[发明专利]一种基于分子构象变化的测序方法

权利要求书

1.一种基于分子构象变化的DNA测序方法，其特征在于，将单原子层薄膜纳米孔装置连接于电路中，将分子马达固定在纳米孔内或上方，分子马达和DNA分子模板形成合成体，再依次将含有单个碱基的溶液加入，合成体每次移动一个碱基，合成体在外电压的作用下，被拉入纳米孔，当分子马达将每一个碱基合成到DNA分子模板上时，分子马达的构象会发生变化而影响到通过纳米孔的离子电流，每个碱基造成的分子马达构象的变化不同，通过检测DNA穿越纳米孔时产生的电信号分析出DNA的序列，所述电路包括正负电极，提供电势的电压源，检测电流变化的电流表，所述纳米孔连接在正负电极之间。

2.根据权利要求1所述基于分子构象变化的DNA测序方法，其特征在于，所述纳米孔的制备方法如下：

1)提供硅衬底，在硅衬底(1)上方生长厚度为0.2～1nm的单原子层薄膜(2)，接着在上下两面生长膜厚为10～100nm的电绝缘薄膜层(3)和(4)；

2)采用光刻刻蚀工艺，在电绝缘薄膜层(4)和硅衬底(1)刻蚀出梯形口(5)，采用电子束光刻、反应离子刻蚀、聚焦离子束刻蚀中任一种方法在电绝缘薄膜层(3)刻蚀出直径为1～10nm的孔(6)，采用电击穿，透射电子显微镜、氦离子束中任一种方法在单原子薄膜层(2)刻蚀出直径为1～5nm的纳米孔(7)；

3)在孔(6)表面形成用于固定分子马达的修饰化学层(8)。

3.根据权利要求2所述基于分子构象变化的DNA测序方法，其特征在于，步骤3)中所述修饰化学层(8)形成方法如下：通过生物素修饰法在孔(6)表面形成生物链霉素，或者通过Au-S基修饰法在孔(6)表面形成金，或者通过高分子修饰法在孔(6)表面形成氨基丙基三乙氧硅烷二戊醛。

4.根据权利要求1所述基于分子构象变化的DNA测序方法，其特征在于，所述分子马达固定在纳米孔内或上方方法如下：利用-SH或者-NH2修饰分子马达表面的羟基或者磷酸基以及活性基团，修饰后的分子马达表面与修饰化学层(8)的特定基团发生化学反应，从而使分子马达以共价偶联的方式固定在纳米孔内或上方。

5.根据权利要求2所述基于分子构象变化的DNA测序方法，其特征在于，所述单原子层薄膜厚度为0.35nm。

6.根据权利要求2所述基于分子构象变化的DNA测序方法，其特征在于，所述单原子层薄膜为单层石墨烯薄膜或二硫化钼薄膜或氮化硼薄膜。

7.根据权利要求2所述基于分子构象变化的DNA测序方法，其特征在于，所述电绝缘薄膜为氮化硅薄膜或二氧化硅薄膜。

8.根据权利要求2所述基于分子构象变化的测序方法，其特征在于，所述分子马达为phi29DNA聚合酶。

9.根据权利要求1所述基于分子构象变化的测序方法，其特征在于，所述方法也可用于检测RNA、多肽或蛋白质的序列。