这种基于纳米孔的检测方法证明了对单个分子进行物理特征化和识别的潜力。与金属纳米粒子（本视频的目的）合作，挑战了我们对测量精度和精度限制范围的理解。该技术的主要优点是，该装置比传统的脂质双层存储器具有更大的带宽，这使我们能够在纳米孔中看到更快的结果和更多的反应。
这项技术之所以成为可能，是因为在20世纪90年代初，它表明蛋白质纳米孔的浇注，即在不同的状态之间切换，可以控制，分子可以与孔壁结合。这项技术是为商业DNA测序应用开发的，因为它使用最少的样本。它不需要荧光标签，读取长度比传统方法长得多。
与凝胶电泳和色谱仪不同，该技术还以基于其尺寸的尺寸来区分聚合物，其精度和速度更高。首先，在超纯水中准备500毫升的氯化钠溶液和10毫升磷酸钠作为电解质。最好使用新的解决方案和样品与这个特定的设置。
此外，我们发现，高质量的去电水对于成功形成膜非常重要。接下来，将一毫克冻干野生型单体S.aureusα血脂素粉与一毫升超纯水混合。不要忘记，使用金黄色葡萄球菌α血红素毒素蛋白可能是危险的。
执行此过程时，请遵循 MSDS 中的注意事项。接下来，在玻璃闪烁小瓶中，将四毫升五毫克的DPhyPC制成末因。用聚四氟乙烯衬里盖上小瓶，并在四摄氏度下存放长达一个月。
之后，在电解质的10毫升中溶解57.6毫克12磷酸水合物，制造两毫摩尔多氧金属酸溶液。将 POM 溶液分成两个五毫升。使用三摩尔氢氧化钠将一个 POM 溶液的 pH 调至 5.5。
要开始准备测试，请组装平面脂质双层电生理学仪器的测试单元。首先，用600砂纸磨一条银丝，在市售的次氯酸钠漂白剂中浸泡10分钟，使银氯化银线电极。在将电线电极插入仪器的石英毛细管之前，请冲洗并干燥。
将电极放在石英纳米孔膜（QNM）内，分离毛细管和储液罐。然后将一个圆柱形银氯化银颗粒电极安装在储液罐中的银丝上。将两个电极连接到放大器电路板。
接下来，打开数据采集程序，以零毫伏启动电源。确认空单元中的电极之间未检测到直流电流。在演示中，观察跨膜压力如何影响膜形成和随后的纳米孔形成非常重要。
如果不正确执行这两个步骤，实验将不起作用。将大约一毫升电解质加载到注射器中，然后将其连接到连接到储液罐的流体管路。向储液罐中加入电解质，直到 QNM 表面被淹没，如电极之间的离子电流所示，该电流使放大器饱和。
如果放大器不饱和，则通过施加正负一伏的弹出式电压或增加约 300 毫米汞的毛细管压力来解开 QNM。如有必要，请使用这两种技术。一旦放大器饱和，从储液罐中提取电解质，直到溶液液位降至 QNM 以下，如电流返回零所示。
要开始脂质双层层形成过程，请将电解质溶液液水平远远高于 QNM 的面，并注意需要多少溶液。然后将 10 微升移液器尖端浸入 DPHyPC 溶液中，将所有可见的脂质浸入尖端。将移液器的尖端触摸到电解质溶液的表面，让脂质从移液器流过空气水接口。
等待两到五分钟，使脂质均匀地分布在溶液中。接下来，慢慢提取电解质，直到溶液表面低于QNM，然后缓慢地添加足够的电解质，将溶液提升至QNM上方，形成绝缘脂质双层膜。如果三次尝试后没有形成双层，请应用前面描述的另一部分脂质，然后重复此过程。
一旦双层层似乎已经形成，增加压力毛细管弹出双层，然后通过慢慢降低和提高溶液水平，以相同的方式，改革它。重复此过程多次，以确保 QNM 未堵塞且已形成双层。接下来，在冰上或室温下解冻一种α血红素蛋白。
用250纳米的单体α血红素蛋白和约250微升的超纯水填充储液罐。然后，应用200至400毫伏偏置，诱导孔形成。为了促进孔隙的形成，将毛细管压力增加 40 至 200 毫米汞，以从 QNM 中扩展双层。
一旦纳米孔形成，减少对测量电压的施加偏差，并降低压力到插入压力的一半。要开始测试，请重新调整直流偏移电压，以确保当应用电位设置为零时没有测量电流。接下来，获取相对于储层应用电位为 120 到负 120 毫伏的离子电流轨迹。
确认没有污染物，这可以通过自发电流封锁来表示。向储层添加 1 至 6 微升 pH 5.5 双毫摩尔 POM 聚类溶液。在施加的负 120 毫伏电压下应用离子电流时间序列测量。
单个心离子磷酸分子通过α血红素通道的运动产生瞬态封锁，使平均开孔离子电流降低约80%，持续时间和封锁电流都与粒子孔相互作用直接相关，使离子物种在相对封锁深度比的直方图中得到区分。在pH5.5时，观察到两个峰值，深度比约为0.06和0.16。基于磷核磁共振，小峰为六减磷吨位物种，主要峰顶为七减磷态物种。
在pH7.5时，相对浓度转移到6-减物种与7-减物种的比率较高。与pH 5.5相比，封锁事件减少了20倍，归因于无磷酸盐和钨态离子的降解。适应居住时间分布需要多个指数函数，指示每个离子物种内多种类型的粒子孔相互作用。
pH 7.5 的较短的居住时间表明，颗粒孔径相互作用比 pH 5.5 弱，与先前的研究表明，在α血红素通道流明中或附近固定电荷的相对数量发生依赖性变化。高纯度去水对于这种特殊设置至关重要。一个已花的有机物过滤器盒可能是我们实验室几个月来无法在QNM上形成膜的原因。
对于这种特定版本的方法，新进入的人也可能难以为之奋斗，因为膜非常小，而且需要让纳米孔形成。这种方法是几十年前开始采用的，已被证明对分析离子、核酸、合成聚合物以及DNA测序非常有用。它还可以在生物物理学和基本细胞生物学中找到应用。
例如，此过程可用于研究合成聚合物和生物聚合物的物理特性，以研究其大小、与其他分子的相互作用以及其他重要问题。
