基于别构因子效应的固态纳米孔尿酸分子检测

纳米孔检测技术是通过电泳驱动电导液中待测物穿过纳米孔产生阻塞电流实现单分子检测的。目前受限于纳米孔的空间分辨率,对于分子量小于200 Da的尿酸(UA)等小分子化合物的直接识别和区分仍较为困难。为了构建小分子纳米孔检测生物传感器,目前的挑战是如何高效、可靠地将小分子信号转化为纳米孔容易检测到的信号。提出了一种基于别构因子效应的信号转导系统,用于开发UA纳米孔生物传感器。利用别构转录因子HucR结合特异性dsDNA片段作为生物识别元件,实现HucR识别UA的信号转导。UA可诱导HucR构象改变,使特异性的dsDNA片段从HucR蛋白中分离出来。在15 nm厚的SiN膜上,用介电击穿法制备直径约为4 nm的纳米孔,可以很容易地检测到释放的dsDNA片段,基于纳米孔的尿酸生物传感器实现了浓度超过50 nmol/L UA的响应。基于别构因子效应的信号转导系统与固态纳米孔相结合,可以检测到分子量小于200 Da的小分子。这种基于别构因子效应的信号转换策略为纳米孔小分子的检测提供了新的思路和方法。