[发明专利]生物聚合物分析设备及分析系统

权利要求书

1.一种生物聚合物分析设备，其特征在于，具备：

可容纳含有生物聚合物和电解质的溶液的两个槽；

分别配置于所述两个槽的一对电极；

具有纳米孔且以经由所述纳米孔而连通所述两个槽的方式配置于所述两个槽之间的薄膜；和

载置于所述薄膜且由表面具有可吸附所述生物聚合物的官能团的多个粒子构成的三维结构体，所述官能团包括硅烷醇基，

并且，所述三维结构体具有空隙，

所述空隙形成使所述溶液从所述纳米孔通至所述三维结构体之上的流路，所述流路的表面具有可吸附所述生物聚合物的官能团，

在对所述一对电极施加电压时，在至少以所述纳米孔为中心、以下式所定义的生物聚合物捕捉长度r为半径的半球范围内，所述三维结构体不会再分散于所述溶液，

d：纳米孔的直径，

μ：生物聚合物的电泳迁移率，

L：薄膜的厚度，

D：生物聚合物的扩散系数，

ΔV：施加于两个电极间的电压差。

2.根据权利要求1所述的生物聚合物分析设备，其特征在于，所述溶液包含具有促溶效应的硫氰酸离子即SCN^-、磷酸二氢离子即H₂PO₄^-、硫酸氢离子即HSO₄^-、碳酸氢离子即HCO₃^-、碘化物离子即I^-、氯化物离子即Cl^-、硝酸离子即NO₃^-、铵离子即NH₄⁺、铯离子即Cs⁺、钾离子即K⁺、胍盐离子或四甲基铵离子。

3.根据权利要求1所述的生物聚合物分析设备，其特征在于，所述溶液的pH为1以上10以下。

4.根据权利要求1所述的生物聚合物分析设备，其特征在于，所述溶液的离子强度为10mM以上且为饱和氯化钾溶液的离子强度以下。

5.根据权利要求1所述的生物聚合物分析设备，其特征在于，所述官能团是电离为阳离子的官能团。

6.根据权利要求5所述的生物聚合物分析设备，其特征在于，所述电离为阳离子的官能团是伯氨基、仲氨基、叔氨基、季铵基、吡啶基、亚氨基、咪唑基、吡唑基或三唑基。

7.根据权利要求5所述的生物聚合物分析设备，其特征在于，所述溶液的pH为所述电离为阳离子的官能团的pKa以下。

8.根据权利要求1所述的生物聚合物分析设备，其特征在于，所述流路的截面积为所述生物聚合物的分子截面积以上且为所述空隙的最大截面积以下。

9.根据权利要求1所述的生物聚合物分析设备，其特征在于，所述流路的截面积为生物聚合物的分子截面积以上且为下式所定义的生物聚合物的平均自由程S以下，

D：生物聚合物的扩散系数，

t：纳米孔附近的平均滞留时间。

10.根据权利要求1所述的生物聚合物分析设备，其特征在于，所述粒子为多面体。

11.根据权利要求1所述的生物聚合物分析设备，其特征在于，所述粒子的材质为陶瓷或树脂。

12.根据权利要求1所述的生物聚合物分析设备，其特征在于，所述粒子通过烧结反应或加热至玻璃化转变温度以下而使邻接的粒子彼此一体化。

13.根据权利要求1所述的生物聚合物分析设备，其特征在于，所述三维结构体由具有不同尺寸的两种以上粒子成型。