利用液滴纳米孔传感平台，实现单分子水平上皮克级生物标志物的灵敏检测

生物标志物存在于各种新陈代谢过程中，需要在单分子水平上进行精确细致的分析，以进行准确的临床诊断。鉴于对高灵敏度的需求，生物纳米孔已被应用于单个生物标志物的传感。然而，由于低容量生物标志物在稀释缓冲溶液中的浓度较低，而且难以进行平行检测，这给检测带来了挑战。

针对在单分子水平灵敏检测低丰度生物标志物的需求，南京大学应佚伦教授发展了一种液滴纳米孔道单分子检测技术，在阵列微芯片上实现了在单分子水平上皮克级生物标志物的高通量、快速、无标记检测。该成果以“High-throughput single biomarker identification using droplet nanopore”为题，发表在英国皇家化学会期刊Chemical Science上。

图1 基于液滴纳米孔道微芯片系统的单分子电化学分析：（a）微液滴制备；（b）阵列化液滴纳米孔道电化学分析芯片；（c）高通量单分子电化学分析 该工作利用光刻技术构建了纳米孔道阵列电化学测量微芯片，并设计了可支持多个双层膜的分离式多微孔，每个微孔都集成了一个连接到独立放大器的Ag/AgCl微电极，可进行多通道电流记录。相关可行性验证结果表明，这种纳米孔传感平台可以将血管紧张素II等各类生物标志物的检测限大幅降低到42 pg。

图2 纳米孔道阵列电化学测量微芯片的表征

总体而言，这种纳米孔传感平台实现了亚微升级样品的单分子灵敏检测，具有信噪比高、稳定性强等特点。相比现有检测池体所需的毫升级样品量，该系统将样品用量降低了2000多倍，能够进行皮克级寡核苷酸和多肽样品的快速单分子分析，有望应用于低丰度临床生物标志物的即时检测。

论文链接： https://doi.org/10.1039/D3SC06795E

审核编辑：刘清