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分析化学2025年第07期:微流管蛋白纳米孔组装及单分子分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:郑鹏;史新玉;韦兴鹏;亢晓峰;

单位:山东飞扬化工有限公司;西北大学化学与材料科学学院;

摘要:纳米孔技术作为溶液中单分子分析的最简单技术之一,已在蛋白质和核酸快速测序、单分子传感等领域得到广泛应用。该技术目前面临的主要挑战是如何实现从实验室到实际应用的转化,包括仪器的自动化、小型化以及高通量快速分析能力的提升。本研究将微流与纳米孔纳流分析技术相结合,搭建了新型微流管生物纳米孔分析系统。开发了10 μm微孔加工技术,提出在微流装置中通过油/水界面脂分子单层形成弧形脂双层的方法,利用该方法在10 μm微孔上形成的脂双层膜寿命可达98 h以上。这种高稳定的脂双层膜具有仿生流动性和高活性,膜蛋白能够直接嵌入或者重组产生通道,实现了蛋白通道18 GΩ水平的高度密封。在10 mmol/L Tris-HCl(pH 7.4, 1 mol/L NaCl)缓冲液中,+40 mV电压下,α-溶血素突变蛋白(α-HL(M113F/K147N))单通道电流噪音<0.16 pA(n=3)。经通道中分子适配体及其主-客体相互作用的单分子检测证实,这种可携带微流管蛋白的纳米孔传感器能够在无需防震台、无需屏蔽笼情况下稳定工作。

关键词:蛋白质纳米孔;;微流系统;;单分子分析;;脂双层;;微加工

基金资助:国家自然科学基金项目(No.21874107)资助~~