南大龙亿涛等Angew：电化学频率变化谱揭示离子穿越纳米孔道的相互作用

纳米技术

2021-08-15

生物学纳米孔道分子、离子传输的控制通过对孔道中一些离子、分子、残留基团的相互作用控制实现的。由于这种离子涨落的弱相互作用难以进行表征和确定，这种弱相互作用来自于孔道中仅仅数十个离子之间的相互作用。

有鉴于此，南京大学龙亿涛、应佚伦等报道发展了一种对纳米孔道结构离子相互作用的分析，实现了通过表征频率变化从而实现了定量和光谱学分析离子相互作用，作者发现频率峰f_m的位置能够说明纳米孔-离子之间的离解速率，峰强度a_m能够说明相互作用达到平衡条件时与纳米孔结合离子的数量。进一步的，作者建立了单分子频率指纹光谱的经验性数值模型，从而能够对纳米孔相互作用情况进行预测。

本文要点：

（1）

作者通过以往发展的Hilbert-Huang Transform（HHT）技术，使用这种时频变换方法考察了气溶素纳米孔AeL(Aerolysin nanopores)中孔道内的相互作用情况。作者通过考察一系列野生AeL和突变AeL的poly(dA)₄传输情况，验证了峰频率f_m、峰的振幅a_m能用于表征传输离子与孔道之间的相互作用。

（2）

这种单分子频率指纹谱能够实现对纳米限域空间内部的相互作用分类、预测、表征，因此为发展纳米孔道进行DNA/蛋白质排序提供一种非常准确的表征技术。

参考文献

Xinyi Li, Yi-Lun Ying*, Xi-Xin Fu, Yong-Jing Wan, Yi-Tao Long*, Single-Molecule Frequency Fingerprint for Ion Interaction Networks in a Confined Nanopore, Angew. Chem. Int. Ed. 2021

DOI: 10.1002/anie.202108226

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202108226