跳到主要内容

话题

设备和结构

设备和结构

纳米孔传感可以自由过电极

10 Sep 2019 Isabelledumé.
纳米孔感应
无电极纳米孔传感器。礼貌:南京大学黄

纳米孔传感器可以识别各种单一分子和生物分子,但是到目前为止所做的所有这些装置依靠电极,以测量通过纳米孔的电流变化,因为分子通过它。中国南京大学的研究人员现在已经制作了第一款纳米孔传感器,可光学起作用,不需要任何电气连接。新技术被称为扩散生理学(DOP),可以在药物筛查,临床诊断和DNA测序中找到应用。

“由于第一个单分子纳米孔传感器是几十年前进行的,因此他们的测量模式 - 这需要用于单通道录制的补丁钳放大器 - 没有改变,”解释说明 硕黄,谁领导了这项研究努力。 “这已经设定了一项高技术障碍,对纳米奥波尔研究有限的纳米奥波尔研究,对世界各地的一些学术实验室和专家。”

简化的技术

“在我们的工作中,我们的灵感来自荧光成像最近的进展,”他说。 “结果是一种简化的技术,DOP,它被从光学单通道记录(OSCR)调整。”

OSCR光学监测钙离子(CA.2+)通过嵌入液滴接口双层(DIB)中的单独纳米孔的通量。虽然对高通量测量非常有效,但仍然需要一对电极来电动驱动CA2+离子通过毛孔。这种设置并非没有风险,因为手动将电极插入到水液滴中需要微小的灵活性和微妙的微操纵技能,以避免无意中破坏DIB。

DOP不需要任何电气连接,解释黄。它通过光学监测(强)荧光发射来工作,当CA时发生2+ 离子与指示剂染料结合,氟-8(通过生物学家和化学家经常使用的化学试剂),因为它们通过纳米孔传感器的通道扩散。

报告单分子活动和并行测量

“荧光强度与通道的离子通量成比例,这又可以报告单分子活性,例如小分子与纳米孔的结合或通过它的核酸的易位。”

DOP允许在厘米大小的芯片上的数千个纳米孔中的并行测量,并且成本效益 - 在单一测量中以低于1美元的耗材。黄宫表示,这种低成本,以及其小尺寸使其作为用于临床诊断的一次性设备。

为了测试其设备,研究人员检测到小分子,例如环糊精,PEG1500和DSDNA以及各种大分子和生物致摩洛族。

“任何人都可以举办DOP”

“DOP芯片可以在筛选新药物分子中找到应用,”黄说。 “它的成本低,即它易于使用的事实可能允许世界各地的研究团队现在利用纳米孔的力量,以便潜在的常规临床诊断。”事实上,南京团队表示,它决定通过a分享其制备生物纳米孔的技术 公共基因存储库服务.

展望未来,研究人员表示,他们现在正在忙于使用与DOP兼容的高度便携的成像硬件。 “这个硬件将类似于具有集成光学和激光二极管的照明模块的移动手机,因此任何地方的任何人都可以进行DOP,”黄讲 物理世界.

无电极的纳米孔传感器详述 科学推进 10.1126 / sciadv.aar3309.

版权©2021由IOP Publishing Ltd和个人贡献者