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原文传递跨膜纳米孔

专利名称：	跨膜纳米孔
摘要：	提供了一种跨膜纳米孔，其包含：i.至少一个支架多核苷酸链；ii.多个订书钉多核苷酸链；和iii.至少一个疏水修饰的多核苷酸链，其中所述至少一个疏水修饰的多核苷酸链包含多核苷酸链和疏水部分；其中所述多个订书钉多核苷酸链中的每一个与所述至少一个支架多核苷酸链杂交以形成所述跨膜纳米孔的三维结构，并且其中所述至少一个疏水修饰的多核苷酸链与所述至少一个支架多核苷酸链的一部分杂交，所述跨膜纳米孔限定了最小内部宽度为至少约5nm的中心通道。还提供了包含所述跨膜纳米孔的膜和那些膜的应用。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	英国;GB
申请人：	UCL商务股份有限公司
发明人：	斯特凡·霍沃卡;吉纳维夫·普;乔纳森·伯恩斯
专利状态：	有效
申请日期：	2017-07-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-04T00:00:00+0800
申请号：	CN201780053839.3
公开号：	CN109844541A
代理机构：	北京志霖恒远知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	胡少青;郭栋梁
分类号：	G01N33/68(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	英国伦敦
主权项：	1.一种跨膜纳米孔，其包含： i.至少一个支架多核苷酸链； ii.多个订书钉多核苷酸链；和 iii.至少一个疏水修饰的多核苷酸链，其中所述至少一个疏水修饰的多核苷酸链包含多核苷酸链和疏水部分；其中所述多个订书钉多核苷酸链中的每一个与所述至少一个支架多核苷酸链杂交以形成所述跨膜纳米孔的三维结构，并且其中所述至少一个疏水修饰的多核苷酸链与所述至少一个支架多核苷酸链的一部分杂交，所述跨膜纳米孔限定最小内部宽度为至少约5nm的中心通道。 2.根据权利要求1所述的跨膜纳米孔，其中所述至少一个支架链的多核苷酸链、所述多个订书钉多核苷酸链中的每一个以及所述疏水修饰的多核苷酸链包含DNA。 3.根据权利要求2所述的跨膜纳米孔，其中所述纳米孔的组装是通过DNA折纸技术。 4.根据权利要求1至3中任一项所述的跨膜纳米孔，其中所述纳米孔的中心通道的最小内部宽度为约5nm至约20nm。 5.根据权利要求4所述的跨膜纳米孔，其中所述纳米孔的中心通道的最小内部宽度为约5nm至约10nm。 6.根据权利要求5所述的跨膜纳米孔，其中所述纳米孔的中心通道的最小内部宽度是7.5nm。 7.根据权利要求1至6中任一项所述的跨膜纳米孔，其中所述纳米孔包含跨膜区域和至少一个帽区域。 8.根据权利要求7所述的跨膜纳米孔，其中所述跨膜区域布置成邻接所述至少一个帽区域。 9.根据权利要求8所述的跨膜纳米孔，其中存在一个帽区域，并且所述跨膜区域位于所述纳米孔的一端。 10.根据权利要求7至9中任一项所述的跨膜纳米孔，其中所述跨膜区域与所述通道同轴的尺寸为约1nm至约7nm。 11.根据权利要求10所述的跨膜纳米孔，其中所述跨膜区域与所述通道同轴的尺寸为约3nm至约5nm。 12.根据权利要求7至11中任一项所述的跨膜纳米孔，其中所述帽区域与所述通道同轴的尺寸为约20nm至约70nm。 13.根据权利要求12所述的跨膜纳米孔，其中所述帽区域与所述通道同轴的尺寸为约40nm至约50nm。 14.根据权利要求1至13中任一项所述的跨膜纳米孔，其中所述纳米孔还包含一个或多个衔接子多核苷酸链，其中所述至少一个疏水修饰的多核苷酸链通过所述一个或多个衔接子多核苷酸链与所述纳米孔杂交，所述一个或多个衔接子多核苷酸链各自具有第一末端和第二末端，其中所述衔接子多核苷酸链的第一末端与所述至少一个支架多核苷酸链杂交，并且所述衔接子多核苷酸链的第二末端与所述至少一个疏水修饰的多核苷酸链杂交。 15.根据权利要求14所述的跨膜纳米孔，其中所述衔接子多核苷酸链中的多核苷酸包含DNA。 16.根据权利要求1至15中任一项所述的跨膜纳米孔，其中所述至少一个疏水部分包含脂质。 17.根据权利要求16所述的跨膜纳米孔，其中所述脂质选自由以下组成的群组：甾醇；烷基化酚；黄酮；饱和及不饱和脂肪酸；和合成脂质分子(包括十二烷基-β-D-葡糖苷。 18.根据权利要求17所述的跨膜纳米孔，其中：所述甾醇选自由以下组成的群组：胆固醇；胆固醇衍生物；植物甾醇；麦角甾醇；和胆汁酸；所述烷基化酚选自由以下组成的群组：甲基化酚；和生育酚；所述黄酮选自由以下组成的群组：含有黄烷酮的化合物；和6-羟基黄酮；所述饱和及不饱和脂肪酸选自由以下组成的群组：以下的衍生物：月桂酸；油酸；亚油酸；和棕榈酸；和/或所述合成脂质分子是十二烷基-β-D-葡糖苷。 19.根据权利要求1至18中任一项所述的跨膜纳米孔，其中所述支架链的核苷酸序列包含m13mp18DNA的DNA序列(SEQ ID NO.1)。 20.根据权利要求1至19中任一项所述的跨膜纳米孔，其中所述多个订书钉链的核苷酸序列选自包含SEQ ID No.2至218的群组。 21.根据权利要求14至20中任一项所述的跨膜纳米孔，其中所述一个或多个衔接子链的核苷酸序列选自包含SEQ ID No.219至241的群组。 22.根据权利要求14至21中任一项所述的跨膜纳米孔，其中所述至少一个疏水修饰的核苷酸链的序列选自包含SEQ ID No.242或243的群组。 23.根据权利要求1至22中任一项所述的跨膜纳米孔，其中所述纳米孔具有垂直于所述通道的纵轴的横截面，其形状为四边形。 24.根据权利要求23所述的跨膜纳米孔，其中所述四边形是正方形。 25.根据权利要求1至24中任一项所述的跨膜纳米孔，其中对所述跨膜纳米孔进行修饰，其中所述中心通道包含一个或多个狭窄处。 26.一种膜，其包含一个或多个根据权利要求1至25中任一项所述的跨膜纳米孔。 27.根据权利要求26所述的膜，其中所述膜包含脂质双层。 28.根据权利要求26所述的膜，其中所述膜包含由聚合物形成的半流体膜。 29.根据权利要求28所述的膜，其中形成所述半流体膜的所述聚合物由两性合成嵌段共聚物构成。 30.根据权利要求29所述的膜，其中所述两性合成嵌段共聚物由亲水性共聚物嵌段和疏水性共聚物嵌段构成。 31.根据权利要求30所述的膜，其中所述亲水性共聚物嵌段选自由以下组成的群组：聚(乙二醇)(PEG/PEO)；和聚(2-甲基噁唑啉)；并且所述疏水性共聚物嵌段选自由以下组成的群组：聚二甲基硅氧烷(PDMS)；聚(己内酯)(PCL)；聚(丙交酯)(PLA)；和聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)。 32.根据权利要求31所述的膜，其中所述聚合物膜由两性嵌段共聚物聚2-(甲基丙烯酰氧基)乙基磷酸胆碱-b-二异丙基氨基)甲基丙烯酸乙酯(PMPC-b-PDPA)构成。 33.根据权利要求26至32中任一项所述的膜，其中所述膜是囊泡、胶束、平面膜或液滴的形式。 34.根据权利要求26所述的膜，其中所述膜包含固态衬底。 35.一种生物传感器，其中所述生物传感器包括根据权利要求26至34中任一项所述的膜和用于测量通过一个或多个跨膜纳米孔的离子流或穿过一个或多个跨膜纳米孔的电子流的仪器。 36.一种生物传感装置，其包括根据权利要求35所述的一个或多个生物传感器。 37.一种用于分子传感的方法，其包括： i.提供根据权利要求26至34中任一项所述的膜； ii.使所述纳米孔与测试衬底接触并建立通过所述纳米孔的离子流或穿过所述纳米孔的电子流；以及 iii.测量通过所述纳米孔的离子流或穿过所述一个或多个跨膜纳米孔的电子流。 38.根据权利要求37所述的方法，其中所述离子流是从所述膜的第一侧到所述膜的第二侧。 39.根据权利要求37或权利要求38所述的方法，其中所述分子传感是分析物检测或表征，其中所述离子流或电子流的变化是对所述分析物的指示。 40.根据权利要求37至39中任一项所述的方法，其中所述方法包括在步骤(iii)之后的通过与没有所述测试衬底时通过或穿过所述一个或多个跨膜纳米孔的离子流或电子流相比，通过或穿过所述一个或多个跨膜纳米孔的离子流或电子流的变化来确定所述测试衬底的存在的进一步步骤。 41.根据权利要求37至40中任一项所述的方法，其中所述测试衬底是球状蛋白质、多核苷酸-蛋白质构建体、标记的多核苷酸或标记的蛋白质。 42.一种用于分子门控的方法，其包括： i.提供根据权利要求26至34中任一项所述的膜； ii.提供至少一种直径小于所述纳米孔中通道的最小内部宽度的生物分子；以及 iii.孵育，直至所述至少一种生物分子通过所述纳米孔。 43.根据权利要求42所述的方法，其中一旦所述至少一种生物分子已经通过所述纳米孔，其就经受阻止其通过所述纳米孔返回的物理变化。 44.根据权利要求42或权利要求43所述的方法，其中所述至少一种生物分子是球状蛋白质、多核苷酸-蛋白质构建体、标记的多核苷酸或标记的蛋白质。 45.一种跨膜纳米孔，其包含： i.至少一个支架核苷酸链，其包含至少一个疏水锚，其中所述疏水锚包含多核苷酸链和疏水部分；和 ii.多个订书钉多核苷酸链；其中所述多个订书钉多核苷酸链中的每一个与所述至少一个支架多核苷酸链杂交以形成所述跨膜纳米孔的三维结构，所述跨膜纳米孔限定最小内部宽度为至少约5nm的中心通道。 46.根据权利要求45所述的跨膜纳米孔，其中所述至少一个支架链的多核苷酸、所述多个订书钉多核苷酸链中的每一个以及所述至少一个疏水锚包含DNA。
所属类别：	发明专利