一种生成两亲性薄膜的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及两亲性膜领域，具体涉及一种生成两亲性薄膜的方法及系统。本发明专利技术提供了一种生成两亲性薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1将第一液体加入第一腔室和第二腔室，所述第一腔室和所述第二腔室通过分隔件的开孔连通，所述开孔呈竖直状态设置，所述第一液体的液面没过所述开孔的上端，所述第一液体包括非极性溶剂和两亲性分子；S2将第二液体加入所述第一腔室和所述第二腔室，进而在第一电极和第二电极的第一端分别形成第一液滴和第二液滴，其中所述第一电极和所述第二电极的第一端设有固定物，所述固定物优选地为凝胶，所述第二液体为极性水溶液；S3使所述第一液滴和所述第二液滴在所述开孔处接触，形成所述两亲性薄膜。薄膜。薄膜。

【技术实现步骤摘要】
一种生成两亲性薄膜的方法及系统


[0001]本专利技术涉及两亲性膜领域，具体涉及一种生成两亲性薄膜的方法及系统。

技术介绍

[0002]目前，公知的两亲性薄膜的成膜方法包括气泡涂布、浸渍、流道及抽提等，即通过将溶解于极性溶剂或非极性溶剂的两亲性分子涂抹在分隔cis腔室及trans腔室的隔件(通常是直径100
‑
500um的固体基质孔径)上，形成两亲性分子层。
[0003]但是，上述方法存在一定局限性，例如用于溶解两亲性分子的极性溶剂或非极性溶剂会或多或少留存于两亲性分子单层之间，形成吉布斯边界和无法支持通道蛋白插入的膜界面；上述方法成膜的可重复性很低，无法保持成膜因素(如浓度、手法、涂布时间及气泡大小等)的一致性，因此无法保证成膜操作的可重复性和均一性；上述方法成膜时间通常需要30min左右且生成的膜的厚度约为20
‑
30nm，无法快速支持蛋白(例如蛋白纳米孔)插入的薄膜形成。综上所述，现有技术中的传统成膜方法的局限性限制了其应用场景，例如无法适用于高通量测序(第四代测序)领域。

技术实现思路

[0004]一方面，本专利技术提供了一种生成两亲性薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1将第一液体加入第一腔室和第二腔室，所述第一腔室和所述第二腔室通过分隔件的开孔连通，所述开孔呈竖直状态设置，所述第一液体的液面没过所述开孔的上端，所述第一液体包括非极性溶剂和两亲性分子；S2将第二液体加入所述第一腔室和所述第二腔室，进而在第一电极和第二电极的第一端分别形成第一液滴和第二液滴，其中所述第一电极和所述第二电极的第一端设有固定物，所述第二液体为极性水溶液；S3使所述第一液滴和所述第二液滴在所述开孔处接触，形成所述两亲性薄膜。
[0005]在一些实施方案中，所述固定物为凝胶。
[0006]在一些实施方案中，所述第一腔室和所述第二腔室的侧壁呈球面设置。
[0007]在一些实施方案中，S3进一步包括：(a)移动所述第一电极和/或所述第二电极，使得所述第一液滴和所述第二液滴接触；和/或(b)使所述第一液滴和所述第二液滴膨胀，以助其发生接触。
[0008]在一些实施方案中，所述两亲性分子包括1，2
‑
二植烷酰
‑
sn
‑
甘油
‑3‑
磷脂胆碱、二植酰磷脂酰胆碱和ABA三嵌段共聚物中的一种或多种。
[0009]在一些实施方案中，所述非极性溶剂包括正十六烷、正癸烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、四氯化碳、基苯基硅油AR20和羟基封端聚二甲基硅氧烷PDMS
‑
OH中的一种或多种。
[0010]在一些实施方案中，所述极性水溶液包括磷酸盐缓冲液、4
‑
双
‑2‑
乙烷磺酸缓冲
剂、N
‑2‑
羟乙基哌嗪
‑
N
’‑
乙烷磺酸缓冲剂、铁/压铁氰化物、交联的琼脂糖凝胶和交联的海藻酸钠凝胶中的一种或多种。
[0011]在一些实施方案中，所述第一液滴和所述第二液滴的体积为大约2
‑
20uL。
[0012]在一些实施方案中，所述两亲性薄膜的厚度为大约9
‑
10nm。
[0013]在一些实施方案中，所述方法进一步包括S4：将蛋白质纳米孔嵌入所述两亲性薄膜中，所述蛋白质纳米孔存在于所述第一液滴。
[0014]在一些实施方案中，所述蛋白质纳米孔在S2中随所述第二液体加入至所述第一腔室，形成所述第一液滴；或者所述蛋白纳米孔在S3之后、S4之前加入至所述第一液滴。
[0015]在一些实施方案中，所述方法进一步包括S5：利用嵌入所述两亲性薄膜中的所述蛋白质纳米孔检测分析物，所述分析物存在于所述第一液滴。
[0016]在一些实施方案中，所述分析物包括DNA和/或RNA。
[0017]在一些实施方案中，所述分析物在S2中随所述第二液体加入至所述第一腔室，形成所述第一液滴；或者所述分析物在S3之后、S5之前加入至所述第一液滴。
[0018]另一方面，本专利技术提供了一种系统，包括：第一腔室和第二腔室，其用于容纳样品；分隔件，所述分隔件设有开孔，所述开孔呈竖直状态设置并用于连通所述第一腔室和所述第二腔室；第一液滴和第二液滴，所述第一液滴和所述第二液滴在所述开孔处接触，形成两亲性薄膜；其中所述第一液滴和所述第二液滴在非极性溶剂中，所述第一液滴和所述第二液滴包括极性水溶液和附着在所述极性水溶液表面的单层两亲性分子；所述两亲性薄膜由双层的所述单层两亲性分子自组装形成；第一电极和第二电极，所述第一液滴和所述第二液滴分别在第一电极和第二电极的第一端形成，其中所述第一电极和所述第二电极的第一端设有固定物。
[0019]在一些实施方案中，所述固定物为凝胶。
[0020]在一些实施方案中，所述开孔被表面预处理。
[0021]在一些实施方案中，所述表面预处理包括硅烷化处理、氟基等离子体处理和自组装单分子膜处理中的一种或多种。
[0022]在一些实施方案中，所述开孔为能够锚定液滴的形状。
[0023]在一些实施方案中，所述形状包括带微齿轮圆形或窗花状圆形。
[0024]在一些实施方案中，所述第一腔室和所述第二腔室的侧壁呈球面设置。
[0025]在一些实施方案中，所述两亲性分子包括1，2
‑
二植烷酰
‑
sn
‑
甘油
‑3‑
磷脂胆碱、二植酰磷脂酰胆碱和ABA三嵌段共聚物中的一种或多种。
[0026]在一些实施方案中，所述非极性溶剂包括正十六烷、正癸烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、四氯化碳、基苯基硅油AR20和羟基封端聚二甲基硅氧烷PDMS
‑
OH中的一种或多种。
[0027]在一些实施方案中，所述极性水溶液包括磷酸盐缓冲液、4
‑
双
‑2‑
乙烷磺酸缓冲剂、N
‑2‑
羟乙基哌嗪
‑
N
’‑
乙烷磺酸缓冲剂、铁/压铁氰化物、交联的琼脂糖凝胶和交联的海
藻酸钠凝胶中的一种或多种。
[0028]在一些实施方案中，所述第一液滴进一步包括纳米孔和/或分析物。
[0029]在一些实施方案中，所述分析物包括DNA和/或RNA。
[0030]在一些实施方案中，所述第一液滴和所述第二液滴的体积为大约2
–
20uL。
[0031]在一些实施方案中，所述两亲性薄膜的厚度为大约9
‑
10nm。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0033](1)本专利技术采用了凝胶预处理的电极，其可以插入到液滴中，至少可以发挥三方面的作用。首先，可以起到固定液滴的作用：由于凝胶具有亲水性，电极可以稳定地插在液滴内部，而液滴外为非极性溶剂，因此一定程度地限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生成两亲性薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1将第一液体加入第一腔室和第二腔室，所述第一腔室和所述第二腔室通过分隔件的开孔连通，所述开孔呈竖直状态设置，所述第一液体的液面没过所述开孔的上端，所述第一液体包括非极性溶剂和两亲性分子；S2将第二液体加入所述第一腔室和所述第二腔室，进而在第一电极和第二电极的第一端分别形成第一液滴和第二液滴，其中所述第一电极和所述第二电极的第一端设有固定物，所述固定物优选地为凝胶，所述第二液体为极性水溶液；S3使所述第一液滴和所述第二液滴在所述开孔处接触，形成所述两亲性薄膜。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一腔室和所述第二腔室的侧壁呈球面设置。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，S3进一步包括：(a)移动所述第一电极和/或所述第二电极，使得所述第一液滴和所述第二液滴接触；和/或(b)使所述第一液滴和所述第二液滴膨胀，以助其发生接触。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述两亲性分子可选地包括1，2
‑
二植烷酰
‑
sn
‑
甘油
‑3‑
磷脂胆碱、二植酰磷脂酰胆碱和ABA三嵌段共聚物中的一种或多种；所述非极性溶剂可选地包括正十六烷、正癸烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、四氯化碳、基苯基硅油AR20和羟基封端聚二甲基硅氧烷PDMS
‑
OH中的一种或多种；所述极性水溶液可选地包括磷酸盐缓冲液、4
‑
双
‑2‑
乙烷磺酸缓冲剂、N
‑2‑
羟乙基哌嗪
‑
N
’‑
乙烷磺酸缓冲剂、铁/压铁氰化物、交联的琼脂糖凝胶和交联的海藻酸钠凝胶中的一种或多种。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一液滴和所述第二液滴的体积可选地为大约2
‑
20uL；所述两亲性薄膜的厚度可选地为大约9
‑
10nm。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括S4：将蛋白质纳米孔嵌入所述两亲性薄膜中，所述蛋白质纳米孔存在于所述第一液滴。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述蛋白质纳米孔在S2中随所述第二液体加入至所述第一腔室，形成所述第一液滴；或者所述蛋白纳米孔在S3之后、S4之前加入至所述第一液滴。8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括S5：利用嵌入所述两亲性薄膜中的所述蛋白质纳米孔检测分析物，所述分析物存在于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：何亮，蒋华恩，
申请(专利权)人：广州孔确基因科技有限公司，
类型：发明
国别省市：