纳米孔洞制备与单分子检测

编号：NMJS01236

篇名：纳米孔洞制备与单分子检测

作者：林祥钦; 李国霞;

关键词：纳米孔洞; 单分子检测; 分析测定; 蛋白质; 聚核苷酸; DNA; 有机分子;

机构： 中国科学技术大学化学系;

摘要： 利用电场驱动,让分子一个个地穿过一个纳米尺寸的孔洞而产生出电流脉冲响应信号,以此可以对分子计数。但分子识别的关键是选择性,因此纳米孔洞单分子检测是越过了传统上主要以分析物浓度为目标的测定,而在单个分子的检测灵敏度上,进一步提高选择性和识别能力,以及提高分析的通量,这为现代分析科学的发展开辟出了一个新的方向。迄今为止,已经使用了多种材料、采用多种技术来构建纳米孔洞,其中固体材料纳米孔洞显得更有优越性,因为可选的材料门类多,孔洞制作方法和孔洞表面的化学修饰方法也多种多样,还更容易安装使用。纳米孔洞单分子检测不仅能够对分子计数,还能对分子的构像进行识别(例如长度、手性、折叠情况等),特别在DNA和RNA的检测上更是引人注目,最终可能了解分子内部的结构,包括碱基的数量与排列的顺序等。纳米孔洞技术也不仅仅是一种分子传感工具,还可能演进为目的广泛的单分子操作的技术平台。本文从纳米孔洞单分子分析的原理出发,对现在主流的各种蛋白孔洞和固体材料纳米孔洞的制备、修饰与性能,以及在有机小分子、聚合物、蛋白、酶与生物分子复合物等方面的分析应用进行了介绍。