[发明专利]使用纳米孔的电流测量装置和电流测量方法

说明书

一种电流测量装置，具备第一槽(11)、第二槽(12)、具有连通第一槽和第二槽的纳米孔(2)且配置于第一槽与前述第二槽之间的薄膜(3)、设于第一槽的第一电极(13)以及设于第二槽的第二电极(14)，纳米孔的壁面具有防止填充于第一槽和/或第二槽的溶液(1)所含的离子的脱离吸附的防离子吸附结构(8)，通过在第一电极与第二电极之间施加电压来测量通过纳米孔的离子电流。

技术领域

本发明涉及测量待测物通过纳米孔时的离子电流的电流测量装置和电流测量方法。

背景技术

在第二代DNA测序仪领域中，作为不进行延伸反应、荧光标记，直接电气性地测量DNA碱基序列的方法，纳米孔测序仪受到了关注。纳米孔测序仪中，对通过埋在薄膜内的纳米孔的离子电流进行测量。此时，如果DNA通过纳米孔，则由于构成DNA的碱基的不同，纳米孔的闭合方式会不同，电流值产生差异，因此能够确定碱基序列。

根据构成纳米孔的材料，纳米孔测序方式主要有生物纳米孔方式和固态纳米孔方式这两种。生物纳米孔方式是以埋入于脂质双层膜的修饰蛋白(耻垢分枝杆菌孔蛋白A(Mycobacterium smegmatis porin A，MspA)等)孔作为检测部，固态纳米孔方式是以在无机材料中加工而成的孔作为检测部。与生物纳米孔方式相比，固态纳米孔方式作为试剂依赖度和预处理工序少、读取成本低的方式而备受瞩目。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：Bezrukov,S.M.,等,电流噪音揭示的开放蛋白离子通道中的质子化动力学和可电离位点的数量(Current noise reveals protonation kinetics andnumber of ionizable sites in an open protein ion channel),Phys.Rev.Lett.70(15),p.2352-2355(1993)。

非专利文献2：Morton,D.,等,基于耻垢分枝杆菌孔蛋白(MspA)的生物传感器的定制聚合物膜(Tailored Polymeric Membranes for Mycobacterium Smegmatis Porin A(MspA)Based Biosensors),J Mater Chem B Mater Biol Med.3(25),p.5080-5086(2015)。

发明内容

发明所要解决的课题

图26显示的是纳米孔测序时的理想电流波形。将无DNA通过时的离子电流称为基础电流，将DNA通过时的离子电流称为封闭电流。这里，如果基础电流包含噪声，则该噪声与封闭电流重叠，因此，正在进行针对测量基础电流阶段降低所含噪声的研究开发。

非专利文献1提到了基础电流所含的矩形波的噪声(以下称为随机电报噪声(Random telegraph noise，RTN))。图27为显示具有RTN的基础电流的实验结果的图。如果基础电流包含这样的RTN，则存在下述问题：作为矩形波噪声的RTN与作为矩形波信号的封闭电流重叠，产生信号分析错误。

非专利文献2提到了生物纳米孔方式中降低RTN的方法。表明生物纳米孔方式中，RTN由于脂质双层膜与修饰蛋白孔的相互作用而增大。可是，关于固态纳米孔方式中产生的RTN，其原因尚不明确，降低方法也不明确。

用于解决课题的方法

作为一个方式，本发明的电流测量装置具备第一槽、第二槽、具有使第一槽和第二槽连通的纳米孔且配置于第一槽与第二槽之间的薄膜、设于第一槽的第一电极以及设于第二槽的第二电极，纳米孔的壁面具有防止填充于第一槽和/或第二槽的溶液所含的离子的脱离吸附的防离子吸附结构，通过在第一电极与第二电极之间施加电压来测量通过纳米孔的离子电流。