生物標志物存在于各種新陳代謝過程中，需要在單分子水平上進行精確細致的分析，以進行準確的臨床診斷。鑒于對高靈敏度的需求，生物納米孔已被應用于單個生物標志物的傳感。然而，由于低容量生物標志物在稀釋緩沖溶液中的濃度較低，而且難以進行平行檢測，這給檢測帶來了挑戰(zhàn)。

針對在單分子水平靈敏檢測低豐度生物標志物的需求，南京大學應佚倫教授發(fā)展了一種液滴納米孔道單分子檢測技術，在陣列微芯片上實現(xiàn)了在單分子水平上皮克級生物標志物的高通量、快速、無標記檢測。該成果以“High-throughput single biomarker identification using droplet nanopore”為題，發(fā)表在英國皇家化學會期刊Chemical Science上。

圖1 基于液滴納米孔道微芯片系統(tǒng)的單分子電化學分析：（a）微液滴制備；（b）陣列化液滴納米孔道電化學分析芯片；（c）高通量單分子電化學分析 該工作利用光刻技術構建了納米孔道陣列電化學測量微芯片，并設計了可支持多個雙層膜的分離式多微孔，每個微孔都集成了一個連接到獨立放大器的Ag/AgCl微電極，可進行多通道電流記錄。相關可行性驗證結果表明，這種納米孔傳感平臺可以將血管緊張素II等各類生物標志物的檢測限大幅降低到42 pg。

圖2 納米孔道陣列電化學測量微芯片的表征

總體而言，這種納米孔傳感平臺實現(xiàn)了亞微升級樣品的單分子靈敏檢測，具有信噪比高、穩(wěn)定性強等特點。相比現(xiàn)有檢測池體所需的毫升級樣品量，該系統(tǒng)將樣品用量降低了2000多倍，能夠進行皮克級寡核苷酸和多肽樣品的快速單分子分析，有望應用于低豐度臨床生物標志物的即時檢測。

論文鏈接： https://doi.org/10.1039/D3SC06795E