[实用新型]集纳米孔制备及检测分析于一体的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及纳米孔制备、纳米孔检测分析技术和电化学仪器分析技术领域，具体的是一种集纳米孔制备及检测分析于一体的装置。

技术背景

纳米孔单分子分析技术是利用单个分子在电场驱动下穿过纳米孔时产生微弱离子流特征电信号来研究生物分子个体行为的技术，目前主要应用于DNA 损伤研究、单个多肽结构及蛋白质构型分析、单个DNA与靶分子间相互作用的探测识别以及有机小分子化合物的检测，并有望实现对DNA的测序。这里所说的纳米孔是通过微制备技术在氮化硅等材料表面生成的纳米尺寸的孔，它具有高稳定性、尺寸和表面的可调控性、可阵列化和集成化的优点，是纳米孔单分子分析技术中一种性能优异的纳米通道。目前，用于纳米孔单分子分析技术的纳米孔主要采用高能离子束、电介质击穿等方法制备获得。其中，所述电介质击穿法是一种通过溶液湿法获得纳米孔的方法，它通过施加高电压在氮化硅等材料上形成漏电流，并可根据漏电流的大小来确定纳米孔的尺寸。但是，目前电介质击穿法还没有形成商品化的仪器，这一方面是无法实时获得纳米孔的准确尺寸，另一方面是，无法同时实现纳米孔制备和对（单个分子在电场驱动下穿过纳米孔时产生的）微弱离子电流的检测。因此，目前纳米孔单分子分析技术在应用上还是具有一定的困难的。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述问题，提供一种集纳米孔制备及检测分析于一体的装置，它同时能实现纳米孔制备和对微弱离子电流的检测，有利于纳米孔单分子分析技术的利用和发展。

为达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案。

一种集纳米孔制备及检测分析于一体的装置，其特征在于：含有计算机软件控制系统、模数转换器、电信号放大器、前置放大器、数据采集卡、制备电路模块、电极、纳米孔微池和屏蔽箱，其中，数据采集卡和制备电路模块是为纳米孔制备部分；前置放大器和模数转换器是为弱电流检测部分；将计算机软件控制系统的一路与数据采集卡连接，数据采集卡连接制备电路模块后再连接电极；同时，将计算机软件控制系统的另一路与模数转换器连接，模数转换器连接电信号放大器后再连接前置放大器，前置放大器再与电极连接；最后将电极接入纳米孔微池中；通过同步控制数据采集卡控制制备电路模块在纳米孔微池中施加高电压并采集漏电流，控制程序根据漏电流的大小计算当前纳米孔尺寸并确定电压施加的终止，然后将电极切换到前置放大器采集弱电流，经过模数转换器和电信号放大器转换成数字信号并放大，最后通过计算机软件控制系统进行采集和处理。

进一步，将所述前置放大器、制备电路模块、纳米孔微池和电极同时置入屏蔽箱，构成制备检测集成化部分。

进一步，所述计算机软件控制系统包含控制模块、显示模块和数据处理模块，它们能控制电位的施加和电流的采集，对所获得的数据进行处理并可通过多通道信号实时显示。

进一步，所述模数转换器和电信号放大器采用多通道，能同时实现多通道电信号的采集和模数转换。

进一步，同步控制数据采集卡控制施加高电压的形式包括方波、三角波、正弦波和脉冲电压。

进一步，所述电极为一套能拆卸的电极，采用两电极系统或三电极系统。

进一步，所述电极同时被前置放大器和制备电路模块使用，通过控制程序在前置放大器与加工电路模块两者之间切换。

进一步，所述制备电路模块包括电压施加运算放大器和电流采集运算放大器。

本实用新型集纳米孔制备及检测分析于一体的装置的积极效果是：

能实现纳米孔的制备并有效控制纳米孔的尺寸；同时能实现对纳米孔单分子微弱离子电流的检测，能将纳米孔制备、信号采集与处理和控制集于一体，从而实现多功能的集纳米孔制备及检测分析于一体的装置，在纳米检测、纳米孔仪器集成化小型化等方面具有广泛的应用是的前景。

附图说明

图1本实用新型集纳米孔制备及检测分析于一体的装置的构成示意图。

附图的标号分别为：

1、计算机软件控制系统；2、模数转换器；

3、电信号放大器；4、前置放大器；

5、数据采集卡；6、制备电路模块；

7、电极；8、纳米孔微池；

9、屏蔽箱。

具体实施方式

以下结合附图具体介绍本实用新型集纳米孔制备及检测分析于一体的装置的具体实施方式，但是需要指出，本实用新型的实施不限于以下的实施方式。