[发明专利]基于运动蛋白的基因转运速度控制装置的制造方法

权利要求书

1.一种基于运动蛋白的基因转运速度控制装置的制造方法，步骤包括：

i)、形成具有多聚阴离子尾的运动蛋白；

ii)、提供纳米孔装置，包括壳体、流体腔密封层、柔性基底纳米孔结构、流体腔基座、电源、第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极分别与所述电源的两极相连接；

所述柔性基底纳米孔结构包括柔性基底、孔基底和纳米孔结构，所述纳米孔结构包括纳米孔腔、纳米孔；所述纳米孔腔贯穿所述孔基底，所述纳米孔是所述纳米孔腔的一端开口，所述纳米孔腔呈非线性缩小腔体或线性缩小腔体向所述纳米孔延伸；

所述纳米孔结构还包括：光栅，所述光栅围绕所述纳米孔腔，所述光栅形成于所述孔基底上远离所述纳米孔的面上，所述光栅由多组光栅槽构成；孔保护膜，覆盖所述光栅和所述纳米孔腔，所述孔保护膜包括二氧化硅层、至少两层二氧化硅层、或者至少两层金属氧化物层；金属层，覆盖所述孔保护膜，以缩小所述纳米孔尺寸至1~100nm；流体腔，由所述柔性基底不覆盖所述光栅和所述纳米孔腔、围绕所述光栅和所述纳米孔腔上方形成；

所述柔性基底纳米孔结构包括第一液体流道，所述第一液体流道连接外部与所述流体腔，以向所述流体腔输入或排出溶液；

所述流体腔基座包括流体下腔、第二液体流道，所述第二液体流道连接外部与所述流体下腔，以输入或排出所述流体下腔内溶液；

所述流体腔密封层密封所述流体腔；

所述壳体包括流道开口，分别与所述第一液体流道和第二液体流道对应；

使用电泳方法驱动所述多聚阴离子尾，多聚阴离子尾牵引所述运动蛋白，将所述运动蛋白稳定于所述纳米孔中；

切除所述多聚阴离子尾，以露出半胱氨酸的巯基；所述巯基与金属层表面形成金属-硫键，所述运动蛋白通过金属-硫键锚定于纳米孔中，以使待检测基因链通过所述纳米孔的转运速度至少慢于0.1ms每碱基对。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述运动蛋白包括DNA聚合酶、DNA螺旋酶或RNA聚合酶。

3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述DNA聚合酶是DNA聚合酶I-V、DNA聚合酶α, β, γ, δ, ε, ζ中的一种。

4.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述DNA螺旋酶是超家族I-III、类DnaB家族、类ρ家族中的一种。

5.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述DNA聚合酶是phi29 DNA聚合酶。

6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述金属层是铜、银、金、锌、汞、镉、钴、镍或铝中的一种。

7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步骤i)中包括，使用基因工程方法对所述运动蛋白表面的氨基酸残基进行定点突变，替换成若干半胱氨酸，在部分所述半胱氨酸上连接巯基修饰的单链寡核苷酸（长度5-100 nt）；提供一段含黏性末端的双链DNA（长度50-5000 bp），以与所述单链寡核苷酸上的单链寡聚物进行碱基互补配对，形成具有所述多聚阴离子尾的所述运动蛋白。

8.一种基于运动蛋白的基因转运速度控制装置的使用方法，使用根据权利要求1~7所述的制造方法制造的基于运动蛋白的基因转运速度控制装置，其特征在于，提供具有温度和pH值的含待检测基因链溶液，通过所述第一液体流道装载至所述流体腔中，自发扩散或电泳驱动至所述纳米孔腔内，被所述运动蛋白捕获后，待检测基因链在纳米孔51中的转运速度降低至0.1~999ms每碱基对。

9.根据权利要求8所述的使用方法，其特征在于，所述基因链是DNA链、RNA链，所述温度为25 ºC~-200ºC。

10.根据权利要求8所述的使用方法，其特征在于，所述基因链是DNA链、RNA链，所述pH值为1-13。