目前，基于纳米孔的单分子DNA测序技术引起了广泛关注。据报道，精确控制孔径、减小孔厚度、加强DNA-纳米孔相互作用将大大提高DNA测序的空间分辨率。共价有机框架 (COFs) 是一组共价键合的晶体材料，具有与原子一致的纳米孔阵列和可调化学性质。超薄 COFs 纳米片可以通过超声剥离二维 (2D) COFs获得。因此，2D COFs 中的纳米孔可用于模拟生物纳米孔，其中狭窄的收缩和较短的传感长度可以促进沿 DNA 链的单核苷酸识别。南京大学袭锴、吉丽娜和王康等人已经实现了基于孔径为 1.1nm (COF-1.1) 和 1.3nm (COF-1.3) 的COFs纳米片的单分子 DNA 分析。基于此，他们展示了一种基于COF-1.1 纳米片覆盖纳米吸管的方法来研究不同长度和碱基的 DNA 均聚物的易位行为。

  本文要点：

（1）结果表明该方法可以检测到短至 6 个碱基的单个 DNA 均聚物。  DNA 均聚物长度为30-mer的停留时间明显长于 10-mer或 6-mer的停留时间。

（2）对于不同的碱基来说，与 poly(dC)₆ 中的胞嘧啶 (~355 μs/碱基) 和 poly(dT)₆ 中的胸腺嘧啶 (~220 μs/碱基) 相比，poly(dA)₆ 显示出最慢的运输速度 (~595 μs/碱基)。 这种易位速度是二维材料纳米孔中有史以来最慢的。 与 poly(dC)₆ (79.54 pA) 和 poly(dT)₆ (71.41 pA) 相比，Poly(dA)₆也显示出最大的电流阻断 (94.74 pA)。因此，短至 6 个碱基的 DNA 链可以通过当前的阻塞和易位时间来区分。 然而，目前阻断电流的差异不足以区分四个 DNA 碱基。

（3）该研究展示了现阶段COFs纳米孔可以检测到的最短的单个DNA分子，为基于固态纳米孔的DNA测序开辟了道路。

参考文献：

Xiao-Lei Xing, Zi-Chuan He, Saud Asif Ahmed, Qiaobo Liao, Lin-Ru Guo, Shibin Ren, Kai Xi, Li-Na Ji, Kang Wang, and Xing-Hua Xia. High Spatial Resolution of Ultrathin Covalent Organic Framework Nanopores for Single-Molecule DNA Sensing. Anal. Chem. 2022DOI:10.1021/acs.analchem.2c01708

https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c01708