【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及蛋白質(zhì)檢測，尤其是涉及一種基于納米運動平臺和納米孔的蛋白質(zhì)測序方法。
技術(shù)介紹
1、現(xiàn)代蛋白質(zhì)組學(xué)在很大程度上依賴于串聯(lián)質(zhì)譜（ms）技術(shù)，因其高精度和在復(fù)雜混合物中識別及定量蛋白質(zhì)的能力而受到重視。然而，大多數(shù)質(zhì)譜分析器體積龐大，投資成本高，維護費用昂貴，且需要專業(yè)人員操作。隨著人們對高通量蛋白質(zhì)組學(xué)研究和個性化醫(yī)療不斷增長的需求，亟需開發(fā)可擴展且低成本的蛋白質(zhì)分析技術(shù)。
2、與質(zhì)譜設(shè)備相比，基于納米孔的檢測技術(shù)提供了一個低成本和高通量的平臺，并且能夠適應(yīng)原生環(huán)境。在納米孔分析中，當(dāng)分析物通過單個納米孔時，在施加電位的作用下，會阻斷通過納米孔的離子電流。重要的是，電流阻斷的大小主要與分析物排除的體積成正比，這允許對化學(xué)性質(zhì)相似的（生物）聚合物如peg鏈、dna、蛋白質(zhì)和肽段進行尺寸區(qū)分。此外，納米孔能夠準(zhǔn)確檢測包括蛋白質(zhì)和dna在內(nèi)的各種分子，并且具備無標(biāo)記、快速、單分子水平高精度的優(yōu)勢。
3、目前生物納米孔檢測技術(shù)已被證實可以實現(xiàn)20種氨基酸的高靈敏的檢測分辨，最近，martin-baniandres等人使用一種工程化的帶電選擇性納米孔，利用電滲現(xiàn)象來實現(xiàn)單個肽鏈的非酶捕獲、展開和轉(zhuǎn)運，實現(xiàn)肽鏈內(nèi)部翻譯后修飾的檢測，這些肽鏈的長度可以超過1200個氨基酸殘基，為納米孔實現(xiàn)長讀長蛋白質(zhì)測序提供一個可能。?nova等人利用hel308?解旋酶控制肽鏈通過納米孔的傳感區(qū)域，實現(xiàn)了對單個分子水平上的磷酸化修飾的檢測，并能以95%的準(zhǔn)確率區(qū)分具有一個或兩個緊密磷酸化位點的肽序列，但由于納米孔空間限制
4、因此，提出一種基于納米運動平臺和納米孔的蛋白質(zhì)測序方法。在一塊芯片膜上加工出固態(tài)納米孔通道，將對蛋白質(zhì)和dna在內(nèi)的各種分子擁有高分辨讀取能力的蛋白嵌入到該固態(tài)納米孔中，形成對肽鏈序列信息的讀取部分；在芯片薄膜上端通過亞納米單分子操縱系統(tǒng)固定保持裝置，保持裝置可以和具有生物分子馬達作用的蛋白進行連接或者結(jié)合，通過亞納米單分子操縱系統(tǒng)以納米級精度控制保持裝置上下移動，使固定在保持裝置上的功能蛋白與嵌入到芯片薄膜納米孔中的功能蛋白之間的距離實現(xiàn)納米級調(diào)節(jié)，能夠有效解決蛋白質(zhì)測序中因空間限制而導(dǎo)致讀長短的難題。
5、[1]martin-baniandres,?p.,?lan,?wh.,?board,?s.?et?al.?enzyme-lessnanopore?detection?of?post-translational?modifications?within?longpolypeptides.?nat.?nanotechnol.?18,?1335–1340?(2023).
6、[2]nova,?i.c.,?ritmejeris,?j.,?brinkerhoff,?h.?et?al.?detection?ofphosphorylation?post-translational?modifications?along?single?peptides?withnanopores.?nat?biotechnol?42,?710–714?(2024).
7、[3]motone,?k.,?kontogiorgos-heintz,?d.,?wee,?j.?et?al.?multi-pass,single-molecule?nanopore?reading?of?long?protein?strands.?nature?633,?662–669(2024).
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是提供一種基于納米運動平臺和納米孔的蛋白質(zhì)測序方法，利用亞納米單分子操縱系統(tǒng)調(diào)節(jié)保持裝置中驅(qū)動蛋白和芯片薄膜中讀取蛋白之間的間距，克服了目前蛋白質(zhì)分子檢測時因納米空間的限制而出現(xiàn)讀長困難的問題。
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供了一種基于納米運動平臺和納米孔的蛋白質(zhì)測序方法，包括以下步驟：
3、1）構(gòu)建蛋白質(zhì)測序系統(tǒng)：
4、步驟1，加工納米通孔：在芯片薄膜和保持裝置上分別制造出固態(tài)納米孔；
5、步驟2，檢測平臺搭建：將與功能蛋白連接的保持裝置和亞納米單分子操縱系統(tǒng)相結(jié)合，并與加工出納米孔的芯片薄膜組裝；
6、步驟3，功能蛋白電驅(qū)動嵌入固態(tài)納米孔：將對蛋白質(zhì)和dna具有讀取能力和易位速度控制能力的兩種功能蛋白分別嵌入固態(tài)納米孔中，得到基于納米運動平臺和納米孔的蛋白質(zhì)測序系統(tǒng)；
7、2）進行蛋白質(zhì)測序：
8、步驟4，經(jīng)肽鏈修飾的dna分子在具有易位速度控制能力的功能蛋白作用下，通過具有讀取能力的功能蛋白，實現(xiàn)對肽鏈信息的完整讀取，芯片薄膜與保持裝置之間的距離通過亞納米單分子操縱系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)。
9、進一步地，步驟1中芯片薄膜上制備納米孔的方法包括電擊穿、聚焦離子束、聚焦電子束；保持裝置與功能蛋白連接，保持裝置包括碳納米管、玻璃納米管、尖端為1-100nm的功能化材料等。
10、進一步地，步驟2中亞納米單分子操縱系統(tǒng)為納米位移運動平臺，通過亞納米單分子操縱系統(tǒng)調(diào)整保持裝置與芯片薄膜納米孔之間的距離。
11、進一步地，步驟3中具有讀取能力的功能蛋白嵌入芯片薄膜的固態(tài)納米孔中，具有易位速度控制能力的功能蛋白嵌入保持裝置的固態(tài)納米孔中。
12、本專利技術(shù)的檢測原理為：
13、經(jīng)肽鏈修飾的dna分子在具有易位速度控制能力的功能蛋白作用下，通過具有讀取能力的功能蛋白，同時通過亞納米單分子操縱系統(tǒng)以納米級精度控制保持裝置上下移動，使固定在保持裝置上的功能蛋白與嵌入到芯片薄膜納米孔中的功能蛋白之間的距離實現(xiàn)納米級調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對肽鏈信息的完整讀取。
14、本專利技術(shù)所述的一種基于納米運動平臺和納米孔的蛋白質(zhì)測序方法的優(yōu)點和積極效果是：
15、本專利技術(shù)在芯片薄膜上加工出固態(tài)納米孔通道，將對蛋白質(zhì)和dna在內(nèi)的各種分子擁有高分辨讀取能力的蛋白嵌入到該固態(tài)納米孔中，形成對肽鏈序列信息的讀取部分；在芯片薄膜上端通過亞納米單分子操縱系統(tǒng)固定保持裝置，保持裝置可以和具有生物分子馬達作用的蛋白進行連接或者結(jié)合，通過亞納米單分子操縱系統(tǒng)以納米級精度控制保持裝置上下移動，使固定在保持裝置上的功能蛋白與嵌入到芯片薄膜納米孔中的功能蛋白之間的距離實現(xiàn)納米級調(diào)節(jié)，有效地解決蛋白質(zhì)測序中因空間限制而導(dǎo)致讀長短的難題。
16、下面通過附圖和實施例，對本專利技術(shù)的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護點】
1.一種基于納米運動平臺和納米孔的蛋白質(zhì)測序方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于納米運動平臺和納米孔的蛋白質(zhì)測序方法，其特征在于：步驟1中在芯片薄膜上制備納米孔的方法包括電擊穿、聚焦離子束、聚焦電子束；保持裝置與功能蛋白連接，保持裝置包括碳納米管、玻璃納米管、尖端為1-100nm的功能化材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于納米運動平臺和納米孔的蛋白質(zhì)測序方法，其特征在于：步驟2中亞納米單分子操縱系統(tǒng)為納米位移運動平臺，通過亞納米單分子操縱系統(tǒng)調(diào)整保持裝置與芯片薄膜納米孔之間的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于納米運動平臺和納米孔的蛋白質(zhì)測序方法，其特征在于：步驟3中具有讀取能力的功能蛋白嵌入芯片薄膜的固態(tài)納米孔中，具有易位速度控制能力的功能蛋白嵌入保持裝置的固態(tài)納米孔中。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于納米運動平臺和納米孔的蛋白質(zhì)測序方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于納米運動平臺和納米孔的蛋白質(zhì)測序方法，其特征在于：步驟1中在芯片薄膜上制備納米孔的方法包括電擊穿、聚焦離子束、聚焦電子束；保持裝置與功能蛋白連接，保持裝置包括碳納米管、玻璃納米管、尖端為1-100nm的功能化材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：許德榮，吳宏文，袁志山，
申請(專利權(quán))人：江西省轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。