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龙图腾网获悉天津大学申请的专利一种纳米孔测序快速读出短片段的DNA存储方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119274664B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-01发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411284902.2，技术领域涉及：G16B50/30；该发明授权一种纳米孔测序快速读出短片段的DNA存储方法是由陈为刚;郭全;刘双;秦蕊;韩昌彩设计研发完成，并于2024-09-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种纳米孔测序快速读出短片段的DNA存储方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种纳米孔测序快速读出短片段的DNA存储方法，该方法采用分组码编码信息序列，码字片段稀疏化与已知的伪随机序列叠加，组合等长编码比特序列后映射为数据DNA序列，采用伪随机序列伴随短分组纠错码构造标号DNA序列；针对纳米孔测序，利用引物识别与标号识别实现测序读段快分簇，构建隐马尔可夫模型，前向‑后向算法推断最大符号概率，对簇内的读段执行上层比特序列合并，纠正插入删节错误，得到一致性上层比特序列，并纠正簇内下层比特序列；计算一致性序列的似然概率，执行软判决纠错译码，恢复原始数据。本发明能够有效利用纳米孔测序快速读出短片段DNA，其优势在于使用一种基于概率的多序列合并方法，纠正纳米孔测序的高插入删节错误。

本发明授权一种纳米孔测序快速读出短片段的DNA存储方法在权利要求书中公布了：1.一种纳米孔测序快速读出短片段的DNA存储方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 1将待存储的数据采用分组纠错码C1n1,k1进行编码，k1为待存储数据长度，n1为分组纠错码码字长度，码字交织后进行分段，将部分分段码字稀疏化后序列叠加伪噪声序列，组合等长的另外分段，按照预设的映射规则映射为数据DNA序列，标号部分采用伪随机序列伴随的短分组纠错码C2n2,k2，k2为标号部分编码前的比特长度，n2为短分组纠错码码字长度，标号范围为为区分数据块，编码DNA序列两端分别添加引物序列； 2合成后的寡核苷酸池进行聚合酶链式反应实现样本扩增，对DNA样本进行建库和三代测序； 3识别测序读段的双端引物，截取读段有效的数据部分，利用标号部分的水印序列w 2循环移位识别并纠正标号序列中的插入删节错误，标号识别用于读段分簇，簇内每条读段解映射为双层比特序列，其中上层比特序列集合为R，下层比特序列集合为S，利用数据部分水印序列w 1推导簇内上层比特序列的编码码字概率V，并基于多概率合并的方式实现多序列合并，修正插入删节错误，得到一致性上层序列，将其用于修正簇内下层比特序列，得到一致性下层序列，将修正后的码字送入译码器执行软判决纠错译码，恢复原始数据； 其中，所述步骤3的具体步骤为： 3.1根据读段与双端引物的编辑距离，筛选测序读段，截取位于两端引物间的标号部分和数据部分，将标号部分解映射得到对应已知伪随机序列的部分，利用循环移位和动态规划识别并修正标号部分的插入、删节错误后执行纠错译码，将测序读段分簇； 3.2将簇内c个读段副本解映射为双层比特序列，其中上层比特序列集合R＝{r 1,r 2,…,r c}，下层比特序列集合S＝{s 1,s 2,…,s c}，从集合R依次取ri作为观测向量，结合水印序列w 1，执行基于隐马尔可夫模型的前向-后向算法，估计每个状态的前向度量和后向度量，以及包含符号软信息的中间度量，输出簇内c个读段的长度一致的符号概率结果V＝{v1,v2,…,vc}，进一步利用基于概率合并的多序列合并策略，得到簇内共识符号概率vc，依据每个符号位置的最大可能概率，推断上层符号，得到共识上层比特序列； 3.3将纠错后的共识上层比特序列与簇内c个读段得到的上层比特序列集合比对，识别错误位置，依次修正下层比特序列集合的插入删节错误，将簇内修正后的下层比特序列执行多数投票判决得到共识下层比特序列，与纠错后的上层比特序列拼接，生成软判决译码的概率信息，执行纠错译码，恢复原始数据； 其中，所述步骤3.2的具体步骤为： 3.2.1根据纳米孔测序的错误特性，估计测序读段插入错误概率Pi，删除错误概率Pd，和替代错误概率Ps构建错误传输模型，上层读出序列r i，i∈[1,c]，作为观测向量，碱基偏移量作为隐藏状态，执行基于隐马尔可夫模型的前向-后向算法，估计每个状态的前向度量和后向度量，以及包含符号软信息的中间度量； 3.2.2对于长度为N的DNA序列，符号个数为N5，利用软判决的前向-后向算法，计算簇内每条读段的符号概率分布v＝{p1,p2,…,pN5}，其中pj为第j个符号的概率分布，pj＝pj,0,pj,1...,pj,k， 3.2.3根据每一簇内计算的概率信息V＝{v1,v2,…,vc}，对应位置依次相乘并归一化，输出每一簇合并后的共识符号概率vc＝{p1′,p2′,…,pN5′}，其中pj′为第j个符号的概率分布，pj′＝pj,0′,pj,1′...,pj,k′， 3.2.4依据每个符号位置的最大可能概率maxpj,0′,pj,1′,…,pj,15′，推断上层符号序列，得到共识上层比特序列。

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