[发明专利]基于纳米孔的分子检测与测序

权利要求书

1.一种用于鉴定分子或其部分的方法，该方法包括：

(a)提供在邻近或接近电极设置的脂双层膜中包含至少一个纳米孔的芯片，其中该电极被适配为检测通过该纳米孔的电流；

(b)传递分子或其部分接近该纳米孔或将分子或其部分插入到该纳米孔中，其中所述分子与一个或更多个减速物分子络合；

(c)跨所述纳米孔和/或跨所述脂双层膜施加包括至少两个不同电势的变化的电势分布；和

(d)测量多个不同电势下的电流以鉴定所述分子或其部分。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述分子为聚合物分子，并且当该聚合物分子穿过或驻留于所述纳米孔中时，该聚合物分子的部分得到鉴定。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述聚合物分子为核酸，并且所述聚合物分子的部分为核酸或成组的核酸。

4.如权利要求2所述的方法，其中所述聚合物分子为多肽，并且所述多肽的部分为氨基酸或成组的氨基酸。

5.如权利要求2所述的方法，其中借助于一个或多个减速物分子减慢所述聚合物分子通过纳米孔的速率，并且其中当所述聚合物分子的穿行速度减慢时，所述聚合物分子的部分得到鉴定。

6.如权利要求5所述的方法，其中单个减速物分子包含核糖核酸。

7.如权利要求2所述的方法，其中所述聚合物分子被捕获在纳米孔中。

8.如权利要求7所述的方法，其中使所述聚合物分子往复地穿过纳米孔以多次鉴定所述聚合物分子的至少一些部分。

9.如权利要求7所述的方法，其中所述聚合物分子为单链核酸分子，并且所述单链核酸分子被在纳米孔任意一侧形成的大体积结构捕获在纳米孔中。

10.如权利要求2所述的方法，其中以沿着所述聚合物分子长度的顺序鉴定所述聚合物分子的部分。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述分子与核苷酸结合。

12.如权利要求11所述的方法，其中在所述核苷酸被掺入生长中的核酸链的同时，所述分子或其部分得到鉴定。

13.如权利要求11所述的方法，其中一旦所述核苷酸被掺入生长中的核酸链，所述分子即从所述核苷酸上释放。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述分子按所述核苷酸被掺入生长中的核酸链的顺序得到鉴定。

15.如权利要求1所述的方法，其中多个不同电势下的所述电流包括电子签名，并且(d)进一步包括将所述电子签名与多个参照电子签名进行比较，以鉴定所述分子或其部分。

16.如权利要求1所述的方法，其中所述电流根据电压波形而变化。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述电压波形为方波、正弦波、三角波、锯齿波或不规则波。

18.如权利要求1所述的方法，其中所述纳米孔为α-溶血素纳米孔或耻垢分枝杆菌孔蛋白A纳米孔。

19.如权利要求1所述的方法，其中所述芯片包含多个邻近或接近多个电极的纳米孔，并且所述电极(i)是单独寻址的，(ii)所施加的不同电势被单独控制，或者(iii)兼具(i)和(ii)。

20.如权利要求1所述的方法，其中所述分子为双链核酸分子，所述分子解离以形成一个或多个单链核酸分子，并且所述一个或多个单链核酸分子穿过纳米孔以确定所述双链核酸分子的序列。

21.如权利要求20所述的方法，其中一旦所述双链核酸分子解离，核酸发夹即连接至所述双链核酸分子的末端，以提供包含所述双链核酸分子的有义链和反义链的单链核酸分子。

22.如权利要求1所述的方法，其中所述不同电势通过向所述纳米孔和/或所述脂双层膜施加交流电(AC)波形而变化。

23.如权利要求22所述的方法，其中所述AC波形具有至少100Hz的频率。