纳米孔传感器装置的制作方法

背景技术：

1、各种多核苷酸测序技术涉及在局部支承表面上或在预定义反应室内进行大量受控反应。然后可观察或检测指定的反应，并且随后的分析可有助于识别或揭示反应中所涉及的多核苷酸的特性。已经开发了另一种利用纳米孔的多核苷酸测序技术，该纳米孔可提供用于离子电流的通道。将结合核苷酸的多核苷酸或标记/小标签驱动进入纳米孔，从而改变纳米孔的电阻率。每个核苷酸(或核苷酸系列)或每个标记/小标签(或标记/标签系列)产生特征电信号，并且信号水平的记录对应于多核苷酸的序列。在现有的纳米孔传感器装置中(在t＝0时)，电流由在顺式阱和反式阱之间沿相反方向易位通过纳米孔的电解质同等地携带。然而，这种纳米孔测序装置具有低寿命。

技术实现思路

1、在第一示例中，一种纳米孔传感器装置包括：一个或多个顺式阱；顺式电极；多个反式阱，该多个反式阱中的每个反式阱通过具有纳米孔的脂质/聚合物/固态膜与该一个或多个顺式阱分离；多个反式电极，该多个反式电极中的每个反式电极与该多个反式阱中的一个反式阱相关联；第一浓度的电解质，该第一浓度的该电解质位于该一个或多个顺式阱内；以及第二浓度的该电解质，该第二浓度的该电解质位于该反式阱内，其中该第一浓度高于该第二浓度。

2、在第二示例中，一种纳米孔传感器套件包括：i)纳米孔传感器装置，该纳米孔传感器装置包括：一个或多个顺式阱，该一个或多个顺式阱包括流体入口；顺式电极；多个反式阱，该多个反式阱中的每个反式阱通过具有纳米孔的脂质/聚合物/固态膜与该一个或多个顺式阱分离；多个反式电极，该多个反式电极中的每个反式电极与该多个反式阱中的一个反式阱相关联；以及第一浓度的电解质，该第一浓度的该电解质位于该一个或多个顺式阱和该多个反式阱内；以及ii)第二浓度的该电解质，该第二浓度的该电解质将在该纳米孔传感器装置的初始循环时通过该流体入口引入到该一个或多个顺式阱中，使得该一个或多个顺式阱包含该第二浓度的该电解质，并且该多个反式阱包含该第一浓度的该电解质，其中该第二浓度高于该第一浓度。

3、在第三示例中，一种检测离子电流以分析生物化合物的方法包括：在分离顺式阱和反式阱的膜内提供纳米孔，该纳米孔在该纳米孔的内表面上具有多个带正电荷的残基；在该顺式阱和该反式阱内提供电解质；以及在至少部分地暴露于该顺式阱的顺式阴极和至少部分地暴露于该反式阱的反式阳极之间施加电流，以产生通过该纳米孔的离子电流，其中该纳米孔的该多个带正电荷的残基抑制阳离子在施加该电流期间从该反式阱易位至该顺式阱。

4、在第四示例中，一种纳米孔传感器装置包括：一个或多个顺式阱；顺式电极；多个反式阱，该多个反式阱中的每个反式阱通过具有纳米孔的脂质/聚合物/固态膜与该一个或多个顺式阱分离；多个反式电极，该多个反式电极中的每个反式电极与该多个反式阱中的一个反式阱相关联；电解质溶液，该电解质溶液包括氧化还原非活性缓冲液，该氧化还原非活性缓冲液包括直径大于该纳米孔的收缩区的直径的阴离子和氧化还原物质。

5、应当理解，本文阐述的任何示例的任何特征可以任何期望的方式组合在一起。例如，第一示例和/或第二示例和/或第三示例和/或第四示例的特征的任何组合可一起使用，和/或可与本文所公开的任何其他示例组合以实现如本公开所述的益处，包括例如控制电解质物质的耗尽。

技术特征：

1.一种纳米孔传感器装置，包括：

2.根据权利要求1所述的纳米孔传感器装置，还包括：

3.根据权利要求2所述的纳米孔传感器装置，其中所述离子电流包括所述电解质中通过所述纳米孔易位至经寻址的反式阱的一定量的阴离子，所述阴离子的所述量高于所述电解质中从所述经寻址的反式阱易位通过所述纳米孔的阳离子的量。

4.根据权利要求2所述的纳米孔传感器装置，其中所述控制器被进一步配置为使所述刺激源在所述顺式电极和所述多个反式阱中的所述经寻址的反式阱的所述经寻址的反式电极之间施加单极电流。

5.根据权利要求1所述的纳米孔传感器装置，其中所述纳米孔在所述纳米孔的内表面上具有多个带正电荷的残基。

6.根据权利要求5所述的纳米孔传感器装置，其中所述内表面上的所述多个带正电荷的残基位于所述纳米孔的收缩区处。

7.根据权利要求1所述的纳米孔传感器装置，其中所述第一浓度与所述第二浓度的比率在约10:1至约3:1的范围内。

8.一种纳米孔传感器套件，包括：

9.一种检测离子电流以分析生物化合物的方法，包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述内表面上的所述多个带正电荷的残基位于所述纳米孔的收缩区处。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述纳米孔是经修饰的蛋白质，其中带负电荷的残基、带中性电荷的残基或者带负电荷的残基和带中性电荷的残基两者突变为所述带正电荷的残基。

12.根据权利要求9所述的方法，其中所述纳米孔是固态纳米孔，其中带正电荷的有机物质、带正电荷的无机物质或者带正电荷的有机物质和带正电荷的无机物质两者作为所述带正电荷的残基。

13.根据权利要求9所述的方法，其中所施加的电流是单极电流。

14.根据权利要求9所述的方法，其中在施加所述电流期间，所述顺式阱相比所述反式阱包括更高浓度的所述电解质。

15.根据权利要求9所述的方法，其中以下各项中的一者：

16.一种纳米孔传感器装置，包括：

17.根据权利要求16所述的纳米孔传感器装置，还包括：

18.根据权利要求17所述的纳米孔传感器装置，其中所述离子电流包括通过所述纳米孔易位至所述经寻址的反式电极的一定量的所述氧化还原对，而不包括一定量的所述氧化还原非活性物质。

19.根据权利要求17所述的纳米孔传感器装置，其中所述控制器被进一步配置为在所述顺式电极和所述多个反式阱中的所述经寻址的反式阱的所述经寻址的反式电极之间施加单极电流。

20.根据权利要求16所述的纳米孔传感器装置，其中所述纳米孔在所述纳米孔的内表面上具有多个带正电荷的残基。

21.一种纳米孔传感器装置，包括：

技术总结
纳米孔传感器装置的示例包括：一个或多个顺式阱；顺式电极；多个反式阱，该多个反式阱中的每个反式阱通过具有纳米孔的脂质/聚合物/固态膜与该一个或多个顺式阱分离；多个反式电极，该多个反式电极中的每个反式电极与该多个反式阱中的一个反式阱相关联；第一浓度的电解质，该第一浓度的该电解质位于该一个或多个顺式阱内；以及第二浓度的该电解质，该第二浓度的该电解质位于该反式阱内，其中该第一浓度高于该第二浓度。

技术研发人员：B·博扬诺瓦,J·G·曼德尔,S·M·麦克唐纳
受保护的技术使用者：伊鲁米纳公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15