[发明专利]一种基于纳米通道的抗体单分子检测系统及方法

权利要求书

1.一种基于纳米通道的抗体单分子检测系统，其特征在于，所述检测系统包括电解质溶液腔室、带纳米孔的支撑薄膜以及电流检测系统；所述电流检测系统包括电源(6)、分别与电源相连的电极I(8)和电极Ⅱ(9)，所述电源和电极Ⅱ中间还连接有电流计(7)；所述带纳米孔的支撑薄膜将所述电解质溶液腔室分割形成腔室I(4)和腔室Ⅱ(5)，所述电极I置于所述腔室I中，所述电极Ⅱ置于腔室Ⅱ中。

2.根据权利要求1所述一种基于纳米通道的抗体单分子检测系统，其特征在于，所述带纳米孔的支撑薄膜中含有一个纳米孔或者含有多个纳米孔组成的纳米孔阵列，所述纳米孔为生物纳米孔、分子自组装纳米孔和固态纳米孔，所述生物纳米孔或分子自组装纳米孔由天然或人工合成的DNA、RNA、肽链或蛋白质分子中的一种或多种自组装形成。

3.根据权利要求2所述一种基于纳米通道的抗体单分子检测系统，其特征在于，所述纳米孔为固态纳米孔时，所述支撑薄膜为固态纳米孔材料，所述固态纳米孔材料为特氟龙薄膜、氮化硅、碳化硅、三氧化二铝、二硫化钼、二硫化钨、石墨烯/氧化石墨烯、碳纳米管或玻璃微管中的任意一种；所述纳米孔为生物纳米孔或分子自组装纳米孔时，所述支撑薄膜为固态纳米孔材料和吸附在所述固态纳米孔材料表面的磷脂双分子层组成。

4.根据权利要求1所述一种基于纳米通道的抗体单分子检测系统，其特征在于，所述电极为Ag/AgCl电极、玻璃电极、金电极或铂金电极中的任意一种。

5.权利要求1～4任一项所述一种基于纳米通道的抗体单分子检测系统的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)制备纳米孔的支撑薄膜：在支撑薄膜上制备纳米孔，形成含有一个纳米孔或者含有多个纳米孔组成的纳米孔阵列的支撑薄膜即为带纳米孔的支撑薄膜；

(2)制备电流检测系统：将电极I、电极Ⅱ分别与电源的负极、正极相连，然后在电极Ⅱ与电源正极之间连接一个电流计，形成电流检测系统；

(3)制备检测系统：将步骤(1)中制备得到的带纳米孔的支撑薄膜置于电解质溶液腔室将其分割形成腔室I和腔室Ⅱ，再将步骤(2)中形成的电流检测系统中的电极I置于腔室I中，将电极Ⅱ置于腔室Ⅱ中，向所述电解质溶液腔室中加入电解质溶液，即可形成一种基于纳米通道的抗体单分子检测系统。

6.根据权利要求5所述一种基于纳米通道的抗体单分子检测系统的制备方法，其特征在于，所述电解质溶液为氯化钾水溶液、氯化钠水溶液、氯化锂水溶液或离子液体中的任意一种或多种。

7.一种基于纳米通道的抗体单分子检测的方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1～4任一项所述一种基于纳米通道的抗体单分子检测系统进行检测，所述方法包括以下步骤：

(1)制备待检测抗体还原或水解反应体系：将待检测抗体配制成储备液，加入二硫键还原剂或水解酶后置于37℃的摇床中反应即可得到待检测抗体还原或水解反应体系，在-20℃的冰箱中保存待用；

(2)将步骤(1)中制备的待检测抗体还原或水解反应体系，加入到所述检测系统中腔室I内，采集检测系统中电流计的电流信号；

(3)对采集到的电流信号进行分析处理即可得到抗体检测的分析结果。

8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，所述抗体来源于鼠源、兔源或者人源，所述待测抗体为免疫球蛋白或者疾病的特异性抗体，所述免疫球蛋白为免疫球蛋白G、免疫球蛋白M、免疫球蛋白A、免疫球蛋白D或免疫球蛋白E中的任意一种，所述疾病的特异性抗体为人类免疫缺陷病毒；所述还原剂为三(2-羧乙基)膦或二硫苏糖醇，所述水解酶木瓜蛋白酶或胃蛋白酶中的任意一种或两种。

9.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，步骤(1)中所述储备液中采用水溶液或者PBS缓冲液为溶剂，所述水溶液为纯水、含有脱氧核糖核酸酶I的水溶液、核糖核酸酶的水溶液或蛋白水解酶的水溶液中的任意一种；所述待检测抗体与所述二硫键还原剂的质量摩尔比为5:3，g:mmol。

10.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，步骤(3)中所述电流信号包括抗体穿过纳米孔的产生的信号、抗体还原或者水解后片段穿过纳米孔产生的信号、抗体与纳米孔相互作用产生的信号或抗体还原或者水解后产生的片段与纳米孔相互作用产生的信号。