[发明专利]DNA多足纳米移动装置及其驱动方法

权利要求书

1.一种DNA多足纳米移动装置，其特征在于，包括多孔纳米孔膜(1)和DNA足(8)，所述多孔纳米孔膜(1)上包括至少两个纳米孔(6)，每个所述纳米孔(6)内都设有互不连通的纳米电极(9)；

所述DNA足(8)包括两个端部，每个所述端部分别连接有磁珠(10)，所述DNA足(8)贯穿所述纳米孔(6)，所述磁珠(10)分别位于所述纳米孔(6)的两端；

其中，所述多孔纳米孔膜(1)包括自下而上连接的下氧化硅层(101)、硅基底(102)和上氧化硅层(103)，所述上氧化硅层的上表面设有至少两个纳米导线(2)，所述纳米导线(2)通过封装层氧化硅(3)进行封装，所述封装层氧化硅(3)设在所述上氧化硅层(103)的上方；每个所述纳米导线(2)独立分布，每个所述纳米导线(2)的一端都设有纳米孔(6)、另一端都设有孔(7)，所述纳米孔(6)贯穿所述封装层氧化硅(3)和所述上氧化硅层(103)，所述孔(7)贯穿所述封装层氧化硅(3)，所述孔(7)作为引出端口(4)连接外部电路；

所述纳米导线(2)的一个端部即为所述纳米孔(6)内设置的纳米电极(9)；

其中，改变纳米孔(6)内部的电场分布，进而捕获纳米孔外DNA足并以折叠的形式进入纳米孔中；或释放纳米孔中捕获的DNA足。

2.如权利要求1所述的DNA多足纳米移动装置，其特征在于，所述DNA足的制作方式包括：

S1：将λDNA分子置于TE缓冲液中加热至70℃并保温10min，然后自然冷却至室温保持一天，使环状λDNA分子直链化；

S2：将直链化的λDNA分子使用T4 DNA连接酶在16℃孵育6小时，则λDNA分子的3＇与互补引物相结合，实现λDNA分子两端的生物素化；

S3：在含有λDNA分子的TE缓冲液中添加链霉亲和素包裹的磁珠和Tween 20表面活性剂，孵育3-5分钟，获得一端修饰磁珠、另一端处于游离状态的DNA足；

S4：将步骤S3中得到的DNA足置于顺式面中，并被所述多孔纳米孔膜与反式面分隔，通过电泳将一端修饰磁珠、另一端处于游离状态的DNA足拉入所述纳米孔中；

S5：在反式面中添加链霉亲和素包裹的磁珠和Tween 20表面活性剂，孵育3-5分钟，对贯穿所述纳米孔的处于游离状态的DNA足的一端修饰磁珠，获得DNA足。

3.如权利要求2所述的DNA多足纳米移动装置，其特征在于，将生物素化的λDNA分子与链霉亲和素包裹的磁珠以链霉亲和素—生物素键连接，且被束缚在纳米孔中。

4.如权利要求3所述的DNA多足纳米移动装置，其特征在于，所述磁珠的直径大于所述纳米孔的直径，且所述磁珠不能穿过所述多孔纳米孔膜。

5.如权利要求2所述的DNA多足纳米移动装置，其特征在于，所述互补引物的序列为5＇-GGG CGG CGA CCT。

6.一种驱动如权利要求1-5任一所述的DNA多足纳米移动装置的驱动方法，其特征在于，包括：

控制每个纳米孔的两端电势V1、V3及每个纳米孔内纳米电极的电势V2；

若V1等于V3，缓慢改变V1和V3，则DNA足的两端处于相同状态，该相同状态包括折叠状态或舒展状态，DNA足两端平衡的DNA拉力带动DNA多足纳米移动装置向前或向后运动；

若V1远小于V2且V2略小于V3，或V3远小于V2且V2略小于V1，则DNA足的一端处于折叠状态、另一端处于舒展状态；减小V3使V2大于V3，或减小V1使V2大于V1，则DNA足处于舒展状态的一端被俘获并转变为折叠状态，从而带动DNA多足纳米移动装置发生偏转。