单个纳米孔电流脉冲法探究鱼精蛋白与单链DNA的相互作用

单个纳米孔电流脉冲法是一种新型、快速、简便的检测手段,有望实现单分子核酸测序和生物传感。由于通常条件下分子穿孔导致的电流脉冲时间短,电流水平低,对脉冲检测系统提出了很高的要求。本研究基于自行组建的单个纳米孔电流脉冲检测系统,以单个α-溶血素(α-HL)纳米孔为界面,探究了鱼精蛋白在调控ss DNA电流脉冲中的作用。结果表明,此系统不仅能够分别观测带正电的鱼精蛋白和带负电的ssDNA探针的电流脉冲信号,而且加入鱼精蛋白,可使ss DNA电流脉冲的幅度及停留时间均显著增加。本研究为基于分子相互作用提高电流脉冲的分辨能力提供了途径。     

离子液体电解质对DNA穿过α-溶血素纳米孔的影响

不同碱基的DNA分子空间占位和带电状态存在差异,其通过单个纳米孔时可引起特征性的电流脉冲变化,有望成为新一代单分子测序方法。然而,常规条件下DNA分子穿过纳米孔的速度很快(10~(-2)s),引起的电流变化小(pA级),因此分子亚结构信息的准确获取对现有仪器设备的性能提出了极高要求。本研究在α-溶血素纳米孔的两端分别引入高粘度和离子导电性较好的离子液体支持电解质,以构建粘度梯度体系,并对溶液的酸度进行优化,以期对ss DNA穿孔行为进行调控。初步的研究结果表明,在trans端为纯离子液体Bmim PF_6,cis端为1 mol/L Bmim Cl、10 mmol/L Tris-HCl缓冲液(pH 5.5)的条件下,poly(dC)_(15)、poly(dC)_(20)、poly(dC)_(30)和poly(dC)_(50)均出现高抑制比的长阻断电流脉冲信号,长阻断事件的阻断深度达95%以上,持续时间达10~(-2)~10~(-1)s;同时,基线噪音峰峰值也降低约30%。对可能的机理进行了探讨。本研究结果表明,采用离子液体粘度梯度支持电解质体系可以有效调控ss DNA的迁移行为。