[发明专利]一种用于纳米孔测序的磷脂双层膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于纳米孔测序的磷脂双层膜及其制备方法，其制备方法，依次包括以下步骤：(1)将疏水性小分子单体、光引发剂和磷脂分子混合，得磷脂混合物；(2)将磷脂混合物涂抹至纳米孔基材上，溶剂挥发，得磷脂膜；(3)在纳米孔基材两侧浴池中加入离子缓冲液使磷脂分子复溶，然后在纳米孔基材上复涂磷脂混合物，光引发聚合，得用于纳米孔测序的磷脂双层膜。本发明还包括采用上述方法制得的纳米孔测序的磷脂双层膜。本发明利用带双键的疏水性小分子单体与磷脂进行掺杂并进行原位聚合，以解决现有技术中磷脂双层膜稳定性差和难以重复制备等问题。

技术领域

本发明涉及生物科学技术领域，具体涉及一种用于纳米孔测序的磷脂双层膜及其制备方法。

背景技术

DNA是构成生命的密码和蓝图。DNA中的核苷酸中碱基的排列顺序构成了遗传信息，该遗传信息可以通过转录过程形成RNA，然后其中的mRNA通过翻译产生多肽，形成蛋白质。DNA甲基化作为一种相对稳定的修饰状态，在DNA甲基转移酶的作用下，可随DNA的复制过程遗传给新生的子代DNA，是一种重要的表观遗传机制；因此，作为哺乳动物体内唯一存在的甲基化形式，5-甲基胞嘧啶也被称为人体的“第五碱基”，异常的DNA甲基化与多种疾病的发生和发展有着密切关系。因此，准确检测人体DNA上碱基排布序列及其甲基化情况将为人类预测各种疾病提供强有力的证据。

基因测序技术是一项能够测定核酸或氨基酸等生物分子序列的新兴技术。如今，测序仪器虽几经迭代，然而前三代技术，都具有各自难以克服的重大缺陷，从而催生出第四代基因测序仪来满足人类对基因测序的更高要求。第四代基因测序技术又称纳米孔测序技术，其原理是在电场力作用下，单链核酸分子在通过纳米孔通道时，不同碱基产生不同的电流信号，通过观测这种电信号的差异便能识别出核酸分子中的DNA序列分布。相比于前面三代测序技术，第四代测序技术是真正实现单分子检测和电子传导检测相结合的测序方法，具有超高读长、高通量、更少的测序时间和更为简单的数据分析，实现了从低读长到超高读长、从光学检测到电子传导检测的双重跨越。然而，人工双层磷脂膜作为纳米孔测序技术中不可或缺的一部分，目前仍然没有一个可稳定重复的制备方法，严重拖慢了第四代基因测序仪投入市场的进程。因此，开发具有高重复性和稳定性的新型人工双层膜的制备方法，将会是一项极具技术意义和市场意义的发明。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种用于纳米孔测序的磷脂双层膜及其制备方法，利用带双键的疏水性小分子单体与磷脂进行掺杂并进行原位聚合，以解决现有技术中磷脂双层膜稳定性差和难以重复制备等问题。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种用于纳米孔测序的磷脂双层膜的制备方法，依次包括以下步骤：

(1)将疏水性小分子单体、光引发剂和磷脂分子混合，得磷脂混合物；

(2)将磷脂混合物涂抹至纳米孔基材上，溶剂挥发，得磷脂膜；

(3)在纳米孔基材两侧浴池中加入离子缓冲液使磷脂分子复溶，然后在纳米孔基材上复涂磷脂混合物，光引发聚合，得用于纳米孔测序的磷脂双层膜。

进一步，步骤(1)中，疏水性小分子单体和磷脂分子摩尔比为1:1-10。

进一步，步骤(1)中，疏水性小分子单体和光引发剂摩尔比为1-10:1。

进一步，步骤(1)中，疏水性小分子单体为甲基丙烯酸2-乙基己酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、N,N-二乙基丙烯酰胺、3-(二甲氨基)丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和2-羟丙基甲基丙烯酰胺中的至少一种。

进一步，步骤(1)中，光引发剂为2,2-二乙氧基-1-苯己酮、а-甲基苯基巯基二苯甲酮或三甲基甲酰二苯基氧化膦。

进一步，步骤(2)中，磷脂分子为二植酰磷脂酰胆碱。

进一步，步骤(2)中，采用静置蒸发或氮气蒸发进行溶剂挥发。