CN111455034A - 一种基于固态纳米孔机构的单分子检测方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于固态纳米孔机构的单分子检测方法和系统，固态纳米孔机构包括纳米孔部件；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，控制单分子链与纳米孔相对移动，获得检测信号，从而检测单分子的生物化学特性，如DNA序列。本方法和系统具有长读长、高可控性和高精度的优势。
Description
技术领域
本发明属于生物技术领域，涉及一种单分子检测方法，尤其涉及一种基于固态纳米孔机构的单分子链检测方法和系统，可应用于基因测序和其他单分子生物和化学特性检测。
背景技术
基因测序技术是生命科学重要的技术手段，是分子诊断、生物医药不可缺少的工具。医疗应用服务是基因测序技术增长最迅速、潜力最大的部分，涉及产前筛查、肿瘤诊断、遗传病诊断、植入前诊断等。目前，根据原理的不同，人们将测序技术发展分为三个阶段，第一代，Sanger测序。第二代，高通量测序(NGS)。第三代，单分子/纳米孔测序。
第一代测序技术主要有Sanger等(1977)发明的双脱氧链末端终止法和Maxam和Gilbert(1977)发明的化学降解法。这二种方法在原理上差异很大，但都是根据核苷酸在某一固定的点开始，随机在某一个特定的碱基处终止，产生A，T，C，G四组不同长度的一系列核苷酸，然后在尿素变性的PAGE胶上电泳进行检测，从而获得DNA序列。目前Sanger测序法得到了广泛的应用。目前仍是测序的金标准。缺点是通量低、成本高，影响了其真正大规模的应用。
第二代测序已发展为如今的主流测序技术，主要以Roche公司的454技术、illumina公司的Solexa，Hiseq技术和ABI公司的Solid技术为代表，统称为下一代测序技术(The next-generation sequencing)。然而，其复杂的文库制备，DNA的多次复制，高昂的试剂，以及较短的读长，复杂的数据处理等等使得下一代测序技术依然耗时且昂贵。
三代测序指单分子测序，对每一条DNA分子进行单独测序，特点是长度长，可以规避二代测序的缺陷，可广泛应用于产前诊断、病原体检测、肿瘤早期诊断、遗传病检测等。在三代测序技术中，纳米孔传感检测技术有着高灵敏、快速、非标记识别DNA分子中四种碱基的潜能，纳米孔有望开辟一种新的无需扩增和标记的DNA测序技术。
在纳米孔单分子DNA测序应用中，由于DNA分子存在随机的折叠或螺旋卷曲，在其通过纳米孔时会对检测的电流信号产生影响。所以需要解决DNA分子经过纳米孔时代固定和运动控制问题。在过去，本申请发明人之一已经发表一篇文章(Reverse DNAtranslocation through a solid-state nanopore by magnetic tweezers)和提出过两个申请，文章说明是利用磁镊来控制单分子运动方法，通过biotin化的DNA分子与链霉亲和素磁珠相连，外加磁场控制磁珠运动从而进一步控制与之相连的DNA分子，现有的磁镊主要有永磁体和电磁磁化磁芯。然而，这些磁镊系统的磁场范围过大，往往会引起大量磁珠的运动，而同时大量附着磁珠的DNA的运动使得纳米孔中不再是单分子。一个申请(WO2013/119784A1)是关于DNA通过纳米孔时，信号的获取和测序分析的方法，另一个申请(CN207992231)提出在DNA链的两侧分别绑定磁珠来拉伸DNA，尽可能减少外加因素对测序造成的影响。本申请是在前述工作上的进一步发展，提出一个新的技术方案，并设计完成了新的测试装置。
发明内容
本发明提供一种基于固态纳米孔机构的单分子检测方法和系统，以克服现有技术和产品的缺陷，提高生物检测到性能。
为实现上述目的，本发明提供一种基于固态纳米孔机构的单分子检测方法，其特征在于：固态纳米孔机构包括纳米孔部件；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；
被测的单分子为链状结构，在样品制备环节，先对样品及基片和磁珠分别进行生物修饰，该生物修饰为已知的生化方法，在生物检测和基因测序应用的样品制备时完成；该生物修饰使单分子链的一端具有与基片链的生化特性，而另一端具有与磁珠进行生化链接的特性。
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，使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。
进一步，本发明提供一种基于固态纳米孔机构的单分子检测方法，还可以具有这样的特征：固态纳米孔机构还包括上液池和下液池；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；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、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。
进一步，本发明提供一种基于固态纳米孔机构的单分子检测方法，还可以具有这样的特征：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。
进一步，本发明提供一种基于固态纳米孔机构的单分子检测方法，还可以具有这样的特征：其中，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。
进一步，本发明提供一种基于固态纳米孔机构的单分子检测方法，还可以具有这样的特征：其中，磁珠加入上液池液体中的时间可以是在单分子链穿过纳米孔之前，或之后，磁珠的直径大于纳米孔的孔径。
进一步，本发明提供一种基于固态纳米孔机构的单分子检测方法，还可以具有这样的特征：其中，步骤五中，移动纳米孔部件或基片液池，使纳米孔相对于单分子链产生延着链的长度方向的位移。
本发明还提供上述基于固态纳米孔机构的单分子检测系统，其特征在于：上液池具有上液池槽腔，下液池具有下液池槽腔，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，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；基片固定在下液池槽腔内的底部。
进一步，本发明提供一种基于固态纳米孔机构的单分子检测系统，还可以具有这样的特征：还包括纳米孔运动控制机构和基片运动控制机构；基片运动控制机构与下液池连接，控制下液池移动，基片随之移动；纳米孔运动控制机构与上液池连接，控制上液池移动，纳米孔部件随之移动。
进一步，本发明提供一种基于固态纳米孔机构的单分子检测系统，还可以具有这样的特征：其中，上液池槽腔设置在上液池的中间，顶端具有与外部相通的上液池液体出入口，槽底孔设置在上液池槽腔的底部，纳米孔部件固定覆盖在槽底孔上；下液池为片状件，下液池槽腔设在下液池中间，具有与外部相通的下液池液体出入口；上液池槽腔的底部插入下液池槽腔，浸在下液池槽腔的液体中。
进一步，本发明提供一种基于固态纳米孔机构的单分子检测系统，还可以具有这样的特征：还包括上液池电极和下液池电极；上液池还具有上液池电极插口，由上液池的外侧贯穿至上液池槽腔内，上液池电极由上液池电极插口插入上液池槽腔内并侵入液体中；下液池还具有下液池电极插口，由下液池的外侧贯穿至下液池槽腔内，下液池电极由下液池电极插口插入下液池槽腔内并侵入液体中；上液池电极和下液池电极可以与外部的膜片钳探头连接，向上液池槽腔和下液池槽腔内的液体输出电压，并检测电流。
进一步，本发明提供一种基于固态纳米孔机构的单分子检测系统，还可以具有这样的特征：还包括磁体定位控制机构；磁镊部件设置在上液池的上方，产生的磁场可作用于上液池中的磁珠；磁体定位控制机构控制磁镊部件移动，调节磁镊部件的位置，以控制磁镊部件对磁珠的吸引力。
本发明包含四个重要部分，本发明采用对单分子链(如DNA)及基片和磁珠两端进行不同的生物修饰，使单分子链的两端能够分别与一个基片和磁珠链接；新型的液池设计先使单分子链一端绑定到基片，在纳米孔部件的一侧(即下液池中)使单分子链在受控的情况下穿入纳米孔，然后在另一端附着磁珠；在单端磁镊作用下实现单分子链的拉伸和固定；然后以纳米运动技术(纳米孔运动控制机构)控制纳米孔的移动，用膜片钳测量单分子链过孔的信号，从而实现单分子链的特性检测。本方法和系统具有长读长、高可控性和高精度的优势。
本发明的有益效果在于：提供一种基于固态纳米孔机构的单分子检测方法和系统，可应用于基因测序，获得高精度和长读长的测序性能，研制新一代的基因测序仪器；也可以应用与单分子的生化检测和分析，在生物研究中分析各种单分子的特性，如蛋白；在临床医学中，对病毒、基因变异，及癌症特征等进行精准检测。
附图说明
图1是纳米孔部件和基本的结构关系示意图；
图2是单分子链两端进行了生物修饰的示意图；
图3是λDNA修饰示意图；
图4是两端已生物修饰的单分子链接在基板上的示意图；
图5是单分子链穿入纳米孔的示意图；
图6是过孔的单分子链与磁珠链接的示意图；
图7是单分子链过孔信号检测的示意图；
图8是单分子链被拉伸的示意图；
图9是基于固态纳米孔的单分子链检测系统的结构图；
图10是基于固态纳米孔的单分子链检测系统的核心模块示意图
图11是上液池和纳米孔部件的结构图；
图12是下液池和基片的结构图；
图13是上液池、下液池、纳米孔部件和基片的结构图；
图14是系统与倒置显微镜的示意图。
具体实施方式
以下结合附图来说明本发明的具体实施方式。
本发明提供一种基于固态纳米孔机构的单分子检测方法：
如图1所示，固态纳米孔机构包括纳米孔部件1、上液池2和下液池3。
纳米孔部件1设在上液池2底部，纳米孔部件1具有贯穿其两侧的纳米孔11。纳米孔部件可以为半导体芯片或由其他材料制成。上液池2和下液池3内分别盛放具有导电特性的液体。纳米孔部件1(上液池2的底部)浸入下液池3中，上液池2和下液池3内的液体被纳米孔部件1隔离，下液池3内设有基片4，磁珠可放入上液池2中。磁珠的尺寸大于纳米孔，不会进入到下液池3中。
单分子链的检测方法为：被测的单分子链及基片和磁珠经过生物修饰，单分子链的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。具体包括以下步骤：
步骤一、如图2所示，对单分子链A的两端进行生物修饰，对基片和磁珠生物修饰，使其两端具有可以分别与基片和磁珠链接的特性，即一端具有可以与基片链接的修饰，另一端具有可以与磁珠链接的修饰，使两端可以分别与基片和磁珠链接。
基片可以是玻璃或其他材料，为了使其能与单分子链的修饰链接，对基片的表面也进行相应的生物修饰，如醛基修饰。
磁珠可以为生物技术中通常使用的磁珠，对其表面同样进行与单分子链的修饰对应的生物修饰，以达到链接作用，如链霉亲和素。
单分子链可以为DNA，如λDNA，如图3所示，根据它的序列及特殊环状结构，设计带有对应修饰的引物，并优化了连接方案，其中，引物B的5’端带有NH2修饰，引物C的3’端带有biotin修饰。
步骤二、将被测单分子链加入下液池，如图4所示，将已修饰的单分子链的相应端链接在基片4上。
步骤三、使纳米孔部件与基片充分靠近，即可以通过移动上液池或下液池，使使纳米孔部件和基片充分靠近。
步骤四、如图5所示，调节电子仪器(如膜片钳)，通过纳米孔部件1两侧的液体内的电极5，对纳米孔部件1两侧的液体加以微小电压，这样就在纳米孔部件1的两侧形成一定压差的电场。单分子链(如DNA链或其他分子链)具有电特性，在电场的作用下会按电场力的方向移动。移动基片4，当基片4移动至链接在其上的一个单分子链A位于纳米孔11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11。且由于单分子链A下端已链接绑定在基片4上，所以该单分子链A仅穿入纳米孔11，而不会穿过纳米孔11完全进入另一侧液体中。
步骤五、如图6所示，上液池2内设有至少一个磁珠6，磁珠6在液体中自由运动，至其中一个磁珠6与穿过纳米孔11的单分子链A端部链接。
其中，可以在单分子链穿过纳米孔之前，就将磁珠加入纳米孔部件另一侧的液体中。磁珠的直径大于纳米孔的孔径，不会穿过纳米孔，磁珠会悬浮在该侧液体中，随机自由运动，当有单分子链穿过，其中的磁珠即可与单分子链的端部发生链接。
也可以在单分子链穿过纳米孔之后将磁珠加入纳米孔部件另一侧的液体中。即先确定有单分子链穿入纳米孔，再在纳米孔部件的另一侧加入磁珠。
确定是否有单分子链穿入纳米孔的方法为：检测纳米孔的过孔电流，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。
具体的，如图7所示，连接于纳米孔部件1两侧电极5的膜片钳50具有输出电压和检测微小电流的功能，因为两侧液体的通道仅为纳米孔11，两边液池的溶液具有一定的导电性，当两侧液体间有电压时，微小的电流会经过纳米孔11，膜片钳50的电流检测能够检测到该电流。而电流的大小与孔的导通面积等相关，所以当一个单分子链穿入到纳米孔中时，使通道减小(电阻增大)，从而到致电流下降。根据这个原理就可以从膜片钳的检测信号来判断是否有单分子链穿入孔内。
步骤六、由于磁珠具有特定的磁性能，在外界磁力的作用下，会沿磁场的梯度方向移动。如图8所示，移动外部的一个磁镊部件7，磁珠6在磁镊部件7磁力的作用下移动，拉伸单分子链A，至单分子链A被其两端的基片4和磁珠6拉直固定。
磁镊部件是由具有强磁场和梯度场的磁体构成的，磁体可以是一个或多个部件组成；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。磁镊部件对磁珠的吸引力大小与他们间的距离相关，距离越短吸引力越大。在使用时，调节磁体的距离，直到能够产生对链上磁珠的单分子链拉伸的作用。
步骤七、使纳米孔部件和单分子链产生延着链的长度方向的相对位移，并检测纳米孔的过孔电流，根据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。
相对于单分子链，纳米孔部件更容易实现其控制移动。优选的，通过外部机构控制移动纳米孔部件，使纳米孔相对于单分子链产生位移。当然，也可以通过同步移动基片(即下液池)实现单分子链相对于纳米孔产生位移。
其中，步骤二和步骤三的顺序可以调换，即也可以在纳米孔部件与基片充分靠近后，再将被测单分子链加入下液池，使其一端与基片链接。
检测原理为：当穿过纳米孔的单分子链被拉直固定后，移动纳米孔部件使纳米孔位于单分子链的不同位置，如果单分子链不同位置的性能不同(断面不同)，则纳米孔的过孔电阻特性就不同。所以检测纳米孔的过孔电流就能够检测到单分子链在该位置的特性。通过控制纳米孔的移动，同时检测获得的信号就可以实现对一段单分子链的特性检测。
本方法的检测对象单分子链可以为DNA，或其他物质。即本基于固态纳米孔机构的单分子链检测方法可应用于DNA测序，及其他单分子生化检测和分析。
本发明还提供上述基于固态纳米孔机构的单分子检测系统，是一种具体的实现结构。
如图9和10所示，系统除上述固态纳米孔机构(上液池2和下液池3)、电极和磁镊部件7外，还包括纳米孔运动控制机构12、基片运动控制机构41和磁体定位控制机构71，其中，电极包括上液池电极51和下液池电极52。
如图11-14所示，上液池2具有上液池槽腔21。下液池3具有下液池槽腔31。上液池槽腔21和下液池槽腔31内盛具有导电特性的液体。
上液池槽腔21的底部设有槽底孔22，纳米孔部件1固定覆盖在槽底孔22上，纳米孔部件1具有上下贯穿的纳米孔。
上液池槽腔21的底部浸在下液池槽腔31的液体中。即下液池槽腔31的液体包覆在上液池槽腔21底部外，上液池槽腔21和下液池槽腔31是隔离的，二者仅通过纳米孔连通。
基片4固定在下液池槽腔31内的底部。
基片运动控制机构41与下液池3连接，控制下液池3移动，基片4随之移动，即基片运动控制机构41控制基片4沿xyz方向移动。
纳米孔运动控制机构12与上液池2连接，控制上液池2移动，纳米孔部件1随之移动，即纳米孔运动控制机构12控制纳米孔沿xyz方向移动。
具体的，上液池2为底部中央向下凸起的片状件。上液池槽腔21设置在上液池2的中间，由上向下延伸至凸起部分，顶端具有与外部相通的上液池液体出入口23。槽底孔22设置在凸起的底部。纳米孔部件1固定覆盖在槽底孔22上。
下液池3为片状件，下液池槽腔31设在下液池3中间，顶面开口，侧面具有与外部相通的下液池液体出入口32。
上液池2向下凸起的底部插入下液池槽腔31，浸在下液池槽腔31的液体中。
上液池2和下液池3的两端均具有与纳米孔运动控制机构12和基片运动控制机构41相连接的接口。
上液池2还具有上液池电极插口24，由上液池2的外侧贯穿至上液池槽腔21内。上液池电极51由上液池电极插口24插入上液池槽腔21内的液体中。下液池3还具有下液池电极插口33，由下液池3的外侧贯穿至下液池槽腔31内。下液池电极52由下液池电极插口33插入下液池槽腔31内的液体中。上液池电极51和下液池电极52外部的膜片钳探头连接，向上液池槽腔21和下液池槽腔31内的液体输出电压，并检测电流(即纳米孔的过孔电流)。
磁镊部件7设置在上液池2的上方，产生的磁场可作用于上液池2中的磁珠。
磁体定位控制机构71控制磁镊部件7移动，调节磁镊部件7的位置，以控制磁镊部件7对磁珠的吸引力。
检测时，首先，将具有导电特性的液体分别注入上液池2具有上液池槽腔21和下液池3的下液池槽腔31，并将待测的两端已修饰的单分子链(如DNA)放入下液池槽腔31内。单分子链的一个修饰端与已修饰的基片4连接。然后，通过基片运动控制机构41控制下液池3移动，下液池3内固定固定基片4随之移动，至与上液池电极51和下液池电极52连接的膜片钳检测到纳米孔的过孔电流下降，表明此时一个单分子链穿入纳米孔。然后，将磁珠放入上液池槽腔21，在上液池槽腔21内自由运动的磁珠会与穿入纳米孔的单分子链的端部链接。然后，通过磁体定位控制机构71控制磁镊部件7位置，使之产生吸引磁珠将单分子链拉伸的磁场，单分子链被基本1和磁珠拉伸固定。最后，通过纳米孔运动控制机构12控制上液池2沿单分子链的长度方向上下移动，上液池2内固定的纳米孔部件1随之移动，即使纳米孔位于单分子链的不同位置，同时检测纳米孔的过孔电流，根据获得的信号实现对一段单分子链的特性检测。
如图14所示，本系统可与倒置显微镜8组合，来达到对整个过程的观测。
Claims (11)
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。
9.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：
所述上液池槽腔设置在上液池的中间，顶端具有与外部相通的上液池液体出入口，所述槽底孔设置在上液池槽腔的底部，所述纳米孔部件固定覆盖在槽底孔上；
所述下液池为片状件，所述下液池槽腔设在下液池中间，具有与外部相通的下液池液体出入口；
上液池槽腔的底部插入下液池槽腔，浸在下液池槽腔的液体中。
10.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：
还包括上液池电极和下液池电极；
所述上液池还具有上液池电极插口，由上液池的外侧贯穿至上液池槽腔内，所述上液池电极由上液池电极插口插入上液池槽腔内并侵入液体中；
所述下液池还具有下液池电极插口，由下液池的外侧贯穿至下液池槽腔内，所述下液池电极由下液池电极插口插入下液池槽腔内并侵入液体中；
所述上液池电极和下液池电极可以与外部的膜片钳探头连接，向上液池槽腔和下液池槽腔内的液体输出电压，并检测电流。
11.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：
还包括磁体定位控制机构；
所述磁镊部件设置在所述上液池的上方，产生的磁场可作用于上液池中的所述磁珠；
所述磁体定位控制机构控制磁镊部件移动，调节磁镊部件的位置，以控制磁镊部件对磁珠的吸引力。
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