Ionic Signal Amplification of DNA in a Nanopore
Ionic Signal Amplification of DNA in a Nanopore
复制标题
纳米孔中 DNA 的离子信号放大
DOI：
10.1002/smtd.202200761
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
12.4
通讯作者：
Kawai Tomoji
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tsutsui Makusu;Yokota Kazumichi;He Yuhui;Kawai Tomoji
离子信号放大是固体纳米孔传感单分子分析的关键挑战。本文报道了一种在纳米流体通道中放大DNA离子阻挡特性的介电常数梯度方法。通过用有机溶剂改变孔一侧的液体介电常数，发现跨膜离子电流响应发生了很大的变化。施加相对于DNA电泳方向的正的液体介电常数梯度，本研究观察到由于分子反离子的不同贡献，阻性离子信号变得更大。相反，负梯度会产生不利影响，导致多核苷酸易位时产生传导离子电流脉冲。最重要的是，正负梯度都能够将离子信号放大一个数量级，跨膜液体的介电常数相差1.3倍。这一现象为提高纳米孔传感的单分子灵敏度提供了一种新的途径，这可能有助于通过离子电流测量来分析DNA的二级结构和基因组序列。
Ionic signal amplification is a key challenge for single‐molecule analyses by solid‐state nanopore sensing. Here, a permittivity gradient approach for amplifying ionic blockade characteristics of DNA in a nanofluidic channel is reported. The transmembrane ionic current response is found to change substantially through modifying the liquid permittivity at one side of a pore with an organic solvent. Imposing positive liquid permittivity gradients with respect to the direction of DNA electrophoresis, this study observes the resistive ionic signals to become larger due to the varying contributions of molecular counterions. On the contrary, negative gradients render adverse effects causing conductive ionic current pulses upon polynucleotide translocations. Most importantly, both the positive and negative gradients are demonstrated to be capable of amplifying the ionic signals by an order of magnitude with a 1.3‐fold difference in the transmembrane liquid dielectric constants. This phenomenon allows a novel way to enhance the single‐molecule sensitivity of nanopore sensing that may be useful in analyzing secondary structures and genome sequence of DNA by ionic current measurements.
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作者：
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通讯作者：
Li, JL
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通讯作者：
Aksimentiev A
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作者：
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通讯作者：
Yinghua Qiu;Z. Siwy;M. Wanunu
DOI：
10.1080/00268948608080131
发表时间：
1986
期刊：
影响因子：
--
作者：
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A. Szymański
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作者：
Kowalczyk, Stefan W.;Dekker, Cees
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Dekker, Cees