[发明专利]在使用终止化学物质的测序中建立分阶段效应模型的方法和系统

说明书

一种用于核酸测序的方法，其包括从接收并且在终止合成测序过程中处理样品核酸的测序仪器接收观测到或测量到的核酸测序数据。所述方法还包括针对所述观测到或测量到的核酸测序数据，通过测定候选序列的预测信号，使用模拟框架来产生一组碱基候选序列。所述模拟框架并入估算推进率(CFR)、估算不完全延伸率(IER)、估算下降率(DR)、估算再活化分子率(RMR)以及估算终止失败率(TFR)，所述RMR大于或等于零并且所述TFR小于一。所述方法还包括从所述组碱基候选序列鉴别出一个候选序列，其在对应于所述样品核酸的序列时，使得求解函数最佳化。

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年10月4日提交的美国临时申请第61/886,878号的优先权，所述申请以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本申请大体上涉及用于核酸测序的方法、系统以及计算机可读媒体，并且更确切地说，涉及用于在核酸测序中建立分阶段效应模型的方法、系统以及计算机可读媒体。

背景技术

测定核酸分子中的核苷酸顺序的核酸测序在广泛多种医学应用，如生物研究、基因测试等中变得无处不在。此类应用中所利用的一种类型测序是合成测序，其中通过合成对应链来测定核酸链中的核苷酸顺序。虽然合成测序是许多当前平台中采用的高产量方法，但仍存在与其使用相关的若干缺点。举例来说，合成测序平台产生大量测序数据，其必须随后经处理以测定给定核酸链中的核苷酸的顺序。此外，经由这些方法获得的测序数据可能包括多种误差，如阶段同步损失(即，相同模板的同步合成损失)，其妨碍作出精确碱基判读的能力。因此，需要解决这些问题并且能够经由合成测序平台更精确和有效地操作大量所获得的测序数据的系统和方法。

发明内容

本发明的示例性实施例可以解决上文所提到的问题中的一个或多个和/或可以展现上文所提到的所需特征中的一个或多个。其它特征和/或优势可以从以下描述变得显而易见。

根据至少一个示例性实施例，用于核酸测序的方法包括从经配置以接收样品核酸并且在终止合成测序过程中处理样品核酸的测序仪器接收观测到或测量到的核酸测序数据。所述方法还包括针对观测到或测量到的核酸测序数据，通过测定候选序列的预测信号，使用用于模拟在第N个核苷酸流期间第K个碱基处存在的活性和非活性分子的可能的状态转换的模拟框架，产生一组碱基候选序列，其中K和N分别指示与碱基和核苷酸流相关的指数。用于模拟可能的状态转换的模拟框架并入估算推进率(CFR)、估算不完全延伸率(IER)、估算下降率(DR)、估算再活化分子率(RMR)以及估算终止失败率(TFR)，RMR大于或等于零并且TFR小于一。所述方法进一步包括从所述组碱基候选序列鉴别出一个候选序列，其在对应于所述样品核酸的序列时，使得求解函数最佳化。

根据至少一个示例性实施例，核酸测序系统包括测序仪器，其经配置以接收样品核酸、具有收端基团的至少一个核苷酸、引子以及聚合酶，并且在终止合成测序过程中处理样品核酸以产生原始核酸测序数据。处理器经配置以接收原始核酸测序数据并且针对样品核酸，通过测定候选序列的预测信号，使用用于模拟在第N个核苷酸流期间第K个碱基处存在的活性和非活性分子的可能的状态转换的模拟框架，产生一组碱基候选序列，其中K和N分别指示与碱基和核苷酸流相关的指数。用于模拟可能的状态转换的模拟框架并入估算推进率(CFR)、估算不完全延伸率(IER)、估算下降率(DR)、估算再活化分子率(RMR)以及估算终止失败率(TFR)，RMR值大于或等于零并且TFR值小于一。