[发明专利]用于测序聚合物的受控的隧道间隙设备

权利要求书

1.一种用于分析聚合物的设备，所述设备包括

（a）第一和第二电极，它们形成所述聚合物可以穿过的隧道间隙；和

（b）附着到所述第一电极的第一试剂和附着到所述第二电极的第二试剂，其中所述第一和第二试剂各自能够与聚合物的单元形成瞬时的键，

其中当瞬时的键形成时产生可检测信号。

2.权利要求1的设备，其中，所述试剂和隧道间隙的宽度被配置以在所述第一和第二试剂与聚合物的所述单元形成瞬时的键时对聚合物的每种单体产生特定的可检测信号。

3.权利要求1的设备，其中所述第一和/或第二电极包含金、碳、铂、石墨烯或氮化钛。

4.权利要求1的设备，其中所述产生的可检测信号是由隧道间隙中聚合物的仅一个单元的结合引起的。

5.权利要求1的设备，其中所述隧道间隙具有约1到约4 nm的宽度。

6.权利要求1的设备，其中所述第一和第二试剂是相同的。

7.权利要求1的设备，其中所述瞬时的键是氢键。

8.权利要求1的设备，其中所述第一和第二试剂包含水性溶液中的至少一种氢键供体和至少一种氢键接受体。

9.权利要求1的设备，其中所述第一和第二试剂独立地选自由巯基苯甲酸、4-巯基苯脲、咪唑-2-羰基化物和 4-氨甲酰基苯基二硫代氨基甲酸盐构成的组。

10.权利要求1的设备，其中所述聚合物是DNA或RNA，所述单元是核苷酸。

11.权利要求1的设备，其中所述单元选自由A、C、T、G和^mC构成的组。

12.权利要求1的设备，其中所述聚合物是蛋白质，所述单元是氨基酸。

13.权利要求1的设备，进一步包括

c）第一流体储存器和第二流体储存器，其由聚合物可以流动通过的至少一个纳米孔分隔。

14.权利要求13的设备，进一步包含第一驱动电极和第二驱动电极，来在所述第一流体储存器和所述第二流体储存器之间施加电泳偏压。

15.权利要求13的设备，进一步包括位于纳米孔上方的上部接触电极，其中所述纳米孔是电学上导电的。

16.权利要求1的设备，其中所述第一和第二电极是碳纳米管。

17.一种分析聚合物或聚合物单元的方法，所述方法包括：

a）在聚合物的单元与用第一试剂功能化的第一电极之间，以及所述聚合物的单元与用第二试剂功能化的第二电极之间形成瞬时的键；

b）当瞬时的键形成时检测可检测信号。

18.权利要求17的方法，其中所述第一和第二试剂是相同的，并选自由巯基苯甲酸、4-巯基苯脲、咪唑-2-羰基化物和 4-氨甲酰基苯基二硫代氨基甲酸盐构成的组。

19.权利要求17的方法，其中所述聚合物是DNA或RNA，所述聚合物单元是核苷酸。

20.一种测序聚合物的方法，所述方法包括

a）容许所述聚合物的单元流入在用第一试剂功能化的第一电极与用第二试剂功能化的第二电极之间形成的隧道间隙；

b）在所述聚合物的单元与所述第一和第二试剂之间形成瞬时的键；

c）当瞬时的键形成时检测可检测信号；以及

d）对聚合物的每个连续的单元重复步骤a）-c）。

21.权利要求1的设备，其中所述瞬时的键是读取器分子中的芳香基团与被分析物中的芳香基团之间的pi-堆叠。

22.一种减慢电泳驱动的聚合物穿过由分子组成的纳米孔的速度的设备，所述分子化学地键合到所述孔的内侧，并且随着聚合物穿过孔时与聚合物的单元形成瞬时的键。