CN116297721A - 成膜方法、包含膜的系统及应用 - Google Patents

成膜方法、包含膜的系统及应用 Download PDF

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CN116297721A CN202111576352.8A CN202111576352A CN116297721A CN 116297721 A CN116297721 A CN 116297721A CN 202111576352 A CN202111576352 A CN 202111576352A CN 116297721 A CN116297721 A CN 116297721A
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任世龙
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Abstract

本申请公开了成膜方法、包含膜的系统及应用。本申请公开了在结构单元中形成含两亲分子层的膜的方法，所述方法包括以下步骤：在所述结构单元的空间区域内形成沿第一方向依次分布的第一极性介质相、成膜相和第三极性介质相；其中，所述第一方向为所述膜的厚度方向，所述成膜相由包含第二极性介质、两亲分子和非极性介质的成膜混合物形成；提供条件使所述成膜相形成两亲分子层或含两亲分子层的膜，并使所述成膜相包含的第二极性介质分配到所述第一极性介质相和/或所述第三极性介质相。本申请的成膜方法，不仅提高了成膜率，而且使所述两亲分子层或含两亲分子层的膜变得更薄且更利于嵌孔和测序。

Description

成膜方法、包含膜的系统及应用
技术领域
本申请涉及测序技术领域，特别是涉及包含两亲分子层的膜及其形成方法、包含膜的系统、纳米孔测序装置及应用。
背景技术
纳米孔测序需要在含两亲分子层的膜中嵌入纳米孔蛋白，因此要求膜的厚度在合适范围内，一般是纳米级。一般用于形成含两亲分子层的膜的方法是在多个结构单元所组成的阵列结构中进行，在结构单元中形成含两亲分子层的膜。然而该种方法成膜率低。
发明内容
本申请提供一种含两亲分子层的膜及其形成方法、纳米孔测序装置及应用，旨在解决现有的两亲分子层的成膜方法成膜率低的问题。
第一方面，本申请提供了一种在结构单元中形成两亲分子层或含两亲分子层的膜的方法，所述方法包括以下步骤：
在所述结构单元的空间区域内形成沿第一方向依次分布的第一极性介质相、成膜相和第三极性介质相；其中，所述第一方向为所述膜的厚度方向，所述成膜相由包含第二极性介质、两亲分子和非极性介质的成膜混合物形成；
提供条件使所述成膜相形成两亲分子层或含两亲分子层的膜，并使所述成膜相包含的第二极性介质分配到所述第一极性介质相和/或所述第三极性介质相。
在一些实施例中，优选地，所述结构单元的空间区域包含开口。
在一些实施例中，在所述结构单元的空间区域内形成沿第一方向依次分布的第一极性介质相、成膜相和第三极性介质相的步骤包括：
在所述结构单元的空间区域内依次通入第一极性介质、成膜混合物以及第三极性介质，以在第一极性介质相和第三极性介质相之间形成所述成膜相；
其中，所述成膜混合物包含第二极性介质、两亲分子和非极性介质。
在一些实施例中，在所述结构单元的空间区域内形成沿第一方向依次分布的第一极性介质相、成膜相和第三极性介质相的步骤包括：
S1:在所述结构单元的空间区域内依次通入第一极性介质和成膜混合物A，以形成沿第一方向依次分布的第一极性介质相和成膜A相；其中，所述成膜混合物A包含两亲分子和非极性介质；
S2:向所述成膜A相加入成膜混合物B，形成所述成膜相；
其中，所述成膜混合物B包含第二极性介质和非极性介质；
S3:在所述成膜相远离所述第一极性介质相的一侧通入第三极性介质，形成所述第三极性介质相。
在一些实施例中，所述S1步骤和所述S2步骤之间还包括：
至少部分去除所述成膜A相超出所述空间区域的体积。
在一些实施例中，所述S2步骤中，在所述成膜A相加入成膜混合物B，形成所述成膜相包括：
向所述成膜A相通入成膜混合物B，静置，以形成所述成膜相；或
在所述成膜A相的表面喷涂成膜混合物B，以形成所述成膜相。
在一些实施例中，在所述结构单元的空间区域内通入第一极性介质的步骤包括：
将所述结构单元置于所述第一极性介质中静置，使第一极性介质进入所述结构单元的空间区域内。
在一些实施例中，在所述结构单元的空间区域内通入所述成膜混合物的步骤包括：
将所述结构单元置于相应的成膜混合物中，取出，静置，使相应的成膜混合物进入所述空间区域内；或
将所述结构单元置于相应的成膜混合物A中，取出，静置，使相应的成膜混合物A进入所述空间区域内，其中，所述成膜混合物A包含两亲分子和非极性介质；然后将所述结构单元置于相应的成膜混合物B中，取出，静置，使相应的成膜混合物B进入所述空间区域内，其中，所述成膜混合物B包含第二极性介质和非极性介质。
在一些实施例中，在所述结构单元的空间区域内通入第三极性介质的步骤包括：
将包含第一极性介质相和成膜相的结构单元置于第三极性介质中；和/或
使所述成膜相的第二极性介质分配到所述第一极性介质相和/或所述第三极性介质相的步骤包括：
将通入了第三极性介质的结构单元静置。
在一些实施例中，在所述结构单元的空间区域内形成沿第一方向依次分布的第一极性介质相、成膜相和第三极性介质相的步骤包括：
S11：使成膜混合物A附着于所述结构单元的空间区域之外的表面；其中，所述成膜混合物A包含两亲分子和非极性介质；
S22：在所述结构单元的空间区域内通入第一极性介质，形成第一极性介质相；
S33：在第一极性介质相加入成膜混合物B，并使附着于所述表面上的成膜混合物A中的两亲分子溶入成膜混合物B中，形成所述成膜相；其中，所述成膜混合物B包含第二极性介质和非极性介质；
S44：在所述成膜相远离所述第一极性介质相的一侧通入第三极性介质，形成所述第三极性介质相。
本发明的第二方面提供了一种成膜系统，其中，所述系统包括结构单元，所述结构单元的空间区域内包含沿第一方向依次分布的第一极性介质相、成膜相和第三极性介质相；其中，所述第一方向为所述膜的厚度方向，所述成膜相包含第二极性介质、两亲分子和非极性介质，以形成两亲分子层或含两亲分子层的膜；
其中，所述成膜相的第二极性介质能够分配到所述第一极性介质相和/或所述第三极性介质相。
本发明的第三方面提供了一种微滴，其中，所述微滴包括：沿第一方向依次分布的第一极性介质相、成膜相和第三极性介质相；其中，所述第一方向为膜的厚度方向，所述成膜相包含第二极性介质、两亲分子和非极性介质，以形成两亲分子层或含两亲分子层的膜；
其中，所述成膜相的第二极性介质能够分配到所述第一极性介质相和/或所述第三极性介质相。
在一些实施例中，所述两亲分子层处设跨膜孔；优选地，所述跨膜孔为跨膜蛋白孔；
所述跨膜蛋白孔选自如下任一种或几种的组合：溶血素、杀白细胞素，耻垢分枝杆菌(Mycobacterium smegmatis)孔蛋白A(MspA)、MspB、MspC、MspD、胞溶素(lysenin)、CsgG、外膜孔蛋白F(OmpF)、外膜孔蛋白G(OmpG)，外膜磷脂酶A、奈瑟球菌属(Neisseria)自转运脂蛋白(NalP)和WZA。
在一些实施例中，所述第二极性介质体积为所述非极性介质体积的5％～45％，优选为5％～30％，更优选为5％～15％。
在一些实施例中，所述第二极性介质在所述非极性介质中具有可溶性，且所述第二极性介质在所述第一极性介质或第一极性介质相中具有可溶性，且所述第二极性介质在所述第三极性介质或第三极性介质相中具有可溶性。
在一些实施例中，所述第二极性介质选自甲醇、乙醇、异丙醇、环己醇、甲苯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、丙酮、丁酮、环己酮、乙腈、丙腈、二甲基亚砜、N,N’-二甲基甲酰胺(DMF)以及N,N’-二甲基乙酰胺中的一种或几种；
和/或，所述非极性介质选自甲基苯基硅油、二甲基硅油，优选具有不同封端的二甲基硅油、十六烷、十四烷、十烷、溴代十烷、溴代十四烷以及角鲨烯中的一种或几种。
在一些实施例中，当非极性介质为甲基苯基硅油、二甲基硅油，优选具有不同封端的二甲基硅油、十六烷或硅油与十六烷的混合介质时，所述第二极性介质为二甲基亚砜；
优选地，所述二甲基亚砜的体积为所述非极性介质体积的5-20％。
在一些实施例中，所述第一极性介质为第一缓冲剂水溶液，所述第一缓冲剂水溶液选自磷酸盐缓冲溶液、碳酸盐缓冲溶液、醋酸盐缓冲溶液、三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液、3-吗啉丙磺酸缓冲溶液、4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲溶液、硼酸盐缓冲溶液或柠檬酸盐缓冲溶液中的一种或多种；
优选地，所述第一缓冲剂水溶液的浓度为5-100mM；更优选地，所述第一缓冲剂水溶液为10mM的磷酸盐缓冲溶液或10mM的4-羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)缓冲溶液，和/或
所述第三极性介质为第三缓冲剂水溶液，所述第三缓冲剂水溶液选自磷酸盐缓冲溶液、碳酸盐缓冲溶液、醋酸盐缓冲溶液、三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液、3-吗啉丙磺酸缓冲溶液、4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲溶液、硼酸盐缓冲溶液或柠檬酸盐缓冲溶液中的一种或多种；
优选地，所述第三缓冲剂水溶液的浓度为5-100mM；更优选地，所述第三缓冲剂水溶液为10mM的磷酸盐缓冲溶液或10mM的4-羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)缓冲溶液；
任选地，所述第三极性介质与所述第一极性介质相同或不相同；
任选地，所述第三缓冲剂水溶液的浓度与所述第一缓冲剂水溶液的浓度相同或不相同。
在一些实施例中，所述第一缓冲剂水溶液和所述第三缓冲剂水溶液中均包含钾盐；
优选地，所述钾盐的浓度为400-800mM；
优选地，所述钾盐为氯化钾。
在一些实施例中，所述第一极性介质的渗透压与所述第三极性介质的渗透压使所述第一极性介质相和所述第三极性介质相保持不相互渗透的稳定状态。
在一些实施例中，所述两亲分子选自磷脂、脂肪酸、脂肪酰基、甘油脂、甘油磷脂、鞘脂质、固醇脂质、异戊烯醇脂质、糖脂质、聚酮化合物和两亲性嵌段共聚物中的一种或几种。
在一些实施例中，所述两亲性嵌段共聚物包含至少三个聚合物链段，其中所述亲水性聚合链段A1和A2连接到所述疏水性聚合链段B相对末端；或
所述两亲性嵌段共聚物包含至少两种聚合物链段亲水性聚合链段A和疏水性聚合链段B。
在一些实施例中，所述共聚物为聚(2-甲基噁唑啉)-聚(二甲基硅氧烷)-聚(2-甲基噁唑啉)、聚(2-甲基噁唑啉)-聚乙烯-聚(2-甲基噁唑啉)或聚(乙二醇)-聚(二甲基硅氧烷)-聚(乙二醇)。
本发明的第四方面提供根据本发明的第一方面所述的方法制备的两亲分子层或含两亲分子层的膜。
本发明的第五方面提供纳米孔测序装置，其包括本发明的第一方面所述的方法制备的两亲分子层或含两亲分子层的膜、本发明的第二方面所述的成膜系统、本发明的第三方面所述的微滴或本发明的第四方面所述的两亲分子层或含两亲分子层的膜，如生物芯片、或测序仪。
本发明的第六方面提供表征目标分析物的方法，包括：
(a)将所述目标分析物接触跨膜孔，所述跨膜孔嵌设于前述任一项所述的方法、成膜系统或微滴中的两亲分子层处；优选地，所述孔为跨膜蛋白孔；
(b)当所述分析物相对于所述孔运动时或当所述孔内存在所述分析物时，测定一次或多次电信号，其中所述测定指示所述目标分析物的一种或多种特征，以表征所述目标分析物。
本发明的第七方面提供本发明的第一方面所述的方法制备的两亲分子层或含两亲分子层的膜、本发明的第二方面所述的成膜系统、本发明的第三方面所述的微滴或本发明的第四方面所述的两亲分子层或含两亲分子层的膜在表征分析物或制备表征分析物产品中的应用；
优选地，所述表征为纳米孔表征，更优选地，所述孔为跨膜蛋白孔。
在一些实施例中，所述目标分析物是金属离子、无机盐、聚合物、氨基酸、肽、蛋白质、核苷酸、多核苷酸、多糖、脂质、染料、漂白剂、药物、诊断试剂、易爆或环境污染物；
优选地，所述多核苷酸包括DNA和/或RNA及其类似物/衍生物。
根据本申请实施例的在结构单元中形成两亲分子层或含两亲分子层的膜的方法，在所述结构单元的空间区域内形成沿第一方向依次分布的第一极性介质相、成膜相和第三极性介质相；其中，所述第一方向为所述膜的厚度方向，所述成膜相由包含第二极性介质、两亲分子和非极性介质的成膜混合物形成。两亲分子的亲水段易溶于第二极性介质中，亲油段易溶于非极性介质中。当第二极性介质分配到第一极性介质相和/或第三极性介质相时，两亲分子的亲水段被携带进入相应极性介质相中，而亲油段则留存在非极性介质中，使得两亲分子完成自组装的过程从而形成薄膜得到两亲分子层或含两亲分子层的膜。同时，通过第二极性介质的分配过程有效减少了两亲分子层及含两亲分子层的膜的厚度，使得两亲分子层及含两亲分子层的膜的厚度相对较薄。进一步地，使用本申请的方法还提高了成膜率，而且使所述两亲分子层或含两亲分子层的膜变得更薄且更利于嵌孔和测序。
附图说明
下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。
图1是现有技术公开的一种结构单元的结构示意图；
图2是本申请一实施例公开的一种结构单元的结构示意图；
图3是本申请一实施例公开的又一种结构单元的结构示意图；
图4是本申请一实施例公开的一种结构单元的剖面结构示意图；
图5是本申请一实施例公开的一种结构单元配合使用的剖面结构示意图；
图6是本申请一实施例公开的一种结构单元内形成第一极性介质相的结构示意图；
图7是本申请一实施例公开的一种结构单元内形成第一极性介质相和成膜相的结构示意图；
图8是本申请一实施例公开的一种结构单元内形成两亲分子层及含两亲分子层的膜的结构示意图；
图9是本申请一实施例公开的一种结构单元内部分去除成膜A相的结构示意图；
图10是图9的芯片结构部分去除成膜A相后加入成膜混合物B的示意图；
图11是本申请一实施例公开的一种芯片结构与成膜装置的结构示意图；
图12是本申请一实施例公开的一种芯片结构与成膜装置的结构示意图；
图13是实施例1形成的两亲分子层的电学表征图；
图14是实施例2形成的两亲分子层的电学表征图；
图15是实施例3形成的两亲分子层的电学表征图；
图16是实施例4形成的两亲分子层的电学表征图；
图17是实施例5形成的两亲分子层的电学表征图；
图18是实施例6形成的两亲分子层的电学表征图；
图19是实施例7形成的两亲分子层的电学表征图；
图20是实施例8形成的两亲分子层的电学表征图；
图21是实施例9形成的两亲分子层的电学表征图；
图22是对比例1形成的两亲分子层的电学表征图；
图23是对比例2形成的两亲分子层的电学表征图；
图24是对比例3形成的两亲分子层的电学表征图；
图25是实验组多核苷酸测序信号实时显示界面；
图26是实验组测序稳定性及芯片通道利用率测试图；
图27是对照组测序稳定性及芯片通道利用率测试图。
在附图中，附图未必按照实际的比例绘制。
10、第一极性介质相；20、成膜相；30、第三极性介质相；22、成膜A相；23、成膜混合物B；
100、芯片结构；
200、结构单元；210、空间区域；220、开口；230、支撑件；211、第一通道；212、第二通道；
300、成膜装置；310、承载架；320、盖体；330、垫片；340、容纳腔；331、空腔；321、进液口；322、出液口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
结构单元200通常设置于芯片结构100中。芯片结构100包括多个结构单元200。多个结构单元200通常呈阵列式分布。每个结构单元200的壁体围绕形成具有一定容纳空间的空间区域210。该空间区域210具有开口220。在一些实施方案中，两亲性材料成膜的各种原料，如极性介质和非极性介质主要是通过开口220进入空间区域210内。
为便于描述，将结构单元200设置开口220的一端定义为顶部，远离开口220的一端定义为底部。各结构单元200的空间区域210可彼此连通，如相邻的结构单元200的顶部彼此连通。示例性地，参照图1，结构单元200顶部的壁体不连续，为间隔设置的支撑件230。支撑件之间的间隔形成第一通道211。相邻的结构单元200共用部分支撑件230，通过第一通道211实现结构单元200的顶部连通。相邻的结构单元200可通过第一通道211进行部分的介质流通。
上述单元结构的芯片结构100在制备两亲分子层或含两亲分子层的膜时，主要是在芯片结构100上依次通入极性介质、分散有两亲性材料的非极性介质和极性介质。在后通入的介质驱赶前一次通入的介质从而占据部分空间区域210，最终形成位于两层极性介质相之间的含两亲分子层的膜。然而实际上，使用该方法，形成含两亲分子层的膜的结构单元200个数较少，成膜率低，而且在成膜的结构单元200中，也存在两亲分子层及含两亲分子层的膜的厚度相对较厚的问题。
申请人在注意到现有两亲分子层及含两亲分子层的膜的成膜方法存在结构单元200成膜个数较少，成膜率低的问题之后，对含两亲分子层的膜的成膜方法进行研究，进而发现两亲性材料通过自组装形成仿生薄膜即两亲分子层或含两亲分子层的膜是一种相对脆弱的过程，容易受到外界极性与非极性介质的影响，导致含两亲分子层的膜破裂，出现结构单元200成膜个数较少的问题。
基于申请人发现的上述问题，申请人对在结构单元200中形成含两亲分子层的膜的方法进行改进，下面对本申请实施例进行进一步描述。
本申请实施例提出了一种用于在结构单元200中形成两亲分子层及含两亲分子层的膜的方法，结构单元200包含具有开口220的空间区域210，方法包括以下步骤：
在空间区域210内形成沿第一方向依次分布的第一极性介质相10、成膜相20和第三极性介质相30，第一方向为膜的厚度方向，成膜相20由包含第二极性介质、两亲分子和非极性介质的混合物形成。
提供条件所述成膜相形成两亲分子层或含两亲分子层的膜，并使成膜相20的第二极性介质分配到第一极性介质相10和/或第三极性介质相30。
根据本申请实施例的含两亲分子层的膜的成膜方法，在结构单元200的空间区域210内设置沿第一方向依次分布的第一极性介质相10、成膜相20和第三极性介质相30。成膜相20由第二极性介质、两亲分子和非极性介质的混合物形成。两亲分子的亲水段易溶于第二极性介质中，亲油段易溶于非极性介质中。当第二极性介质分配到第一极性介质相10和/或第三极性介质相30时，两亲分子的亲水段被携带进入相应极性介质相中，而亲油段则留存在非极性介质中，使得两亲分子完成自组装的过程从而形成薄膜得到两亲分子层或含两亲分子层的膜。同时，申请人意外发现，第二极性介质的分配过程，有效减少了成膜相20的厚度，使得两亲分子层的厚度相对较薄。
而且因为第二极性介质与第一极性介质相、第三极性介质相的相溶性，成膜相20存在再平衡减薄的过程，因而提高了成膜相20初始形成时能够容忍的厚度范围，无需直接达到目标厚度，如5-15nm的厚度。在两亲分子层或含两亲分子层的膜的成膜方法应用于具有多个结构单元200的芯片结构时，当不同的结构单元200的成膜相20初始形成时存在一些厚度差异时，各成膜相20可以从不同起点缓慢减薄到合适的成膜厚度，并因成膜相20本身的支撑能力而停在一个合适的厚度范围，从而提高成膜率的同时提高了芯片结构内各成膜相20的均一性，即各成膜相20的厚度较为均一。
而若成膜相20不包括第二极性介质，成膜相20只含有非极性介质，便失去了与第一和第三极性介质相溶能力，也就失去了成膜层再平衡的能力，所以必须保证芯片结构多个结构单元200的成膜层厚度初始形成时便同时达到目标厚度的较窄范围，要求很高，因而造成成膜厚度不均一。上述两亲分子层或含两亲分子层的膜的成膜方法，通过第二极性介质与第一极性介质相10、第三极性介质相的相溶性促进两亲分子层或含两亲分子层的膜的成膜，提高了两亲分子层或含两亲分子层的膜的成膜率以及成膜均一性且两亲分子层及含两亲分子层的膜的厚度较薄。而且在后续应用过程中发现，该两亲分子层或含两亲分子层的膜可提高纳米孔蛋白的嵌单孔率。
需要说明的是，上述两亲分子层或含两亲分子层的膜的成膜方法可适应于多种类型单元结构的芯片结构100。无论芯片结构100中，相邻结构单元200的空间区域210连通与否或采用何种连通方式的芯片，均可采用上述两亲分子层或含两亲分子层的膜的成膜方法。
即上述两亲分子层或含两亲分子层的膜的成膜方法可适用于相邻的结构单元200相互连通的芯片结构100，如图1所示的相邻的结构单元200顶部相互连通的芯片结构100，也适用于相邻的结构单元200底部相互连通的芯片结构100。如图2所示，结构单元200底部的壁体设有连通另一结构单元200的空间区域210的第二通道212。相邻的结构单元200可通过第二通道212进行部分的介质流通。当然也适用于两相邻的结构单元200在除顶部和底部之外的位置连通的芯片结构100。
而且，上述两亲分子层或含两亲分子层的膜的成膜方法还可适用于相邻的结构单元200互不连通的芯片结构100。如图3所示，结构单元200的空间区域210彼此独立，互不连通。相邻的结构单元200无法进行介质流通。
图4给出示例性的结构单元200的剖面结构示意图。在结构单元200的空间区域210中，由于重力的作用，第一极性介质相10、成膜相20和第三极性介质相30通常是沿着空间区域210的延伸方向设置，即从空间区域210的底部向顶部依次设置，成膜相20的厚度方向通常也为空间区域210的延伸方向。
第一极性介质相10为空间区域210内占据部分空间的第一极性介质。第三极性介质相30为空间区域210内占据部分空间的第三极性介质。成膜相20夹在第一极性介质相10和第三极性介质相30二者的界面之间。成膜相20由包括第二极性介质、两亲分子和非极性介质的混合物形成。即在常规的制备成膜相20方法的使用的分散有两亲性材料的非极性介质的基础上，增加了部分第二极性介质。第二极性介质和两亲分子分散或分布在非极性介质中。两亲分子的亲水段溶于第二极性介质中，亲油段溶于非极性介质中。
在空间区域210中形成沿第一方向依次分布的第一极性介质相10、成膜相20和第三极性介质相30的方法有多种，如预先配置好相应的介质，尤其形成成膜相20的介质，然后依次通入相应的介质，形成上述结构，即成膜相20通过一个步骤形成。也可先形成第一极性介质相10后，通过多个步骤分布形成成膜相20，再形成第三极性介质相30。具体采用何种方式形成第一极性介质相10、成膜相20和第三极性介质相30依次分布的结构，不做限定。
使成膜相20的第二极性介质分配到第一极性介质相10和/或第三极性介质相30，如静置，由于第二极性介质与第一极性介质、第三极性介质极性相近，第二极性介质更倾向于溶于二者中。在静置一定时间后，第二极性介质根据其与第一极性介质相10、第三极性介质相30的相对位置部分或完全溶于第一极性介质相10和/或第三极性介质相30之中。如，第二极性介质分布于成膜相20与第一极性介质相10之间的界面时，更可能溶于第一极性介质相10。而第二极性介质分布于成膜相20与第三极性介质相30之间的界面时，更可能溶于第三极性介质相30。当然在其他情形，也可能溶于第一极性介质相10和第三极性介质相30。
在第二极性介质分配到第一极性介质相10和/或第三极性介质相30的过程中，两亲分子的亲水段被携带进入相应极性介质相中，而亲油段则留存在非极性介质中，使得两亲分子完成自组装的过程从而形成薄膜。
而且申请人意外发现，第二极性介质的分配过程，成膜相20的厚度减薄，含两亲分子层的膜形成于两个界面之间，因此两亲分子层或含两亲分子层的膜的厚度也相对较薄，其表现为电学检测可观测到电容值的合理增加。
在一些实施例中，在空间区域210内形成沿第一方向依次分布的第一极性介质相10、成膜相20的第三极性介质相30的步骤包括：
在空间区域210内依次通入第一极性介质、成膜混合物以及第三极性介质，形成成膜相20，成膜混合物包括第二极性介质、两亲分子和非极性介质。
在空间区域210内通入相应介质时，芯片结构100可以单独使用，如将芯片结构100浸入相应介质中或将相应介质通过喷洒或滴至芯片结构100设有开口220的表面。当然芯片结构100也可配合其他装置使用，如图5所示，使得芯片结构100设有开口220的表面具有可容纳相应介质的容纳腔340。
以芯片结构100也可配合其他装置使用为例。可预先配置成膜混合物，将第二极性介质、两亲分子和非极性介质分散较为均匀。如图6所示，在空间区域210内通入第一极性介质，形成第一极性介质相10。然后，如图7所示，在空间区域210内通入成膜混合物，成膜混合物驱赶走空间区域210内的部分第一极性介质相10，占据部分第一极性介质相10的区域，形成成膜相20。成膜相20覆盖在第一极性介质相10上。接着，如图8所示，再通入第三极性介质，第三极性介质驱赶走空间区域210内的部分成膜相20，占据部分成膜相20的区域，形成第三极性介质层。上述两亲分子层或含两亲分子层的膜的形成方法工艺相对较为成熟，成膜相20通过一个步骤形成，操作较为简单，可在一定程度上提高成膜效率。
在一些实施例中，在空间区域210内形成沿第一方向依次分布的第一极性介质相10、成膜相20、和第三极性介质相30的步骤包括：
S1:在空间区域210内依次通入第一极性介质和成膜混合物A，形成在第一方向依次分布的第一极性介质相10和成膜A相22，成膜混合物A包含两亲分子和非极性介质；
S2:在成膜A相22加入成膜混合物B23，形成成膜相20，成膜混合物B23包含第二极性介质和非极性介质；
S3:在成膜相20远离第一极性介质相10的一侧通入第三极性介质，形成第三极性介质相30。
在步骤S1中，可先配置成膜混合物A，将两亲分子和非极性介质分散较为均匀，在空间区域210内依次通入第一极性介质和成膜混合物A，然后使得第一极性介质相10上形成成膜A相22。成膜混合物A为两亲分子溶于非极性介质的溶液，优选地，两亲分子的浓度为5-20mg/ml，更优选地，为8-12mg/ml，更优选地，为10mg/ml。
在步骤S2中，可先配置成膜混合物B23，将第二极性介质和非极性介质分散较为均匀。成膜混合物B23中，第二极性介质分散于非极性介质中，其体积百分比浓度为5％～30％，优选为5％～15％。将成膜混合物B23直接通入或喷涂成膜A相22中，形成成膜相20。第二极性介质以成膜混合物B23的方式加入成膜A相22中，由于第二极性介质分散在非极性介质中，因而可在成膜A相22中分散较为均匀，形成的成膜相20各组分分散较为均匀，从而提高两亲分子层或含两亲分子层的膜的成膜质量。并且第二极性介质在形成成膜相20的过程中，加入时机较晚，减少了在形成成膜相20时，第二极性介质过早分配到第一极性介质相的体积，因而在形成成膜相20中第二极性介质的实际含量与成膜相20中第二极性介质的设计含量较为一致，从而提高成膜质量。
在步骤S3中，在成膜相20远离第一极性介质相10的一侧，即靠近开口220的一侧通入第三极性介质。
上述两亲分子层或含两亲分子层的膜的形成方法中，可以提高两亲分子层或含两亲分子层的膜的成膜质量。
在一些实施例中，S1步骤和S2步骤之间还包括：
至少部分去除成膜A相22超出空间区域210的体积。
在一些实施例中，在成膜A相22加入成膜混合物B23，形成成膜相20包括：
在成膜A相22通入成膜混合物B23，静置形成成膜相20；或
在成膜A相22的表面喷涂成膜混合物B23，形成成膜相20。
成膜A相22通常会超过空间区域210，即部分成膜A相22会覆盖在开口220之外，也就是说芯片结构100设有结构单元200的表面覆盖有具有一定厚度的成膜A相22。如图9所示，可采用多种方式，如通入气流吹去方式、擦拭或刮除等方式，部分去除或完全去除成膜A相22超出空间区域210的体积，使得成膜A相22略微超出结构单元200的开口220或与结构单元200的开口220平齐。
如图10所示，在部分或全部去除成膜A相22超出空间区域210的体积之后，可在成膜A相22通入成膜混合物B23，静置形成成膜相20。成膜混合物B23进入成膜A相22后，孵育一定时间，如10～30min。成膜混合物B23中的第二极性介质分散到成膜A相22的非极性介质中，成膜混合物B23中的非极性介质与成膜A相22中的非极性介质互溶，从而形成成膜相20。
在部分或全部去除成膜A相22超出空间区域210的体积之后，也可以采用另一种方式，在成膜A相22的表面喷涂成膜混合物B23，形成成膜相20。喷涂使成膜混合物B23具有一定动能，成膜混合物B23进入成膜A相22内部，发生轻微扰动，二者混合相对较为均匀。成膜混合物B23中的第二极性介质可较快分散到成膜A相22的非极性介质中，其中的非极性介质也较快与成膜A相22中的非极性介质互溶。此外，该种方式成膜混合物B23的使用量少，节省成本。
在一些实施例中，在空间区域210内通入第一极性介质的步骤包括：
将结构单元200置于第一极性介质中静置，使第一极性介质进入空间区域210内。
通常多个结构单元200呈阵列式排布于一个装置，如芯片结构100上。结构单元200的体积较小，因此，本申请实施例中将结构单元200置于第一极性介质中静置，可以理解为将包含结构单元200的芯片结构100置于第一极性介质中静置。同样的，其他实施例中，对结构单元200的类似操作也可以如此理解。
具有结构单元200的装置如芯片结构100，可直接放置于第一极性介质中，与第一极性介质接触。在静置一定时间后，第一极性介质主要从开口220渗入结构单元200的空间区域210内，填充空间区域210。静置时长以第一极性介质填充大部分或全部空间区域210为宜,如2分钟～30分钟。整个步骤可在真空的环境下进行。并且，第一极性介质在放置芯片前可预先进行脱气，减少其中的空气。
当然，也可将芯片结构100装夹在一些成膜装置300上，成膜装置300在芯片结构100表面围绕形成一个容纳腔340。在容纳腔340内通入第一极性介质，芯片结构100与第一极性介质接触。在静置一定时间后，第一极性介质主要从开口220渗入结构单元200的空间区域210内，填充空间区域210。静置时长以第一极性介质填充大部分或全部空间区域210为宜,如2分钟～30分钟。整个步骤可在真空的环境下进行。并且，第一极性介质在放置芯片前可预先进行脱气，减少其中的空气。
本申请示例性的提供了一种成膜装置300，成膜装置300包括承载架310、盖体320和垫片330。芯片结构100设置于承载架310，盖体320与承载架310连接，并将垫片330压在芯片结构100上。垫片330包括空腔331，空腔331与芯片结构100上呈阵列分布的结构单元200对应设置，空腔331在芯片结构100上的正投影覆盖呈阵列分布的结构单元200。垫片330设置于盖体320和芯片结构100之间，由此，垫片330、盖体320和芯片结构100围绕形成容纳腔340。盖体320还设有均与容纳腔340连通的进液口321和出液口322。第一极性介质可从进液口321进入容纳腔340。
在一些实施例中，在空间区域210内通入成膜混合物A或成膜混合物B的步骤包括：
将空间区域210内包括第一极性介质相10的结构单元200置于相应的成膜混合物中，取出静置，使相应的成膜混合物代替空间区域210内的部分第一极性介质相10。
同样的，包括第一极性介质相10的结构单元200，置于相应的成膜混合物中，此处的成膜混合物中可能是成膜混合物A或成膜混合物B。
整体而言，第一极性介质、第三极性介质进入空间区域210的渗透性能弱于非极性介质进入空间区域210的渗透性能。成膜混合物A或成膜混合物B均包括一定量的非极性介质，因而其渗透性能大于第一极性介质的渗透性能。所以将第一极性介质相10的芯片结构100与相应成膜混合物分离后进行静置，如从装有相应成膜混合物相的容器中取出，或将容纳腔340内的相应成膜混合物去除，以免相应成膜混合物完全代替空间区域210内的部分第一极性介质相10。
在一些实施例中，在空间区域210内通入第三极性介质的步骤包括：
将包含第一极性介质相10和成膜相20的结构单元200置于第三极性介质中；
使成膜相20的第二极性介质分配到第一极性介质相10和/或第三极性介质相30的步骤包括：
将通入了第三极性介质的结构单元200静置。
第三极性介质相30的渗透性能相对较弱，可将空间区域210包括第一极性介质相10和成膜相20的芯片结构100直接放置于第三极性介质中与第三极性介质接触。当然，也可将芯片结构100装夹在成膜装置300上，在容纳腔340内通入第三极性介质，芯片结构100与第三极性介质接触。上述两种方式均是提高第三极性介质的总量以便渗入空间结构内。第三极性介质主要从开口220渗入结构单元200的空间区域210内，代替部分成膜相20。
在一些实施例中，在空间区域内形成沿第一方向依次分布的第一极性介质相、成膜相的第三极性介质相的步骤包括：
S11：使成膜混合物A固化附着于结构单元空间区域之外的表面；其中，所述成膜混合物A包含两亲分子和非极性介质；
S22:在空间区域内通入第一极性介质，形成第一极性介质相；
S33：在第一极性介质相加入成膜混合物B，并使附着于表面上的成膜混合物A中的两亲分子溶入成膜混合物B中，形成成膜相；成膜混合物B包含第二极性介质和非极性介质；
S44:在成膜相远离第一极性介质相的一侧通入第三极性介质，形成第三极性介质相。
其中，在S11中，可理解为在结构单元空间区域外的表面，如芯片结构100的表面设置少量的成膜混合物A，如喷涂少量的成膜混合物A，使其利用芯片表面微结构达到扩散均匀，然后固化，如通过干燥方式，从而附着于芯片。在步骤S33中，固化后成膜混合物A中的两亲分子会从芯片表面重新溶进成膜混合物B中的非极性介质和第二极性介质内。上述方式中的两亲分子使用量较少，可节约成本。
在一些实施例中，第二极性介质体积为非极性介质的体积的5％～30％，优选为5％～15％。
第二极性介质为非极性介质体积的5％～30％，该比例下，第二极性介质体积可在非极性介质中分散较为均匀，无论成膜混合物A或成膜混合物B均相对较为稳定，形成的成膜相20较为稳定。成膜相20既不容易因第二极性介质的体积过大，导致成膜相20自身出现分层，又不容易因第二极性介质的体积过小，造成其中的第二极性介质过早的分配，如可避免在通入第三极性介质相30时，成膜相20的第二极性介质即分配到所述第一极性介质相10中，以保证成膜质量。
由于成膜相20相对较为稳定，可控制大部分的第二极性介质在需要分配到所述第一极性介质相10和/或第三极性介质相30时，才进行分配。因而上述形成两亲分子层或含两亲分子层的膜的方法工艺可控，两亲分子层或含两亲分子层的膜的成膜率高。在其中一些实施例中，第二极性介质为非极性介质体积的5％～15％，在该条件下，上述形成两亲分子层或含两亲分子层的膜的方法工艺更为可控，两亲分子层或含两亲分子层的膜的成膜率得到进一步提高。
在一些实施例中，第二极性介质选自甲醇、乙醇、异丙醇、环己醇、甲苯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、丙酮、丁酮、环己酮、乙腈、丙腈、二甲基亚砜、N,N’-二甲基甲酰胺以及N,N’-二甲基乙酰胺中的一种或几种。
非极性介质可以是甲基苯基硅油、二甲基硅油、具有不同封端的二甲基硅油、十六烷、十四烷、十烷、溴代十烷、溴代十四烷以及角鲨烯中的一种或几种。
试验验证均可以使成膜相20相对较为稳定，上述含两亲分子层的膜的成膜方法的成膜率较高，两亲分子层或含两亲分子层的膜的厚度较薄。
在一些实施例中，当非极性介质为甲基苯基硅油、二甲基硅油、具有不同封端的二甲基硅油、十六烷或硅油与十六烷的混合介质时，第二极性介质为二甲基亚砜。所述二甲基亚砜的体积为所述非极性介质体积的5-20％。
当非极性介质为单一介质如甲基苯基硅油、二甲基硅油、全氟硅油、具有不同封端的二甲基硅油、十六烷，且第二极性介质相应的选择非极性介质体积5-15％的二甲基亚砜时，上述含两亲分子层的膜的成膜方法的成膜率进一步提高，两亲分子层或含两亲分子层的膜的厚度也进一步减薄。具有不同封端的二甲基硅油可以是双羟基封端的二甲基硅油，单羟基封端的二甲基硅油，双羟基封端的甲基苯基硅油，单羟基封端的甲基苯基硅油，双胺基封端的二甲基硅油，单胺基封端的二甲基硅油，双羧基封端的二甲基硅油，单羧基封端的二甲基硅油，双环氧乙烷封端的二甲基硅油，单环氧乙烷封端的二甲基硅油，双烷氧基封端的二甲基硅油，单烷氧基封端的二甲基硅油。
当非极性介质为混合介质如硅油与十六烷的混合介质，且第二极性介质相应的选择非极性介质体积5-15％的二甲基亚砜时，上述含两亲分子层的膜的成膜方法的成膜率进一步提高，两亲分子层或含两亲分子层的膜的厚度也进一步减薄。硅油与十六烷的混合介质中，硅油与十六烷的混合比例可以是(1～4):1，如，1:1、7:3、3:1或4:1等。
在一些实施例中，第一极性介质为第一缓冲剂水溶液，第一缓冲剂水溶液选自磷酸盐缓冲溶液、碳酸盐缓冲溶液、醋酸盐缓冲溶液、三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液、3-吗啉丙磺酸缓冲溶液、4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲溶液、硼酸盐缓冲溶液以及柠檬酸盐缓冲溶液中的一种，第三极性介质为第三缓冲剂水溶液，第三缓冲剂水溶液选自磷酸盐缓冲溶液、碳酸盐缓冲溶液、醋酸盐缓冲溶液、三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液、3-吗啉丙磺酸缓冲溶液、4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲溶液、硼酸盐缓冲溶液以及柠檬酸盐缓冲溶液中的一种，第三极性介质与第一极性介质相10同或不相同。在一些实施例中，第一缓冲剂水溶液的浓度为5-100mM，优选地，第一缓冲剂水溶液为10mM的磷酸盐缓冲溶液，第三缓冲剂水溶液的浓度为5-100mM，优选地，第三缓冲剂水溶液为10mM的磷酸盐缓冲溶液，第三极性介质的浓度与第一极性介质的浓度相同或不相同。
第一极性介质和第三极性介质各自独立的选自上述第一缓冲剂水溶液和第三缓冲剂水溶液的中一种，第三极性介质与第一极性介质相10同或不相同。上述的第一极性介质和第三极性介质均可以满足上述含两亲分子层的膜的成膜方法的要求。
在其他一些实施例中，可根据两亲分子层或含两亲分子层的膜在表征分析物中的应用时的体系所使用的电极材料，选择性第一极性介质与第三极性介质。如当使用银-氯化银作为构建电化学体系的电极材料时，第一极性介质与第三极性介质可选为磷酸盐缓冲溶液、三羟甲基氨基甲烷(Tris)缓冲溶液或4-羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)缓冲溶液。当使用金或铂作为构建电化学体系的电极材料时，第一极性介质与第三极性介质可选为含有铁氰化钾的磷酸盐缓冲溶液或含有铁氰化钾的4-羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)缓冲溶液。
在一些实施例中，第一缓冲剂水溶液和第三缓冲剂水溶液中分别包括钾盐，例如KCl，KCl的浓度为400-800mM。第一缓冲剂水溶液和第三缓冲剂水溶液具有上述浓度的KCl，可促进电化学体系的平衡。
在一些实施例中，第一极性介质的渗透压与第三极性介质的渗透压能够使得第一极性介质和第三极性介质保持不相互渗透的稳定状态。
第一极性介质的渗透压与第三极性介质的渗透压相等或相近，以在空间区域210的第一极性介质相10和第三极性介质相30不通过成膜相20相互渗透，保持稳定即可。在该条件下，两亲分子层或含两亲分子层的膜较为稳定，可在较长的时间保持稳定状态，当利用两亲分子层或含两亲分子层的膜进行测试时，测试更为方便，并且提高测试的成功率。
在一些实施例中，两亲分子为磷脂、脂肪酸、脂肪酰基、甘油脂、甘油磷脂、鞘脂质、固醇脂质、异戊烯醇脂质、糖脂质、聚酮化合物或两亲性嵌段共聚物。
两亲分子采用上述物质中任一种均可满足两亲分子成膜的要求。所述两亲分子在非极性溶剂中的浓度为5-20mg/mL，优选的浓度为10mg/mL。
在一些实施例中，两亲性嵌段共聚物为包含至少三个聚合物链段的共聚物，共聚物具有处于分子链端部的亲水性聚合链段A1和A2和处于分子链中段的疏水性聚合链段B，或两亲性嵌段共聚物为包含至少两个聚合链段的共聚物，其中至少两个聚合链段包括亲水性聚合链段A和疏水性聚合链段B。
采用上述两亲性嵌段共聚物的方法形成的两亲分子层或含两亲分子层的膜坚固、稳定、不易降解、可承受施加并穿过其本身的较大电势差。
在一些实施例中，两亲性嵌段共聚物为包含至少三个聚合物链段的共聚物，共聚物为聚(2-甲基噁唑啉)-聚(二甲基硅氧烷)-聚(2-甲基噁唑啉)、聚(2-甲基噁唑啉)-聚乙烯-聚(2-甲基噁唑啉)或聚(乙二醇)-聚(二甲基硅氧烷)-聚(乙二醇)。
采用上述两亲性嵌段共聚物的方法形成两亲分子层或含两亲分子层的膜更为坚固、更为稳定、更为不易降解、可承受施加并穿过其本身的电势差可进一步的提高。
第二方面，本申请实施例提供上述方法制备的两亲分子层或含两亲分子层的膜。
第三方面，本申请实施例提供一种纳米孔测序装置，包括上述方法制备的两亲分子层或含两亲分子层的膜。
第四方面，本申请实施例提供上述方法制备的两亲分子层或含两亲分子层的膜在表征分析物中的应用，分析物包括：生物聚合物，生物聚合物选自多核苷酸、多肽、多糖和脂质中的一种。
可将上述分析物嵌入上述制备方法制备的两亲分子层中进行测试。
在一些实施例中，生物聚合物为多核苷酸，多核苷酸包括DNA和/或RNA及其类似物/衍生物。
实施例
下述实施例更具体地描述了本申请公开的内容，这些实施例仅仅用于阐述性说明，因为在本申请公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。实施例中使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得，并且可直接使用而无需进一步处理，以及实施例中使用的仪器均可商购获得。
实施例1
一种含两亲分子层的膜及其形成方法，包括以下步骤：
S110：将具有结构单元200(图2)的芯片结构100置于培养皿中，加入脱气后的第一极性介质(磷酸盐缓冲溶液(600mM KCl，10mM磷酸钾，pH7.5))，真空(50mBar)下静置2分钟，第一极性介质填充入结构单元200的空间区域210内形成第一极性介质相10。
S120：将结构单元200内具有第一极性介质相10的芯片结构100取出后，浸入成膜混合物中。以10mm/s的速率抽出芯片结构100，静置30秒，吸油纸擦拭芯片结构100的结构单元200之外多余成膜混合物。结构单元200内形成第一极性介质相10和覆盖在第一极性介质相10上的成膜相20。其中：
成膜混合物包括第二极性介质、两亲分子和非极性介质；
第二极性介质为乙酸乙酯，体积为非极性介质体积的5％；
两亲分子为PDMS-PEG(也可为PDMS-PMOXA)，在非极性介质中的浓度为10mg/ml；
非极性介质为甲基苯基硅油，具体优选为AP100(Sigma-Aldrich)，也可为AR20(Sigma-Aldrich)。
S130：将结构单元200内具有第一极性介质相10和成膜相20的芯片结构100装载入成膜装置300，从进液口321在容纳腔340内通入第三极性介质(磷酸盐缓冲溶液(600mMKCl、10mM磷酸钾，pH 7.5))并驱赶部分成膜相20。静置后，结构单元200内在第一方向形成依次分布的第一极性介质相10、成膜相20和第三极性介质相30。
S140：静置2小时后，成膜相20成膜形成所述含两亲分子层的膜，开始测试。
实施例2
一种含两亲分子层的膜及其形成方法，包括以下步骤：
S210：按照实施例1中步骤S110进行，不同之处在于：结构单元200的结构如图1所示。
S220：将结构单元200内具有第一极性介质相10的芯片结构100取出后，装载入成膜装置300，从进液口321在容纳腔340内通入成膜混合物。静置10分钟后，结构单元200内形成第一极性介质相10和覆盖在第一极性介质相10上的成膜相20。其中：
成膜混合物包括第二极性介质、两亲分子和非极性介质；
第二极性介质为环己醇，是非极性介质体积的5％；
两亲分子为PDMS-PEG(也可为PDMS-PMOXA)，在非极性介质中的浓度为10mg/ml；
非极性介质为甲基苯基硅油(硅油AP100，Sigma-Aldrich)。
S230：从进液口321在容纳腔340内通入第三极性介质(磷酸盐缓冲溶液(600mMKCl、10mM磷酸钾，pH 7.5))，使成膜混合物从出液口322排出。静置后，结构单元200内在第一方向形成依次分布的第一极性介质相10、成膜相20和第三极性介质相30。
S240：静置2小时后，成膜相20成膜形成所述含两亲分子层的膜，开始测试。
实施例3
一种含两亲分子层的膜及其形成方法，包括以下步骤：
S310：按照实施例1中步骤S110进行，不同之处在于：结构单元200的结构如图3所示。
S320：将结构单元200内具有第一极性介质相10的芯片结构100取出后，装载入成膜装置300，从进液口321在容纳腔340内通入成膜混合物A。静置10分钟后结构单元200内形成第一极性介质相10和覆盖在第一极性介质相10上的成膜A相22。其中：
成膜混合物A包括两亲分子和非极性介质；
两亲分子PDMS-PEG(也可为PDMS-PMOXA)，在非极性介质中的浓度为10mg/ml；
非极性介质为硅油AP100。
S330：从进液口321在容纳腔340内通入空气推走芯片结构100表面多余的成膜混合物A，使其从出液口322排出。然后从进液口321在容纳腔340内通入成膜混合物B23，静置后结构单元200内形成第一极性介质相10和覆盖在第一极性介质相10上的成膜相20。其中：
成膜混合物B包含第二极性介质和非极性介质；
第二极性介质为甲苯，是非极性介质体积的10％；
非极性介质为甲基苯基硅油。
S340：从进液口321在容纳腔340内通入第三极性介质(磷酸盐缓冲溶液(600mMKCl、10mM磷酸钾，pH 7.5))，使成膜混合物B23从出液口322排出。静置后，结构单元200内在第一方向形成依次分布的第一极性介质相10、成膜相20和第三极性介质相30。
S350：静置20分钟后，成膜相20成膜形成所述含两亲分子层的膜，开始测试。
实施例4
一种含两亲分子层的膜及其形成方法，包括以下步骤：
S410：按照实施例1中步骤S110进行。
S420：按照实施例3中步骤S320进行。
S430：从进液口321在容纳腔340内通入空气推走芯片结构100表面多余的成膜混合物A，使其从出液口322排出。拆除盖体320，在垫片330围绕的空腔331内喷涂成膜混合物B23，静置后结构单元200内形成第一极性介质相10和覆盖在第一极性介质相10上的成膜相20。其中：
成膜混合物B包含第二极性介质和非极性介质；
第二极性介质为乙酸丙酯，是非极性介质体积的10％；
非极性介质为硅油AP100。
S440：同实施例3步骤S340。
S450：同实施例3步骤S350。
实施例5
一种含两亲分子层的膜及其形成方法，包括以下步骤：
S510：将成膜混合物A以每平方厘米喷涂5ul到具有所述结构单元200(图2)的芯片结构100最表层上，室温放置30分钟后，利用芯片表面微结构达到扩散均匀，加热台100度烘烤15分钟，使两亲分子均匀分布在芯片表面备用。
其中，成膜混合物A包括两亲分子和非极性介质，
两亲分子为PDMS-PEG(也可为PDMS-PMOXA)，在非极性介质中的浓度为10mg/ml；
非极性介质为硅油AR20与C10(十烷)的混合物，体积比为1:9。
S520：将处理后具有所述结构单元200的芯片结构100，加入脱气后的第一极性介质(磷酸盐缓冲溶液(600mM KCl,10mM磷酸钾，pH 7.5))，在真空(50mBar)下静置2分钟，第一极性介质填充入结构单元200的空间区域210内形成第一极性介质相10。
S530：将结构单元200内具有第一极性介质相10和表面含两亲分子的芯片结构100取出后，装载入成膜装置300，然后从进液口321在容纳腔340内通入成膜混合物B23，静置30分钟，在结构单元200内形成第一极性介质相10和覆盖在第一极性介质相10上的成膜相20。其中：
成膜混合物B包含第二极性介质和非极性介质；
第二极性介质为乙酸乙酯，是非极性介质体积的25％；
非极性介质为硅油AR20；
在静置30分钟的过程中，两亲分子会从芯片表面重新溶进成膜混合物B中的非极性介质和第二极性介质内。
S540：从进液口321在容纳腔340内通入第三极性介质(磷酸盐缓冲溶液(600mMKCl、10mM磷酸钾，pH 7.5))，使成膜混合物B23从出液口322排出。静置后，结构单元200内在第一方向形成依次分布的第一极性介质相10、成膜相20和第三极性介质相30。
S550：静置20分钟后，成膜相20成膜形成所述含两亲分子层的膜，开始测试。
实施例6
一种含两亲分子层的膜及其形成方法，包括以下步骤：
S610：将成膜混合物A均匀喷涂4μL到具有所述结构单元200(图1)的芯片结构100上，室温放置30min。
其中，成膜混合物A包括两亲分子和非极性介质，
两亲分子为磷脂(DPHPC)，两亲分子在非极性介质中的浓度为10mg/ml；
非极性介质为C16(十六烷)与C10(十烷)的混合物，体积比为1:4。
S620：将处理后具有所述结构单元200的芯片结构100，加入脱气后的第一极性介质(磷酸盐缓冲溶液(600mM KCl,10mM磷酸钾，pH 7.5))，在真空(50mBar)下静置2分钟，第一极性介质填充入结构单元200的空间区域210内形成第一极性介质相10。
S630：将结构单元200内具有第一极性介质相10和表面含有成膜混合物A的芯片结构100取出后，装载入成膜装置300，然后从进液口321在容纳腔340内通入成膜混合物B23，静置30分钟后，结构单元200内形成第一极性介质相10和覆盖在第一极性介质相10上的成膜相20。
其中：成膜混合物B包含两亲分子、第二极性介质和非极性介质；
第二极性介质为DMF，是非极性介质体积的43％；
非极性介质为C16(十六烷)。
S640：从进液口321在容纳腔340内通入第三极性介质(磷酸盐缓冲溶液(600mMKCl、10mM磷酸钾，pH 7.5))，使成膜混合物B23从出液口322排出。静置后，结构单元200内在第一方向形成依次分布的第一极性介质相10、成膜相20和第三极性介质相30。
S650：静置20分钟后，成膜相20成膜形成所述含两亲分子层的膜，开始测试。
实施例7
一种含两亲分子层的膜及其形成方法，包括以下步骤：
S710：按照实施例1中步骤S110进行，不同之处在于：第一极性介质为含有600mMKCl，10mM的3-吗啉丙磺酸缓冲溶液，体系在真空(50mBar)下静置5分钟。
S720：第二极性介质是非极性介质体积的10％。第二极性介质为甲醇，两亲分子为甘油磷脂，非极性介质为角鲨烯，两亲分子在非极性介质体积的浓度是10mg/mL。其余同实施例1的S120。
S730：第三极性介质为含有600mM KCl的10mM 3-吗啉丙磺酸缓冲溶液。其余同实施例1的S130。
S740：静置时间为2小时。其余同实施例1的S140。
实施例8
一种含两亲分子层的膜及其形成方法，包括以下步骤：
S810：第一极性介质为含有600mM KCl，10mM的醋酸盐缓冲溶液。体系在真空(50mBar)下静置5分钟。其余同实施例1的S110。
S820：第二极性介质是非极性介质体积的15％。第二极性介质为乙酸乙酯，两亲分子为双羟基封端的二甲基硅油，非极性介质为溴代十四烷，两亲分子在非极性介质体积的浓度是20mg/mL。其余同实施例1的S120。
S830：第三极性介质为含有600mM KCl的10mM柠檬酸盐缓冲溶液。其余同实施例1的S130。
S840：静置时间为2小时。其余同实施例1的S140。
实施例9
一种含两亲分子层的膜及其形成方法，包括以下步骤：
S910：第一极性介质为含有600mM KCl，10mM的碳酸盐缓冲溶液。体系在真空(50mBar)下静置5分钟。其余同实施例1的S110。
S920：第二极性介质是非极性介质体积的10％。第二极性介质为N,N’-二甲基甲酰胺，两亲分子为双羟基封端的二甲基硅油，非极性介质为硅油与十六烷的混合介质，两者体积比为3:1，两亲分子在非极性介质体积的浓度是10mg/mL。其余同实施例1的S120。
S930：第三极性介质为含有600mM KCl的柠檬酸盐缓冲溶液。其余同实施例1的S130。
S940：静置时间为2小时。其余同实施例1的S140。
对比例1
按照实施例1的方法制备含两亲分子层的膜，主要不同之处在于，成膜混合物中不含有第二极性介质，具体如下：
S’110：将具有所述结构单元200的芯片结构100，加入脱气后的第一极性介质。结构单元200的结构如图2所示。第一极性介质为磷酸盐缓冲溶液(600mM KCl,10mM磷酸钾，pH7.5)。所述体系在真空(50mBar)下静置2分钟，第一极性介质填充入结构单元200的空间区域210内形成第一极性介质相10。(同实施例1步骤S110)
S’120：将结构单元200内具有第一极性介质相10的芯片结构100取出后，装载入成膜装置300，然后从进液口321在容纳腔340内通入成膜混合物B23，静置30分钟后，结构单元200内形成第一极性介质相10和覆盖在第一极性介质相10上的成膜相20。成膜混合物B包含两亲分子和非极性介质。两亲分子和非极性介质与实施例1步骤S120相同。
S’130：从进液口321在容纳腔340内通入第三极性介质，使成膜混合物B23从出液口322排出。结构单元200内在第一方向形成依次分布的第一极性介质相10、成膜相20和第三极性介质相30。
S’140：静置20分钟后，成膜相20成膜形成所述含两亲分子层的膜。
对比例2
S’210：同对比例1的步骤S’110。
S’220：成膜混合物B包含两亲分子和非极性介质。两亲分子在非极性介质中的浓度为10mg/ml。两亲分子为PDMS-PEG或PDMS-PMOXA，非极性介质为AR20与C10的混合物，体积比为1:4。其余同对比例1的步骤S’120。
S’230：同对比例1的步骤S’130。
S’240：同对比例1的步骤S’140。
对比例3
S’310：同对比例1的步骤S’110。
S’320：成膜混合物B包含两亲分子和非极性介质。两亲分子在非极性介质中的浓度为10mg/ml。两亲分子为DPHPC，非极性介质为C16与C10的混合物，体积比为1:4。其余同对比例1的步骤S’120。
S’330：同对比例1的步骤S’130。
S’340：同对比例1的步骤S’140。
表征实施例将图2所示的结构单元200的芯片结构、实施例1～9的上述含两亲分子层的膜和对比例1～3的含两亲分子层的膜进行测试。芯片结构100包括多个第一电极，各第一电极与各结构单元200对应设置，每个第一电极设置于结构单元200远离开口的一端，分别与结构单元200包围的空间区域210连通，与含两亲分子层的膜的第一极性介质相10接触。同时，成膜装置300可包括与容纳腔340连通的第二电极。第二电极与远离第一极性介质相一端的第三极性介质相30接触。将第一电极、第二电极与测试装置连接，对含两亲分子层的膜进行测试。每个结构单元200实际上为一个膜电容，且含两亲分子层的膜的厚度不同，电学表征也会不同。图中每个矩形方块表示一个膜电容，即对应一个结构单元200。矩形方块中的数值表示该膜电容的电容值。且仪器中每个单元电学表征的显示颜色深浅与膜电容值的大小呈正相关，即颜色越深代表膜电容值越大。
电容值的数值可表征不同的结构单元200的状态，如是否成膜，以及成膜的膜层厚度和状态。具体为：
小于20pf为仪器本底电容值或未成膜初始状态的电容值，显示为浅灰色；
20.1～30pf为不利于该种两亲分子层膜进行后续常规嵌孔的膜电容值，显示为中度灰色，表示薄膜的厚度过大；
30.1～65pf为适合该种两亲分子层膜进行后续常规嵌孔的膜电容值，显示为深度灰色，薄膜的厚度合适；
65.1～100pf为不利于该种两亲分子层膜进行后续常规嵌孔的膜电容值，显示为黑色，薄膜的厚度过小；
大于100.1pf为破膜或该种两亲分子层呈现出不具备嵌孔能力的膜，显示为深黑色。
测试结果如图所示，具体的：
首先检测了图2所示的结构单元200的芯片结构的电学表征，其中，各结构单元的电容值均小于20pf，且多集中于12pf～13pf之间(结果未示出)。
图13为实施例1形成的含两亲分子层的膜的电学表征图。图13中显示6个结构单元对应的电容值大于100.1pf，4个结构单元对应的电容值小于或接近20pf，其余结构单元对应的电容值均位于30.1～65pf之间，其占比为97.40％，也就是说，实施例1的含两亲分子层的膜的形成方法成膜率达到了97.40％。
图14为实施例2形成的含两亲分子层的膜的电学表征图。图14中显示2个结构单元对应的电容值大于100.1pf，5个结构单元对应的电容值小于20pf，其余结构单元对应的电容值均位于30.1～65pf之间，其占比为98.18％，也就是说，实施例2的含两亲分子层的膜的形成方法成膜率达到了98.18％。
图15为实施例3形成的含两亲分子层的膜的电学表征图。图15中显示3个结构单元对应的电容值大于100.1pf，1个结构单元对应的电容值位于65.1～100pf之间，18个结构单元对应的电容值小于20pf，其余结构单元对应的电容值均位于30.1～65pf之间，其占比为94.27％，也就是说，实施例3的含两亲分子层的膜的形成方法成膜率达到了94.27％。
图16为实施例4形成的含两亲分子层的膜的电学表征图。图16中显示5个结构单元对应的电容值大于100.1pf，14个结构单元对应的电容值小于20pf，其余结构单元对应的电容值均位于30.1～65pf之间，其占比为95.05％，也就是说，实施例4的含两亲分子层的膜的形成方法成膜率达到了95.05％。
图17为实施例5形成的含两亲分子层的膜的电学表征图。图17中显示1个结构单元对应的电容值大于100.1pf，3个结构单元对应的电容值位于65.1～100pf之间，7个结构单元对应的电容值小于20pf，其余结构单元对应的电容值均位于30.1～65pf之间，其占比为97.40％，也就是说，实施例5的含两亲分子层的膜的形成方法成膜率达到了97.14％。
图18为实施例6形成的含两亲分子层的膜的电学表征图。图18中显示3个结构单元对应的电容值大于100.1pf，5个结构单元对应的电容值位于65.1～100pf之间，3个结构单元对应的电容值位于20.1～30pf之间，5个结构单元对应的电容值小于20pf，其余结构单元对应的电容值均位于30.1～65pf之间，其占比为95.83％，也就是说，实施例6的含两亲分子层的膜的形成方法成膜率达到了95.83％。
图19为实施例7形成的含两亲分子层的膜的电学表征图。图19中显示3个结构单元对应的电容值大于100.1pf，1个结构单元对应的电容值位于65.1～100pf之间，1个结构单元对应的电容值位于20.1～30pf之间，13个结构单元对应的电容值小于20pf，其余结构单元对应的电容值均位于30.1～65pf之间，其占比为95.31％，也就是说，实施例7的含两亲分子层的膜的形成方法成膜率达到了95.31％。
图20为实施例8形成的含两亲分子层的膜的电学表征图。图20中显示9个结构单元对应的电容值大于100.1pf，2个结构单元对应的电容值位于65.1～100pf之间，1个结构单元对应的电容值小于20pf，其余结构单元对应的电容值均位于30.1～65pf之间，其占比为96.61％，也就是说，实施例8的含两亲分子层的膜的形成方法成膜率达到了96.88％。
图21为实施例9形成的含两亲分子层的膜的电学表征图。图21中显示3个结构单元对应的电容值大于100.1pf，1个结构单元对应的电容值位于65.1～100pf之间，2个结构单元对应的电容值位于20.1～30pf之间，10个结构单元对应的电容值小于20pf，其余结构单元对应的电容值均位于30.1～65pf之间，其占比为96.09％，也就是说，实施例9的含两亲分子层的膜的形成方法成膜率达到了95.83％。
图22为对比例1形成的含两亲分子层的膜的电学表征图，图22中显示1个结构单元对应的电容值大于100.1pf，3个结构单元对应的电容值位于65.1～100pf，126个结构单元对应的电容值小于20pf，254个结构单元对应的电容值均位于30.1～65pf之间，其占比为66.15％，也就是说，对比例1的含两亲分子层的膜的形成方法成膜率仅为66.15％。
图23为对比例2形成的含两亲分子层的膜的电学表征图，图23中显示21个结构单元对应的电容值大于100.1pf，53个结构单元对应的电容值位于65.1～100pf，16个结构单元对应的电容值小于20pf，294个结构单元对应的电容值均位于30.1～65pf之间，其占比为76.56％，也就是说，对比例2的含两亲分子层的膜的形成方法成膜率仅为76.56％。
图24为对比例3形成的含两亲分子层的膜的电学表征图，图24中显示12个结构单元对应的电容值大于100.1pf，62个结构单元对应的电容值位于65.1～100pf，17个结构单元对应的电容值小于20pf，293个结构单元对应的电容值均位于30.1～65pf之间，其占比为76.3％，也就是说，对比例3的含两亲分子层的膜的形成方法成膜率仅为76.3％。
应用实施例：
实验组：取实施例1形成含两亲分子层的膜的芯片结构，从进液口321在容纳腔340内通入含有纳米孔蛋白的第三极性介质(纳米孔蛋白Mycobacterium smegmatis porin A，缩写为MspA，SEQ ID NO:1，浓度在10ng/ml-100ng/ml之间)，静止孵育1h,从进液口321在容纳腔340内通入5倍流体体积的第三极性介质，将含有纳米孔溶液置换，完成嵌孔过程。
对照组：按实验组方法进行，不同之处在于：不加第二极性介质，完成嵌孔过程。
将实验组和对照组的芯片接入电学系统(纳米孔基因测序仪QNome-9604)，嵌孔后，在恒定电压80mV下，开孔电流为60pA-70pA为正确可使用单个纳米孔。通过纳米孔基因测序仪QNome-9604，自动筛孔判断程序(在恒定电压80mV下，同时满足开孔电流为60pA-70pA且噪音小于1.5pA为正确可使用单个纳米孔)筛选出：
实验组共有274个单孔，嵌单孔率达到71.35％，嵌单孔率占成膜率(97.4％)的73.25％，
对照组共有171个单孔，嵌单孔率仅为44.53％，嵌单孔率占成膜率(66.15％)的67.31％。
图25为实验组多核苷酸测序信号实时显示界面，用于判断信号。
图26为实验组测序稳定性及芯片通道利用率测试图，芯片通道利用率约80％(浅灰色区域)。
图27为对照组测序稳定性及芯片通道利用率测试图，芯片通道利用率约50％(浅灰色区域)。
对比实验组和对照组结果可见，实验组加入第二极性介质，两亲分子层或含两亲分子层的膜的纳米孔蛋白的嵌单孔率较高，且更利于嵌孔、测序稳定性及芯片通道利用率。
虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
序列表
<110> 成都齐碳科技有限公司
<120> 成膜方法、包含膜的系统及应用
<130> 21NI2037
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 185
<212> PRT
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
Met Gly Leu Asp Asn Glu Leu Ser Leu Val Asp Gly Gln Asp Arg Thr
1 5 10 15
Leu Thr Val Gln Gln Trp Asp Thr Phe Leu Asn Gly Val Phe Pro Leu
20 25 30
Asp Arg Asn Arg Leu Thr Arg Glu Trp Phe His Ser Gly Arg Ala Lys
35 40 45
Tyr Ile Val Ala Gly Pro Gly Ala Asp Glu Phe Glu Gly Thr Leu Glu
50 55 60
Leu Gly Tyr Gln Ile Gly Phe Pro Trp Ser Leu Gly Val Gly Ile Asn
65 70 75 80
Phe Ser Tyr Thr Thr Pro Asn Ile Leu Ile Asn Asn Gly Asn Ile Thr
85 90 95
Ala Pro Pro Phe Gly Leu Asn Ser Val Ile Thr Pro Asn Leu Phe Pro
100 105 110
Gly Val Ser Ile Ser Ala Arg Leu Gly Asn Gly Pro Gly Ile Gln Glu
115 120 125
Val Ala Thr Phe Ser Val Arg Val Ser Gly Ala Lys Gly Gly Val Ala
130 135 140
Val Ser Asn Ala His Gly Thr Val Thr Gly Ala Ala Gly Gly Val Leu
145 150 155 160
Leu Arg Pro Phe Ala Arg Leu Ile Ala Ser Thr Gly Asp Ser Val Thr
165 170 175
Thr Tyr Gly Glu Pro Trp Asn Met Asn
180 185

Claims (28)

1.在结构单元中形成两亲分子层或含两亲分子层的膜的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
在所述结构单元的空间区域内形成沿第一方向依次分布的第一极性介质相、成膜相和第三极性介质相；其中，所述第一方向为所述膜的厚度方向，所述成膜相由包含第二极性介质、两亲分子和非极性介质的成膜混合物形成；
提供条件使所述成膜相形成两亲分子层或含两亲分子层的膜，并使所述成膜相包含的第二极性介质分配到所述第一极性介质相和/或所述第三极性介质相。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结构单元的空间区域包含开口。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述结构单元的空间区域内形成沿第一方向依次分布的第一极性介质相、成膜相和第三极性介质相的步骤包括：
在所述结构单元的空间区域内依次通入第一极性介质、成膜混合物以及第三极性介质，以在第一极性介质相和第三极性介质相之间形成所述成膜相；
其中，所述成膜混合物包含第二极性介质、两亲分子和非极性介质。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述结构单元的空间区域内形成沿第一方向依次分布的第一极性介质相、成膜相和第三极性介质相的步骤包括：
S1:在所述结构单元的空间区域内依次通入第一极性介质和成膜混合物A，以形成沿第一方向依次分布的第一极性介质相和成膜A相；其中，所述成膜混合物A包含两亲分子和非极性介质；
S2:向所述成膜A相加入成膜混合物B，形成所述成膜相；
其中，所述成膜混合物B包含第二极性介质和非极性介质；
S3:在所述成膜相远离所述第一极性介质相的一侧通入第三极性介质，形成所述第三极性介质相。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述S1步骤和所述S2步骤之间还包括：
至少部分去除所述成膜A相超出所述空间区域的体积。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述S2步骤中，在所述成膜A相加入成膜混合物B，形成所述成膜相包括：
向所述成膜A相通入成膜混合物B，静置，以形成所述成膜相；或
在所述成膜A相的表面喷涂成膜混合物B，以形成所述成膜相。
7.根据权利要求3～6中任一项所述的方法，其特征在于，在所述结构单元的空间区域内通入第一极性介质的步骤包括：
将所述结构单元置于所述第一极性介质中静置，使第一极性介质进入所述结构单元的空间区域内。
8.根据权利要求3～7中任一项所述的方法，其特征在于，在所述结构单元的空间区域内通入所述成膜混合物的步骤包括：
将所述结构单元置于相应的成膜混合物中，取出，静置，使相应的成膜混合物进入所述空间区域内；或
将所述结构单元置于相应的成膜混合物A中，取出，静置，使相应的成膜混合物A进入所述空间区域内，其中，所述成膜混合物A包含两亲分子和非极性介质；然后将所述结构单元置于相应的成膜混合物B中，取出，静置，使相应的成膜混合物B进入所述空间区域内，其中，所述成膜混合物B包含第二极性介质和非极性介质。
9.根据权利要求3～8中任一项所述的方法，其特征在于，在所述结构单元的空间区域内通入第三极性介质的步骤包括：
将包含第一极性介质相和成膜相的结构单元置于第三极性介质中；和/或
使所述成膜相的第二极性介质分配到所述第一极性介质相和/或所述第三极性介质相的步骤包括：
将通入了第三极性介质的结构单元静置。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述结构单元的空间区域内形成沿第一方向依次分布的第一极性介质相、成膜相和第三极性介质相的步骤包括：
S11：使成膜混合物A附着于所述结构单元的空间区域之外的表面；其中，所述成膜混合物A包含两亲分子和非极性介质；
S22：在所述结构单元的空间区域内通入第一极性介质，形成第一极性介质相；
S33：在第一极性介质相加入成膜混合物B，并使附着于所述表面上的成膜混合物A中的两亲分子溶入成膜混合物B中，形成所述成膜相；其中，所述成膜混合物B包含第二极性介质和非极性介质；
S44：在所述成膜相远离所述第一极性介质相的一侧通入第三极性介质，形成所述第三极性介质相。
11.一种成膜系统，其特征在于，所述系统包括结构单元，所述结构单元的空间区域内包含沿第一方向依次分布的第一极性介质相、成膜相和第三极性介质相；其中，所述第一方向为所述膜的厚度方向，所述成膜相包含第二极性介质、两亲分子和非极性介质，以形成两亲分子层或含两亲分子层的膜；
其中，所述成膜相的第二极性介质能够分配到所述第一极性介质相和/或所述第三极性介质相。
12.一种微滴，其特征在于，所述微滴包括：沿第一方向依次分布的第一极性介质相、成膜相和第三极性介质相；其中，所述第一方向为膜的厚度方向，所述成膜相包含第二极性介质、两亲分子和非极性介质，以形成含两亲分子层的膜；
其中，所述成膜相的第二极性介质能够分配到所述第一极性介质相和/或所述第三极性介质相，以形成含两亲分子层的膜。
13.根据权利要求11所述的成膜系统或权利要求12所述微滴，其特征在于，所述两亲分子层处嵌设跨膜孔；优选地，所述跨膜孔为跨膜蛋白孔。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的方法、成膜系统或微滴，其特征在于，所述第二极性介质体积为所述非极性介质体积的5％～45％，优选为5％～30％，更优选为5％～15％。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的方法、成膜系统或微滴，其特征在于，所述第二极性介质在所述非极性介质中具有可溶性，且所述第二极性介质在所述第一极性介质或第一极性介质相中具有可溶性，且所述第二极性介质在所述第三极性介质或第三极性介质相中具有可溶性。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的方法、成膜系统或微滴，其特征在于，所述第二极性介质选自甲醇、乙醇、异丙醇、环己醇、甲苯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、丙酮、丁酮、环己酮、乙腈、丙腈、二甲基亚砜、N,N’-二甲基甲酰胺(DMF)以及N,N’-二甲基乙酰胺中的一种或几种；
所述非极性介质选自甲基苯基硅油、二甲基硅油，优选具有不同封端的二甲基硅油、十六烷、十四烷、十烷、溴代十烷、溴代十四烷以及角鲨烯中的一种或几种。
17.根据权利要求16所述的方法、成膜系统或微滴，其特征在于，当非极性介质为甲基苯基硅油、二甲基硅油优选具有不同封端的二甲基硅油、十六烷或硅油与十六烷的混合介质时，所述第二极性介质为二甲基亚砜；
优选地，所述二甲基亚砜的体积为所述非极性介质体积的5-15％。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的方法、成膜系统或微滴，其特征在于，所述第一极性介质为第一缓冲剂水溶液，所述第一缓冲剂水溶液选自磷酸盐缓冲溶液、碳酸盐缓冲溶液、醋酸盐缓冲溶液、三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液、3-吗啉丙磺酸缓冲溶液、4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲溶液、硼酸盐缓冲溶液或柠檬酸盐缓冲溶液中的一种或多种；
优选地，所述第一缓冲剂水溶液的浓度为5-100mM；更优选地，所述第一缓冲剂水溶液为10mM的磷酸盐缓冲溶液或10mM的4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲溶液，和/或
所述第三极性介质为第三缓冲剂水溶液，所述第三缓冲剂水溶液选自磷酸盐缓冲溶液、碳酸盐缓冲溶液、醋酸盐缓冲溶液、三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液、3-吗啉丙磺酸缓冲溶液、4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲溶液、硼酸盐缓冲溶液或柠檬酸盐缓冲溶液中的一种或多种；
优选地，所述第三缓冲剂水溶液的浓度为5-100mM；更优选地，所述第三缓冲剂水溶液为10mM的磷酸盐缓冲溶液或10mM的4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲溶液；
任选地，所述第三极性介质与所述第一极性介质相同或不相同；
任选地，所述第三缓冲剂水溶液的浓度与所述第一缓冲剂水溶液的浓度相同或不相同。
19.根据权利要求18所述的方法、成膜系统或微滴，其特征在于，所述第一缓冲剂水溶液和所述第三缓冲剂水溶液中均包含钾盐；
优选地，所述钾盐的浓度为400-800mM；
优选地，所述钾盐为氯化钾。
20.根据权利要求1-19中任一项所述的方法、成膜系统或微滴，其特征在于，所述第一极性介质的渗透压与所述第三极性介质的渗透压使所述第一极性介质相和所述第三极性介质相保持不相互渗透的稳定状态。
21.根据权利要求1-20中任一项所述的方法、成膜系统或微滴，其特征在于，所述两亲分子选自磷脂、脂肪酸、脂肪酰基、甘油脂、甘油磷脂、鞘脂质、固醇脂质、异戊烯醇脂质、糖脂质、聚酮化合物和两亲性嵌段共聚物中的一种或几种。
22.根据权利要求21所述的方法、成膜系统或微滴，其特征在于，所述两亲性嵌段共聚物包含至少三个聚合物链段，其中所述亲水性聚合链段A1和A2连接到所述疏水性聚合链段B相对末端；或
所述两亲性嵌段共聚物包含至少两种聚合物链段亲水性聚合链段A和疏水性聚合链段B。
23.根据权利要求22所述的方法、成膜系统或微滴，其特征在于，所述共聚物为聚(2-甲基噁唑啉)-聚(二甲基硅氧烷)-聚(2-甲基噁唑啉)、聚(2-甲基噁唑啉)-聚乙烯-聚(2-甲基噁唑啉)或聚(乙二醇)-聚(二甲基硅氧烷)-聚(乙二醇)。
24.前述任一项所述的方法制备的两亲分子层或含两亲分子层的膜。
25.一种纳米孔测序装置，其特征在于，包括前述任一项所述的方法制备的两亲分子层或含两亲分子层的膜、前述任一项所述的成膜系统或微滴。
26.一种表征目标分析物的方法，其特征在于，包括：
(a)将所述目标分析物接触跨膜孔，所述跨膜孔嵌设于前述任一项所述的方法、成膜系统或微滴中的两亲分子层处；优选地，所述孔为跨膜蛋白孔；
(b)当所述分析物相对于所述孔运动时或当所述孔内存在所述分析物时，测定一次或多次电信号，其中所述测定指示所述目标分析物的一种或多种特征，以表征所述目标分析物。
27.前述任一项所述的方法、或其制备的两亲分子层或含两亲分子层的膜、前述任一项所述系统或微滴在表征分析物或制备表征分析物产品中的应用。
28.根据权利要求26或27所述的方法或应用，其特征在于，所述目标分析物是金属离子、无机盐、聚合物、氨基酸、肽、蛋白质、核苷酸、多核苷酸、多糖、脂质、染料、漂白剂、药物、诊断试剂、易爆或环境污染物；
优选地，所述多核苷酸包括DNA和/或RNA及其类似物/衍生物。
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