[发明专利]人工合成的大环结构分子纳米孔结构及制备方法及应用

权利要求书

1.一种人工合成的大环结构单分子纳米孔结构，其特征在于，所述的纳米孔结构为在电解质溶液（5）中，人工合成的大环化合物插入磷脂双分子层（6）膜中，形成的纳米尺寸通道的单分子跨膜纳米孔结构；所述的人工合成的大环化合物具有直径为 1Å-50Å的空腔孔径，所述的人工合成的大环化合物的空腔具有原子级别厚度为 1Å-30Å。

2.根据权利要求 1 所述的人工合成的大环结构单分子纳米孔结构，其特征在于，所述的人工合成的大环化合物具有帮助大环分子镶嵌到磷脂膜中去的侧链,以便于形成稳定的跨膜结构。

3.根据权利要求 2 所述的人工合成的大环结构单分子纳米孔结构，其特征在于，所述的侧链以酰胺键或醚键或碳碳键与大环相连。

4.根据权利要求 1 或 2 或 3 所述的人工合成的大环结构单分子纳米孔结构，其特征在于，所述的人工合成的大环化合物为葫芦脲衍生物或环糊精衍生物或冠醚衍生物或由芳烃构成的大环化合物衍生物。

5.根据权利要求 4 所述的人工合成的大环结构单分子纳米孔结构，其特征在于，所述的人工合成的大环化合物为柱[6]芳烃衍生物大环化合物 EPM（7），所述的 EPM 的分子式为 C374H388N40O56 ，结构式为：

。

6.一种如权利要求 1 或 2 或 3 所述的人工合成的大环结构单分子纳米孔结构的制备方法，其特征在于，所述的制备步骤为：

1)、通过化学方法合成柱[6]芳烃衍生物大环化合物 EPM（7），分子式为

C374H388N40O56；

2)、分子结构纳米孔磷脂双分子层（6）载体流体槽的结构设计；

所述的流体槽用于在磷脂双分子层（6）上进行离子通道的实验，流体外槽通过流体内槽的槽壁（8）分隔为顺式侧（4）和反式侧（3）两个腔室，所述的槽壁（8）上开设有支撑孔（2），磷脂双分子层（6）构建于支撑孔（2）上进而合成大环化合物纳米孔结构；

3)、溶解人工合成的大环化合物分子；

将大环化合物分子溶于水或者缓冲溶液中，超声溶解后过滤未溶物质，再将分子溶液分装冷冻保存，每次实验前超声解冻；

4)、电极的制备与器件的连接；

取两段银丝，使用砂纸抛光以除去表面的氧化层，在电镀液中浸入银丝和铂电极，分别作为阳极和阴极，施加电压以制备银/氯化银电极（1），然后将两根银/氯化银电极（1）分别连接膜片钳仪器的探头上，作为正极和地线；

5)、脂质溶液的配制；

6)、脂质溶液的涂抹；

使用毛笔将脂质溶液均匀涂抹在流体内槽的支撑孔（2）两侧，直至孔被均匀覆盖，在室温下等待干燥脂质；

7)、电解质溶液（5）的添加；

每次各移取电解质溶液（5）到顺式侧（4）和反式侧（3）两个腔室中；

8）、实验装置的放置与仪器开启；

将整个装置放在光学平台上的法拉第箱中，将正极和地线的银/氯化银电极

（1）分别浸入顺式侧（4）和反式侧（3）的腔室的溶液中；

打开膜片钳仪器并通过银/氯化银电极（1）向反面施加正电位，顺式侧（4）接地；

9)、磷脂双分子层（6）膜的构建；

使用移液枪在支撑孔（2）上下提拉溶液界面，由于磷脂分子烃链的疏水性，两个脂质溶液形成的脂质单层将开始形成磷脂双分子层（6）膜；

10)、确定磷脂双分子层（6）膜为双层结构；

通过测定磷脂双分子层（6）膜的电容或通过施加破膜电压来确定磷脂双分

子层（6）膜为双层结构；

11)、将单个人工合成的大环化合物分子插入磷脂双分子层（6）膜中；

将人工合成的大环化合物分子进行超声解冻，然后使用超纯水稀释，加入1% wt 的非离子表面活性剂；

顺式腔室中非常靠近支撑孔（2）的位置加入人工合成的大环化合物分子的溶液，施加电压，当电流发生台阶式跃升说明人工合成的大环化合物分子在磷脂双分子层（6）膜上形成了稳定的纳米孔通道。