场的驱动下会先穿过这2层过滤层后再进入到 纳米孔4内；而至于如何判断外泌体是否已经进入到裂解室1内，则有多种方法可以判断，例 如可将外泌体进行荧光修饰，借助荧光进行标记，可方便的观察外泌体的轨迹;当外泌体进 入纳米孔4后，将电源7调整为交流电，利用交变电压在纳米孔附近产生强电压差，将外泌体 裂解。裂解后的外泌体可以继续留在裂解室1内，进行后续的miRNA的检测。直流电的电压范 围在正负10V范围内，交流电的电压范围在正负IV内，频率为50~100Hz。
[0042] 但是，外泌体本身具有一定的粘滞性，尽管纳米孔的孔径大小与其体积大小相匹 配，但想让外泌体顺利的进入纳米孔也非易事，外泌体在穿过纳米孔时，会因静电或物理吸 附等因素粘滞在纳米孔附近，严重时甚至造成堵塞纳米孔，因此需要在纳米孔的孔口表面 设置一个涂层，以使得外泌体可以顺利地有节奏地"走进"纳米孔内，提高外泌体的裂解速 率、裂解的持续性和裂解的稳定性。
[0043] 第一涂层的配方是一个密不可分的有机整体，它的作用是提高纳米孔的抗静电性 能，降低其表面摩擦力，以使得外泌体能够顺滑地进入纳米孔内，它具有高度的完整性，即 若改变配方中某个成分的含量或改变某个成分的种类，都将使该配方的性能下降。因此，配 方中每个成分的种类和含量应被限制。
[0044] 实施例4
[0045] 作为本案又一实施例，其中，滤网9的表面镀有第二涂层，该第二涂层包括有以下 重量份的材料： 氧化锌 100重量份； 氧化锆 10~12重量粉;
[0046] 氧化硅 2~3重量份； 氧化钨 2~3重量份； 氧化钐 2~3重量份。
[0047]在上述实施例中，第二涂层的厚度优选为5~10nm。
[0048] 第二涂层的作用是防止滤网发生堵塞，因为滤网的孔径很小，一般的涂层施工厚 度很难做到很薄，只有采用特殊配方的涂层才能够实现5~10nm的厚度，并且还具备优异的 硬度、极低的表面摩擦系数和耐腐蚀性能;第二涂层须以氧化锌为主材，它质轻、绵密，且生 物相容性好，不易与生物分子发生粘滞，因此不易造成滤网的堵塞，保证了滤网的高效持续 的过滤性能。第二涂层也是一个密不可分的有机整体，它具有高度的完整性，若改变配方中 某个成分的含量或改变某个成分的种类，都将使该配方的性能下降。因此，配方中每个成分 的种类和含量应被限制。
[0049] 实施例5
[0050]作为本案又一实施例，其中，第一涂层还包括2~3重量份的四氧化三铁。我们知 道，外泌体的形状是不规整的，且其自身带有电荷，在电场下，当外泌体穿过含有四氧化三 铁的第一涂层时，四氧化三铁会产生一个微弱的感应电场，该感应电场会使得带电荷的外 泌体发生自旋，自旋的好处是可以使外泌体快速找到最佳的角度进入到纳米孔中，例如可 以使外泌体从最细长的一端钻进纳米孔内，从而提高了外泌体进入纳米孔的顺畅度，改善 了外泌体的裂解效率。但需要注意的是，四氧化三铁的含量须被限制，超出设定的范围将导 致无法产生最佳的感应电场，从而反而会产生负面影响，使外泌体进入纳米孔的效率降低。 [0051 ]图2为实施例1中，当电源7为直流电源时，电流与时间的曲线图，当一个外泌体穿 过纳米孔时，电流会跳跃一下产生一个波谷。从图2中可以看出，波谷的间隔不均匀，这表明 外泌体进入的不均匀连续。在实施例4得到的电流-时间曲线图中，波谷的间隔变得较为均 匀，而在实施例5得到的电流-时间曲线图中，波谷的间隔就变得十分均匀了。这说明涂层的 改进对外泌体的进入效率改善效果明显。
[0052]尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列 运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地 实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限 于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1. 一种对单个外泌体进行裂解的装置，其特征在于，包括： 裂解室，其为贯通管状结构，包括有相对设立的收缩端和开阔端，所述收缩端的端部设 有孔径为60~IOOnm的纳米孔； 裂解电路，其包括第一电极、第二电极W及电源;所述第一电极位于所述裂解室的开阔 端，所述第二电极位于所述纳米孔的外侧； 其中，所述纳米孔的孔口表面设有第一涂层，所述第一涂层包括有W下重量份的材料： 氧化插 100重量份； 氧化钦 40~42重量份； 氧化镜 10~12重量份； 氧化银 10~12重量份； 氧化德 3~5重量份。2. 如权利要求1所述的对单个外泌体进行裂解的装置，其特征在于，所述纳米孔的外侧 还设有多孔陶瓷层，所述多孔陶瓷层位于所述纳米孔和第二电极之间。3. 如权利要求2所述的对单个外泌体进行裂解的装置，其特征在于，所述多孔陶瓷层的 孔径为50~IOOnm。4. 如权利要求2所述的对单个外泌体进行裂解的装置，其特征在于，所述纳米孔的外侧 还设有滤网，所述滤网位于所述多孔陶瓷层和第二电极之间。5. 如权利要求4所述的对单个外泌体进行裂解的装置，其特征在于，所述滤网的孔径为 60~lOOnm。6. 如权利要求1所述的对单个外泌体进行裂解的装置，其特征在于，所述电源为交直流 一体化电源。7. 如权利要求1所述的对单个外泌体进行裂解的装置，其特征在于，所述第一涂层的厚 度为5~lOnm。8. 如权利要求4所述的对单个外泌体进行裂解的装置，其特征在于，所述滤网锻有第二 涂层，所述第二涂层包括有W下重量份的材料： 氧化锋 1㈱重量份;： 氧化错 10~12重量份； 氧化穗 2~3重量份； 氧化鹤 2~3重量份； 氧化衫 2~3重量粉。9. 如权利要求8所述的对单个外泌体进行裂解的装置，其特征在于，所述第二涂层的厚 度为5~lOnm。10. 如权利要求1所述的对单个外泌体进行裂解的装置，其特征在于，所述第一涂层还 包括2~3重量份的四氧化=铁。
【专利摘要】本案涉及对单个外泌体进行裂解的装置，包括：裂解室，其为贯通管状结构，包括有相对设立的收缩端和开阔端，收缩端的端部设有纳米孔；裂解电路，包括第一电极、第二电极以及电源；第一电极位于开阔端，第二电极位于纳米孔的外侧；纳米孔的孔口表面设有第一涂层，第一涂层包括：氧化硅100重量份；氧化钛40～42重量份；氧化钪10～12重量份；氧化银10～12重量份；氧化镱3～5重量份。本案利用强电压差对外泌体进行裂解，并结合纳米孔的结构，使得外泌体只能单个通过纳米孔被裂解，为后续的miRNA检测提供了更加精确的检测目标。通过对纳米孔表面涂层和滤网涂层的改进，提高了外泌体过滤和进入纳米孔的效率。
【IPC分类】C12M1/33, C12M1/42
【公开号】CN105505772
【申请号】CN201510889504
【发明人】刘首鹏, 董才华, 姚佳
【申请人】中国科学院苏州生物医学工程技术研究所
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月7日