[发明专利]用于在生物芯片上形成脂质双层的方法

说明书

本发明涉及用于在生物芯片上形成脂质双层的方法。本公开提供了包含多个小孔的生物芯片。所述生物芯片包括置于所述多个小孔中的单个小孔中或与其相邻的膜。所述膜包含纳米孔，并且所述单个小孔包含检测离子流响应于通过所述纳米孔或与所述纳米孔相邻的种类而通过所述孔后的信号的电极。所述电极可以是非牺牲电极。可使用气泡在所述多个小孔上方形成脂质双层。

本申请是国际申请日为2014年10月23目的国际申请PCT/US2014/061853进入中国、申请号为201480056837.6的题为“用于在生物芯片上形成脂质双层的方法”的发明专利申请的分案申请。

交叉引用

本申请要求2013年10月23日提交的标题为“Methods for Forming LipidBilayers on Biochips”的美国临时申请第61/894,661号的权益，所述临时申请通过引用整体并入本文。

技术领域和背景技术

生物芯片可用于各种类型的分子检测和感测，包括核酸分子的测序。核酸测序是一个可用于提供核酸样品的序列信息的过程。此类序列信息在对受试者进行诊断和/或治疗中可能是有帮助的。例如，受试者的核酸序列可用于鉴别、诊断遗传疾病，并且可能开发针对该遗传疾病的治疗。作为另一个实例，对病原体的研究可导致针对接触性传染病的治疗。

有可获得的方法可用于对核酸进行测序。然而，此类方法是昂贵的，而且可能无法在一个时间段内精确地提供对诊断和/或治疗受试者而言可能是必要的序列信息。

发明内容

纳米孔可用于检测各种分子，包括但不限于对聚合物诸如核酸分子进行测序。本文中认识到需要改进的生物芯片和制造生物芯片(例如，包含纳米孔)的方法。在一些情况下，常规半导体加工技术在生产用作生物芯片的硅装置中是有缺陷的。例如，提供了可生产经受住(例如，在接触过程中或之后可运行的)高腐蚀环境诸如水溶液(例如，包含离子)的生物芯片的方法。在另一个方面，本文所述的方法产生有助于有机膜(例如，脂质双层)形成的生物芯片表面。在另一个方面，所述方法提供了进行生物芯片中的离子电流流的电测量所需的电化学电极。

除其它以外，根据本文所述的方法产生的生物芯片可用于核酸分子鉴定和聚合物(例如，核酸)测序。在一些情况下，聚合物穿过纳米孔，而该聚合物的各种亚单位(例如，核酸的腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和/或尿嘧啶(U)碱基)影响流过纳米孔的电流。如本文所述，可通过在跨纳米孔和/或跨膜施加的多个电压下测量电流来鉴定各种亚单位。在一些情况下，标记的核苷酸的聚合将标签分子释放和/或呈递至纳米孔，所述标签分子可通过在多个跨纳米孔和/或膜施加的电压下测量电流来鉴定。

在一个方面，本公开提供了用于形成用于纳米孔感测装置的脂质双层的方法，所述方法包括：(a)提供包含与多个感测电极流体连通的流体流路的芯片；(b)使脂质溶液流入流体流路；和(c)使至少一个气泡流至流体流路上，从而形成与感测电极相邻的脂质双层，其中所述气泡横跨多个感测电极，并且其中所述气泡与感测电极相邻，持续至少约1秒。在一些实施方案中，所述气泡与感测电极相邻，持续约1ms至约5分钟之间。

在一些实施方案中，所述气泡与感测电极相邻，持续至少约30秒。在一些实施方案中，所述气泡与感测电极相邻，持续至多约5分钟。在一些实施方案中，在至少50％的感测电极上方形成脂质双层。在一些实施方案中，在至少70％的感测电极的上方形成脂质双层。

在一些实施方案中，所述方法还包括将纳米孔插入与每一个感测电极相邻的脂质双层。在一些实施方案中，所述芯片包含小孔，并且其中所述感测电极存在于小孔中。

在另一个方面，本公开提供了用于形成用于纳米孔感测装置的脂质双层的方法，所述方法包括：(a)提供包含与多个感测电极流体连通的流体流路的芯片；(b)使至少一个气泡流入流体流路并与所述多个感测电极相邻，以使得所述气泡横跨多个感测电极；和(c)将气泡的周边与脂质接触，其中所述脂质在气泡下方扩散并扩散至流体流路上，从而形成与感测电极相邻的脂质双层。