電気化学計測のためのナノポアリーダー

ナノポアリーダーは、Solid State (固体基板)ナノポアチップおよび生体チャネル (Biological nanopre)用のチップの両方に対応したポータブルなシステムです。超低ノイズでの測定が可能になり、ナノポアを通過する単一生体分子の検出やDNAの研究に使用することができます。

2種類のナノポアに対応

• Solid stateナノポア: 固体基板ベースにナノポアを開けたチップを使用
• 生体ナノポア: 脂質二分子膜中に生体チャネルを包埋するためのチップを使用

Solid State (シリコン基板)のナノポアセンサーの原理

生体チャネルを利用したナノポアセンサーの原理

ナノポアチップ

実際のナノポア（別売）

ナノポアチップの概要

Solid Stateナノポアチップ用のフローセルになります。ナノポアチップはフローセル内に垂直に固定され、両面のガスケットでシールされてそれぞれの流路が左右のチャンバーに繋がります。ナノポアリーダーで左右のチャンバーに電圧勾配をかけることで帯電した分子が引っ張られてナノポアを通過し、その際の遮蔽電流を記録します。

• チャンバー容量：10 ～ 最大60µl
• フローセル材質：PMMA
• 銀線電極付属
• 適合ナノポアチップ厚み：200µm
• 適合ナノポアチップサイズ：4x4 or 5x5 mm
• Norcada社ナノポアチップ推奨

dsDNAフラグメントが17nmのナノポアを通過する際の電流

17nmポア使用、+200mV、1M KCl（10mM Trisバッファ、1mM EDTA、pH8.0）。(a)15kbp、(b)1000bp、(c)400bpのdsDNAについて、100kHzのバンド幅でイベント時間幅ヒストグラム解析を行ったところ。赤線は滞留時間の指数近似フィッティング曲線。

- Niedzwiecki et al Rev Sci Instrum. 2020 Mar 1; 91(3):031301

200nmおよび350nmのポリスチレンナノ粒子がポリイミド製1µmポアを通過する際の電流

+600mVのバイアス電圧下で20kHzで測定。ピークから2つの粒子を弁別できます。

水平型

垂直型

バイレイヤー用チップは、50-150 µmのマイクロ孔が空いており、Painting法の原理を利用し、有機溶剤に溶かした脂質を筆で塗っていき、マイクロ孔の上部に脂質二分子膜を作成することができます。

この脂質二分子膜に生体チャネル(ヘモリシンなど)を包埋し、生体チャネル内を通過する生体分子をイオン電流の遮蔽として観測することができます。

• 選べるのマイクロ孔：50～150 µm
• Painting法による原理で脂質二分子膜を作成
• 2タイプのチップ： 水平型 / 垂直型

KCVntsチャンネルの電流

-60mV、1M KCl、pH7、1.25kHzサンプリングレートで記録。ペインティング法で150µmポアに形成されたDPhPc二重膜にイミダゾールで希釈したナノディスクを導入。チャンネルの開閉電流レベルが観察された。上の波形はチャンネルタンパク質導入前。Prof. G. Thiel（TU-Darmstadt University）のご厚意により提供。