用于化学分析和生物分子诊断的纳米通道

耿佳

生物治疗国家重点实验室

四川大学华西医学中心

单分子生物物理与纳米材料、半导体技术相结合，给超低浓度条件下的化学分析、生物传感、环境检测带来了飞速发展，例如核酸测序技术等。纳米通道作为化学分析与单分子生物传感的新平台，具有样品制备简化、超灵敏等优点。综合运用电生理与光学、分析化学等检测手段，可以读取通过纳米通道转运的核酸的长度、构象等结构信息，乃至区分单个核苷酸的差异。在降低转运速率、增加准确率方面纳米孔测序仍有挑战需要克服。实验表明直径为3.6纳米的phi29病毒蛋白通道，以及直径为1-2纳米的碳纳米管通道，均可被嵌入至磷脂双层膜内，并作为核酸和单分子化学传感的平台。结合纳米尺度的半导体器件，可以制备基于纳米通道的分析平台，并实现高通量传感，为化学分析、环境检测、全基因组测序和单个核苷酸变异检测提供可行方案。

个人简介：耿佳博士从事生物医学材料、生物电子器件、单分子生物物理和分子诊断领域的研究。他于2004年和2012年分别取得南京大学化学学士、美国辛辛那提大学生物医学工程博士学位，2012至2015年在美国加州大学、劳伦斯伯克利国家实验室和劳伦斯利弗莫尔国家实验室进行博士后研究，2015年8月起目前任四川大学华西医学中心生物治疗国家重点实验室研究员。他发现双链DNA噬菌体病毒通道可在体外跨膜融合并转运DNA，揭示了其在生理过程中分子水平的构象变化和作用机制；构建了基于碳纳米材料的仿生通道，为开发新型分子传感技术提供了新平台。相关研究成果发表于Nature、Nature Nanotechnology、Nature Protocols、Nano Letters、ACS Nano、Biomaterials等国际著名杂志，部分论文作为Nature的亮点文章收录到Nature Asia，由Nature Methods、ACS Nano等期刊专文述评，选为Biomaterials杂志的年度封面等。他担任JACS等多项国际高水平科学期刊的特邀审稿人，在美国国立卫生研究院纳米医学研究中心（辛辛那提大学）、美国能源部纳米尺度科学研究中心参与过多项重大课题的科学研究、项目管理与国际合作，荣获美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室2015年物理与生命学部奖。