[發明專利]用于分子分離、純化和檢測的裝置和方法

在審

• 申請號: 201810517006.4
• 申請日: 2012-04-02
• 公開（公告）號: CN109061128A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 戈東·霍爾特
• 申請（專利權）人: 力士生物集團公司
• 主分類號: G01N33/487
• 分類號: G01N33/487;G01N33/543;B82Y15/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 楊青;穆德駿

本發明涉及用于分子分離、純化和檢測的裝置和方法。具體地，本發明描述的裝置和方法，用于在載體材料中形成一個或多個納米膜，包括在納米井或納米管內的電活性納米膜，或它們的組合。納米孔/納米通道可以通過在相應的納米井中的電活性納米膜來形成。所述電活性納米膜是能夠可控地改變尺寸、組成、和/或響應于電刺激的各種屬性。各種實施例還包括使用含納米膜的器件來用于分子分離、純化、檢測等的裝置/系統和方法。

本申請是國際申請日2012年4月2日、國際申請號PCT/US2012/031914于2014年12月2日進入中國國家階段、申請號201280073673.9、發明名稱“用于分子分離、純化和檢測的裝置和方法”的申請的分案申請。

技術領域

此發明實施例涉及以可調方式調節(多個)納米井和/或納米管中的(多個)納米膜和/或(多個)納米通道的形態(dimensionality)的裝置和方法。所述裝置和方法可以用于多種分子分析物的分離和檢測的應用，例如用于純化和/或定量例如蛋白質、離子和核酸的分析物。所述裝置和方法還可以實現例如核酸測序的其它應用。

背景技術

分子的分離、純化和檢測的技術在過去數十年已經相當地發展。然而，這些設備通常仍需要使用昂貴的、易碎的、操作復雜的、和/或體積龐大的儀器，使得它們不能容易地被部署適用在室外、醫生的辦公室，或患者的床邊。納米技術和硅制造行業普遍的進步特別有助于克服這些挑戰。例如，許多基于芯片的系統現在正在市場上銷售，其可以實現類似蛋白質、核酸、離子和小分子的分子被處理、識別和量化。

一項持續的缺點是這些基于芯片的分子操作系統通常由于過于專業，因而只能用于單一的目的：它們可以量化DNA，但它們不能被用于純化DNA；它們可以識別蛋白質，但它們的使用不能被擴展用以識別核酸。總之，一個可以用于分離、識別和/或定量分子的強大和通用的納米技術系統目前還是不存在的。

附圖說明

圖1是根據本文說明的不同實施例的包括一個納米井陣列的一個示例性設備的一部分的示意圖。

圖2A-2C顯示了根據本文說明的不同實施例，使用一種或多種材料沉積的納米膜和在一個示例性納米井的側壁上調節的示意圖。

圖3A-3D是顯示了根據本文說明的不同實施例，使用圖1和/或圖2A至2C的設備的誘導分析物運動的方法的示意圖。

圖4A-4B顯示了DNA測序的示例性的實施例。

圖5A-5B顯示了監測DNA雜交的示例性實施例。

圖6A-6B顯示了監測抗原和抗體結合的示例性實施例。

詳細說明

本文的披露描述了用于分子操縱系統的一種裝置和一些方法，其足夠靈活因此可以被用來分離和純化多樣化的結構和化學性質的分子，例如蛋白質、核酸、離子和小分子。同一基礎技術可以與例如光學和電學傳感器相結合，用來識別和量化具有同上述的廣度的分子。所述基礎技術的進一步專業化也可以開啟全新的應用，例如包括一個用于測序DNA和RNA分子的具有可高度擴展性和強大的系統。實現如此廣泛功能的關鍵性創新是基于一種新的裝置和方法，通過所述裝置和方法可以制造納米結構，特別是納米膜，使得它們可提供可調的尺寸。這些可調的納米膜還可以很容易地進一步被設計成可選擇其體積和表面屬性，和/或功能化，以實現對很大范圍內的分子類型的操縱和量化。

如申請說明和權利要求中所用，除非上下文明確另外規定，單數形式的“一”、“所述”或不帶具體數量的指稱包括復數指代。在實施例中，除非上下文明確另外規定，術語例如“一陣列”或“所述納米井”可以分別包括復數個陣列或復數個納米井。

在實施例中，術語“向上”和“向下”含義只是為它們代表了一給定材料的一總體方向流動，而且在同樣的環境中使用時，通常代表了相對的流動方向性。