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一种超灵敏纳米孔结构及芯片及分析装置及氨基酸和蛋白质检测方法及应用制造方法及图纸

技术编号:40244999 阅读:16 留言:0更新日期:2024-02-02 22:41
本发明专利技术公开了一种超灵敏纳米孔结构及芯片及分析装置及氨基酸和蛋白质检测方法及应用,超灵敏纳米孔结构为纳米孔,纳米孔的孔径在0.35‑5nm的范围内,纳米孔的感应区域长度在0.3‑2nm范围内,与单个氨基酸分子尺寸相近。超灵敏纳米孔芯片,芯片包括孔径为5‑500nm范围内的基底,用于支撑超灵敏纳米孔,本发明专利技术利用该超灵敏纳米孔分析装置,实现了小于1道尔顿的单分子检测极限,实现了氨基酸分子在单分子水平上的检测,完成了20种天然氨基酸分子和翻译后化学修饰氨基酸的直接检测,提出了将超灵敏纳米孔结构与生物酶进行技术融合实现蛋白质测序的策略,本发明专利技术为提高纳米孔检测的空间分辨率提供了直接的解决方案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及单分子检测领域,特别是涉及一种超灵敏纳米孔结构及芯片及分析装置及氨基酸和蛋白质检测方法及应用


技术介绍

1、蛋白质是一种极为重要的生命物质,蛋白质测序技术的发展不仅能为蛋白质结构和功能的研究提供关键信息,还有望为蛋白质组学研究和医学研究带来变革性的进步。edman降解法和质谱法作为目前蛋白质测序的主流方法,在检测速度、读取长度或在低丰度下实现常规、完整的蛋白质组定量方面存在不足。

2、纳米孔技术由于具有极高的分辨率,在基因测序,病原体测序等领域中具有重要意义。目前,纳米孔技术在dna测序上已经取得了瞩目进展,但在蛋白质测序方面的发展较为滞后,这主要是由于蛋白质的结构非常复杂。蛋白质由20种氨基酸组成,而dna只由4种碱基构成,20个可分辨信号的检测是一大难题,此外,蛋白质的多级结构和带电不均一等特性也给其测序带来诸多挑战。

3、目前利用纳米孔技术已经实现了蛋白质和短肽链的检测,但距离实现蛋白质从头测序仍然面临两个至关重要的挑战:一、时间分辨率,控制肽链穿过纳米孔的速度可以提高有效数据点的数量,通过采用引入酶拉拽肽链通本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种超灵敏纳米孔(8)结构,其特征在于,所述的超灵敏纳米孔(8)结构为纳米孔(8),所述的纳米孔(8)的孔径在0.35-5nm的范围内,所述的纳米孔(8)的感应区域长度在0.3-2nm范围内,与单个氨基酸分子尺寸相近。

2.根据权利要求1所述的超灵敏纳米孔(8)结构,其特征在于,所述的纳米孔(8)的孔径在0.35-2nm的范围内。

3.根据权利要求1所述的超灵敏纳米孔(8)结构,其特征在于,所述的纳米孔(8)的孔径在1-5nm的范围内。

4.根据权利要求1所述的超灵敏纳米孔(8)结构,其特征在于,所述的纳米孔(8)为人工纳米孔(8)或生物纳米孔(8...

【技术特征摘要】

1.一种超灵敏纳米孔(8)结构,其特征在于,所述的超灵敏纳米孔(8)结构为纳米孔(8),所述的纳米孔(8)的孔径在0.35-5nm的范围内,所述的纳米孔(8)的感应区域长度在0.3-2nm范围内,与单个氨基酸分子尺寸相近。

2.根据权利要求1所述的超灵敏纳米孔(8)结构,其特征在于,所述的纳米孔(8)的孔径在0.35-2nm的范围内。

3.根据权利要求1所述的超灵敏纳米孔(8)结构,其特征在于,所述的纳米孔(8)的孔径在1-5nm的范围内。

4.根据权利要求1所述的超灵敏纳米孔(8)结构,其特征在于,所述的纳米孔(8)为人工纳米孔(8)或生物纳米孔(8)。

5.根据权利要求1所述的超灵敏纳米孔(8)结构,其特征在于,所述的纳米孔(8)的材料感应区域长度小于2nm,具有原子级厚度,包括二硫化钼、二硒化钼、二碲化钼、二硫化钨、二硒化钨、二碲化钨、二硫化钛、二硒化钛、二碲化钛、二硫化锆、二硒化锆、二碲化锆、二硫化铪、二硒化铪、二碲化铪、二硫化钒、二硒化钒、二碲化钒、二硫化铌、二硒化铌、二碲化铌、二硫化钽、二硒化钽、二碲化钽、二硫化锝、二硒化锝、二碲化锝、二硫化铑、二硒化铑、二碲化铑、二硫化铼、二硒化铼、二碲化铼、二硫化铂、二硒化铂、二碲化铂、二硫化钯、二硒化钯、二碲化钯、石墨烯、石墨烯氮化碳、氮化硼、黑磷、层状金属氧化物、层状金属碳化物、层状金属氮化物或金属氮氧化物复合二维材料、金属有机骨架材料、共价有机骨架材料、钙钛矿材料。

6.一种包括权利要求1至5任意一项的超灵敏纳米孔(8)结构的超灵敏纳米孔(8)芯片,其特征在于,所述的芯片包括下层基底(5)和上层含超灵敏纳米孔(8)结构的纳米薄膜(7)。

7.根据权利要求6所述的超灵敏纳米孔(8)芯片,其特征在于,所述的基底(5)开设有支撑孔(6),用于支撑超灵敏纳米孔(8),所述的支撑孔(6)的孔径在5-500nm范围内。

8.根据权利要求6所述的超灵敏纳米孔(8)芯片,其特征在于,所述的基底(5)包括硅层,所述的硅层的阻值高于2700ohmcm。

9.根据权利要求6所述的超灵敏纳米孔(8)芯片,其特征在于,所述的基底(5)包括从上到下的氮化硅、氧化硅、硅、氧化硅和氮化硅五层,所述的硅层厚度为300-500μm,所述的表层为绝缘层,所述的支撑孔(6)开设于表层氮化硅层上。

10.根据权利要求7或8或9所述的超灵敏纳米孔(8)芯片,其特征在于,所述的芯片可实现低于20pa的背景噪声。

11.一种包括权利要求6-9任意一项的超灵敏纳米孔(8)芯片的超灵敏纳米孔(8)分析装置,其特征在于,所述的装置包括注满离子溶液的流体槽(9)、将流体槽(9)分为顺式侧腔室(11)和反式侧腔室(12)的超灵敏纳米孔(8)芯片、接入流体槽(9)溶液或芯片的电极(4)、与电极(4)串联的电流放大...

【专利技术属性】
技术研发人员:冯建东王馥实
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:

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