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重磅--國內(nèi)首款成熟商品化的納米孔單分子檢測設(shè)備

公司介紹

（COMPANY INTRODUCTION）

西安思莫徳科技有限公司是一家生產(chǎn)單分子檢測儀的高科技企業(yè)，落地秦創(chuàng)原，企業(yè)性質(zhì)是有限責(zé)任公司，公司核心是生產(chǎn)和銷售單分子檢測儀等各類科學(xué)儀器，面向高校、研究所、食品檢測、生命科學(xué)領(lǐng)域，提供單分子檢測儀器和檢測服務(wù)。公司位于古城西安灃東新城協(xié)同創(chuàng)新港8號樓。

單分子檢測

（SINGLE MOLECULE DETECTION）

單分子檢測術(shù)技能夠在納米空間內(nèi)捕獲單個分子，從而實現(xiàn)超靈敏檢測。與大多數(shù)僅監(jiān)測一個參數(shù)（通常是信號強(qiáng)度）的傳統(tǒng)檢測方法不同，納米孔傳感器可以從單次測量中同時獲取多重信息（單個分子的信號強(qiáng)度、持續(xù)時間、信號頻率等）。由于信息維度的增加，納米孔技術(shù)的分辨率高，可以從混合物中檢測出某一種目標(biāo)分析物，甚至實現(xiàn)多種分析物的同時檢測。此外，納米孔傳感器還可以在多種實驗條件下工作（如高濃度鹽溶液、高黏度溶液、高溫、低pH溶液、高pH溶液等），這些特點使得納米孔單分子檢測技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)原理

（TECHNICAL PRINCIPLE）

通過電場力驅(qū)動單個分子（通常為單鏈核酸、蛋白質(zhì)、有機(jī)小分子、金屬離子等）穿過納米尺寸的蛋白孔道，由于不同分子通過納米孔道時會產(chǎn)生不同阻斷幅度和阻斷持續(xù)時間的電流信號，可根據(jù)電流信號的指紋信息識別每個分子的特征信息，實現(xiàn)對單個分子的精準(zhǔn)、快速檢測。

納米孔單分子檢測原理圖

產(chǎn)品優(yōu)勢

（PRODUCT ADVANTAGES）

西安思莫徳科技有限公司生產(chǎn)的納米孔單分子檢測儀器（SIMOLDE NanoF1）是國內(nèi)首臺成熟的單分子專用檢測設(shè)備，具有集成便攜、高性能、可定制、噪音低等核心優(yōu)勢。自主研發(fā)了獨有的專用集成電路，實現(xiàn)了全信號鏈的芯片設(shè)計與集成系統(tǒng)。

SIMOLDE SMD F1 Basic型號產(chǎn)品外觀圖

集成便攜：檢測設(shè)備體積?。⊿IMOLDE SMD F1 Basic型號產(chǎn)品尺寸約26cm*15cm*9cm）、抗震和電磁屏蔽性能好，實現(xiàn)現(xiàn)場便攜檢測。

信號響應(yīng)速度快：最高帶寬100 kHz以上，采樣速度最高250 kHz。

可定制：根據(jù)客戶需求，以下參數(shù)均可定制：量程范圍：±2.5 nA至±2.5 μA；濾波截止頻率：256 Hz至100 kHz；帶寬范圍：1 kHz至100 kHz；施加電壓范圍：±200 mV至±2 V。

噪音低：采用標(biāo)準(zhǔn)模塊（圖b）進(jìn)行實測，在同樣帶寬和采樣速率下，與elements公司的商業(yè)化eONE HS型號儀器對比（圖a右），本公司產(chǎn)品（SIMOLDE SMD F1 Basic型號）的噪音更低（圖a左）。

電流噪音對比圖（a左為本公司SIMOLDE SMD F1 Basic產(chǎn)品，a右為eONE HS儀器）

其他優(yōu)勢：采用USB供電并和PC進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，避免了常規(guī)儀器使用的交流電的電磁干擾，提升了儀器穩(wěn)定性，降低了系統(tǒng)噪音；電流分辨率達(dá)到0.076 pA。

電流信號實測效果

應(yīng)用領(lǐng)域

（APPLICATION AREAS）

納米孔單分子檢測儀主要用于單分子水平檢測感知，如DNA測序、蛋白質(zhì)測序、單分子化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)研究、蛋白構(gòu)像變化研究（如酶動力學(xué)研究）、生物大分子互作研究、手性研究、生物數(shù)字信號儲存、食品/環(huán)境中痕量污染物檢測研究等等…

近三年基于納米孔檢測發(fā)表的部分高水平論文：

1.Highly shape-and size-tunable membrane nanopores made with DNA[J]. Nature Nanotechnology,2022: 1-6.

2.Multiple rereads of single proteins at single–amino acid resolution using nanopores[J]. Science,2021, 374, 1509-1513.

3.Handling a protein with a nanopore machine[J]. Nature Chemistry,2021, 13(12): 1160-1162.

4.Directional conformer exchange in dihydrofolate reductase revealed by single-molecule nanopore recordings[J]. Nature Chemistry,2020, 12(5): 481-488.

5.Bottom-up fabrication of a proteasome–nanopore that unravels and processes single proteins[J]. Nature chemistry,2021, 13(12): 1192-1199.

6.De novo design of a nanopore for single-molecule detection that incorporates a β-hairpin peptide[J]. Nature nanotechnology,2022, 17(1): 67-75.

7.Nanopore electro-osmotic trap for the label-free study of single proteins and their conformations[J]. Nature Nanotechnology,2021, 16(11): 1244-1250.

8.Mapping the conformational energy landscape of Abl kinase using ClyA nanopore tweezers[J]. Biophysical Journal,2022, 121(3): 339a.

9.On the origins of conductive pulse sensing inside a nanopore[J]. Nature Communications,2022, 13(1): 1-11.

10.Disentangling the recognition complexity of a protein hub using a nanopore[J]. Nature communications,2022, 13(1): 1-11.

11.Combining machine learning and nanopore construction creates an artificial intelligence nanopore for coronavirus detection[J]. Nature communications,2021, 12(1): 1-8.

12.Nanopore-based protein identification[J]. Journal of the American Chemical Society,2022, 144(6): 2716-2725.

13.A nanopore sensing assay resolves cascade reactions in a multienzyme system[J]. Angewandte Chemie International Edition,2022, 61(20): e202200866.

14.Machine learning assisted simultaneous structural profiling of differently charged proteins in a Mycobacterium smegmatis porin A (MspA) electroosmotic trap[J]. Journal of the American Chemical Society,2022, 144(2): 757-768.

15.Non-binary encoded nucleic acid barcodes directly readable by a nanopore[J]. Angewandte Chemie International Edition,2022, 61(20): e202116482.

16.Programmable nano-reactors for stochastic sensing[J]. Nature communications,2021, 12(1): 1-13.

17.Aerolysin nanopores decode digital information stored in tailored macromolecular analytes[J]. Science Advances,2020, 6(50): eabc2661.

18.Biological nanopore approach for single‐molecule protein sequencing[J]. Angewandte Chemie,2021, 133(27): 14862-14873.

19.Giant single molecule chemistry events observed from a tetrachloroaurate (III) embedded Mycobacterium smegmatis porin A nanopore[J]. Nature communications,2019, 10(1): 1-11.

20.Protein identification by nanopore peptide profiling[J]. Nature communications,2021, 12(1): 1-9.

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納米孔單分子檢測技術(shù)應(yīng)用案例

（1）DNA測序：

Nat. Biotechnol. 2020, 38, 1415.A dual-constriction biological nanopore resolves homonucleotide sequences with high fidelity（一種含雙收縮位點的生物納米孔以高保真度解析同源核苷酸序列）

（2）蛋白質(zhì)測序：

Science, 2021, 374, 1509-1513.Multiple rereads of single proteins at single–amino acid resolution using nanopores（使用納米孔以單氨基酸分辨率多次重讀單個蛋白質(zhì)序列）

（3）單分子化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)研究：

Nat. Commun.2021, 12, 5811.Programmable nano-reactors for stochastic sensing（用于單分子隨機(jī)傳感的可編程納米反應(yīng)器）

（4）蛋白質(zhì)組學(xué)研究：

Journal of the American Chemical Society, 2022, 144(6): 2716-2725.Nanopore-Based Protein Identification（基于納米孔的蛋白質(zhì)鑒定）

（5）酶動力學(xué)研究：

Nature Chemistry, 2020, 12(5): 481-488.Directional conformer exchange in dihydrofolate reductase revealed by single-molecule nanopore recordings（單分子納米孔記錄揭示二氫葉酸還原酶的定向構(gòu)象轉(zhuǎn)換）

（6）生物數(shù)字信號儲存與解析：

Science Advances, 2020, 6(50): eabc2661.Aerolysin nanopores decode digital information stored in tailored macromolecular analytes（納米孔解碼存儲在定制的大分子分析物中的數(shù)字信息）

（7）手性分子區(qū)分：

ACS nano, 2022, 16(4): 6615-6624.Identification of Single-Molecule Catecholamine Enantiomers Using a Programmable Nanopore（使用可編程納米孔鑒定單分子兒茶酚胺對映體）

（8）食品中痕量污染物檢測研究

Talanta, 2022, 123619. An aptamer-assisted biological nanopore biosensor for ultra-sensitive detection of ochratoxin A with a portable single-molecule measuring instrument（一種適配體輔助的用于赭曲霉毒素 A 的超靈敏檢測的生物納米孔傳感器）

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