[发明专利]生物体聚合物分析设备、分析装置以及分析方法

说明书

本公开的生物体聚合物分析设备具备：绝缘性的薄膜，包含无机材质；第1液槽以及第2液槽，由所述薄膜隔开；多个第1电极，配置在所述第1液槽；以及第2电极，配置在所述第2液槽，在所述第1液槽导入疏水液以及多个液滴，所述多个第1电极构成为能够通过施加给定的电压，从而通过电介质上电润湿来输送导入到所述第1液槽的所述多个液滴，所述多个液滴被输送到与所述多个第1电极接触的部位，通过所述疏水液相互绝缘。

技术领域

本公开涉及生物体聚合物分析设备、生物体聚合物分析装置以及生物体聚合物分析方法。

背景技术

纳米孔(nanopore)设备是在厚度为几～几十nm的薄膜设置直径为几～几nm的小孔(以下，称为纳米孔)而成，通过使电解质溶液与薄膜的两侧接触而使薄膜的两端之间产生电位差，由此能够使电解质溶液通过纳米孔。此时，若电解质溶液中的测定对象物通过纳米孔，则纳米孔周边部的电特性、特别是电阻值变化，因此通过检测该电特性的变化，能够检测测定对象物。在测定对象物为生物体聚合物的情况下，根据生物体聚合物的单体序列图案(monomer sequence pattern)，纳米孔周边部的电特性变化为图案状。近年来正在积极研究利用其进行生物体聚合物的单体序列解析的方法。

尤其，以生物体聚合物通过纳米孔时观测到的离子电流的变化量根据单体种类而不同为原理的单体序列的解析被认为有前景。由于单体序列的解析精度由上述离子电流的变化量决定，所以单体之间的离子电流量差越大越理想。这样的解析方法与以往不同，不需要伴随生物体聚合物的片段化的化学操作，而能够直接读取生物体聚合物。纳米孔设备在生物体聚合物为DNA的情况下用作DNA碱基序列解析系统(DNA测序器(sequencer))，在生物体聚合物为蛋白质的情况下用作氨基酸序列解析系统(氨基酸测序器)，期待分别作为能够解读远比以往长的序列长度的系统。

特别是，使用封锁电流方式，将纳米孔作为DNA测序器实用化的研究开发正在盛行。所谓封锁电流是指，在生物体聚合物通过纳米孔时，生物体聚合物封锁纳米孔，离子能够通过的有效截面积减少而引起的离子电流的减少量。

作为纳米孔设备，存在使用了埋入脂质双层膜的在中心具有小孔的蛋白质的生物纳米孔、和对通过半导体加工工艺形成的绝缘薄膜加工了小孔的固态纳米孔这两种。在生物纳米孔中，将埋入脂质双层膜的修饰蛋白质(Mycobacterium smegmatis porin A(MspA)等)的小孔(直径1.2nm、厚度0.6nm)作为生物体聚合物检测部来测定离子电流的变化量。

另一方面，在固态纳米孔中，在作为半导体材料的氮化硅(SiN)的薄膜、包含石墨烯、二硫化钼这样的单分子层的薄膜形成有纳米孔的构造体被用作纳米孔设备。在使用了固态纳米孔的生物体聚合物分析方法中，至今为止进行了测定均聚物的腺嘌呤碱基、胞嘧啶碱基、胸腺嘧啶碱基、鸟嘌呤碱基的封锁电流量的报告(非专利文献1以及非专利文献2)。

在使用了纳米孔设备的计测中，存在以下三个课题。第一个课题是，在实现具有阵列化的并联通道的集成化纳米孔设备时，需要在各个独立通道之间电流不泄漏地相互绝缘。若未进行绝缘，则各个独立通道相互干涉而无法进行正确的计测，各通道的独立计测变得困难。

作为第二个课题，在计测中样品枯竭而计测的吞吐量下降的情况下、在充分地计测完某个样品之后想要计测其他样品的情况下，要求通过进行顺畅的样品供给或样品更换来延长有效的连续计测时间。

作为第三个课题，在计测以DNA为代表的生物体分子时，从生物体采集的样品是宝贵的，并期望仅采集少量，因此需要即使是少的溶液量(少的DNA输入量)也能够进行计测。