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纳米孔尺度对DNA输运速度的影响

图一:实验示意图 图二:分子动力学仿真模型示意图 基于纳米孔单分子传感器的第三代DNA测序技术,因其低成本,高通量等优势很有可能成为人类测序史上的创举。最近的一项研究发现,DNA在穿过10.8纳米的纳米孔道时的速度比穿过4.8纳米的纳米孔的速度降低了一倍,这对于实现DNA减速及单碱基精准测序意义重大。 这篇名为“氮化硅纳米孔尺度对poly(dT)30单链DNA过孔信号的影响机理”的研究论文发表于《中国科学:技术科学》英文版2013年第10期,从实验(图1)和理论(图2)上解释了DNA穿过大孔的输运速度较小孔慢的原因,由东南大学江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室陈云飞教授担任通讯作者,其博士生司伟撰写。 自2006年公布了人类第一号染色体的基因测序图之后,基因测序技术继续不断发展成熟,然而距离1000美元24小时测序的目标还存在一定距离。其中主要原因之一是DNA在纳米孔测序时的过孔速度极快,甚至达到10......阅读全文

DNA测序技术的现状和发展(九)

与在扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope, STM)中一样,使用合适的探针(电极),可以得到纳安级(nano-ampere)的电子隧穿电流。使用这种纳安级的电流检测碱基的速度比在直径不到 3nm的纳米孔中使用皮安级的电流检测要快得多。虽然这种方法只需

纳米孔测序技术发展简介

  随着对DNA结构和序列的研究,DNA测序技术不断发展,成为生命科学研究的核心领域,对生物、化学、电学、生命科学、医学等领域的技术发展起到巨大的推动作用。利用纳米孔研究出新型的快速、准确、低成本、高精度及高通量的DNA测序技术是后人类基因组计划的热点之一。  纳米孔测序技术发展简介  纳米孔检测技

DNA测序技术的现状和发展(八)

虽然这些最初的纳米孔实验并没有获得预期结果,但它们至少显示出纳米孔在单分子技术方面的应用优势,例如高度的敏感性,同时也带动了纳米孔核酸分析技术的研究热潮,并在理论及实验方面取得了一些成果。自从发现在电场力作用下,长达1000个碱基的单链DNA分子也能通过纳米孔之后,人们就更加坚信, 廉价的纳米孔

固态纳米孔:下一代DNA测序技术原理、工艺与挑战

  科学通报,中国科学C辑:生命科学,这两份期刊均是由中国科学院和国家自然科学基金委员会共同主办的,我国学术期刊中的知名品牌,被国内外各主要检索系统收录,如国内的《中国科学论文与引文数据库》(CSTPCD)、《中国科学引文数据库》(CSCD)等;美国的SCI、CA、EI,英国的SA,日本的《科技文献

基于纳米孔的第三代测序技术:每个人支付得起的基因测序

典型的纳米孔测序过程示意图   最近的一项研究发现,在低NaCl浓度下长链DNA更利于纳米孔测序,这为纳米孔测序技术的发展提供了线索。   这篇名为“链长对DNA构象及摩擦行为的影响”的研究论文发表于《中国科学:技术科学》英文版2013年第12期,从摩擦学角度初步探讨了不同链长DNA在纳米孔测序

纳米孔测序的过去、现在和将来

  纵观测序技术的发展历程,没有哪一个技术像纳米孔测序那样慢热,但也没有哪一个技术像纳米孔测序这么接近普罗大众。将单链DNA拉过蛋白孔,检测碱基穿过时电导的微小改变,纳米孔测序的这一基础理念已经有十几年历史了。  1996年哈佛大学的DanielBranton、加州大学的DavidDeamer及其同

DNA测序新突破:新纳米孔通过电流变化检测DNA序列

  在个体化医疗前景的诱惑下,研究人员将研发出更有效的基因测序新方法视为首要任务。如今,宾夕法尼亚大学物理学家利用固态的纳米孔区分单链DNA分子,这一有前景的技术,在DNA穿过纳米孔时,通过检测电流变化进而读取DNA序列。相关研究发表在《ACS Nano》期刊上。  领导这项研究的是艺术与科学学院物

王德强:对科研工作保持一颗平常心

   在单层石墨烯上打出了直径5纳米的孔,意味着什么?  这个问题也许让普通人一头雾水,但对中国科学院重庆绿色智能技术研究院(以下简称中科院重庆研究院)精准医疗单分子诊断技术研究中心的十多名研究人员来说,意义却不一般——它为实现更高效、低廉基因测序技术奠定了基础。  日前,中国科学院重庆绿色智能技术

一文看全!史上59家测序仪公司的“争霸战”

  公司:DNAe (DNA Electronics)  网站:https://www.dnae.com  简介:2003年成立,英国。  核心技术:基于电微流体半导体(CMOS)的合成法测序技术  是否属于单分子测序技术:否  公司产品:LiDia测序平台  描述:使用离子敏感场效应晶体管(ISF

纳米孔直接RNA和cDNA长读长测序概述

  RNA测序已经在生物学和医学的各个领域取得了前所未有的发展。在包括癌症在内的诸多疾病中,转录异构体的表达和用途是健康组织和患病组织之间变异的重要来源。鉴定差异剪接的异构体和融合转录本,可以为疾病的诊断和治疗提供信息。RNA测序还有助于揭示从单细胞到整个组织的转录组动力学。同时,cDNA测序也极大

DNA测序概念再升级:新方法每秒识别660亿碱基

  DNA测序经历了Sanger测序、二代测序(高通量测序)及三代测序(纳米孔测序),日前,美国国家标准与技术研究所(NIST)模拟了一个新型基因测序概念:通过将DNA分子从微小的、具有化学活性的石墨孔洞中拉动,通过测量石墨孔洞边缘产生的电位变化来实现高速、高精度、高效率的DNA测序;研究人员表明,

纳米孔直接RNA和cDNA长读长测序概述

  RNA测序已经在生物学和医学的各个领域取得了前所未有的发展。在包括癌症在内的诸多疾病中,转录异构体的表达和用途是健康组织和患病组织之间变异的重要来源。鉴定差异剪接的异构体和融合转录本,可以为疾病的诊断和治疗提供信息。RNA测序还有助于揭示从单细胞到整个组织的转录组动力学。同时,cDNA测序也极大

基因测序市场发展现状分析 下一个万亿市场在哪里?

  一项新技术或产品的问世,给人们带来欣喜的同时,也必然会引起担忧,基因测序技术便是其中之一。基因测序技术被看作自疫苗问世以来疾病预防最重要的科技突破,它不仅可以大大降低遗传相关的疾病发生率,减少出生缺陷,还可以实现对疾病预测、预防、预警以及个体化诊疗;但目前,国内的基因测序市场却并不让人满意,甚至

详解牛津纳米孔测序仪

 2014年的ASHG年会于10月18日开始在圣地亚哥举行,有幸亲眼目睹了牛津纳米孔公司MinIon的现场演示,技术之创新,令人震惊!21日下午,牛津纳米孔公司特地在旁边的Hardrockho举行了一个小型的封闭式的技术说明会,讲解了纳米孔的测试结果。  尺寸  MinION的尺寸之小,大大出乎我的

遗传学大牛PNAS公布一项最新测序技术

  未来个性化医学,医生可能仅仅通过分析一份唾液样品,就能快速收集到患者谋者疾病的患病风险,以及最适合他的治疗方式。然而目前的新一代技术依然是一个很费钱的事。  来自哈佛大学Wyss研究所的著名遗传学家George M. Church开发了一种新的电子DNA测序平台,这一平台基于生物工程纳米孔,能帮

三代测序的前奏:Illumina再诉牛津纳米孔

  Illumina今天正式宣布起诉Oxford Nanopore,诉讼涉及后者在纳米孔测序相关领域涉嫌侵犯Illumina两项专利。  Illumina同时向美国国际贸易委员会和美国南加州地方法院提出此次诉讼,起诉Oxford Nanopore侵犯其美国专利局第8673550号和9170230号专

两大牛人携手发布新测序技术

  经济高效的单分子测序平台能为人们提供很大的帮助,比如破解完整基因组序列、确定单倍型和鉴定mRNA可变剪接。为此,哥伦比亚大学的车靖岳(Jingyue Ju)和哈佛大学的George Church教授合作开发了基于纳米孔的单分子边合成边测序(SBS)系统。  他们给四种核苷酸分别标记上不同的聚合物

纳米孔测序仪为何迟迟不见踪影?

  今年2月,英国Oxford Nanopore Technologies公司(以下简称Oxford)宣布推出一款便携式的基因组测序仪MinION,约摸只有U盘大小,价格低于900美元,立即引发市场轰动。同时,该公司另一测序平台GridION有望在15分钟内完成人类基因组测序,费用约为1,500

纳米孔测序技术有望颠覆DNA测序市场?

 Scott Tighe(左)等研究人员利用MinION设备在南极泰勒谷测序微生物DNA。  “我们能从手机上的残留物预言谁刚吃了一个橘子或者谁吃了猪肉。”美国纽约威尔康奈尔医学院计算生物学家Mason表示。你们相信吗?Christopher Mason有一个喜欢在会议上展示的技巧。通过从志愿者手机

纳米孔技术有望颠覆DNA测序市场

  Christopher Mason有一个喜欢在会议上展示的技巧。通过从志愿者手机上收集的化验样本获取DNA,他和同事能在1个小时内现场进行谱系分析,甚至详细描述出捐赠者一天的生活细节。“我们能从手机上的残留物预言谁刚吃了一个橘子或者谁吃了猪肉。”美国纽约威尔康奈尔医学院计算生物学家Mason表示

新型碳基平台石墨烯纳米孔设备问世

  据物理学家组织网报道,美国宾夕法尼亚大学的研究人员近日开发出一个纳米级的碳基平台,可用于电子探测单个DNA(脱氧核糖核酸)分子。该技术最终有望在快速DNA电子测序方面发挥“用武之地”。相关研究论文发表于最新一期的《纳米快报》。   这个纳米平台由石墨烯制成。研究小组利用电子束技

研究发现提高DNA测序速度和准确度的新材料

提高DNA测序速度和准确度的新材料  基于基因的个性化医疗,为诊断和靶向治疗提供了很多可能性,但是它的一大瓶颈在于:昂贵而耗时的DNA测序过程。  最近,伊利诺伊大学(U of I)香槟分校的研究人员发现,与以往任何可用的材料相比,二硫化钼(MoS2)材料中的纳米孔,能够更准确、更快速和廉

PNAS、Nature共造基因测序新方法,不“放过”任何碱基

  日前,来自哥伦比亚大学、哈弗大学及美国国家标准技术局的研究人员报道了使用蛋白纳米孔阵列实现了单碱基分辨率的实时单分子电子DNA测序,相关结果以《Real-Time Single Molecule Electronic DNA Sequencing by Synthesis Using Polym

一文看全!史上59家测序仪公司的“争霸战”

  公司:Quantum Biosystems  网站:https://quantumbiosystems.com  简介:2013年成立,日本。  核心技术:基于电信号的纳米孔单分子测序技术  是否属于单分子测序技术:是  公司产品:暂无推出  描述:采用亚纳米间隙和兆分之一安培级电流来直接检测单

仪器发展新趋势 - 体积越来越小,功能越来越强

  随着新颖仪器的不断出现,实验室的空间已变得越来越宝贵。仪器开发商也注意到这一点,开始设计体积小巧、功能强大的仪器。在这一期的《BioTechniques》上,Nathan Blow就带我们了解一些新上市的的小仪器。  智能显微镜  两个月前,Nikon公司推出了最新版本的ECLIPSE倒置显微镜

用纳米孔检测蛋白质获重要突破

  对通过纳米孔的DNA进行测序,可提供长的读长,单分子的读数,并且能够避免昂贵的荧光标记和费时的扩增步骤。那么,纳米孔方法能为蛋白质研究做什么呢?  虽然肉眼看不见,但是这种最新的分子生物学技术是强大的。纳米孔的直径约4纳米,是一层人造膜上产生的一个纳米孔,使研究人员能够收集一系列测量,对通过这些

纳米孔专利之争落下帷幕

美国国际贸易委员会近日发布文件称,Illumina公司和英国牛津纳米孔公司的官司已经庭外和解。纳米孔公司同意不再出口或售卖包含氨基酸序列纳米孔的产品,并销毁目前库存的产品。但该文件也明确表示,这些限制不会影响牛津纳米孔对CsgG的使用。CsgG是相关诉讼开始后不就,牛津纳米孔发布的另一种新孔,基于全

盘点:2015年那些横空出世的“非典型”测序仪

  提及测序仪,那就不得不说Illumina和Thermo两只“大鳄”。这两家公司提供的测序仪占据了绝大部分市场份额。出于应对特殊政策的需要,国内的几家企业也纷纷推出了“自己”的测序仪。放眼国际市场,有一些企业另辟蹊径,研发出别具特色的测序仪,力图从垄断者手中分得一杯羹。小编今天就带大家认识一下这些

测序研究获重大突破:充电石墨层可让DNA“跳芭蕾”

  当美国伊利诺伊州大学的研究人员准备研究一种控制DNA如何在小型测序设备里移动的工具时,他们并不知道他们将见证一场分子体操秀。快速、精确、可负担的 DNA测序是朝个性化医疗迈出的第一步。在一片石墨薄膜层上让DNA分子经过一个小孔——纳米孔使得科学家们可以读取DNA序列;然而,他们对DNA

纳米孔技术检测蛋白质获重要突破

  对通过纳米孔的DNA进行测序,可提供长的读长,单分子的读数,并且能够避免昂贵的荧光标记和费时的扩增步骤。那么,纳米孔方法能为蛋白质研究做什么呢?  虽然肉眼看不见,但是这种最新的分子生物学技术是强大的。纳米孔的直径约4纳米,是一层人造膜上产生的一个纳米孔,使研究人员能够收集一