для старта.

А в этом варианте предусмотрена возможность выборочной инверсии напряжения на входных каналах?

[Leka 0]

2 hours ago, genseq said:

возможность выборочной инверсии напряжения на входных каналах?

На общей шине устанавливаем нужное напряжение, и замыкаем нужный ключ. Потом возвращаем все в исходное состояние.

11 hours ago, genseq said:

3. Совсем не обязательно ориентироваться на монопоровый секвенатор (с одним выходом). Если на каждые 8 входных каналов будет приходиться по одному выходному каналу (8:1), то это значительно повысит производительность секвенатора.   

Не понял. Я описал вариант, когда все ячейки работают одновременно, но считывание происходит последовательно.

Пусть всего 10*10=100 каналов (все мультиплексоры 10:1), АЦП 1MSPS.

1-я выборка - 1-ый канал, 2-я выборка - 11-ый канал, ...  10-я выборка - 91-ый канал,

11-я выборка - 2-й канал, 12-я выборка - 12-ый канал, ...  20-я выборка - 92-ый канал,

…   100-я выборка - 100-ый канал,

далее все повторяется. На каждый канал приходится 10KSPS, медленные мультиплексоры переключаются с частотой 100кГц, быстрый мультиплексор - с частотой 1МГц. 

Изменено 3 ноября, 2019 пользователем Leka

[Leka 0]

Про входной ток усилителей: https://www.compel.ru/lib/94429

[genseq 0]

17 часов назад, Leka сказал:

На общей шине устанавливаем нужное напряжение, и замыкаем нужный ключ. Потом возвращаем все в исходное состояние.

Не понял. Я описал вариант, когда все ячейки работают одновременно, но считывание происходит последовательно.

Пусть всего 10*10=100 каналов (все мультиплексоры 10:1), АЦП 1MSPS.

1-я выборка - 1-ый канал, 2-я выборка - 11-ый канал, ...  10-я выборка - 91-ый канал,

11-я выборка - 2-й канал, 12-я выборка - 12-ый канал, ...  20-я выборка - 92-ый канал,

…   100-я выборка - 100-ый канал,

далее все повторяется. На каждый канал приходится 10KSPS, медленные мультиплексоры переключаются с частотой 100кГц, быстрый мультиплексор - с частотой 1МГц. 

 

С полярностью - понял.

 

С терминами желательно разобраться. Ячейка к FLONGLE содержат 126 сенсорных электродов (+) и один общий (-). Так что одновременно работать могут сенсоры, но не сама ячейка (которая одна). И сенсоры, насколько я понял, включаются последовательно (поочерёдно). А между включениями накапливают заряд на конденсаторе интегратора. Если фазу накопления заряда считать работой, то все интеграторы работают одновременно, но считываются последовательно. И после считывания сигнал усиливается и оцифровывается одним каналом (выходным). Если после опроса всех сенсорных электродов выбирается один, и только с него сигнал подаётся на выходной канал, то это я называл монопоровым секвенатором. Если каждый блок (медленный мультиплексор с интегратором, объединяющий 10 сенсоров) имеет свой канал усиления и оцифровки (т.е. в формате 10х10) будет 10 параллельных выходных каналов вместо одного, то это может значительно повысить производительность секвенатора.

Кажется, пока писал - дошло, что Вы собираетесь делать опрос постоянным, не обращая внимания на то, что после опроса непригодные для работы сенсоры можно было бы и отключить. Без их отключения, конечно, проще. Правда, в отдалённой перспективе (при наращивании количества сенсоров) эта схема не будет справляться с параллельным потоком информации, и придётся всё переделывать (сделать произвольный доступ к сенсорам). Но для ячеек типа FLONGLE Вы совершенно правы. При небольшом количестве сенсоров мудрить нет смысла.   

14 часов назад, Leka сказал:

Про входной ток усилителей: https://www.compel.ru/lib/94429

Уже попадалось. Похоже, выбор подходящих усилителей невелик:

LMP7721 – КМОП-усилитель со входным током смещения 3 фА; 

INA116 – инструментальный усилитель с ультранизким входным током смещения 3 фА.

LTC6268/6269 - http://catalog.gaw.ru/index.php?page=component_detail&id=77679

 

 

И ещё: https://www.kipis.ru/info/index.php?ELEMENT_ID=50166

 

Изменено 4 ноября, 2019 пользователем genseq
работа над ошибками

[Leka 0]

INA116 и LTC6268/6269 не подойдут по nV/sqrt(Hz) на частоте 1кГц.

В интеграторе со сбросом (независимо от схемы сброса) не имеет смысла применять дорогие усилители с фемтоамперными входными токами. Тк для интегратора, из-за скачков входного напряжения в момент сброса, нужно будет расширить полосу усиления (чтобы уменьшить время установления), что приведет к росту шумов. Из-за большой емкости сенсора основной вклад будет от шумов напряжения, а не от токовых шумов усилителя. Шум напряжения даст большой эквивалентный токовый шум, который будет заметно больше 100фА.

Изменено 4 ноября, 2019 пользователем Leka

[Leka 0]

Имхо, если планируется ASIC, то надо рассчитывать на параметры OPA320 и тп, тк вряд-ли получится сделать лучше.