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基于石墨烯纳米孔-微腔-固态纳米孔结构的DNA测序装置及方法制造方法及图纸

技术编号:8267968 阅读:213 留言:0更新日期:2013-01-30 23:31
本发明专利技术公开了一种基于石墨烯纳米孔-微腔-固态纳米孔结构的DNA测序装置及方法,该测序装置主要由带有石墨烯纳米孔的石墨烯微带、硅基衬底中倒金字塔形微腔、微腔顶部的固态纳米孔构成。测序时,测序反应腔被石墨烯纳米孔-微腔-固态纳米孔结构一分为二,单链DNA分子在静电场的作用下成线状穿过石墨烯纳米孔,进入倒金字塔形微腔,最后经固态纳米孔穿出。利用微弱电流测量设备同时测量DNA分子穿越活动引起的纳米孔中纵向离子电流阻塞和石墨烯微带中纳米孔周围横向电导变化,进而利用同步数据记录和处理系统对双向数据进行解析计算,实现单链DNA分子的序列分析。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于DNA分子测序
,具体涉及一种基于石墨烯纳米孔-微腔-固态纳米孔结构的DNA测序装置及方法
技术介绍
脱氧核糖核酸(DNA)测序技术是现代生命科学研究的核心技术之一。为实现千美元人类基因组(TDG)、百美元人类基因组(HDG)目标,推进个体化疾病诊断与治疗,迫切需要一种低成本、高通量的直接测序方法。基于纳米孔的单分子测序被认为是最有希望实现上述目标的关键技术。 截止目前,已经报道的各种基于纳米孔的DNA单分子测序方法中,离子电流阻塞法提出的最早,研究也最为广泛。这种方法的基本原理如下,测序反应腔被带有纳米孔的膜一分为二,单链DNA分子被加入到膜的一边,在膜另一边正电位电极的吸引下,带有负电荷的聚合链进入纳米孔,并从膜的一边滑动到膜的另一边,在聚合链穿越纳米孔时对会对原有的纳米孔中离子电流造成堵塞,电流会急剧下降到原电流的10%左右,研究人员通过对多聚核苷酸链穿越过程的穿越时间(t)、阻塞发生的间隙(At)以及阻塞电流(IB)的定量检测来实现DNA分子测序。然而,这种纳米孔离子电流阻塞法在实际应用中面临一些根本性的问题。早期所采用的生物分子纳米孔(其典型代表是α本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于石墨烯纳米孔?微腔?固态纳米孔结构的DNA测序装置,其特征在于:该DNA测序装置是以石墨烯纳米孔?微腔?固态纳米孔结构为核心组装的测序装置,具体包括置于电解液(11)中的硅基衬底(1),在硅基衬底(1)上半部刻蚀有倒金字塔形微腔(2),下半部刻蚀有直径大于倒金字塔形微腔(2)塔底直径的柱状孔,倒金字塔形微腔(2)的塔顶为固态纳米孔(3),绝缘层(6)包覆在硅基衬底(1)外部,在硅基衬底(1)上部有通过内置电极(8)固定于绝缘层(6)上的石墨烯微带(4),石墨烯微带(4)中央刻蚀有石墨烯纳米孔(5),石墨烯纳米孔(5)和固态纳米孔(3)同轴,所述石墨烯纳米孔?微腔?固态纳米孔结构将测序反应腔...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:刘泽文邓涛陈剑
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:

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