[發明專利]一種基于固態納米孔技術的多糖單分子結構解析方法

有效

• 申請號: 201811305786.2
• 申請日: 2018-11-05
• 公開（公告）號: CN109358106B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 蔡瑤;梁麗媛;王德強;張保才;謝婉誼
• 申請（專利權）人: 中國科學院重慶綠色智能技術研究院
• 主分類號: G01N27/447
• 分類號: G01N27/447
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所(普通合伙) 11308
• 代理人: 黎昌莉

本發明屬于分子檢測領域，具體涉及一種基于固態納米孔技術的多糖單分子結構解析方法。本發明提出了一種利用化學修飾過的納米孔對多糖分子進行檢測的方法，創造性地將固態納米孔單分子檢測技術應用于多糖分子的檢測之中，依照多糖分子通過納米孔時與孔內修飾物相互作用產生的特征電流信號，建立一套高靈敏度、高特異性的多糖分子檢測體系。同時對比不同修飾物以及不同多糖樣品檢測的數據，以分析找出更優化的化學修飾物從而對比不同多糖分子間的結構差異。本發明提供了一種化學修飾的固態納米孔用來檢測多糖，具體為：采用多級電流脈沖擊穿法制備固態納米孔，并對固態納米孔進行硅烷化修飾和精氨酸修飾；并驗證了多糖過孔時的信號變化。

技術領域

本發明屬于分子檢測領域，具體涉及一種基于固態納米孔技術的多糖單分子結構解析方法。

背景技術

寡糖和多糖是自然界中普遍存在的物質，對人體有著多種作用并且參與很多重要的生理過程。其中包括儲存和提供能量(包括食物)、生物結構單元(例如纖維素)、治療功能(例如抗凝肝素)以及生物識別過程中的關鍵部分。此外，植物細胞壁主要由多糖組成，既是植物直立生長、適應陸生環境的物質基礎，又是自然界最豐富的生物質資源材料。多糖存在著高度異質性和多態性，與其在植物生長發育中的多樣性功能相適配。

鑒于多糖分子復雜多變的結構，傳統的化學分析工具比如質譜、核磁共振譜等手段往往達不到精細結構的分析需求，除了結構多樣性之外，多糖樣品還可能受到異質性和低豐度的影響，因此需要一種簡單可行且靈敏度高的檢測手段。

單分子納米孔檢測技術是一種檢測靈敏度高、可實現快速檢測、對檢測樣品特異性十分明顯的檢測技術。該技術在DNA、RNA以及蛋白質分子的結構、序列和相互作用等的檢測中已經占據了重要位置。

目前尚無納米孔檢測多糖分子的技術相關的專利申請。

因此開發一種基于固態納米孔技術的多糖單分子結構解析方法。以固態納米孔作為檢測工具，在固態納米孔上進行化學修飾，通過記錄的電流信號幅值和阻塞時間來分析過孔分子的結構信息。

發明內容

本發明采用固態納米孔作為檢測工具，在固態納米孔上進行化學修飾，通過多糖分子在電泳作用下通過納米孔時與修飾物之間的相互作用所引起的電學參數的變化對糖分子進行分析。同時對比不同修飾物以及不同多糖樣品檢測的數據，以分析找出更優化的化學修飾物從而對比不同多糖分子間的結構差異。

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于固態納米孔技術的多糖單分子結構解析方法，具有高靈敏度、高特異性、操作簡單、快捷、成本低的優點。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種基于固態納米孔技術的多糖單分子結構解析方法，其特征在于，所述方法采用化學修飾的固態納米孔作為檢測工具，通過多糖分子在電泳作用下通過化學修飾的納米孔時與修飾物之間的相互作用所引起的電學參數的變化對多糖分子進行分析。

本發明提出了一種利用化學修飾過的納米孔對多糖分子進行檢測的方法，創造性地將固態納米孔單分子檢測技術應用于多糖分子的檢測之中，依照多糖分子通過納米孔時與孔內修飾物相互作用產生的特征電流信號，建立一套高靈敏度、高特異性的多糖分子檢測體系。原理示意圖見圖1。

優選的，所述固態納米孔的尺寸為4-6nm。

優選的，所述固態納米孔位于氮化硅薄膜、二氧化硅薄膜或石墨烯薄膜上，或其他功能性質類似的載體。

優選的，所述化學修飾為硅烷化處理后精氨酸修飾。

進一步，所述硅烷化處理使用3-(2,3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GOPS)。

進一步，經過食人魚溶液處理后，進行硅烷化處理；

本發明的目的還在于提供一種用于檢測多糖結構的固態納米孔芯片的制備方法，其制備操作簡單、成本較低。