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納米孔尺度對DNA輸運速度的影響
閱讀：298 發(fā)布時間：2013-9-30基于納米孔單分子傳感器的第三代DNA測序技術(shù)，因其低成本，高通量等優(yōu)勢很有可能成為人類測序*的創(chuàng)舉。zui近的一項研究發(fā)現(xiàn)，DNA在穿過10.8納米的納米孔道時的速度比穿過4.8納米的納米孔的速度降低了一倍，這對于實現(xiàn)DNA減速及單堿基測序意義重大。
這篇名為“氮化硅納米孔尺度對poly（dT）30單鏈DNA過孔信號的影響機理”的研究論文發(fā)表于《中國科學(xué)：技術(shù)科學(xué)》英文版2013年第10期，從實驗和理論上解釋了DNA穿過大孔的輸運速度較小孔慢的原因，由東南大學(xué)江蘇省微納生物醫(yī)療器械設(shè)計與制造重點實驗室*飛教授擔(dān)任通訊作者，其博士生司偉撰寫。
自2006年公布了人類*號染色體的基因測序圖之后，基因測序技術(shù)繼續(xù)不斷發(fā)展成熟，然而距離1000美元24小時測序的目標還存在一定距離。其中主要原因之一是DNA在納米孔測序時的過孔速度極快，甚至達到10個堿基每微妙。要想檢測DNA的序列，目前可以從兩方面著手：一，提高檢測設(shè)備的采樣頻率（達到2MHz以上）；二，降低DNA的過孔速度。
*飛教授認為結(jié)合現(xiàn)有的電子采頻現(xiàn)狀要將檢測頻率提高到2MHz還是比較困難的，因此目前只能通過某種其他途徑來提高DNA過孔的時間，從而實現(xiàn)測序。
該課題組在測序方面有所突破其中*的因素之一，是他們的高精度加工工藝：首先經(jīng)過濕法刻蝕的方法將硅-氮化硅薄膜上的硅膜刻穿，露出氮化硅薄膜，然后用聚焦離子束（FIB）對氮化硅薄膜進行減薄粗加工，將氮化硅薄膜厚度減薄到約10納米厚，zui后用掃描電子顯微鏡（TEM）在減薄區(qū)域加工10納米以下的納米孔。
通過實驗（圖1）和理論模擬（圖2），他們相信，雖然納米孔測序技術(shù)現(xiàn)在還有亟待解決的瓶頸，但是zui終實現(xiàn)1000美元24小時的親民測序技術(shù)一定會成功實現(xiàn)，以滿足大眾需求。
該研究得到了國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（973）（批準號：2011CB707605），國家自然科學(xué)基金資助項目（批準號: 50925519, 51003015, 51005048）和教育部博士點基金批準項目（批準號：20100092110051）的資助。