一种固态纳米管及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112877411A(43)申请公布日2021.06.01(21)申请号202110166154.8(22)申请日2021.02.03(71)申请人中国科学院长春应用化学研究所地址130022吉林省长春市人民大街5625号(72)发明人金永东周亚(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人刘猛(51)Int.Cl.C12Q1/6869(2018.01)G01N33/487(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种固态纳米管及其制备方法和应用(57)摘要本发明涉及生物分析技术领域，公开了一种固态纳米管及其制备方法和应用。本发明所述固态纳米管在其内部管口处，围绕固态纳米管内壁修饰有PDA膜。本发明采用一种简便的方法在固态纳米管上原位聚合多巴胺，修饰后的纳米管的直径从90‑120纳米左右降低到10纳米以下，由于PDA与寡核苷酸存在π‑π共轭和氢键作用，其穿孔速率会大大减缓，同时通过PDA与碱基之间的相互作用区分出相同长度的不同碱基以及通过停留时间来区分不同长度的寡核苷酸，从而达到修饰后固态纳米管分析单个寡聚核苷酸链的长度、碱基、以及修饰基团的目的。CN112877411ACN112877411A权利要求书1/1页1.一种固态纳米管，其特征在于，在所述固态纳米管内部管口处，围绕固态纳米管内壁修饰有PDA膜，修饰后的固态纳米管直径在10纳米以下。2.根据权利要求1所述固态纳米管，其特征在于，所述固态纳米管为玻璃纳米管。3.权利要求1或2所述固态纳米管在检测单个寡核苷酸中的应用或在制备检测单个寡核苷酸的产品中的应用。4.权利要求1或2所述固态纳米管在检测蛋白中的应用或在制备检测蛋白的产品中的应用。5.权利要求1所述固态纳米管的制备方法，其特征在于，将注入有多巴胺水溶液的固态纳米管的管口放置在硫酸铜溶液中聚合至固态纳米管直径在10纳米以下，通过非共价键作用在纳米管口的内壁原位聚合成PDA膜，获得所述固态纳米管。6.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述多巴胺水溶液浓度为4‑8mg/mL。7.根据权利要求5或6所述制备方法，其特征在于，所述多巴胺水溶液为盐酸多巴胺水溶液。8.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述硫酸铜的浓度为30mM/L。9.一种检测单个核苷酸的方法，其特征在于，将待测单个核苷酸使用权利要求1或2所述固态纳米管检测，通过原始电流中的穿孔时间的差别来分析寡核苷酸的长度、碱基种类以及官能团信息。2CN112877411A说明书1/3页一种固态纳米管及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及生物分析技术领域，特别涉及一种固态纳米管及其制备方法和应用。背景技术[0002]在过去的二十年中，科学家已经发展了大量的DNA检测和分析方法。近期，由于优良的单分子限域传感能力，纳米孔技术得到了快速发展并在生物分析和相关检测中得到了广泛的应用。纳米孔内单个纳米粒子的运动或者单个分子的通过可能导致跨孔的离子电流发生明显的变化。通常，根据离子电流的幅度和滞留时间可以分析出单个物质和分子的体积、长度等信息。纳米孔在纳米粒子动态传输过程研究、蛋白质检测、DNA单核苷酸多态性检测等领域有着广泛的应用。然而，由于寡核苷酸的长度极短、易位速度快，基于纳米孔技术鉴别寡核苷酸目前还存在一些挑战。现有少量的报道是利用生物纳米孔来检测寡聚核苷酸。这是因为生物纳米孔的尺寸较小，与寡聚核苷酸比较匹配。[0003]然而，生物纳米孔对pH值、温度等条件极为敏感，阻碍了其在严苛条件下的实际应用，而且现有的生物纳米孔基本上也难以直接区分单链寡核苷酸。虽然固态纳米管具有易于修饰、热稳定，以及耐酸碱等优点，但由于它的孔径通常较大、与单个寡聚核苷酸尺寸不匹配，且裸管不具备特异性识别单个碱基的能力，裸的固态纳米孔一般情况下并不被看好用于单个寡聚核苷酸的检测。发明内容[0004]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种简便的固态纳米管修饰方法以及所获得的固态纳米管，使得所述固态纳米管能够延长单个寡核苷酸的穿孔时间，并与寡核苷酸相互作用，从而做到分析单个寡聚核苷酸链的长度、碱基、以及修饰基团等信息。[0005]本发明的另外一个目的在于提供上述固态纳米管在检测单个寡核苷酸中的应用，或在制备检测单个寡核苷酸的产品中的应用。[0006]为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：[0007]一种固态纳米管，在所述固态纳米管内部管口处，围绕固态纳米管内壁修饰有PDA(聚多巴胺)膜。[0008]以往文献报道单链DNA穿孔时间大多在微秒或者毫秒时间尺度，而本发明通过在固态纳米管管口原位聚合PDA，使单个寡核苷酸穿孔时间延缓了几个数量级，达到秒级水平。穿孔速率的降低以