單分子檢測(cè)(SINGLEMOLECULEDETECTION)
單個(gè)分子檢測(cè)技術(shù)可以在納米空間中捕獲單個(gè)分子,從而實(shí)現(xiàn)超靈敏檢測(cè)。與傳統(tǒng)的只監(jiān)測(cè)一個(gè)參數(shù)(通常是信號(hào)強(qiáng)度)的檢測(cè)方法不同,納米孔傳感器可以同時(shí)從單個(gè)測(cè)量(單個(gè)分子的信號(hào)強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間、信號(hào)頻率等)中獲取多個(gè)信息。由于信息維度的增加,納米孔技術(shù)具有較高的分辨率,可以從混合物中檢測(cè)到一個(gè)目標(biāo)分析,甚至可以同時(shí)檢測(cè)多個(gè)分析。此外,納米孔傳感器還可以在各種實(shí)驗(yàn)條件下工作(如高濃度鹽溶液、高粘度溶液、高溫、低溫等pH溶液,高pH溶液等),這些特性使納米孔單分子檢測(cè)技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。
技術(shù)原理(TECHNICALPRINCIPLE)
單個(gè)分子(通常是單鏈核酸、蛋白質(zhì)、有機(jī)小分子、金屬離子等)通過(guò)納米大小的蛋白質(zhì)孔通過(guò)電場(chǎng)力驅(qū)動(dòng)。由于不同的分子在通過(guò)納米孔時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同的阻斷振幅和阻斷持續(xù)時(shí)間的電流信號(hào),因此可以根據(jù)電流信號(hào)的指紋信息識(shí)別每個(gè)分子的特征信息,從而實(shí)現(xiàn)單個(gè)分子的準(zhǔn)確快速檢測(cè)。
納米孔單分子檢測(cè)原理圖
西安思莫德科技有限公司是一家生產(chǎn)單分子檢測(cè)儀的高新技術(shù)企業(yè)。公司的核心是生產(chǎn)和銷售各種科學(xué)儀器,如單分子檢測(cè)儀器,為大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)、食品檢測(cè)和生命科學(xué)領(lǐng)域提供單分子檢測(cè)儀器和檢測(cè)服務(wù)。
產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)(PRODUCTADVANTAGES)
西安思莫德科技有限公司生產(chǎn)的納米孔單分子檢測(cè)儀器(SIMOLDENanoF1)是中國(guó)第一個(gè)成熟的單分子專用檢測(cè)設(shè)備,具有集成便攜式、高性能、可定制、低噪聲等核心優(yōu)勢(shì)。獨(dú)立開(kāi)發(fā)了一種獨(dú)特的集成電路,實(shí)現(xiàn)了全信號(hào)鏈的芯片設(shè)計(jì)和集成系統(tǒng)。
集成便攜式:檢測(cè)設(shè)備體積?。⊿IMOLDESMDF1Basic型號(hào)產(chǎn)品尺寸約26cm*15cm*9cm),具有良好的抗震和電磁屏蔽性能,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)便攜式檢測(cè)。
信號(hào)響應(yīng)速度快:最高帶寬100kHz以上,最高采樣速度為250kHz。
可定制:以下參數(shù)可根據(jù)客戶需求定制:量程范圍:±2.5nA至±2.5μA;濾波截止頻率:256Hz至100kHz;帶寬范圍:1kHz至100kHz;施加電壓范圍:±200mV至±2V。
低噪音:標(biāo)準(zhǔn)模塊(圖)b)在相同的帶寬和采樣速率下進(jìn)行實(shí)測(cè)elements公司商業(yè)化eONEHS模型儀器對(duì)比(圖A右),公司產(chǎn)品(SIMOLDESMDF1Basic模型)噪音較低(圖A左)。
其它優(yōu)點(diǎn):采用USB供電并和PC數(shù)據(jù)通信避免了傳統(tǒng)儀器使用的交流電的電磁干擾,提高了儀器的穩(wěn)定性,降低了系統(tǒng)噪聲;電流分辨率達(dá)到0.076pA。
應(yīng)用領(lǐng)域(APPLICATIONAREAS)
納米孔單分子檢測(cè)儀主要用于單分子水平檢測(cè)感知,如DNA測(cè)序、蛋白質(zhì)測(cè)序、單分子化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究、蛋白質(zhì)成像變化研究(如酶動(dòng)力學(xué)研究)、生物大分子交互研究、手工研究、生物數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)、食品/環(huán)境中痕跡污染物檢測(cè)研究等…
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納米孔單分子檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用案例
?。?)DNA測(cè)序:
Nat.Biotechnol.2020,38,1415.Adual-constrictionbiologicalnanoporeresolveshomonucleotidesequenceswithhighfidelity(一個(gè)包含雙收縮點(diǎn)的生物納米孔,以高保真度分析同源核苷酸序列)
(2)蛋白質(zhì)測(cè)序:
Science,2021,374,1509-1513.Multiplerereadsofsingleproteinsatsingle–aminoacidresolutionusingnanopores(單個(gè)蛋白質(zhì)序列用單氨基酸分辨率多次重讀納米孔)
(3)單分子化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究:
Nat.Commun.2021,12,5811.Programmablenano-reactorsforstochasticsensing(可編程納米反應(yīng)器用于單分子隨機(jī)傳感)
(4)蛋白質(zhì)組學(xué)研究:
JournaloftheAmericanChemicalSociety,2022,144(6):2716-2725.Nanopore-basedProteinIdentification(基于納米孔的蛋白質(zhì)鑒定)
(5)酶動(dòng)力學(xué)研究:
NatureChemistry,2020,12(5):481-488.Directionalconformerexchangeindihydrofolatereductaserevealedbysingle-moleculenanoporerecordings(單分子納米孔記錄顯示二氫葉酸還原酶的定向構(gòu)象轉(zhuǎn)換)
(6)生物數(shù)字信號(hào)的存儲(chǔ)和分析:
ScienceAdvances,2020,6(50):eabc2661.Aerolysinnanoporesdecodedigitalinformationstoredintailoredmacromolecularanalytes(定制大分子分析中存儲(chǔ)的納米孔解碼數(shù)字信息)
(7)手性分子的區(qū)分:
ACSNano,2022,16(4):6615-6624.IdentificationofSingle-MoleculeCatecholamineEnantiomersUsingaProgrammableNanopore(單分子兒茶酚胺對(duì)映體用可編程納米孔鑒定)
(8)食品中痕量污染物檢測(cè)研究
Talanta,2022,123619.Anaptamer-assistedbiologicalnanoporebiosensorforultra-sensitivedetectionofochratoxinAwithaportablesingle-moleculemeasuringinstrument(一種生物納米孔傳感器,用于赭曲霉毒素A的超靈敏檢測(cè))