[发明专利]一种基于固态纳米孔机构的单分子检测方法和系统

权利要求书

1.一种基于固态纳米孔机构的单分子检测方法，其特征在于：

所述固态纳米孔机构包括纳米孔部件；

所述纳米孔部件具有贯穿其两侧的纳米孔，纳米孔部件的两侧具有导电特性的液体，两侧液体分别可设置基片和磁珠；

单分子链的检测方法为：被测的单分子链及基片和磁珠分别经过生物修饰，单分子链一端链接在一侧液体的基片，在穿过纳米孔后，另一端与另一侧液体的磁珠链接，在磁镊作用下拉伸固定单分子链，使单分子链与纳米孔相对移动，获得检测信号。

2.根据权利要求1所述的基于固态纳米孔机构的单分子检测方法，其特征在于：

所述固态纳米孔机构还包括上液池和下液池；

所述纳米孔部件两侧的液体分别盛放在上液池和下液池内，纳米孔部件设在上液池底部，浸入下液池中，上液池和下液池内的液体被纳米孔部件隔离；

所述基片设置在下液池内；

单分子的检测方法包括以下步骤：

步骤一、对单分子链的两端及基片和磁珠分别进行生物修饰，使单分子链两端具有可以分别与基片和磁珠链接的特性；

步骤二、将被测单分子链加入所述下液池，其相应端链接在基片上；

步骤三、使纳米孔部件与基片充分靠近；

步骤四、对所述纳米孔部件两侧的液体加电压，使纳米孔的两侧形成具有压差的电场，移动所述基片，当基片移动至链接在其上的一个单分子链位于纳米孔下方时，该具有电特性的单分子链在电场的作用下按电场方向移动、穿入纳米孔；

步骤五、所述上液池内设有至少一个磁珠，磁珠在液体中自由运动，至其中一个磁珠与穿过纳米孔的单分子链端部链接；

步骤六、移动外部的一个磁镊部件，磁珠在磁镊部件磁力的作用下移动，拉伸单分子链，至单分子链被其两端的基片和磁珠拉伸固定；

步骤七、使纳米孔部件和单分子链产生相对位移，并检测纳米孔的过孔电流，纳米孔的过孔电阻特性随单分子链不同位置的不同性能而变化，通过获得的纳米孔过孔电流的检测信号，得到单分子链结构特性的检测；

其中，步骤二和步骤三的顺序可以调换。

3.根据权利要求1或2所述的基于固态纳米孔机构的单分子检测方法，其特征在于：

其中，确定是否有单分子链穿入纳米孔的方法为：检测经过纳米孔的过孔电流，根据过孔电流与纳米孔的导通面积相关，若过孔电流的检测信号下降，则判断有单分子链穿入纳米孔。

4.根据权利要求2所述的基于固态纳米孔机构的单分子检测方法，其特征在于：

其中，所述磁镊部件是由具有强磁场和梯度场的磁体构成的，磁体可以为一个或多个磁性模块，其磁力作用于磁珠能够产生拉力，使链接于磁珠上的单分子链拉伸。

5.根据权利要求2所述的基于固态纳米孔机构的单分子检测方法，其特征在于：

其中，所述磁珠加入所述上液池液体中的时间可以是在单分子链穿过所述纳米孔之前，或之后，磁珠的直径大于纳米孔的孔径。

6.根据权利要求2所述的基于固态纳米孔机构的单分子检测方法，其特征在于：

其中，步骤五中，移动所述纳米孔部件或基片液池，使纳米孔相对于所述单分子链产生延着链的长度方向的位移。

7.如权利要求2所述的基于固态纳米孔机构的单分子检测系统，其特征在于：

所述上液池具有上液池槽腔，所述下液池具有下液池槽腔，所述纳米孔部件两侧的液体分别盛放在上液池槽腔和下液池槽腔内；

上液池槽腔的底部设有槽底孔，所述纳米孔部件固定覆盖在槽底孔上，纳米孔部件具有上下贯穿的所述纳米孔；

上液池槽腔的底部可以浸入到下液池槽腔的液体中；

所述基片固定在所述下液池槽腔内的底部。

8.根据权利要求7所述的基于固态纳米孔机构的单分子检测系统，其特征在于：

还包括纳米孔运动控制机构和基片运动控制机构；

所述基片运动控制机构与下液池连接，控制下液池移动，所述基片随之移动；

所述纳米孔运动控制机构与上液池连接，控制上液池移动，所述纳米孔部件随之移动。