[发明专利]用于直接电测量酶活性的装置、系统和方法

权利要求书

1.用于直接测量蛋白质活性的方法，所述方法包括

(a)将能够与所述蛋白质相互作用的化学实体引入装置，所述装置包含：第一电极和第二电极，所述第一和第二电极由间隙隔开；和经由包含至少一个化学键的接头附着于所述第一和/或第二电极的蛋白质，其中所述接头附着于所述蛋白质的无活性区域；

(b)在所述第一和第二电极之间施加等于或小于100mV的电压偏置；和

(c)观察当所述化学实体与所述蛋白质相互作用时在所述第一和第二电极之间发生的电流波动。

2.测序生物聚合物的方法，所述方法包括：

(a)将生物聚合物引入用于直接测量蛋白质活性的装置，所述装置包含：第一电极和第二电极，所述第一和第二电极由间隙隔开；和经由包含至少一个化学键的接头附着于所述第一和/或第二电极的蛋白质，其中所述接头附着于所述蛋白质的无活性区域；

(b)在所述第一和第二电极之间施加等于或小于100mV的电压偏置；

(c)检测当从所述生物聚合物的末端除去单体时在所述两个电极之间发生的电流波动；和

(d)确定从所述生物聚合物除去的每个单体的身份。

3.权利要求2的方法，其中所述生物聚合物是DNA分子、RNA分子、肽、多肽或聚糖。

4.测序多核苷酸的方法，所述方法包括：

(a)将引物引发的多核苷酸模板引入用于直接测量蛋白质活性的装置，所述装置包含：第一电极和第二电极，所述第一和第二电极由间隙隔开；和经由包含至少一个化学键的接头附着于所述第一和/或第二电极的蛋白质，其中所述接头附着于所述蛋白质的无活性区域，其中所述蛋白质是聚合酶，并且其中所述聚合酶与所述模板结合；

(b)引入包含dNTP的溶液；

(c)在所述第一和第二电极之间施加等于或小于100mV的电压偏置；

(d)检测当每个dNTP作为与所述多核苷酸模板中相应的核苷酸互补的另外的核苷酸掺入时在所述第一和第二电极之间发生的电流波动；和

(e)确定所掺入的每个另外的核苷酸的身份。

5.权利要求4的方法，其中每种dNTP以约相同的浓度存在于所述溶液中，其中“约”是指在设定值的正或负10％之内。

6.权利要求4的方法，其中每种dNTP以约等于所述模板结合的聚合酶的饱和浓度的浓度存在，或者每种dNTP以高于所述模板结合的聚合酶的饱和浓度的浓度存在，其中“约”是指在设定值的正或负10％之内。

7.权利要求4至6中的任一项的方法，其中步骤(d)包括检测一个或多个电流尖峰的存在。

8.权利要求7的方法，其中步骤(e)包括使用每个尖峰的特性。

9.权利要求4至6中任一项的方法，其中每个另外的核苷酸被依次引入。

10.权利要求4至6中任一项的方法，其中每种dNTP被同时引入，并且其中至少一种dNTP以低于其他dNTP的浓度的浓度存在。

11.权利要求1、2或4的方法，其中所述间隙具有1.0nm至20.0nm的宽度。

12.权利要求1、2或4的方法，其中所述第一和第二电极由介电层隔开，其中钝化层设置在所述第一和第二电极上。

13.权利要求1、2或4的方法，其中所述蛋白质选自由聚合酶、核酸酶、蛋白酶体、糖肽酶、糖苷酶、激酶和核酸内切酶组成的组。

14.权利要求13的方法，其中所述蛋白质是聚合酶。

15.权利要求14的方法，其中所述聚合酶的核酸外切酶活性失去能力。