(19)國家知識產(chǎn)權(quán)局(12)發(fā)明專利(10)授權(quán)公告號CN113631925B(65)同一申請的已公布的文獻(xiàn)號(30)優(yōu)先權(quán)數(shù)據(jù)(85)PCT國際申請進(jìn)入國家階段日(86)PCT國際申請的申請數(shù)據(jù)PCT/GB2020/0502482020(87)PCT國際申請的公布數(shù)據(jù)WO2020/188235EN2(73)專利權(quán)人牛津納米孔科技公開有限公司地址英國牛津(74)專利代理機(jī)構(gòu)北京市柳沈律師事務(wù)所(54)發(fā)明名稱電流測量設(shè)備、分子實(shí)體感測設(shè)備、測量電流的方法、感測分子實(shí)體的方法提供了用于測量電流的方法和設(shè)備。在一種布置中，第一電荷放大器對待測電流進(jìn)行積分。處理電路使用第一低通濾波器模塊和第二低通濾波器模塊對來自所述第一電荷放大器的輸出進(jìn)行濾波。第二電荷放大器對源自來自所述第一電荷放大器的經(jīng)濾波輸出的電流進(jìn)行積分。所述設(shè)備被配置成在多個感測幀中的每個感測幀開始時對所述第一電荷放大器進(jìn)行復(fù)位。所述處理電路在每個感測幀內(nèi)獲得來自所述第一電荷放大器的所述輸出的至少第一樣本。對所述第一樣本的采樣從一個感測幀到下一個感測幀在通過2第一電荷放大器，所述第一電荷放大器被配置成對待測電流進(jìn)行積分；處理電路，所述處理電路被配置成使用第一低通濾波器模塊和第二低通濾波器模塊對來自所述第一電荷放大器的輸出進(jìn)行濾波；以及第二電荷放大器，所述第二電荷放大器被配置成對源自來自所述第一電荷放大器的經(jīng)所述設(shè)備被配置成在多個感測幀中的每個感測幀開始時對所述第一電荷放大器進(jìn)行所述處理電路被配置成在每個感測幀內(nèi)獲得來自所述第一電荷放大器的所述輸出的對所述第一樣本的采樣從一個感測幀到下一個感測幀在通過所述第一低通濾波器模塊進(jìn)行的采樣與通過所述第二低通濾波器模塊進(jìn)行的采樣之間交替。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一低通濾波器模塊包括第一RC濾波器，并且所述第二低通濾波器模塊包括第二RC濾波器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其被配置成使得滿足以下條件中的任一個或兩個條件：在未通過所述第一低通濾波器模塊執(zhí)行對第一樣本的采樣的每個感測幀內(nèi)，將來自前一感測幀的第一樣本以電荷的形式儲存在所述第一RC濾波器的電容組件上；以及在未通過所述第二低通濾波器模塊執(zhí)行對所述第一樣本的采樣的每個感測幀內(nèi)，將來自前一感測幀的第一樣本以電荷的形式儲存在所述第二RC濾波器的電容組件上。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其被配置成使得滿足以下條件中的任一個或兩個條件：所述第一RC濾波器的所述電容組件包括第一多個電容器，并且在通過所述第一低通濾波器模塊執(zhí)行對所述第一樣本的采樣的每個感測幀內(nèi)，通過僅從所述第一多個電容器的所選子集對電荷進(jìn)行采樣來對表示關(guān)于所述待測電流的信息的電荷施加所選衰減；并且所述第二RC濾波器的所述電容組件包括第二多個電容器，并且在通過所述第二低通濾波器模塊執(zhí)行對所述第一樣本的采樣的每個感測幀內(nèi)，通過僅從所述第二多個電容器的所選子集對電荷進(jìn)行采樣來對表示關(guān)于所述待測電流的信息的電荷施加所選衰減。5.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的設(shè)備，其被配置成使得在每個感測幀內(nèi)獲得來自所述第一電荷放大器的所述輸出的所述第一樣本和第二樣本，并且所述處理電路被配置成使用所述第一樣本和所述第二樣本執(zhí)行相關(guān)雙采樣。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中：所述處理電路進(jìn)一步包括至少一個另外的低通濾波器模塊；并且7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中：所述至少一個另外的低通濾波器模塊由一個另外的低通濾波器模塊組成；并且所述設(shè)備被配置成使得對于所有感測幀，僅通過所述另外的低通濾波器模塊執(zhí)行對所述第二樣本的所述采樣。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其被配置成使得在所述第一低通濾波器模塊、所述第二低通濾波器模塊和所述另外的低通濾波器模塊中的每個低通濾波器模塊在相應(yīng)低通濾波3器模塊獲得樣本的每個感測幀內(nèi)復(fù)位。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其被配置成使得通過繞過每個低通濾波器模塊的RC濾波器的電阻組件來執(zhí)行對所述低通濾波器模塊的所述復(fù)位。10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的設(shè)備，其被配置成使得每個低通濾波器模塊的所述復(fù)位的定時為使得在對所述第一樣本和所述第二樣本中的每個樣本進(jìn)行采樣的每個低通濾波器模塊的所述復(fù)位之后的相等時間獲得所述樣本。11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述至少一個另外的低通濾波器模塊包括第三低通濾波器模塊和第四低通濾波器模塊，并且所述設(shè)備被配置成使得對所述第二樣本的所述采樣從一個感測幀到下一個感測幀在通過所述第三低通濾波器模塊進(jìn)行的采樣與通過所述第四低通濾波器模塊進(jìn)行的采樣之間交替。12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其被配置成使得通過將具有相反極性的來自儲存對應(yīng)于所述第一樣本的電荷的所述低通濾波器模塊的輸出與來自儲存對應(yīng)于所述第二樣本的電荷的所述低通濾波器模塊的輸出組合來實(shí)施每個感測幀內(nèi)所述第一樣本與所述第二樣本之間的差異。13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述第一電荷放大器被配置成使得跨第一電容元件和第二電容元件同時執(zhí)行對所述電流的所述積分，并且通過允許儲存在所述第二電容元件上的電荷流到所述第一電容元件上并且至少部分地抵消儲存在所述第一電容元件上的電荷來執(zhí)行對所述第一電荷放大器的所述復(fù)位。第一電荷放大器，所述第一電荷放大器被配置成對待測電流進(jìn)行積分；處理電路，所述處理電路被配置成對來自所述第一電荷放大器的輸出進(jìn)行濾波；以及第二電荷放大器，所述第二電荷放大器被配置成對源自來自所述第一電荷放大器的經(jīng)所述第一電荷放大器被配置成使得跨第一電容元件和第二電容元件同時執(zhí)行對所述電流的所述積分，并且通過允許儲存在所述第二電容元件上的電荷流到所述第一電容元件上并且至少部分地抵消儲存在所述第一電容元件上的電荷來執(zhí)行對所述第一電荷放大器的復(fù)位。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中：對第一樣本的采樣從一個感測幀到下一個感測幀在通過第一低通濾波器模塊進(jìn)行的采樣與通過第二低通濾波器模塊進(jìn)行的采樣之間交16.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述處理電路被配置成使得關(guān)于所述待測電流的信息僅以表示所述待測電流的電荷的量的形式通過所述處理電路從所述第一電荷放大器傳播到所述第二電荷放大器。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中所述處理電路僅由無源組件和外部可控開關(guān)組傳感器裝置，所述傳感器裝置包括傳感器元件陣列，每個傳感器元件被布置成輸出取決于分子實(shí)體與所述傳感器元件之間的相互作用的電流；以及多個根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的電流測量設(shè)備，其中每個電流測量設(shè)備被配置成測4量由所述傳感器元件中的一個或多個傳感器元件輸出的所述電流并且提供取決于由所述傳感器元件中的所述一個或多個傳感器元件輸出的所述電流的輸出。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中：所述傳感器元件中的每個傳感器元件包括納米20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的設(shè)備，其中所述納米孔包括膜蛋白或固態(tài)納米孔。21.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的設(shè)備，其中所述傳感器元件被各自布置成支撐膜蛋白能夠插入其中的兩親性膜。22.一種測量電流的方法，所述方法包括：使用第一電荷放大器對待測電流進(jìn)行積分；使用第一低通濾波器模塊和第二低通濾波器模塊對來自所述第一電荷放大器的輸出使用第二電荷放大器對源自來自所述第一電荷放大器的經(jīng)濾波輸出的電流進(jìn)行積分，在多個感測幀中的每個感測幀開始時對所述第一電荷放大器進(jìn)行復(fù)位；在每個感測幀內(nèi)獲得來自所述第一電荷放大器的所述輸出的至少第一樣本；并且對所述第一樣本的采樣從一個感測幀到下一個感測幀在通過所述第一低通濾波器模塊進(jìn)行的采樣與通過所述第二低通濾波器模塊進(jìn)行的采樣之間交替。23.一種測量電流的方法，所述方法包括：使用第一電荷放大器對待測電流進(jìn)行積分；對來自所述第一電荷放大器的輸出進(jìn)行濾波；以及使用第二電荷放大器對源自來自所述第一電荷放大器的經(jīng)濾波輸出的電流進(jìn)行積分，跨第一電容元件和第二電容元件同時執(zhí)行由所述第一電荷放大器進(jìn)行的對所述電流的所述積分，并且通過允許儲存在所述第二電容元件上的電荷流到所述第一電容元件上并且至少部分地抵消儲存在所述第一電容元件上的電荷來執(zhí)行對所述第一電荷放大器的復(fù)24.一種感測分子實(shí)體的方法，所述方法包括使用根據(jù)權(quán)利要求22到23中任一項(xiàng)所述的方法來測量取決于分子實(shí)體與傳感器元件之間的相互作用的電流。5電流測量設(shè)備、分子實(shí)體感測設(shè)備、測量電流的方法、感測分技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及以高靈敏度測量小電流，具體地但不僅在感測分子實(shí)體的上下文中，例如通過分子實(shí)體與納米孔傳感器之間的相互作用。背景技術(shù)[0002]已知使用包括插入在兩親性膜中的膜蛋白的納米孔傳感器來感測分子實(shí)體。分子實(shí)體與膜蛋白之間的相互作用可以引起跨兩親性膜出現(xiàn)的電信號的特性調(diào)節(jié)。例如，流動穿過作為蛋白質(zhì)孔的膜蛋白質(zhì)的離子電流可以通過相互作用進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過監(jiān)測跨兩親性膜出現(xiàn)的電信號，可以檢測特性調(diào)節(jié)并且由此感測分子實(shí)體?；诖嗽硪呀?jīng)提出了多種[0003]使用納米孔傳感器感測分子實(shí)體提供了一種識別單個分子和分子實(shí)體的方法。存在廣泛的可能應(yīng)用，如對DNA或其它核酸進(jìn)行測序；感測用于安全和防御的化學(xué)或生物分子；檢測用于診斷的生物標(biāo)志物；針對藥物開發(fā)進(jìn)行離子通道篩選；以及無標(biāo)記地分析生物分子之間的相互作用。[0004]對于DNA測序，檢測到的電流通常在20pA到100pA的范圍內(nèi)，并且在開放孔的下，電流在50pA到500pA的范圍內(nèi)。此類電流的電子檢測具有挑戰(zhàn)性。可以采用多通道裝置與傳感器陣列的結(jié)合。所述裝置可以使用專用集成電路(ASIC)來實(shí)施。[0005]其它應(yīng)用中也需要靈敏的電流測量。例如，已知檢測在直接和間接轉(zhuǎn)換材料中由X射線量子產(chǎn)生的電荷的醫(yī)療X射線檢測器。此類檢測器通常也使用ASIC,并且最小電荷檢測水平可以是大約10000個電子，其中約1000個電子為RMS噪聲。X射線檢測器可以通過在電容上積聚電荷來操作。例如，電荷可以在幾毫秒的時間段內(nèi)積聚。積聚的電荷可以在幾微秒內(nèi)讀出到電荷放大器中。在此類型的配置中，電流水平因此處于納安區(qū)域。采用數(shù)千個感測通道的X射線檢測器是已知的。[0006]已知納米孔測序應(yīng)用中得到的電荷水平與已知X射線檢測器中得到的那些相似。[0007]圖1示出了示例電流測量設(shè)備，所述示例電流測量設(shè)備被配置成測量流過納米孔的電流?？梢蕴峁┰谶m當(dāng)時調(diào)整的對應(yīng)布置以用于醫(yī)療X射線檢測器或其它電荷或電流測量裝置。[0008]示例設(shè)備包括起到對流過由電阻器101表示的納米孔的電荷進(jìn)行積分的作用的電荷積分放大器102(其也可以被稱為電荷放大器)。50pA電流將在100微秒內(nèi)產(chǎn)生約50mV的電壓，其中組件值在圖中示出。100微秒之后，利用積分電容(圖1中的100fF電容)上的開關(guān)(未示出)使電路復(fù)位。圖2示意性地示出了在積分過程期間電壓輸出如何隨時間上升。[0009]固有噪聲性能可以大致如下分析。圖3示出了圖1的設(shè)備中的主要噪聲源。電阻器到20GOhm的范圍內(nèi)或更高并且將產(chǎn)生與√4kgTRpORE成比例的白噪聲VPOR,其中kg是玻爾6茲曼常數(shù)(Boltzmann'sconstant),并且T是溫度。放大器噪聲源被示出為VAMP,并且對于CMOS集成放大器，在1Hz下，其通常將為約1μV/√Hz,下至超過100kHz下的白噪聲基底(whitenoisefloor)3nV/√Hz。重要的組成部分是兩親性膜(其可以是雙脂質(zhì)層)的電[0010]盡管納米孔電阻RpoRE非常高，但是其通過電容CB嚴(yán)重過濾，并且除了在非常低的主要貢獻(xiàn)，因?yàn)槠浒捶糯箅娙軨BL與積分電容器的電容CB之比放大。典型地，此比率為約濾波技術(shù)來降低。例如，通過對圖3的布置應(yīng)用相關(guān)雙采樣(CDS)和低通(LP)濾波，可能的是將噪聲水平降低到約1.4pA,這對于許多應(yīng)用來說可接受，包含檢測納米孔中的生物分子。相關(guān)雙采樣具有高通濾波器的作用，因此在電路的采樣率(或積分周期)下組合為帶通濾波[0011]已知的電路系統(tǒng)，尤其是感測電路或用于實(shí)施以上討論的降噪技術(shù)的那些可能不合期望地增加電力消耗并且需要另外的散熱。這可能限制實(shí)際應(yīng)用，特別是在需要大型電路系統(tǒng)陣列以提供高通量的情況下和/或期望在小型和/或電池供電的裝置中實(shí)施的情況下尤其如此。發(fā)明內(nèi)容[0012]本發(fā)明的一個目的是至少部分地解決以上討論的問題中的一個或多個問題。[0013]根據(jù)一方面，提供了一種電流測量設(shè)備，所述電流測量設(shè)備包括：第一電荷放大器，所述第一電荷放大器被配置成對待測電流進(jìn)行積分；處理電路，所述處理電路被配置成使用第一低通濾波器模塊和第二低通濾波器模塊對來自所述第一電荷放大器的輸出進(jìn)行濾波；以及第二電荷放大器，所述第二電荷放大器被配置成對源自來自所述第一電荷放大器的經(jīng)濾波輸出的電流進(jìn)行積分，其中：所述設(shè)備被配置成在多個感測幀中的每個感測幀開始時對所述第一電荷放大器進(jìn)行復(fù)位；所述處理電路被配置成在每個感測幀內(nèi)獲得來自所述第一電荷放大器的所述輸出的至少第一樣本；并且對所述第一樣本的所述采樣從一個感測幀到下一個感測幀在通過所述第一低通濾波器模塊進(jìn)行的采樣與通過所述第二低通濾波器模塊進(jìn)行的采樣之間交替。[0014]采樣從一個感測幀到所述下一個感測幀的交替避免了對緩沖器的需要，從而允許利用較少放大器來實(shí)施所述電路系統(tǒng)。這有助于省電和/或限制熱耗散，而不會損害噪聲抑制性能。[0015]在一個實(shí)施例中，所述第一低通濾波器模塊包括第一RC濾波器，并且所述第二低通濾波器模塊包括第二RC濾波器。在未通過所述第一低通濾波器模塊執(zhí)行對第一樣本的采樣的每個感測幀內(nèi)，將來自前一個感測幀的第一樣本以電荷的形式儲存在所述第一RC濾波器的電容組件上；并且在未通過所述第二低通濾波器模塊執(zhí)行對所述第一樣本的采樣的每個感測幀內(nèi)，將來自前一個感測幀的第一樣本以電荷的形式儲存在所述第二RC濾波器的電容組件上。所述第一RC濾波器的所述電容組件包括第一多個電容器，并且在通過所述第一7子集對電荷進(jìn)行采樣來對表示關(guān)于所述待測電流的信[0019]使用僅單個另外的低通濾波器模塊實(shí)施相關(guān)雙采樣減少了相對于提供多個單獨(dú)[0021]此方法意味著所述第一樣本是在所述低通濾波器模塊達(dá)到穩(wěn)定期間的與所述第到下一個感測幀在通過所述第三低通濾波器模塊進(jìn)行的采樣與通過所述第四低通濾波器一電容元件中并且至少部分地抵消儲存在所述第一電容元件上的電荷來執(zhí)行對所述第一[0025]此電荷平衡軟復(fù)位方法促進(jìn)了低頻噪聲雙采樣的需要，由此為電荷放大器提供更多時間來穩(wěn)定(例如整個感測幀),這意味著可以8電荷放大器被配置成使得跨第一電容元件和第二電容元件同時執(zhí)行對所述電流的所述積分地抵消儲存在所述第一電容元件上的電荷電路被配置成使得關(guān)于所述待測電流的信息以表示所述待測電流的電荷的量的形式通過器進(jìn)行復(fù)位；在每個感測幀內(nèi)獲得來自所述第一電荷放大器的所述輸出的至少第一樣本；并且對所述第一樣本的所述采樣從一個感測幀到下一個感測幀在通過所述第一低通濾波允許儲存在所述第二電容元件上的電荷流到所述第一電容元件上并且至少部分地抵消儲待測電流進(jìn)行積分；使用處理電路對來自所述第一電荷放大述處理電路被配置成使得關(guān)于所述待測電流的信息以表示所述待測電流的電荷的量的形9[0037]圖9描繪了用于操作圖8的電流測量設(shè)備的定時圖；[0038]圖10描繪了圖8的電流測量設(shè)備的變體，所述變體需要更少的不同低通濾波器模[0039]圖11描繪了用于操作圖10的電流測量設(shè)備的定時圖；[0040]圖12-15是示意圖，其描繪了殘余相關(guān)雙采樣噪聲的起源以及如何通過在復(fù)位操作之后的相等時間提取第一樣本和第二樣本來避免所述起源；[0041]圖16描繪了在第二電荷放大器之后提供SARADC以提供數(shù)字輸出信號的布置；[0042]圖17描繪了圖16的布置的示例基于多斜率ADC的替代方案；[0043]圖18描繪了用于實(shí)現(xiàn)從矩陣陣列中的多個通道中讀出的示例架構(gòu)；[0044]圖19描繪了處于適合于檢測來自傳感器的小電流的配置中的電荷放大器；[0045]圖20描繪了用于操作圖19的電路的定時圖；[0046]圖21描繪了圖19中描繪的類型的電荷放大器與傳感器的組合；[0047]圖22描繪了實(shí)施電荷平衡軟復(fù)位的示例布置；[0048]圖23描繪了圖22的布置的變體，在所述變體中使用緩沖放大器減少了運(yùn)算放大器的負(fù)載；[0049]圖24描繪了用于選擇性地實(shí)施硬復(fù)位模式和電荷平衡軟復(fù)位模式的測試電路；[0050]圖25是將使用圖24的測試電路獲得的兩種復(fù)位模式的噪聲進(jìn)行比較的曲線圖；[0051]圖26是說明使用電荷平衡軟復(fù)位模式如何降低切換噪聲的示意圖；[0052]圖27描繪了對應(yīng)于圖8的電流測量設(shè)備的被適配成用于電荷平衡軟復(fù)位模式的電流測量設(shè)備的一部分；[0053]圖28描繪了用于操作圖27的電流測量設(shè)備的定時圖；[0054]圖29描繪了圖27的布置的變體，在所述變體中使用了僅單獨(dú)一對電阻器元件而不是兩對電阻器元件來實(shí)施兩個低通濾波器模塊；[0055]圖30描繪了圖27和29的布置的變體，在所述變體中未使用單獨(dú)電阻器元件來實(shí)施兩個低通濾波器模塊；[0056]圖31描繪了分子感測設(shè)備；并且[0057]圖32描繪了圖31的分子感測設(shè)備的示例傳感器裝置。具體實(shí)施方式[0058]圖4描繪了使用圖1的電路測量電流的示例現(xiàn)有技術(shù)信號處理鏈。信號處理鏈被配置成測量單元陣列中的電流。每個單元可以被稱為像素。所述像素可以按列和行布置。降噪是使用相關(guān)雙采樣(CDS)和低通(LP)濾波器實(shí)施的。在點(diǎn)150處將待測電流輸入到電荷放大器102.將來自電荷放大器102的輸出輸入到RC濾波器103(充當(dāng)LP濾波器)。在電荷放大器102與具有第二級增益105的CDS放大器之間提供RC濾波器緩沖器104。將來自具有第二級增益105的CDS放大器的輸出輸入到像素采樣和保持緩沖器106。像素采樣和保持緩沖器106在可以讀出像素之前臨時儲存一定量的表示測量的電流的電荷。提供行多路復(fù)用系統(tǒng)107以用于執(zhí)行行多路復(fù)用。將來自行多路復(fù)用系統(tǒng)107的輸出輸入到列采樣和保持緩沖器108。提供列多路復(fù)用系統(tǒng)109用于執(zhí)行列多路復(fù)用。將來自列多路復(fù)用系統(tǒng)109的輸出輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)數(shù)據(jù)緩沖器110.將來自ADC數(shù)據(jù)緩沖器110的輸出輸入到逐次逼近寄存器[0059]圖4的布置包括用于各種配置的六個放大器和一個比較器(SARADC111內(nèi))。本公開的實(shí)施例通過提供允許用更少放大器來實(shí)施電流測量設(shè)備200的布置來降低電力消耗。[0060]圖5描繪了示例電流測量設(shè)備200。電流測量設(shè)備200包括被配置成對待測電流(點(diǎn)250處的輸入)進(jìn)行積分的第一電荷放大器201。提供處理電路，所述處理電路對來自第一電荷放大器201的輸出進(jìn)行濾波。第二電荷放大器202對源自來自第一電荷放大器201的經(jīng)濾波輸出的電流進(jìn)行積分。[0061]電流測量設(shè)備200通過用無放大器的低通濾波器204代替RC濾波器103和RC濾波器緩沖器104來減少相對于圖4的布置所需的放大器的數(shù)量，所述無放大器的低通濾波器在不需要任何放大器的情況下提供相同的噪聲抑制性能。因此降低了電力消耗。[0062]在一種類別的實(shí)施例中，避免使用放大器的策略擴(kuò)展到第一電荷放大器201與第二電荷放大器202之間的整個信號路徑。在此類實(shí)施例中，處理電路被配置成使得關(guān)于所述待測電流的信息以表示所述待測電流的電荷的量的形式(任選地僅以電荷的量的形式)通過處理電路從第一電荷放大器201一直傳播到第二電荷放大器202。這可以通過將處理電路(即，在第一電荷放大器201與第二電荷放大器202之間承載電荷的電路系統(tǒng))配置成使得其僅由無源組件和外部可控開關(guān)組成來實(shí)現(xiàn)。下面的實(shí)施例描述了用于有效地并且在最小的硅面積要求的情況下實(shí)施此策略的各種技術(shù)。[0063]參考圖6和7描述了無放大器的低通濾波器204的示例操作。如圖6所示，無放大器的低通濾波器204包括第一低通濾波器模塊206和第二低通濾波器模塊207。術(shù)語“第一”和“第二”在此用作用于在兩個低通濾波器模塊之間進(jìn)行供每個低通濾波器模塊所需的功能的元件，并且與如換使用。第一低通濾波器模塊206包括第一RC濾波器，并且第二低通濾波器模塊207包括第二RC濾波器。進(jìn)行電流的單個不同測量(這可能涉及提取積分電流的一個樣本或多個樣本)的時間段在本文中被稱為感測幀。通過在不同感測幀內(nèi)交替使用第一低通濾波器模塊206和第二低通濾波器模塊207,可能避免對RC濾波器緩沖器104的需要，如圖4的布置中使用的濾波器緩沖器。[0064]圖7描繪了示例定時圖，其展示了圖5和6中描繪的無放大器的低通濾波器204的示例操作。圖7中的橫向軸線表示時間?？v向軸線示出了五個信號211-215(如下所述)隨時間的變化。在圖7的定時圖中，示出了四個感測幀。四個感測幀包括兩個第一感測幀221和兩個第二感測幀222。第一感測幀221與第二感測幀222交替。[0065]復(fù)位信號211施加在標(biāo)記為211的開關(guān)處。當(dāng)復(fù)位信號211為高時，第一電荷放大器201復(fù)位。因此在感測幀221、222中的每個感測幀的開始時對第一電荷放大器201進(jìn)行復(fù)位。[0066]翻轉(zhuǎn)信號212施加在圖6所示的線上。當(dāng)翻轉(zhuǎn)信號212為高時，第一低通濾波器模塊206的電容組件連接到第一電荷放大器201的輸出。當(dāng)翻轉(zhuǎn)信號212為低時，第二低通濾波器模塊207的電容組件連接到第一電荷放大器201的輸出。第一低通濾波器模塊206的電容組件因此在每個第一感測幀221期間連接到第一電荷放大器201的輸出，并且第二低通濾波器模塊207的電容組件在每個第二感測幀222期間連接到第一電荷放大器201的輸出。[0067]信號213表示第一電荷放大器201的輸出213。在每個感測幀221、222期間，輸出213隨著電荷從緊接著復(fù)位信號211變低之后的點(diǎn)積分到復(fù)位信號211接下來在感測幀221、22211[0068]信號214表示可用于來自第一低通濾波器模塊206的輸出的信號電平。信號每個第一感測幀221內(nèi)斜升(當(dāng)?shù)谝坏屯V波器模塊206連接到第一電荷放大器201的輸出在先前第一感測幀221期間采樣的電荷。第一低通濾波器模塊206因此在每個第二感測幀222期間處于儲存模式。由第一低通濾波器模塊206在每個第一感測幀221內(nèi)采樣的電荷可[0069]信號215表示可用于來自第二低通濾波器模塊207的輸出的信號電平。信號215在每個第二感測幀222內(nèi)斜升(當(dāng)?shù)诙屯V波器模塊207連接到第一電荷放大器201的輸出在先前第二感測幀222期間采樣的電荷。第二低通濾波器模塊207因此在每個第一感測幀221期間處于儲存模式。由第二低通濾波器模塊207在每個第二感測幀222內(nèi)采樣的電荷可濾波器緩沖器(和相關(guān)聯(lián)的放大器)的情況下，由于在通過第一低通濾波器模塊206進(jìn)行的采樣與通過第二低通濾波器模塊207進(jìn)行的采樣之間交替進(jìn)行采樣獲得第一電荷放大器[0071]圖5的電流測量設(shè)備200通過使用具有相對的第一低通濾波器模塊206和第二低通濾波器模塊207的單個電容器中的每個電容器的多個電容器的電容組件實(shí)施第二級增益(對應(yīng)于提供在具有圖4的第二級增益105的CDS放大例中的第一第二感測幀221)內(nèi)，將來自前一個感測幀(例如，圖7的實(shí)例中的第二感測幀222)的樣本以電荷的形式儲存在包括第二低通濾波器模塊207的第二RC濾波器中的第二多[0074]在每個第二感測幀222內(nèi)，通過僅從所述第一多個電容器2061的所選子集對電荷第一感測幀221內(nèi)，通過僅從所述第二多個電容器2071的所選子集讀出電荷來對表示關(guān)于述第一多個電容器2061包括不同數(shù)量的電容器。在一個實(shí)施例中，在每個第一感測幀221示出的所有開關(guān)都閉合),使得第一低通濾波器模塊206以RC濾波器模式最優(yōu)地操作(即以實(shí)現(xiàn)最大濾波)。在每個第二感測幀222內(nèi)，第一低通濾波器模塊206中的所選開關(guān)斷開，以便將僅所述第一多個電容器2061的電容器的子集連接到電路中。因此使僅儲存在所述第一多個電容器上的總電荷的一部分可用于讀出，由此施加期望的衰減。在每個第二感測幀內(nèi)的讀出時間，由與門2062激活的開關(guān)(當(dāng)信號212為低，并且讀出信號Srr為高時)允許讀出儲存在所述第一多個電容器2061上的電荷。[0076]所述第二多個電容器2071被配置成以類似方式操作。在實(shí)例中，所述第二多個電容器2071包括四個電容器，但是如果期望，可以提供不同數(shù)量。在述第二多個電容器2071中的所有電容器都連接到電路中(第二低通濾波器模塊207中示出的所有開關(guān)都閉合),使得第二低通濾波器模塊207以RC濾波器模式最優(yōu)地操作(即以實(shí)現(xiàn)最大濾波)。在每個第一感測幀221內(nèi)，第二低通濾波器模塊207中的所選開關(guān)斷開，以便將僅所述第二多個電容器2071的電容器的子集連接到電路中。因此使僅儲存在所述第二多個電容器上的總電荷的一部分可用于讀出，由此施加期望的衰減。在每個第一感測幀221內(nèi)的讀出時間時，由與門2072激活的開關(guān)(當(dāng)212和Srr兩者都為高時)允許讀出儲存在電容器上的電荷。[0077]示例定時圖示出在圖5的左下方。定時被示出針對存在多行像素以允許從陣列中讀出的情況。然后對第0行、第1行、…第n行提供多個讀出信號Srr-r0、Srr-r1、…Srr-rn。Srr信號被布置成在不同時間時從行中的每個行中讀出。[0078]圖8和10描繪了圖5的用于實(shí)施相關(guān)雙采樣的電路的替代調(diào)整。兩種布置是一種類別的實(shí)施例的實(shí)例，其中在每個感測幀221、222內(nèi)獲得第一電荷放大器201的輸出213的第一樣本和第二樣本，并且所述處理電路被配置成使用所述第一樣本和所述第二樣本執(zhí)行相關(guān)雙采樣。[0079]圖8的布置的示例定時圖示出在圖9中。圖10的布置的示例定時圖示出在圖11中。信號211-213對應(yīng)于以上參考圖7描述的信號211-213。提供另外的信號216和217以實(shí)施相關(guān)雙采樣。信號216確定在信號從高下降到低的點(diǎn)處，在每個感測幀221、222內(nèi)何時獲得相關(guān)雙采樣的第一樣本。信號217指示在信號從高下降到低的點(diǎn)處，在每個感測幀221、222內(nèi)何時獲得相關(guān)雙采樣的第二樣本。[0080]為了執(zhí)行相關(guān)雙采樣，處理電路包括相對于圖5的布置的至少一個另外的低通濾波器模塊。在其中圖8和10是實(shí)例的一種類別的實(shí)施例中，對第一樣本的采樣從一個感測幀221到下一個感測幀222在通過第一低通濾波器模塊206進(jìn)行的采樣與通過第二低通濾波器模塊207進(jìn)行的采樣之間交替。在圖8和9的實(shí)例中，第一樣本在每個第一感測幀221內(nèi)通過第一低通濾波器模塊206進(jìn)行采樣并且在接下來的第二感測幀222內(nèi)從第一低通濾波器模塊206(當(dāng)處于儲存模式時)讀出。第一樣本在每個第二感測幀222內(nèi)通過第二低通濾波器模塊207進(jìn)行采樣并且在接下來的第一感測幀221內(nèi)從第二低通濾波器模塊207(當(dāng)處于儲存模式時)讀出。圖8和10分別描繪了在此場景中對第二樣本進(jìn)行采樣的兩種可能。在兩種情況下，對第二樣本的采樣通過至少一個另外的低通濾波器模塊執(zhí)行。[0081]在圖8的布置中，至少一個另外的低通濾波器模塊包括第三低通濾波器模塊208和第四低通濾波器模塊209。在此布置中，對第二樣本的采樣從一個感測幀221到下一個感測幀222在通過第三低通濾波器模塊208進(jìn)行的采樣與通過第四低通濾波器模塊209進(jìn)行的采樣之間交替。在圖8和9的實(shí)例中，第二樣本在每個第一感測幀221內(nèi)通過第三低通濾波器模塊208進(jìn)行采樣并且在接下來的第二感測幀222內(nèi)從第三低通濾波器模塊208(當(dāng)處于儲存模式時)讀出。第二樣本在每個第二感測幀222內(nèi)通過第四低通濾波器模塊209進(jìn)行采樣并儲存對應(yīng)于第一樣本的電荷的低通濾波器模塊(例如圖8中的第一多個電容器2061或第二多個電容器2071)的輸出與來自儲存對應(yīng)于第二樣本的電荷的低通濾波器模塊(例如圖8中的第三多個電容器2081或第四組電容器2091)的輸出組合來實(shí)施每個感測幀221、222內(nèi)第塊209到輸出線231和232的連接，第一低通濾波器模塊206和第二低通濾波器模塊207以逆濾波器模塊208中的每個低通濾波器獲得樣本的每個感測幀221、222內(nèi)復(fù)位的所討論的低通濾波器模塊進(jìn)行布置來實(shí)現(xiàn)在不需要兩個另外的低通濾波器模塊(如圖8和9的實(shí)施例中)的情況下獲得第二樣本(例如，第一低通濾波器模塊206至少在其中第一低通濾波器模塊206獲得第一樣本的感測幀221內(nèi)復(fù)位，第二低通濾波器模塊207至少在第二低通濾波器模塊207獲得第一樣本的感測幀222內(nèi)復(fù)位，并且另外的低通濾波器模塊208在用于獲得第二樣本的每個感測幀221和222內(nèi)復(fù)位)。通過繞過每個低通濾波器模塊的RC濾波器的電阻時進(jìn)行布置使得在對第一樣本和第二樣本中的每個樣本進(jìn)行采樣的低通濾波器模塊的復(fù)實(shí)例中的每個低通濾波器模塊206、207和208因此通過繞過每個低通濾波器模塊中的RC濾波器的電阻組件來進(jìn)行復(fù)位。信號211-213和216-219使得在每個第一感測幀221內(nèi)通過第一低通濾波器模塊206獲得第一樣本并且在每個第二感測幀222內(nèi)通過第二低通濾波器模另外的低通濾波器模塊208獲得第二樣本。此功能通過在對第一樣本和第二樣本中的每個實(shí)例中通過在信號218或219中具有與信號216和217中的脈沖中的每個脈沖的開始一致并樣本的信號216中的每個脈沖開始時，信號218使所有低通濾波器模塊復(fù)位(即繞過電阻組多個電容器在對應(yīng)時間點(diǎn)處快速充電到由第一電荷放大器201的輸出處的電荷定義的電的時間差應(yīng)和219與217中的脈沖的下降沿之間的時間差相同(滿足上述任選要求的實(shí)例：在對第一樣本和第二樣本進(jìn)行采樣的低通濾波器模塊的復(fù)位之后的相同時間獲得所述樣的縱向軸線表示對于三個示例實(shí)現(xiàn)(每個表示由上面提到的連續(xù)分量301和切換分量302構(gòu)成的隨機(jī)噪聲的不同實(shí)現(xiàn))的第一電荷放大器201(示出對應(yīng)于對待測電流的積分的斜坡)一個或多個)導(dǎo)致如圖13中示意性地示出的經(jīng)濾波輸出信號214。濾波使噪聲的連續(xù)分量雙采樣點(diǎn)(前者指示對第一樣本進(jìn)行采樣的時間，并且后者指示對第二樣本進(jìn)行采樣的時設(shè)置為零)),第一樣本在濾波器穩(wěn)定到連續(xù)(直線部分)斜坡之前進(jìn)行采樣。這導(dǎo)致如圖14中的虛線曲線所指示的殘余相關(guān)雙采樣噪聲303。[0090]上面參考10和11描述的方法通過在對相關(guān)雙采樣的第一樣本和第二樣本進(jìn)行采樣的低通濾波器模塊的復(fù)位之后的相同時間獲得的所述樣本進(jìn)行布置來減少或消除此效應(yīng)的任何負(fù)面影響。這樣做的結(jié)果是，在低通濾波器模塊穩(wěn)定期間的與第二樣本完全相同的點(diǎn)處獲得第一樣本。[0091]圖15示出了所述方法。虛線曲線304示意性地描繪了就在對第一樣本和第二樣本中的每個樣本進(jìn)行采樣之前(分別在點(diǎn)216和217處)低通濾波器模塊的穩(wěn)定。所述方法不等待低通濾波器模塊穩(wěn)定，而是在穩(wěn)定開始之后同時獲得第一樣本和第二樣本。相關(guān)雙采樣涉及提取兩個樣本(第一樣本和第二樣本)之間的差異，并且因此消除了噪聲的殘余切換分量(所述殘余切換分量對第一樣本和第二樣本做出相同貢獻(xiàn))。在圖11中，定時圖示出了216和217信號中的脈沖。低通濾波器模塊的輸出在216和217信號中的相應(yīng)脈沖內(nèi)開始穩(wěn)定，并且隨著216和217信號中的相應(yīng)脈沖變低，對第一樣本和第二樣本進(jìn)行采樣。因此，當(dāng)216和217信號中的脈沖為高時，圖15中的虛線曲線304對應(yīng)于低通濾波器模塊的輸出。[0092]盡管在定時信號方面更復(fù)雜，但圖10和11的方法可以在低通濾波器模塊中使用與圖8和9的方法相比更少的電容器和更少的電阻器來實(shí)施，由此節(jié)省硅面積。[0093]圖16描繪了在第二電荷放大器202之后提供SARADC310以提供數(shù)字輸出信號312的實(shí)施例。此布置可與以上參考圖5-15所討論的任何實(shí)施例兼容。使用SARADC降低了相對使用SARADC,則在第二電荷放大器202之后提供SARADC會在放大器方面提高效率(即，可以使用更少的放大器來實(shí)施)。性度通常限制在10位。使用如∑△調(diào)制(sigmadeltamodulation)等技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)更高的線性度，但這可能增加電力消耗。另一個問題是SARADC可能相對較大，因此可能期望將幾個列多路復(fù)用到提供的每個SARADC。此方法將需要快速驅(qū)動SARADC的大輸入負(fù)載，這可能會增加電力消耗。[0095]另一種ADC架構(gòu)是多斜率ADC。將此架構(gòu)與第二電荷放大器202一起使用允許在同一模塊內(nèi)執(zhí)行從像素的電荷讀出和模數(shù)轉(zhuǎn)換。這在電路面積和電力方面是有效的。圖17示出了并入第二電荷放大器202的多斜率ADC架構(gòu)320的示例布置。多斜率ADC架構(gòu)320可以與上面參考圖5-15討論的任何實(shí)施例組合使用。[0096]多斜率ADC架構(gòu)320包括第二電荷放大器202、第一電荷DADAC反饋單元322、比較器323和被配置成輸出數(shù)字輸出信號312的數(shù)字控制單元324.在操作中，從第一電荷放大器201引出的上游電路系統(tǒng)接收到的電荷(如以上參考圖5-15所描述的)由第二電荷放大器202以電壓形式呈現(xiàn)給多斜率ADC架構(gòu)320的比較器323。在穩(wěn)定到準(zhǔn)確電壓之后，模數(shù)轉(zhuǎn)換可以繼續(xù)。這可以通過電流或電荷反饋來完成。圖17描繪了電荷反饋的實(shí)例。對電流或電荷包(如圖17中的)進(jìn)行反饋(通過所示的實(shí)例中的第一電荷DAC反饋單元321和第二電荷DAC反饋單元322),使得將第二電荷放大器202的輸出拉到比較器323的交叉點(diǎn)。進(jìn)行此操作所需的電流或電荷步驟的數(shù)量表示最高有效位(MSB)值。轉(zhuǎn)換器然后更改為第二斜率，在第二斜率中通過相同的方法找到了最低有效位(LSB)以實(shí)現(xiàn)全數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。如果期望，可以添加另外的斜率。所述布置提供了從像素的電荷讀出和ADC轉(zhuǎn)換的雙重功能，這節(jié)省了電力和硅面積。多斜率ADC架構(gòu)320可以適于在單斜率模式下操作，但這會降低轉(zhuǎn)換速率并且對于某些應(yīng)用可能不太實(shí)際。[0097]圖18示意性地示出了用于實(shí)現(xiàn)從矩陣陣列中的多個通道(其可被稱為像素)讀出的架構(gòu)。每個通道標(biāo)記為C(i,j),其中i表示行號，并且j表示列號。每個通道包括用于測量電流的電路系統(tǒng)，所述電路系統(tǒng)可以根據(jù)以上參考圖5-15描述的實(shí)施例中的任一個來配置。在所示的實(shí)例中，每列提供N個通道(水平布置)。所述N個通道可以根據(jù)如圖5的下部部分中描繪的定時圖(通過信號Srr-r0、Srr-r1等)讀取。每列中的N個通道連接到集成組件340(j),所述集成組件被配置成執(zhí)行電荷讀出(通過第二電荷放大器202)和模數(shù)轉(zhuǎn)換的雙重功能，如上文參考圖15和16所描述的。上面結(jié)合圖15和16所討論的任何實(shí)施例都可以用于實(shí)施集成組件340(j)。在所示的實(shí)例中，提供了M個列，因此存在M個集成組件340(j),其中每個集成組件輸出可以使用許多標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)從ASIC讀取的數(shù)字輸出信號312。通道由產(chǎn)生圖5所示的Srr信號的行控制器330尋址。Srr信號在每通道C(i,j)的每感測幀221、222內(nèi)被激活一次。在所示的實(shí)施例中，每個集成組件340(j)對單個列進(jìn)行尋址。在其它實(shí)施例中，集成組件340(j)中的一個或多個可以被配置成對多個列進(jìn)行尋址。[0098]以下描述介紹了用于對電荷放大器進(jìn)行復(fù)位的替代復(fù)位機(jī)制，其在本文中被稱為電荷平衡軟復(fù)位。在此介紹之后，將描述利用電荷平衡軟復(fù)位的實(shí)施例。[0099]圖19描繪了處于適合于檢測來自傳感器元件的小電流的配置的電荷放大器410。傳感器元件表現(xiàn)為電流源，并且電荷放大器通過對電荷進(jìn)行積分來執(zhí)行電荷電壓轉(zhuǎn)換。[0100]當(dāng)復(fù)位開關(guān)400斷開時，在電容器CB中對輸入電流i;進(jìn)行積分。電路的增益取決于反饋網(wǎng)絡(luò)。在一些應(yīng)用中，電阻器與反饋電容器并聯(lián)使用，但當(dāng)必須檢測pA范圍內(nèi)的電流并因此需要非常高的增益時，這是不切實(shí)際的。在此類情況下，放大器在如圖20所示的每個積分間隔之后復(fù)位。[0101]在復(fù)位期間，對輸入電流的積分中斷。復(fù)位操作會導(dǎo)致噪聲折疊，從而增加輸出噪聲水平。來自運(yùn)算放大器(OpAmp)405的噪聲可以由輸入噪聲電壓源v表示；參見圖21。[0102]圖21描繪了圖19中描繪的類型的電荷放大器410與傳感器401(表現(xiàn)為由電荷放大器410測量的電流的來源)的組合。電荷放大器410與傳感器401的組合為0pAmp405噪聲電壓vn提供了Cs/CB的電壓增益。在復(fù)位開關(guān)400斷開的時刻，在積分電容器CB上對經(jīng)放大的OpAmp405噪聲進(jìn)行采樣。在時域中，這被視為在每個積分周期開始時隨機(jī)變化的偏移電壓并且相當(dāng)于通常在頻域中分析的噪聲折疊效應(yīng)。為了限制整體噪聲，通常使用低通和/或高通濾波器對電荷放大器410的輸出信號進(jìn)行濾波。濾波器可以是無源的或離散時間的。例如，可以應(yīng)用相關(guān)雙采樣(CDS)濾波器作為高通濾波器。高通濾波器是過濾對于實(shí)際OpAmps405來說可能很高的低頻噪聲的有效手段。大多數(shù)CMOS放大器在低頻時以1/f噪聲為主。[0103]現(xiàn)在描述替代電荷平衡軟復(fù)位方法。電荷平衡軟復(fù)位方法用基于電荷抵消的機(jī)制代替上面參考圖19-21描述的電荷放大器復(fù)位操作。所述電荷平衡軟復(fù)位方法促進(jìn)了低頻噪聲降低，如可能通過噪聲折疊產(chǎn)生的噪聲。電荷平衡軟復(fù)位方法還與用于進(jìn)一步降低噪聲的輸出濾波兼容。[0104]電荷平衡軟復(fù)位方法的另外的優(yōu)點(diǎn)是在不中斷的情況下發(fā)生對輸入信號的積分。在圖19-21的布置的硬復(fù)位方法中，當(dāng)電荷放大器410保持處于復(fù)位時，電荷放大器410不對輸入電流做出反應(yīng)。電荷平衡軟復(fù)位方法允許不間斷積分，這使得可能對在復(fù)位時間段期間發(fā)生的另外不會得到的事件做出反應(yīng)。[0105]電荷平衡軟復(fù)位方法可以以電荷放大器410在感測幀T內(nèi)仍有效地復(fù)位一次的方式來實(shí)施。[0106]圖22描繪了用于實(shí)施電荷平衡軟復(fù)位方法的布置。如果假設(shè)在圖22的電荷放大器410內(nèi)使用了理想的OpAmp405(例如，在沒有輸入偏移、沒有噪聲和無限開環(huán)增益的情況下),則在積分時間段結(jié)束時反饋電容器CB兩端的電壓等于vout(T)-Vref。在所示的布置中，第二電容器C連接在輸出與參考電壓Vre之間，條件是控制信號403為低。[0107]只要控制信號403為低，C兩端的電壓就等于CB兩端的電壓，并且如果選擇了C=CFB,則C處的電荷將等于C處的電荷。當(dāng)控制信號403變高時，電容器C與輸出斷開連接并電容器C進(jìn)行有效復(fù)位。在此電荷平衡的過程期間，對輸入信號的積分繼續(xù)。[0108]為了在積分時間段結(jié)束時精確抵消電荷，需要選擇C.=CB。如果電荷放大器410具有通過可編程電容器CB的可編程增益，則電容器C也必須是可編程的。[0109]不需要另外的控制信號來實(shí)施電荷平衡軟復(fù)位?？梢允褂迷趫D19的實(shí)施方案中控制復(fù)位開關(guān)的復(fù)位信號400來控制電荷平衡開關(guān)，如圖22中的在圖22的電路中接收平衡信[0110]圖22的電路對OpAmp405的輸出添加了電容性負(fù)載。取決于OpAmp405的性質(zhì)和電容器值，電路的穩(wěn)定性可能會降低。圖23中示出了通過引入緩沖放大器406來減少OpAmp405的負(fù)載的替代實(shí)施方案。如果緩沖放大器406具有增益A,則電容器C需要被縮放到C=CFB/A以在反饋期間實(shí)現(xiàn)正確的電荷量。也可以利用引入緩沖放大器406以在CB的大電容器面積的情況下節(jié)省芯片面積。[0111]由于不匹配，復(fù)制電容器的值將不是積分電容器的精確副本。這會導(dǎo)致輸出電壓的系統(tǒng)偏移。如來自切換網(wǎng)絡(luò)的電荷注入等其它缺陷也會導(dǎo)致系統(tǒng)性輸出偏移。如果期望，可以通過對輸出信號進(jìn)行高通濾波來消除此偏移。[0112]圖24描繪了能夠?qū)嵤┥衔膮⒖紙D19-21描述的硬復(fù)位模式和電荷平衡軟復(fù)位模式兩者的測試電路。可能的是在兩種模式之間進(jìn)行選擇以進(jìn)行比較。OpAmp405的噪聲譜密度在所關(guān)注的頻率下表現(xiàn)為1/f,例如f<1/T,其中T為積分間隔(感測幀的大小)。在測試實(shí)驗(yàn)中，使用T=100微秒積分間隔對電荷放大器410進(jìn)行評估，同時低通濾波器412在10kHz拐角頻率下操作。CDS高通濾波器的定時可編程并且由信號414定義。輸入?yún)⒖荚肼曤娏?縱向軸線)的測量結(jié)果在圖25中示出為隨著從復(fù)位信號400到CDS信號414的時間。實(shí)線示出了電荷平衡軟復(fù)位模式的噪聲變化。虛線示出了硬復(fù)位模式的噪聲變化。電荷平衡軟復(fù)位模式在所有情況下實(shí)現(xiàn)了更低的電路噪聲。最小噪聲降低了約15%。低頻噪聲的影響在復(fù)位動作之后不久最明顯，此時實(shí)現(xiàn)了至多兩倍噪聲降低。[0113]上面參考圖8描述的電流測量設(shè)備通過減少實(shí)施電流測量功能所需的放大器的數(shù)量來降低電力需求。然而，實(shí)施電路所需的大量組件意味著需要相當(dāng)大的硅面積。上面參照圖10描述的電流測量設(shè)備通過減少低通濾波器模塊所需的電阻器和電容器的數(shù)量來減少實(shí)施所需的硅面積的量。在上面的章節(jié)中，公開了一種電荷平衡軟復(fù)位機(jī)制，所述電荷平衡軟復(fù)位機(jī)制用于實(shí)現(xiàn)低噪聲電流檢測與RC濾波器和相關(guān)雙采樣的組合。[0114]所有這些方法的挑戰(zhàn)是用于實(shí)施的電路系統(tǒng)必須具有足夠的速度，這可以通過提供適當(dāng)?shù)姆糯笃鲙捄推秒娏鱽韺?shí)現(xiàn)。例如，當(dāng)使用圖11中描繪的那些等定時時，電路需要在比感測幀短得多的時間段內(nèi)穩(wěn)定到其工作點(diǎn)，例如至多100倍。提供高放大器帶寬和偏置電流可能導(dǎo)致更高的電力要求和更高的噪聲(由于更寬的帶寬)。[0115]下面描述了利用上述電荷平衡軟復(fù)位機(jī)制以通過消除對在復(fù)位時間段內(nèi)的電路穩(wěn)定和相關(guān)雙采樣的電路穩(wěn)定的需要來創(chuàng)建低電力電路的實(shí)施例。然后對于每個感測幀需要僅一個樣本(與相關(guān)雙采樣的兩個樣本相反，一個在感測幀的開始時并且一個在感測幀的結(jié)束時)。此方法意味著所涉及的放大器可以用整個感測幀而不是至多100分之1個感測幀來達(dá)到穩(wěn)定。這意味著可以顯著降低放大器帶寬和偏置電流。這降低了電力消耗。還維持了低噪聲。實(shí)施此方法所需的電路系統(tǒng)很簡單并且?guī)缀鯖]有增加對硅面積的要求。[0116]如上文參考圖19-25所述的電荷平衡(這也可被稱為電荷反饋)的原理涉及對電荷放大器的輸出進(jìn)行采樣，并且以有規(guī)律的間隔將采樣的輸出反饋回到輸入以使輸出回到復(fù)正常復(fù)位條件下，電荷放大器是緩沖器，所述緩沖器的增益為1到其均一增益帶寬?，F(xiàn)在考慮噪聲頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出采樣速率(例如，當(dāng)采樣速率為10kHz時為10MHz)。噪聲在緩沖器模式下采樣并得到當(dāng)電荷放大器低于均一增益帶寬時全增益為1。然后，當(dāng)退出復(fù)位到反相電荷放大器模式時，電荷放大器會得到由電荷放大器的輸入處的電容(例如，當(dāng)設(shè)備用于測量與納米孔相關(guān)聯(lián)的電流時，兩親性膜的電容)與積分電容CB(參見例如圖19)之比給出的增益，例如30到300,但需要幾微秒才能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)(即噪聲折疊回到低頻率)。由于大多數(shù)噪聲處于高頻率，所以此作用很大并且導(dǎo)致噪聲的大切換分量，遠(yuǎn)大于電荷模式下的連續(xù)噪聲。在電荷復(fù)位模式下，電荷放大器始終處于反相電荷放大模式。因此，在高頻下由于放大器特性(見上文)看不到增益。當(dāng)使用電荷平衡時，噪聲折疊會得到由電荷放大器特性引起的較低增益。這意味著噪聲的切換分量相當(dāng)?shù)?。無論放大器的均一增益帶寬是多少(假設(shè)單極放大器特性),都可以得到此改進(jìn)。[0117]圖26是增益G對頻率的曲線圖，其示意性地示出了這些概念，其中421表示電荷增益，422表示均一增益，并且來自放大器的增益降低由423表示(即噪聲得到對應(yīng)于曲線422的較低增益而不是曲線421的增益，并且因此影響較小)。分析噪聲(出于說明目的以簡化方式),得到了對于正常復(fù)位操作模式，時域內(nèi)的來自電荷放大器的噪聲可以表征為兩個部分：噪聲的連續(xù)分量Vn和噪聲的切換分量Vns。梳狀和rect函數(shù)適用，因?yàn)橄到y(tǒng)會在短時間段內(nèi)復(fù)位，并且隨著電路釋放，采樣的噪聲值改變每個感測幀。因此，梳狀函數(shù)在每個感測幀內(nèi)對噪聲值Vns采樣一次，并且與矩形函數(shù)的卷積將此擴(kuò)展到感測幀內(nèi)的積分時間段。積分時間段可以被稱為Tint.Tint是小于采樣時間段Ts的小的量。復(fù)位時間段Treset很短。假設(shè)電路復(fù)位時的噪聲實(shí)際上為零，因?yàn)樵鲆鍳為1(電荷放大器是均一增益緩沖器),然而在積分模式下其是大值(例如，以上所描述的由兩親性膜的電容與積分電容CB之比確定的)?？赡艿氖峭ㄟ^傅立葉變換(Fouriertransformation)來評估噪聲。如果添加了放大器特性，則得到噪聲的連續(xù)分量Vn具有與積分器相關(guān)的增益，而噪聲的切換分量具有與均一增益緩沖器相關(guān)的增益，然后在模式切換到電荷積分模式并且在緩沖器模式下對噪聲進(jìn)行采CN113631925B說明書15/21頁[0122]傅立葉變換得到以下：[0124]添加放大器特性會得到以下：[0126]如果現(xiàn)在考慮電荷反饋模式，系統(tǒng)總是處于電荷積分模式，因此當(dāng)添加放大器特性時，看到了方程略有變化，但影響很大。[0131]傅立葉變換得到以下：[0133]添加放大器特性會得到以下：[0135]如果取表示噪聲的切換分量的第二項(xiàng)之比，則得到對于高頻，即當(dāng)A(f)小于G時，所述比率遠(yuǎn)大于1。因此，電荷平衡軟復(fù)位方法比正常硬復(fù)位方法優(yōu)一個大因數(shù)：[0137]取A(f)以在頻率f。處具有單極并且在所有頻率內(nèi)進(jìn)行積分，發(fā)現(xiàn)比率變?yōu)閇0139]請注意，在相關(guān)雙采樣的情況下，由于非完美相關(guān)雙采樣，電路中得到的噪聲的切換分量是殘余效應(yīng)。因此，相關(guān)雙采樣還大大降低了切換的噪聲。關(guān)鍵是利用變化平衡軟復(fù)位方法可以避免相關(guān)雙采樣，因?yàn)榇朔椒▎为?dú)大大降低了切換的噪聲。[0140]因此，總而言之，提供了一種不進(jìn)行相關(guān)雙采樣的電路，所述電路產(chǎn)生低噪聲并且不需要硬復(fù)位。因此消除了先前電路的問題，并且可以創(chuàng)建具有極低電力和良好噪聲性能的單個采樣的電路。[0141]此外，以上參照圖8和10描述的類型的實(shí)施例的電路需要相對大的無源組件(例如電容器)。電荷平衡軟復(fù)位方法可以使用與對應(yīng)于圖8和10的任一種方法相比更少的組件來實(shí)施，并且單次采樣(每感測幀)意味著需要更少的儲存。因此，基于電荷平衡軟復(fù)位方法的電路可以在實(shí)施所需的硅面積方面提供效率。這些優(yōu)點(diǎn)在以下所示的示例實(shí)施例中進(jìn)行了[0142]上面參考圖5-18所討論的任何實(shí)施例都可以適用于使用電荷平衡軟復(fù)位方法而不是硬復(fù)位，但是通過避免使用相關(guān)雙采樣將獲得節(jié)省電力和硅面積要求方面的特定益[0143]實(shí)例在圖27-30中進(jìn)行了描繪。在實(shí)施電荷平衡軟復(fù)位方法的實(shí)施例中，第一電荷放大器201被配置成使得同時跨第一電容元件431(其可以對應(yīng)于例如上文稱為CB的積分電容器)和第二電容元件432執(zhí)行對電流的積分。然后通過允許儲存在第二電容元件432上的電荷流到第一電容元件431上并至少部分地抵消儲存在第一電容元件上的電荷來執(zhí)行對第一電荷放大器201的復(fù)位。[0144]圖27描繪了如上述圖5中配置的實(shí)施例，只是代替在開關(guān)處驅(qū)動硬復(fù)位的信號211(如圖5中的情況),相反實(shí)施電荷平衡軟復(fù)位方法。定時圖示出在圖28中并且與圖7的定時圖緊密對應(yīng)(其中對應(yīng)元件具有對應(yīng)附圖標(biāo)記)。第一電荷放大器201對跨第一電容元件431(例如，一個或多個電容器)和第二電容元件432(例如，多個電容器之一)同時測量的電流進(jìn)行積分。通過允許儲存在第二電容元件432上的電荷流到第一電容元件431上并抵消儲存在第一電容元件上的電荷來執(zhí)行然后執(zhí)行復(fù)位。[0145]如參考圖5詳細(xì)描述的，第一電荷放大器201由定義一系列感測幀221和222的復(fù)位信號211周期性地復(fù)位。翻轉(zhuǎn)信號212主要為高的感測幀可以被稱為第一感測幀221。翻轉(zhuǎn)信號212主要為低的感測幀可以被稱為第二感測幀222.第一感測幀221和第二感測幀222因此在時間上交替。采樣在通過第一低通濾波器模塊206進(jìn)行的采樣與通過第二低通濾波器模塊207進(jìn)行的采樣之間交替以避免對RC濾波器緩沖器的需要。第一低通濾波器模塊206在每個第一感測幀221內(nèi)對第一電荷放大器201的輸出進(jìn)行濾波，并且在第一感測幀221結(jié)束時，第一低通濾波器模塊的RC濾波器的電容器組件被翻轉(zhuǎn)信號212隔離以儲存電荷。在每個第二感測幀222內(nèi)，第二低通濾波器模塊207對第一電荷放大器201的輸出進(jìn)行濾波，并且在第二感測幀222結(jié)束時，由非翻轉(zhuǎn)信號212對電荷進(jìn)行隔離并儲存。同樣在每個第二感測幀222內(nèi)，Srr信號激活(在與翻轉(zhuǎn)信號212的與之后)通道的輸出開關(guān)，由此沿著輸出線231和232朝第二電荷放大器202發(fā)送電荷。第一多個電容器2061和第二多個電容器2071如以上參考圖5所描述的進(jìn)行操作，以允許通過僅從第一多個電容器2061或第二多個電容器2071的所選子集讀出電荷(取決于從哪個讀出)來對表示關(guān)于要電流的信息的電荷施加所選衰減。[0146]當(dāng)復(fù)位信號211變?yōu)楦邥r，迫使第二電容元件432中的電荷進(jìn)入第一電荷放大器201的輸入端。借助于通過第一電容元件431發(fā)送相反電荷，迫使第一電荷放大器201去除此電荷。這使第一電荷放大器201回到其中心點(diǎn)，這實(shí)際上是對第一電荷放大器201的復(fù)位。一旦第一電容元件431中的所有電荷被移除，復(fù)位信號211就可以再次變高，使得第一電荷放大器201的輸出可以對第一電容元件431再充電。因此，復(fù)位時間段實(shí)際上為零，并且整個積分時間段自由地對電流進(jìn)行積分，當(dāng)使用直接跨積分電容器的開關(guān)執(zhí)行硬復(fù)位時情況并非如此(例如圖5所示)。此方法增加了可用于實(shí)現(xiàn)最大信號的時間的量，并且由此實(shí)現(xiàn)了低輸入?yún)⒖茧娏髟肼?。此影響在對上面例如參考圖26討論的促進(jìn)低噪聲的影響的之外。[0147]圖29描繪了圖27的布置的變體，在所述變體中使用了僅單獨(dú)一對電阻器元件而不是兩對電阻器元件來實(shí)施兩個低通濾波器模塊206和207。使用相同的定時(如圖28所描繪的),但與電容器的連接現(xiàn)在是在電阻器之后(在處于圖29的朝向的電阻器的右側(cè))而不是僅在第一電荷放大器201之后(在處于圖29的朝向的電阻器的左側(cè))。減少所需的組件的數(shù)量減少了硅面積要求。[0148]圖30描繪了另外的變體，在所述變體中第一電荷放大器201的帶寬被布置成低到以至于不再需要差分電阻分量，即第一電荷放大器201的輸出阻抗提供了對信號與電容器的組合的濾波。這進(jìn)一步降低了硅面積要求。[0149]上述實(shí)施例本質(zhì)上是完全有差別的。電路的單端版本可以作為基于上述教導(dǎo)的例程來實(shí)施并且將提供類似優(yōu)點(diǎn)。單端版本在信號動態(tài)范圍和噪聲方面的性能通?？赡茌^低，但其可以受益于較低電力要求，因?yàn)榉糯笃鲀?nèi)不需要共模反饋電路系統(tǒng)。[0150]上述電流測量設(shè)備中的一種或多種可以用于如圖31中示意性地描繪的分子實(shí)體感測設(shè)備1。感測設(shè)備1包括傳感器裝置2和檢測電路3。在一個實(shí)施例中，傳感器裝置2包括傳感器元件56陣列(參見圖32)。在一個實(shí)施例中，檢測電路3包括多個根據(jù)以上公開的實(shí)施例中的任何實(shí)施例的電流測量設(shè)備。每個電流測量設(shè)備測量由傳感器元件56中的一個或多個傳感器元件輸出的電流并提供取決于由傳感器元件56中的一個或多個傳感器元件輸出的電流的輸出(例如數(shù)字輸出)。[0151]在一個實(shí)施例中，傳感器元件56中的每個傳感器元件包括離子通道。在一個實(shí)施器元件56各自被布置成支撐膜蛋白能夠插入其中的兩親性膜。分子實(shí)體與傳感器元件56之間的相互作用在此情況下是分子實(shí)體與兩親性膜中的膜蛋白之間的相互作用。[0152]在一個實(shí)施例中，傳感器裝置2是如US2011/0120871A1中詳細(xì)描述的設(shè)備，所述文獻(xiàn)通過引用并入本文。不限于其中教導(dǎo)的一般性，此類型的傳感器裝置2具有如圖32中的橫截面所示的包括主體20的構(gòu)造，在所述主體中形成了多個井21,每個井是其中布置有井電極22的凹部。提供大量井21以優(yōu)化設(shè)備1的數(shù)據(jù)收集速率。通常，可以存在任何數(shù)量的井21,通常為256個或1024個，但是圖32中示出了僅幾個井21。每個井21和對應(yīng)井電極22是傳感器元件56的實(shí)例。[0153]在此實(shí)施例中，主體20被覆蓋物23覆蓋，所述覆蓋物在主體20之上延伸并且是中空的以限定井21中的每個井所打開的室24。公共電極25安置在覆蓋物23內(nèi)。每個傳感器元件56被布置成輸出取決于分子實(shí)體與傳感器元件56之間的相互作用的電流，如參考以下示例性配置所描述的。[0154]在所示的實(shí)施例中，傳感器裝置2被制備為形成跨每個井21的兩親性膜并將膜蛋白插入到兩親性膜中。此制備可使用US2011/0120871A1中詳細(xì)描述的技術(shù)和材料來實(shí)現(xiàn)，其可以概括如下。將水性溶液引入到室24中以形成跨每個井21的兩親性膜，從而將井21中的水性溶液與室24中的剩余體積的水性溶液分離。例如通過在將膜蛋白引入到室24之前或之后將其引入到水性溶液中或通過沉積在室24的內(nèi)表面上將膜蛋白提供到水性溶液中。膜蛋白自發(fā)地從水性溶液插入到兩親性膜中。此自發(fā)插入是動態(tài)過程，并且因此在插入到單個兩親性膜中的膜蛋白的數(shù)量方面存在統(tǒng)計(jì)變化，其通常具有泊松分布(Poisson[0155]適合于本發(fā)明的其它傳感器裝置在WO2014064449A1中進(jìn)行了公開。[0156]關(guān)于任何給定的井21,當(dāng)兩親性膜已經(jīng)形成并且膜蛋白被插入其中時，則井21能夠用作傳感器元件56的一部分，所述傳感器元件被配置成感測分子實(shí)體與膜蛋白之間的相互作用。這些相互作用是隨機(jī)物理事件?？鐑捎H性膜的輸出電信號取決于相互作用，因?yàn)橄嗷プ饔脤?dǎo)致輸出電信號的特性變化。例如，在膜蛋白是蛋白質(zhì)孔的情況下，則通常在蛋白質(zhì)孔與調(diào)節(jié)離子流過孔的特定分子實(shí)體(分析物)之間存在相互作用。對離子流過孔的調(diào)節(jié)產(chǎn)生了流過孔的電流的特性變化。分子實(shí)體可以是分子或分子的一部分，例如DNA堿基。此類相互作用通常非常簡短，如果期望檢測每個相互作用，則需要高時間分辨率和連續(xù)監(jiān)測。[0157]可以根據(jù)本文所述的各個方面使用任何膜。合適膜在本領(lǐng)域中是眾所周知的。膜可以是兩親性層或固態(tài)層。兩親性層是由如磷脂等兩親性分子形成的層，其具有親水性和親脂性兩者。兩親性分子可以是合成的或天然存在的。非天然存在的兩親物和形成單層的兩親物在本領(lǐng)域中是已知的，并且包含例如嵌段共聚物(Gonzalez-Perez等人，《朗繆爾以是三嵌段或二嵌段共聚物膜。[0158]由嵌段共聚物形成的膜相對于生物脂質(zhì)膜保持若干優(yōu)勢。因?yàn)槿抖喂簿畚锸呛铣傻?，所以可小心地控制?zhǔn)確的構(gòu)建，以提供形成膜并與孔和其它蛋白質(zhì)相互作用所需的正確鏈長度和性質(zhì)。[0159]還可以由未分類為脂質(zhì)亞材料的亞基來構(gòu)建嵌段共聚物，例如疏水性聚合物可以由硅氧烷或其它非烴基單體來制備。嵌段共聚物的親水性亞區(qū)段還可以具備低蛋白質(zhì)結(jié)合性質(zhì)，這允許產(chǎn)生當(dāng)暴露于原始生物樣本時具有高度抗性的膜。此頭基單元還可來源于非經(jīng)典的脂質(zhì)頭基。[0160]相比于生物脂質(zhì)膜，三嵌段共聚物膜還具有增加的機(jī)械和環(huán)境穩(wěn)定性，例如高得多的操作溫度或pH范圍。嵌段共聚物的合成性質(zhì)提供定制用于廣泛范圍應(yīng)用的基于聚合物的膜的平臺。[0161]所述膜可以是在此通過引用以其整體并入的US2015/0265994A1或US2015/0285781A1中公開的膜之一。這些文件還公開了合適的聚合物。[0162]兩親性分子可以是經(jīng)化學(xué)修飾的或經(jīng)官能化的，以促進(jìn)多核苷酸的偶聯(lián)。[0163]兩親性層可以是單層或雙層。兩親性層通常是平面的。兩親性層可以是彎曲的。兩親性層可以是支撐式的。兩親性層可以是凹入的。兩親性層可以從凸起的柱子上懸掛下來，使得兩親性層的周邊區(qū)域(其與柱子連接)高于兩親性層區(qū)域。這可以允許微粒如上文所描[0164]膜可以是脂質(zhì)雙層。合適脂質(zhì)雙層公開于WO2008/102121、WO2009/077734和[0165]用于形成脂質(zhì)雙層的方法在所屬領(lǐng)域中是已知的。脂質(zhì)雙層通常通過Montal和Mueller的方法(《美國國家科學(xué)院院刊(Proc.Natl.Acad.Sci.USA.)》,1972;69:3561-3566)來形成，其中脂質(zhì)單層攜載于通過孔隙的任一側(cè)的水性溶液/空氣界面上，所述孔隙垂直于所述界面。[0166]固態(tài)層可以由有機(jī)材料和無機(jī)材料兩者形成，所述材料包含但不限于：微電子材塑料或如二組分加成固化的硅橡膠等彈性體以及玻璃。固態(tài)層可以由石墨烯形成。合適的Nanotechnology)》,2011;6:253-260和美國專利申請第2013/0048499號描述了在不使用微粒的情況下將蛋白質(zhì)遞送到固態(tài)層中的跨膜孔。[0167]可以使用任何跨膜孔?？卓梢允巧锏幕蛉斯さ摹：线m的孔包含但不限于蛋白質(zhì)孔、多核苷酸孔和固態(tài)孔?？卓梢允荄NA折紙孔(origamipore)(Langecker等人，《科學(xué)(Science)》,2012;338:932-936)。[0168]跨膜孔可以是跨膜蛋白孔。跨膜蛋白孔是多肽或多肽的集合，其允許如用聚合酶處理多核苷酸所得的副產(chǎn)物等水合離子從膜的一側(cè)流到膜的另一側(cè)。在一個本發(fā)明中，跨膜蛋白孔能夠形成孔，所述孔允許由施加的電位驅(qū)動的水合離子從膜的一側(cè)流到另一側(cè)?？缒さ鞍卓卓梢栽试S多核苷酸從膜的一側(cè)，如三嵌段共聚物膜流到另一側(cè)。跨膜蛋白孔允[0169]跨膜蛋白孔可以是單體或寡聚體。孔可以由幾個重復(fù)亞基組成，如至少6個、至少7少16個亞基。孔可以是六聚體、七聚體、八聚體或九聚體孔?？卓梢允峭凸丫垠w或異型低聚物。[0170]跨膜蛋白孔通常包括離子可以流過的桶或通道?？椎膩喕ǔ@中心軸線，并向跨膜β桶或通道或跨膜α-螺旋束或通道貢獻(xiàn)鏈?？缒さ鞍卓椎耐盎蛲ǖ劳ǔ０ù龠M(jìn)與核苷酸、多核苷酸或核酸的相互作用的氨基酸。這些氨基酸可以位于筒或通道的收縮部附近?？缒さ鞍卓淄ǔ０ㄒ粋€或多個帶正電荷的氨基酸，如精氨酸、賴氨酸或組氨酸或如酪氨酸或色氨酸等芳香族氨基酸。這些氨基酸典型地促進(jìn)孔與核苷酸、多核苷酸或核酸之間的相互作用。[0171]用于根據(jù)本發(fā)明使用的跨膜蛋白孔可以源自β-桶孔或α-螺旋束孔?？缒た卓梢栽醋曰蚧贛sp、α-溶血素(a-HL)、胞溶素、CsgG、ClyA、Sp1以及溶血蛋白溶血毒素(fragaceatoxin)C(FraC)?？缒さ鞍卓卓梢栽醋訡sgG。在WO2016/034591中公開了源自CsgG的合適的孔?？缒た卓梢栽醋园芩亍O2013/153359中公開了源自胞溶素的合適的物可以是任何合適的樣本。分析物可以是生物樣本?？梢栽隗w外對從任何生物體或微生物獲得或提取的分析物執(zhí)行本文所述方法的任何實(shí)施例。所述生物或微生物通常是古細(xì)菌、生生物界。在一些實(shí)施例中，可以對從任何病毒中獲得或提取的分析物在體外執(zhí)行本文所述各個方面的方法。[0173]分析物可以是流體樣本。分析物可以包括體液。體液可從人或動物獲得。人或動物另一種哺乳動物，例如來自商業(yè)養(yǎng)殖的動物，如馬、牛、綿羊或豬，或者可替代地可以為寵[0175]分析物可以是非生物樣本。非生物樣本可以是流體樣本。可以將如氯化鉀等離子鹽添加到樣本中以影響離子流過納米孔。[0176]多核苷酸可以是單鏈的或雙鏈的。多核苷酸的至少一部分可以是雙鏈的。[0177]多核苷酸可以是核酸，如脫氧核糖核酸(DNA)或核糖核酸(RNA)。多核苷酸可以包括與一條DNA鏈雜交的一條RNA鏈。多核苷酸可以是本領(lǐng)域中已知的任何合成核酸，如肽核物。多核苷酸可以是任何長度的。多核苷酸，則其可以是不同的多核苷酸或同一多核苷酸的兩個實(shí)例。[0179]多核苷酸可以是天然存在的或人工的。多個特性可以選自：(i)多核苷酸的長度，(ii)多核苷酸的同一性，(i