用于化學(xué)分析和生物分子診斷的納米通道
耿佳
生物治療國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
四川大學(xué)華西醫(yī)學(xué)中心
單分子生物物理與納米材料、半導(dǎo)體技術(shù)相結(jié)合，給超低濃度條件下的化學(xué)分析、生物傳感、環(huán)境檢測(cè)帶來(lái)了飛速發(fā)展，例如核酸測(cè)序技術(shù)等。納米通道作為化學(xué)分析與單分子生物傳感的新平臺(tái)，具有樣品制備簡(jiǎn)化、超靈敏等優(yōu)點(diǎn)。綜合運(yùn)用電生理與光學(xué)、分析化學(xué)等檢測(cè)手段，可以讀取通過(guò)納米通道轉(zhuǎn)運(yùn)的核酸的長(zhǎng)度、構(gòu)象等結(jié)構(gòu)信息，乃至區(qū)分單個(gè)核苷酸的差異。在降低轉(zhuǎn)運(yùn)速率、增加準(zhǔn)確率方面納米孔測(cè)序仍有挑戰(zhàn)需要克服。實(shí)驗(yàn)表明直徑為3.6納米的phi29病毒蛋白通道，以及直徑為1-2納米的碳納米管通道，均可被嵌入至磷脂雙層膜內(nèi)，并作為核酸和單分子化學(xué)傳感的平臺(tái)。結(jié)合納米尺度的半導(dǎo)體器件，可以制備基于納米通道的分析平臺(tái)，并實(shí)現(xiàn)高通量傳感，為化學(xué)分析、環(huán)境檢測(cè)、全基因組測(cè)序和單個(gè)核苷酸變異檢測(cè)提供可行方案。
個(gè)人簡(jiǎn)介：耿佳博士從事生物醫(yī)學(xué)材料、生物電子器件、單分子生物物理和分子診斷領(lǐng)域的研究。他于2004年和2012年分別取得南京大學(xué)化學(xué)學(xué)士、美國(guó)辛辛那提大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程博士學(xué)位，2012至2015年在美國(guó)加州大學(xué)、勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行博士后研究，2015年8月起目前任四川大學(xué)華西醫(yī)學(xué)中心生物治療國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員。他發(fā)現(xiàn)雙鏈DNA噬菌體病毒通道可在體外跨膜融合并轉(zhuǎn)運(yùn)DNA，揭示了其在生理過(guò)程中分子水平的構(gòu)象變化和作用機(jī)制；構(gòu)建了基于碳納米材料的仿生通道，為開(kāi)發(fā)新型分子傳感技術(shù)提供了新平臺(tái)。相關(guān)研究成果發(fā)表于Nature、Nature Nanotechnology、Nature Protocols、Nano Letters、ACS Nano、Biomaterials等國(guó)際著名雜志，部分論文作為Nature的亮點(diǎn)文章收錄到Nature Asia，由Nature Methods、ACS Nano等期刊專文述評(píng)，選為Biomaterials雜志的年度封面等。他擔(dān)任JACS等多項(xiàng)國(guó)際高水平科學(xué)期刊的特邀審稿人，在美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院納米醫(yī)學(xué)研究中心（辛辛那提大學(xué)）、美國(guó)能源部納米尺度科學(xué)研究中心參與過(guò)多項(xiàng)重大課題的科學(xué)研究、項(xiàng)目管理與國(guó)際合作，榮獲美國(guó)勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室2015年物理與生命學(xué)部獎(jiǎng)。