纳米孔测序研究最近发表的工作档次都非常高,经常看到关于纳米孔研究的工作发表在下面的期刊上Nature nanotechnology、Nature communication、Nature biotechnology、JCAS、Angew和ACS Nano。
英国牛津纳米孔技术公司最近也发布了便携式的纳米孔DNA测序仪,能够进行实时测序,拥有非常长的读长,但这只是原型产品,距离真正的应用还有十万八千里,为什么?
石墨烯能够得到快速的发展,在短时间内获得诺贝尔物理学奖,为什么?
这是因为普通科研人员通过简单方法就能制备出石墨烯,就算经费只有几百块的屌丝都可以去喝一口石墨烯熬的汤,石墨烯就这样被屌丝们哄抬进了诺贝尔的金色大厅。
纳米孔想得到迅速发展,需要我等屌丝的推动和“引用”。
纳米孔研究却不是一般屌丝们能够搞定的,存在以下三个问题:一是10-30nm左右的纳米孔芯片;二是pA级别的高精度高通量的电流采集装置;三是NAMD软件模拟纳米孔动力学。
纳米孔芯片
开始想找国内的单位加工,找苏州纳米所纳米器件中心和半导体所的人打听。人家说这个东西比较复杂,难以控制尺寸,特别是100nm以下精确控制实现不了。
国内实现不了,就打算找国外的课题组发信件问问,没人理会我们这等屌丝。(注:中科院高能所吴海臣最近在nature commun发表了用碳纳米管进行DNA测序,在牛津纳米孔公司那边做过博士后,感兴趣可以发个邮件给他啊)。
于是找国外有没有卖纳米孔芯片公司,发现的那些公司都是自己搞测序的,不卖这种纳米孔芯片。
终于找到了一家公司买纳米孔芯片,他们销售纳米孔芯片(氮化硅芯片、氧化钙芯片、阵列纳米孔芯片、流动池、屏蔽箱和USB信号放大器):Nanoporesolutions, USA https://www.nanoporesolutions.com/
给他们负责销售的同志发了邮件(info@nanoporesolutions.com),回复说他们的产品需要进一步优化。半年之后,他给我发邮件说他们的产品已经优化好了,问我还要不要。问了一下价格,反应池(Flow cells)大概800 dollar,纳米孔芯片20 dollar一片。这个价格在接受范围之类。注:屏蔽箱(Faraday cages)自己用铜做一个就行,便宜又方便。
pA级别的高精度高通量的电流采集装置
为什么我打算做纳米孔?我以为自己有一个pA级别的电流采集装置,是美国NI公司的PXI-4022高精度电流放大模块,去查看它的技术参数,我傻眼了。这东西检测灵敏度能达到pA电流,但采样率只有7Hz,这可与纳米孔测序的采样率10-50kHz相差甚远。怎么办?
问了一下出售膜片钳电流放大器仪器(Axopatch 200B或MultiClamp700B)的公司,国外不到2万dollar,国内代理公司要4-5万dollar。我等屌丝买不起啊。
我就去本市的其他单位,某医学院、某大学、某部委研究所找找。发现有三台,更要命的是基本不怎么用。国内仪器使用效率可见一斑。那些管仪器的老师看到我想用都很高兴(膜片钳电流放大器医学院最常见,我还把它当高大上)。
同志们,遇到问题我们要想办法解决,大多数老师和同事对你都非常热心的,只要你自己也对自己热心。脸皮厚一点说明抗打击能力强。
NAMD软件模拟纳米孔动力学
Aksimentiev(https://bionanoweb.web.engr.illinois.edu/)专门做纳米孔的动力学模拟,其主页提供了很多有价值的参考资料。按照这个研究组提供的教程Modeling Nanopores for Sequencing DNA和BionanotechnologyTutorial,操作尝试。折腾三个月,单位超算中心给我的账单(2万RMB)。这还只是按照别人的protocol来做,做自己的体系真是一个未知数。
想想还是很佩服上海某大学的研究组模拟石墨烯与微生物膜相互作用,那得使用多少CPU,都是money啊。当然人家的结果出版在Nature Nanotechnology上,真心羡慕妒忌恨。
如果单位没有超算中心的话,各位屌丝就不要碰这个东西。还不如花点心思玩弄一下3D MAX画一个漂亮的纳米孔研究的插图,多好啊!
纳米孔前景在那里?
如果我们现在还跟在人家的屁股后搞DNA测序,真是赶晚集啊。
我觉得纳米孔的前景主要在以下两个方面:
一是人体血液的蛋白指纹谱图(纳米孔得到数据就像二维码,像不像指纹图谱啊)。这个需要大量的数据积累和软件的处理。对比健康者和患者的纳米孔指纹图谱差异,就可以推断出患者的健康指标。如果结合智能手机,在手机app帮助下读取和分析信号,这样人人都可以当医生啦。
二是蛋白功能活性研究。蛋白分子之间的相互作用,蛋白分子活动的调控,蛋白分子突变的差异等都可以用纳米孔来进行研究。
只要我们每一个人关注身边的事物,再屌丝的你都可以成为“学霸”。
可惜我还没成为“学霸”就与“学渣”同流合污了,自甘堕落啊!
还等什么,赶快行动吧!