pH gated glucose responsive biomimetic single nanochannels.
葡萄糖代谢异常是糖尿病等疾病的重要信号，生物体常利用 pH 调控离子跨膜运输。受此启发，作者以含单离子轨道的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）膜经化学刻蚀制备锥形单纳米通道，通道内壁生成羧基，并通过 EDC/NHSS 交联反应固定 3-氨基苯硼酸（3-ABBA）。在 0.1 M KCl/PBS 体系中，利用跨膜离子电流监测通道状态。pH...
Metal ion affinity-based biomolecular recognition and conjugation inside synthetic polymer nanopores modified with iron-terpyridine complexes.
本文报道一种基于金属离子亲和性的新型生物传感平台，用于检测乳铁蛋白（lactoferrin, LFN）。在聚合物膜中制备单锥纳米孔，首先通过碳二亚胺偶联化学将氨基末端三联吡啶（terPy）金属螯合配体共价固定于孔内壁，形成单分子层；随后用硫酸亚铁处理，使孔内形成铁–三联吡啶（iron–terPy）配合物。该配合物作为识别元件，利用 ...
"DNA-Dressed NAnopore" for complementary sequence detection.
纳米孔单分子电学传感是生物分析与诊断领域快速发展的方向，其核心原理是利用分子在纳米通道中电泳迁移所引起的电导调制。本文报道了一类新型选择性生物传感器器件“DNA-Dressed NAnopore”（DNA2），该器件基于初始尺寸较大的固态纳米孔，并通过 DNA 分子功能化实现孔径缩小与选择性激活。作者利用聚焦离子束在自由支撑氮化硅膜...
Effect of charge, topology and orientation of the electric field on the interaction of peptides with the α-hemolysin pore.
纳米孔分析利用α-溶血素等纳米孔作为生物传感器。在含纳米孔的脂质膜两侧施加电压时产生离子电流；分子与孔相互作用时电流被部分阻断，阻断幅度I和持续时间T构成事件特征。本研究分析净电荷+2和-2的肽CY12(+)T1与CY12(-)T1，在不同电压及电极/孔四种取向（VD、VU、SD、SU）下的相互作用。结果表明，CY12(+)T1在V...
Hydrogen peroxide sensing with horseradish peroxidase-modified polymer single conical nanochannels.
受生物离子通道功能与响应性启发，研究者发展了基于聚合物和固态纳米通道的生物传感系统。此类纳米通道能否检测周围环境中特定外源分析物，关键取决于通道内壁的表面特性；将识别位点固定到通道壁即可制备针对特定分子的传感器。已有许多纳米通道平台用于检测 DNA 和蛋白质，但能检测小分子的平台较少。本文报道了一种用于检测过氧化氢（H2O2）的纳米...
Electrical characterization of DNA-functionalized solid state nanopores for bio-sensing.
本文报道了一类基于生物功能化固态纳米孔的生物传感器器件的电学表征。器件以聚焦离子束在 20 nm 厚氮化硅膜上制备的 20–60 nm 纳米孔为通道，通过硅烷化、异硫氰酸酯交联和氨基修饰 DNA 连接，将单链 DNA 或双链锁核酸探针固定于孔壁。功能化使较大孔径缩小至适合单分子传感的尺寸，并赋予选择性识别能力，无需额外沉积金属、氧化...
Sequence-specific recognition of DNA oligomer using peptide nucleic acid (PNA)-modified synthetic ion channels: PNA/DNA hybridization in nanoconfined environment.
本文报道了一种基于单个合成锥形纳米通道的简单、高灵敏且高选择性纳流体传感器件，用于单链DNA寡核苷酸的序列特异性检测。该器件的传感性能敏感依赖于通道内壁表面电荷及化学基团，这些基团作为不同分析物的结合位点。未带电肽核酸（PNA）探针通过碳二亚胺偶联化学共价固定于通道表面，使通道表面负电荷降低，导致通过通道的整流离子电流显著下降。PN...
Ultrasensitive mycotoxin detection by STING sensors.
离子纳米门控信号转导（STING）技术是一种无标记生物传感器，可识别DNA和蛋白质。该传感器基于功能化石英纳米吸管，利用尺寸、形状和电荷密度差异实现分析物区分，并通过纳米吸管尖端处的离子电流变化进行实时检测。STING无需纳米加工设施，石英纳米吸管可在实验台上简便、可重复且低成本地制备和定制，从而降低检测成本与周转时间。本文报道了S...
Glucose determination using a re-usable enzyme-modified ion track membrane sensor.
本文提出一种基于葡萄糖氧化酶（GOx）共价连接于蚀刻核径迹膜纳米孔的新型葡萄糖生物传感器概念。该器件利用高能重离子辐照聚合物膜形成的锥形纳米孔作为反应与换能单元，将膜置于离子电流路径中，通过纳米孔电阻和整流特性的变化电学感知孔内受限的催化反应。传感器可检测10 μM至1 M的生理相关葡萄糖浓度。由于葡萄糖氧化反应产生可扩散的小分子产...
Single-molecule detection of folding and unfolding of the G-quadruplex aptamer in a nanopore nanocavity.
富鸟嘌呤核酸可形成 G-四联体，在基因调控、生物传感器设计和纳米结构构建中具有重要作用。本文报道了一种基于纳米孔封装的单分子方法，用于研究阳离子如何调控血栓结合适配体（TBA，GGTTGGTGTGGTTGG）所形成 G-四联体的折叠与解折叠。纳米孔中的特征电流阻断表明，G-四联体形成具有阳离子选择性，选择性顺序为 K+ > NH4+...
Orientation of the monomeric porin OmpG in planar lipid bilayers.
外膜蛋白G（OmpG）是大肠杆菌来源的非选择性单体孔蛋白，因单体结构而适合作为随机传感元件。本文在平面脂质双分子层（PLB）中研究由去污剂稀释法插入的单个OmpG孔道，发现其电流-电压关系和电压依赖门控具有明显不对称性，并据此建立判断孔道取向的规则。作者在OmpG胞外环中引入两个半胱氨酸形成二硫键，DTT切割该二硫键会显著增加自发门...
An ON/OFF biosensor based on blockade of ionic current passing through a solid-state nanopore.
单纳米孔因可用于生物传感而受到关注。传统方法通常测量分析物穿过纳米孔时引起的瞬态离子电流阻断，但此类事件持续时间短，需要复杂且昂贵的设备，不利于常规检测。本文提出一种基于氮化硅膜中单个纳米孔的新型生物传感概念：利用两种锚定连接的DNA分子在孔内形成跨孔杂交体，实现对离子电流的稳定阻断；当分子识别事件改变DNA杂交体结构时，孔道打开并...