[实用新型]一种用于制备两亲性薄膜的流体池装置及基因测序仪

说明书

本实用新型属于生物基因测序芯片领域，尤其涉及一种用于制备两亲性薄膜的流体池装置及基因测序仪，该流体池装置包括流体池本体，所述流体池本体内设置有至少一个流体流道；所述流体池本体包括允许外部的流体流入和/或流出流体流道的一个或多个流动通路，所述流体流道包括进液区与反应池，所述进液区用于向反应池输入反应液体，所述反应池底部通过电极连接测序芯片，所述电极的上方设置有质子交换膜；所述反应池的宽度为3～5mm，所述反应池的深度为1～1.5mm，所述进液区的宽度为1～2mm。本实用新型能够制备厚度均一且稳定的两亲性薄膜，且能够进行稳定的蛋白嵌孔，产品的合格率较高。

技术领域

本实用新型属于生物基因测序芯片领域，尤其涉及一种用于制备两亲性薄膜的流体池装置及基因测序仪。

背景技术

纳米孔测序的概念最早出现于20世纪80年代，纳米孔测序技术依赖于纳米级的蛋白质孔，即“纳米孔”，纳米孔作为一个生物传感器，被嵌在一个由一组连接到传感器芯片上的微支架支撑的膜结构中，形成测序芯片，每个流体池包含多个通道，每个通道中设置有多个位于相应膜结构的纳米孔，每个通道与传感器芯片中的一个单独电极相关联，在使用时，向流体池中注入电解质，施加恒定电压通过纳米孔产生离子电流，使得带负电荷的单链DNA或RNA分子从纳米孔通过，DNA或RNA分子的易位速度由马达蛋白控制。

纳米孔蛋白和马达蛋白是纳米孔测序的核心组成，第一个用于纳米孔测序的纳米孔蛋白是α-溶血素，其内径为1.4nm～2.4nm，α-溶血素可区分寡核苷酸分子上的四个DNA碱基，是生物纳米孔单分子检测的标志；使用另一种具有相似通道直径(～1.2nm)的工程纳米孔MspA，也获得了类似的结果且提高了DNA单碱基的检测灵敏度。

2012年，有研究小组通过将马达蛋白(phi29 DNA聚合酶)和纳米孔(α-溶血素24和MspA25)相结合用于纳米孔测序，通过电流变化，将单链DNA分子解析为来自单个核苷酸的信号，同时，马达蛋白的加入减缓了DNA在纳米孔中的迁移速度，提高了信噪比，可捕获更准确的序列信息。

在制备时，测序芯片中的膜结构通常采用如下方法制备：设置含多个结构单元的成膜区，向成膜区依次通入极性溶剂、两亲性材料的非极性溶剂和极性溶剂，两亲性材料的非极性溶剂夹在两层极性溶剂之间形成薄膜，进而完成在各结构单元上形成两亲性薄膜。

目前常用的两亲性薄膜通过膜脂形成，膜脂以脂类和胆固醇为主，并含糖脂，膜脂为兼性分子，包括一个亲水极的头部和一个疏水极的尾部，亲水极的头部由胆碱、乙醇胺等形成，疏水极的尾部由两条脂肪酸链形成，膜脂在水溶液中能自动形成双分子层结构，使疏水的尾部埋藏在里面，即膜的中央，亲水的头部露在外面。

两亲性薄膜结构的制备是制备测序装置的关键步骤，膜结构的均一性和稳定性，对嵌孔蛋白以及DNA过孔影响极大，稳定可靠的成膜，是蛋白嵌孔和DNA测序的基础。

但是，目前制备的两亲性薄膜存在厚度不均、厚度过厚、稳定性较差、成膜时间较长的缺点，过厚的两亲性薄膜功能性丧失，影响测试效率和测试结果；在嵌孔环节，由于膜的厚度不均一，稳定性差，导致蛋白嵌孔成功率低，嵌孔数量较少，最终产品的合格率较低，不仅直接导致产出量较少，且会造成测序成本较高，对纳米孔测序技术的推广和应用限制极大。

实用新型内容

为改善现有技术的不足，本实用新型提供一种用于制备两亲性薄膜的流体池装置，能够制备厚度均一且稳定的两亲性薄膜，且能够进行稳定的蛋白嵌孔，产品的合格率较高。

为实现上述目的，本实用新型提供一种用于制备两亲性薄膜的流体池装置，包括流体池本体，所述流体池本体内设置有至少一个流体流道；所述流体池本体包括允许外部的流体流入和/或流出流体流道的一个或多个流动通路，所述流体流道包括进液区与反应池，所述进液区用于向反应池输入反应液体，所述反应池底部通过电极连接测序芯片，所述电极的上方设置有质子交换膜；所述反应池的宽度为3～5mm，所述反应池的深度为1～1.5mm，所述进液区的宽度为1～2mm。