CN113219015A - 一种基于氮化硅（SiNx）固态纳米孔检测HIV-1 P24抗原的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔检测HIV‑1P24抗原的方法及装置，其包括以下步骤：步骤S1，预处理步骤，将带窗口的SiNx薄膜芯片进行使用前的预处理；步骤S2，制备纳米孔，用多级电流脉冲击穿法在SiNx薄膜芯片上制备出所需纳米孔；步骤S3，检测样品中纳米孔所产生的离子阻塞电流脉冲信号；步骤S4，分析检测计算出样品的检出限。本发明能很好的检测到HIV‑1P24抗原分子，并且还能推断出样品在易位时有空间结构的变化，并且能够检测低浓度下HIV‑1P24抗原分子。本发明具有快速、检测时效、高灵敏度、高信噪比和高通量的优点，进一步缩短了HIV检测的窗口期，为感染者争取更早的诊断时机。
Description
技术领域
本发明属于抗原的检测分析技术领域，其涉及一种基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的方法及装置，其可以适用于蛋白的分析检测领域。
背景技术
HIV是攻击免疫系统的病毒，也是艾滋病(获得性免疫缺陷综合征，AIDS)的病原体，因此对HIV感染者早期诊断、靶向治疗、延长寿命至关重要。
纳米孔单分子检测技术起源于库尔特计数器的发明以及单通道电流的记录技术，1996年开始发展起来的单分子分析手段，其是具有非标记、实时监测、灵敏度高、检测速度快和操作简单等优点的新型传感检测技术。纳米孔单分子检测技术已应用于HIV组分单分子的检测，2013年，Niedzwiecki等人用合成的纳米孔和电阻脉冲技术成功的对HIV-1病毒的蛋白质生物标志物核衣壳蛋白7(NCp7)进行单分子检测。同年，Kevin J.Freedman用固态纳米孔检测了HIV-1gp120抗原与抗体复合物。2014年，本专利申请发明人王亮开发了一种测量HIV-1蛋白酶的活性的无标记方法来，测量HIV-1蛋白酶的活性的无标记方法可在10分钟内检测到皮摩尔浓度的HIV-1蛋白酶，测量HIV-1蛋白酶的活性的无标记方法具有从假阳性中区分目标蛋白酶的潜力，为HIV的新型检测方法提供了理论基础，为该纳米孔单分子检测技术应用于HIV检测能进一步缩短了窗口期，为HIV感染者争取较短诊断时间。
迄今为止，HIV实验室诊断主要依据血清学试验进行初筛试验和确认试验，第一代初筛检测试剂检测血清中的抗体容易出现假阳性和假阴性的诊断；第二代初筛检测试剂同时检测HIV-1和HIV-2但容易漏检；第三代初筛检测试剂使用双抗原检测抗体，灵敏度相对以前较高但窗口期较长；第四代初筛检测试剂缩短了窗口期4～7天，但仍需要2周左右的窗口期。单独检测HIV核酸序列虽能缩短窗口期，但需专业人员检测，步骤繁琐且价格昂贵，不利于医院普及。因此，需要探索一种简单、快速、高灵敏度和高信噪比的HIV诊断方法。
发明内容
基于现有技术存在的技术问题，本发明提供一种基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的方法及装置，其为一种基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔技术快速检测低浓度HIV-1P24抗原的方法及装置。
依据本发明的技术方案的第一方面，提供一种基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的方法，其包括以下步骤：
步骤S1，预处理步骤，将带窗口的SiNx薄膜芯片进行使用前的预处理；
步骤S2，制备纳米孔，用多级电流脉冲击穿法在SiNx薄膜芯片上制备出所需纳米孔；
步骤S3，检测样品中纳米孔所产生的离子阻塞电流脉冲信号；
步骤S4，分析检测计算出样品的检出限。
其中，步骤S1具体为，将带窗口的SiNx薄膜芯片进行使用前的预处理，即先用无水乙醇中浸泡30分钟，对其窗口表面进行亲疏水性的处理，再用去离子水浸泡10分钟，最后再用无水乙醇浸泡10分钟，再进行基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的装置的安装。
优选地，步骤S1具体为，将带窗口的SiNx薄膜芯片用无水乙醇中浸泡28分钟～32分钟，对带窗口的SiNx薄膜芯片的窗口表面进行亲疏水性的处理；然后再置于去离子水中浸泡8～12分钟，洗去其表面的无机盐，最后用无水乙醇浸泡10分钟，便于安装后SiNx薄膜芯片与打孔电导液亲密接触，而无气泡产生。
步骤S2进一步包括以下步骤：
步骤S21：选用或准备材料，(1)两块分别具有凹面、凸面聚四氟乙烯材质的绝缘板；(2)SiNx薄膜芯片；(3)两个3mm直径的弹性O型圈；(4)固定绝缘板的螺丝；
步骤S22：安装绝缘板，其中SiNx薄膜芯片将绝缘板分隔为顺式腔(芯片窗口端)和反式腔；
步骤S23：安装SiNx薄膜芯片完毕后分别取200μL无水乙醇清洗顺式腔和反式腔；
步骤S24：向顺式腔和反式腔注入200μL打孔电解缓冲液，用Ag/Ag Cl电极分别将顺式腔和反式腔与外接电源连接，形成闭合回路，构建数据采集系统13的检测回路；
步骤S25：在SiNx薄膜芯片上用多级电流脉冲击穿法制备出所需纳米孔。
优选地，在步骤S2中，将装好SiNx薄膜芯片的顺式腔和反式腔中分别加入200μL无水乙醇润洗一遍，防止后期加液时顺式腔或反式腔中有气泡产生；向顺式腔和反式腔中分别加入200μL的打孔电解缓冲液，连接基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的装置的数据采集系统13，设置检测参数，待SiNx薄膜被击穿后，停止继续打孔；再修改检测参数将目标孔径扩孔到13.5nm-15nm。
另外地，步骤S3包括以下步骤：
步骤S31：检测制备好的纳米孔的IV(电流-电压值)，计算制备好的纳米孔的纳米孔径；
步骤S32：将制备好的纳米孔使用去离子水清洗顺式腔和反式腔，并使用相同易位电导液润洗顺式腔和反式腔，再向顺式腔和反式腔加入200μL相同易位电导液；
步骤S33：在上电极121和下电极122两端施加50mV电压测空白信号，检测不同浓度HIV-1P24抗原分子，并记录样品过孔所产生的离子阻塞电流脉冲信号。
更进一步地，步骤S33中，施加外加电压为50mV驱使样品分子通过纳米孔。
优选地，步骤S4分析检测计算出样品的检出限具体为，将采集到的信号进行分析处理，得到HIV-1P24抗原的检测结果，依据公式
计算出样品的检出限，其中x为检测样品浓度，y为信号量。
依据本发明的技术方案的第二方面，提供一种基于氮化硅(SiNX)固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的装置，其利用纳米孔两侧的盐浓度及外加电压来实现低浓度HIV-1P24抗原分子的检测。
所述基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的装置包括呈方形的第一绝缘板和第二绝缘板，第一绝缘板和第二绝缘板采用聚四氟乙烯或者其他绝缘材料制成。第一绝缘板的四周均布四个沉孔，第二绝缘板的四周均布四个与沉孔相对应的螺纹孔，通过插入沉孔和螺纹孔的螺钉实现第一绝缘板和第二绝缘板的可拆卸连接。
进一步地，第一绝缘板和第二绝缘板相互背离的一面分别沿轴线均设有圆形的容腔，相互朝向的一面分别沿轴线设有方形的凸台和用于卡入凸台的方形的凹槽，第一绝缘板和第二绝缘板的容腔的底部分别沿轴线设有贯穿凸台和贯穿凹槽的圆形的开口，开口的孔径小于容腔，第一绝缘板的容腔和开口依次与第二绝缘板的开口和容腔形成相连通的通道；其形成相连通的通道的贯通顺序依次为第一绝缘板的容腔、第一绝缘板的开口、第二绝缘板的开口、第二绝缘板的开口的容腔。第一绝缘板的容腔与第二绝缘板的容腔等直径，第一绝缘板的开口与第二绝缘板的开口等直径。
相比较于现有技术，本发明的基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的方法及装置，能很好的检测到HIV-1P24抗原分子，并且还能推断出样品在易位时有空间结构的变化，并且能够检测低浓度下HIV-1P24抗原分子。本发明具有快速、检测时效、高灵敏度、高信噪比和高通量的优点，进一步缩短了HIV检测的窗口期，为感染者争取更早的诊断时机。
附图说明
图1为依据本发明的基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的装置的俯视示意图；
图2-1为图1中的B-B剖视图；
图2-2为基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的装置的实物示意图；
图3-1为纳米孔IV曲线；
图3-2为易位电解液空白图；
图3-3为HIV-1P24抗原分子易位事件图；
图3-4为HIV-1P24抗原分子易位事件统计图；
图4为在50mV外加电压条件下收集5分钟下不同浓度HIV-1P24抗原分子的易位信号图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外地，不应当将本发明的保护范围仅仅限制至下述具体结构或部件或具体参数。
本发明基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的方法及装置，其进一步为一种基于氮化硅(SiNX)固态纳米孔技术快速检测低浓度HIV-1P24抗原的方法。该方法主要利用纳米孔两侧的盐浓度及外加电压来实现低浓度HIV-1P24抗原分子的检测，具有快速、检测时效、高灵敏度、高信噪比和高通量的优点，进一步缩短了HIV检测的窗口期，为感染者争取更早的诊断时机。本发明基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的装置相对于生物纳米孔具有孔径尺寸控制自由，孔径稳定性大，不易受环境干扰影响，且具有高信噪比的特点。
如图1、图2-1、图2-2所示，本发明基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的装置，其包括呈方形的第一绝缘板1和第二绝缘板6，采用聚四氟乙烯或者其他绝缘材料制成。第一绝缘板1的四周均布四个沉孔4，第二绝缘板6的四周均布四个与沉孔4相对应的螺纹孔7，通过插入沉孔4和螺纹孔7的螺钉5实现第一绝缘板1和第二绝缘板6的可拆卸连接。通过图2-2可以清楚地示出基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的装置的实物结构。
第一绝缘板1和第二绝缘板6相互背离的一面分别沿轴线设有圆形的容腔2，相互朝向的一面分别沿轴线设有方形的凸台和用于卡入凸台的方形的凹槽，第一绝缘板1和第二绝缘板6的容腔2的底部分别沿轴线设有贯穿凸台和贯穿凹槽的圆形的开口3，开口3的孔径小于容腔2，第一绝缘板1的容腔2和开口3依次与第二绝缘板6的开口3和容腔2形成相连通的通道；其形成相连通的通道的贯通顺序依次为第一绝缘板1的容腔2、第一绝缘板1的开口3、第二绝缘板6的开口3、第二绝缘板6的开口3的容腔2。第一绝缘板1的容腔2与第二绝缘板6的容腔2等直径，第一绝缘板1的开口3与第二绝缘板6的开口3等直径，
在凸台和凹槽配合后形成的间隙内设置方形的带有窗口9的SiNx薄膜芯片8，SiNx薄膜芯片8将通道分隔成顺式腔和反式腔，SiNx薄膜芯片8的窗口9朝向顺式腔。SiNx薄膜芯片8具有中间的硅基层和覆在硅基层两面的SiNx薄膜层，其中一面的SiNx薄膜层上开设与窗口9连通的纳米孔10，纳米孔10的孔径为12nm～15nm。此外，SiNx薄膜芯片8的两面设有弹性O型圈11，在拧紧螺钉5时，通过两弹性O型圈夹紧SiNx薄膜芯片8，以防划伤SiNx薄膜芯片8。顺式腔插有下电极122、反式腔内插有上电极121，本实施例上电极121或下电极122优选采用Ag/Ag Cl电极。数据采集系统13连接在上电极121和下电极122之间，对SiNx薄膜芯片8进行检测。
在本发明的另一方面，提供一种基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的方法，其包括以下步骤：
步骤S1，预处理步骤，将带窗口的SiNx薄膜芯片进行使用前的预处理；
步骤S2，制备纳米孔，用多级电流脉冲击穿法在SiNx薄膜芯片上制备出所需纳米孔；
步骤S3，检测样品中纳米孔所产生的离子阻塞电流脉冲信号；
步骤S4，分析检测计算出样品的检出限。
其中步骤S1具体为，步骤S1具体为，将带窗口的SiNx薄膜芯片用无水乙醇中浸泡28分钟～32分钟，对带窗口的SiNx薄膜芯片的窗口表面进行亲疏水性的处理；然后再置于去离子水中浸泡8～12分钟，洗去其表面的无机盐，最后用无水乙醇浸泡10分钟，便于安装后SiNx薄膜芯片与打孔电导液亲密接触，而无气泡产生。优选地，将带窗口的SiNx薄膜芯片用无水乙醇中浸泡28～32分钟，对带窗口的SiNx薄膜芯片的窗口表面进行亲疏水性的处理；然后再置于去离子水中浸泡8～12分钟，洗去其表面的无水乙醇以及溶解表面的无机盐；最后按照图1和图2所示的装置，将带窗口的SiNx薄膜芯片安装在固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的装置中。
其中步骤S2制备纳米孔并用多级电流脉冲击穿法在SiNx薄膜芯片上制备出所需纳米孔。步骤S2进一步包括以下步骤：
步骤S21：选用或准备材料，(1)两块分别具有凹面、凸面聚四氟乙烯材质的绝缘板；(2)SiNx薄膜芯片；(3)两个3mm直径的弹性O型圈；(4)固定绝缘板的螺丝；
步骤S22：安装绝缘板，其中SiNx薄膜芯片将绝缘板分隔为顺式腔(芯片窗口端)和反式腔；
步骤S23：安装SiNx薄膜芯片完毕后分别取200μL无水乙醇清洗顺式腔和反式腔；
步骤S24：向顺式腔和反式腔注入200μL打孔电解缓冲液，用Ag或/和Ag Cl电极分别将顺式腔和反式腔与外接电源连接，形成闭合回路，构建数据采集系统13的检测回路；
步骤S25：在SiNx薄膜芯片上用多级电流脉冲击穿法制备出所需纳米孔。
在步骤S2中，优选将装好SiNx薄膜芯片的顺式腔和反式腔中分别加入200μL无水乙醇润洗一遍，防止后期加液时顺式腔或反式腔中有气泡产生。向顺式腔和反式腔中分别加入200μL的打孔电解缓冲液，连接基于氮化硅(SiNx)的固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的装置的数据采集系统13，设置检测参数，例如目标孔径、输出电流和步长等，待SiNx薄膜被击穿后，停止继续打孔；再修改检测参数将目标孔径扩孔到13.5nm-15nm。
步骤S3检测样品中纳米孔所产生的离子阻塞电流脉冲信号，具体包括以下步骤：
步骤S31：检测制备好的纳米孔的IV(电流-电压值)，计算制备好的纳米孔的纳米孔径；
步骤S32：将制备好的纳米孔使用去离子水清洗顺式腔和反式腔，并使用相同易位电导液润洗顺式腔和反式腔，再向顺式腔和反式腔加入200μL相同易位电导液；
步骤S33：在上电极121和下电极122两端施加50mV电压测空白信号，检测不同浓度HIV-1P24抗原分子，其中优选同样外加电压为50mV驱使样品分子通过纳米孔，并记录样品过孔所产生的离子阻塞电流脉冲信号。
优选地，在步骤S3中，将制备好纳米孔的SiNx薄膜芯片取出，用去离子水清洗顺式腔和反式腔，然后先向反式腔中加入200μL的易位电解缓冲液，此后向顺式腔中加入同体积但含有不同浓度HIV-1P24抗原样品的易位电解缓冲液，静置5分钟左右后，通电，外加电压50mV，进行检测，最后对每组样品检测的信号进行统计从而得出相同时间段内每组的信号量。
其中步骤S4分析检测计算出样品的检出限具体为，将采集到的信号进行分析处理，便可得到HIV-1P24抗原的检测结果，最后计算出样品的检出限。
在上述基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的方法中：
(1)使用SiNx薄膜芯片的膜厚20nm；打孔电解缓冲液由氯化钾(KCl)、三(羟甲基)氨基甲烷(tris)、乙二胺四乙酸(EDTA)和去离子水混合而成。其中打孔电解缓冲液各成份的比例为KCl：Tris：EDTA＝1M：10m M：1m M，(其中M＝mol/L，表示摩尔浓度mol/l)，并将该打孔电解缓冲液pH调至8。
(2)图2-1所示部件安装顺序依次为：第一绝缘板(凹面朝上)、弹性O型圈、SiNX薄膜芯片(窗口朝下)、弹性O型圈、第二绝缘板(凸面朝下)，最后使用螺丝固定。
(3)制备纳米孔时，第一绝缘板与第二绝缘板的两个腔室液体通过Ag/Ag Cl电极与计算机控制的数字源表(优选使用数字源表eithley2450)连接形成一个闭合回路，顺式腔接地，反式腔施加电流(或电压)脉冲，设置起始电流(或电压)、步长、目标孔径来制备纳米孔。其中先用电流法击穿SiNX薄膜，然后改为电压法扩孔至目标孔径。优选地，电流打孔设置参数中，先采用电流模式，输出电流为3E-8，步长为3E-9，正参数为1，负参数为0，目标孔径为13nm～15nm；静置28分钟～30分钟，待SiNX薄膜被击穿，停止继续打孔。再用电压扩孔，采用电压模式，输出电压为6V，步长为0.1V，正参数为1，负参数为1，目标孔径为15nm，其中输出电压逐渐增大到6V，当达到6V时，停止打孔，再循环扩孔，直至扩大到目标孔径15nm，停止扩孔。
(4)检测样品时易位电解缓冲溶液由NaCl、Tris、EDTA和去离子水混合而成，其比例为NaCl：Tris：EDTA＝1M：10m M：1m M，(其中M＝mol/L，表示摩尔浓度mol/l)，并将该溶液pH调至8。
(5)测完空白后，吸出绝缘板顺式腔中的易位电解缓冲液与HIV-1P24抗原分子混合，待混合均匀后再加入顺式腔中，然后施加电压进行样品测试。
(6)检测样品时HIV-1P24抗原分子浓度范围为0.472nM～0.23μM。
更进一步地，在分析检测计算出样品检出限的步骤S4中，根据如下公式计算出纳米孔孔径
(其中d表示指纳米孔径，σ表示SiNx薄膜厚度，Gpore表示溶液电导率)，如图3-1的检测样品时纳米孔的IV曲线所示。在外加电压50mV下两分钟测得的空白信号(基线)，如图3-2所示，初步查看基线稳定性和吸附性。图3-3表示在顺式腔中加入0.12μM HIV-1P24抗原、外加电压50mV下2分钟左右的易位事件，可以明显看出信噪比较大，灵敏度高，信号量较大。图3-4表示在外加电压50mV下检测0.12μM HIV-1P24抗原30分钟的易位事件散点图、时间分析柱状图和电流幅值分析柱状图。根据图3-1、图3-2和图3-3及图3-4所示，可以得出检测事件分布符合指数衰减分布，电流幅值分布进行拟合出现三个峰，这些说明检测信号的可靠性，并且可以看出在30分钟内，信号幅值在主要占比集中在156pA,次之占比是218pA，而322pA与218pA处占比相差不大，说明该纳米孔检测技术能很好的检测到HIV-1P24抗原分子，并且还能推断出样品在易位时有空间结构的变化。
使用本发明的基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的装置及方法可以检测出HIV-1P24抗原分子，因此可以进行不同浓度的样品进行检测，探究出检测范围和检出限。其中设计检测不同浓度下(0.472nM，23.585nM，47.170nM，58.962nM，94.34nM，117.925nM，235.849nM)的HIV-1P24抗原分子样品信号。如图4所示，采集该浓度下5分钟的信号，可以看出随着检测样品浓度梯度的增加，单位时间内的信号采集量增加的。此外对该条件下30分钟的易位信号进行分析处理，发现随检测样品浓度增加在一定范围内对信号有富集的作用，检测样品浓度与信号量的关系满足公式
其检出限为47fM，这些特性为检测低浓度下HIV-1P24抗原分子提供了依据，其中x为检测样品浓度，y为信号量。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本领域普通的技术人员可以理解，在不背离所附权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节中做出各种各样的修改。
Claims (10)
1.一种基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的方法，其特征在于：其包括以下步骤：
步骤S1，预处理步骤，将带窗口的SiNx薄膜芯片进行使用前的预处理；
步骤S2，制备纳米孔，用多级电流脉冲击穿法在SiNx薄膜芯片上制备出所需纳米孔；
步骤S3，检测样品中纳米孔所产生的离子阻塞电流脉冲信号；
步骤S4，分析检测计算出样品的检出限。
2.根据权利要求1所述的基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的方法，其特征在于：步骤S1具体为，将带窗口的SiNx薄膜芯片进行使用前的预处理，即先用无水乙醇中浸泡30分钟，对其窗口表面进行亲疏水性的处理，再用去离子水浸泡10分钟，最后再用无水乙醇浸泡10分钟，再进行基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的装置的安装。
3.根据权利要求1所述的基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的方法，其特征在于：步骤S1具体为，将带窗口的SiNx薄膜芯片用无水乙醇中浸泡30分钟，对带窗口的SiNx薄膜芯片的窗口表面进行亲疏水性的处理；然后再置于去离子水中浸泡8分钟～12分钟，洗去其表面的无机盐，最后用无水乙醇浸泡10分钟，便于安装后SiNx薄膜芯片与打孔电导液亲密接触，而无气泡产生。
4.根据权利要求2所述的基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的方法，其特征在于：步骤S2进一步包括以下步骤：
步骤S21：选用或准备以下材料，(1)两块分别具有凹面、凸面聚四氟乙烯材质的绝缘板；(2)SiNx薄膜芯片；(3)两个3mm直径的弹性O型圈；(4)固定绝缘板的螺丝；
步骤S22：安装绝缘板，其中SiNx薄膜芯片将绝缘板分隔为顺式腔(芯片窗口端)和反式腔；
步骤S23：安装SiNx薄膜芯片完毕后分别取200μL无水乙醇清洗顺式腔和反式腔；
步骤S24：向顺式腔和反式腔注入200μL打孔电解缓冲液，用Ag/AgCl电极分别将顺式腔和反式腔与外接电源连接形成闭合回路，构建数据采集系统13的检测回路；
步骤S25：在SiNx薄膜芯片上用多级电流脉冲击穿法制备出所需纳米孔。
5.根据权利要求1所述的基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的方法，其特征在于：在步骤S2中，安装装置时SiNx薄膜芯片窗口端向下，将装好SiNx薄膜芯片的顺式腔和反式腔中分别加入200μL无水乙醇润洗一遍，防止后期加液时顺式腔或反式腔中有气泡产生；向顺式腔和反式腔中分别加入200μL的打孔电解缓冲液，连接基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的装置的数据采集系统13，设置检测参数，待SiNx薄膜被击穿后，停止继续打孔；再修改检测参数将目标孔径扩孔到13.5nm-15nm。
6.根据权利要求3所述的基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的方法，其特征在于：步骤S3检测样品中纳米孔所产生的离子阻塞电流脉冲信号，具体包括以下步骤：
步骤S31：检测制备好的纳米孔的IV(电流-电压值)，计算制备好的纳米孔的纳米孔径；
步骤S32：将制备好的纳米孔使用去离子水清洗顺式腔和反式腔，并使用相同易位电导液润洗顺式腔和反式腔，再向顺式腔和反式腔加入200μL相同易位电导液；
步骤S33：在上电极121和下电极122两端施加50mV电压测空白信号，检测不同浓度HIV-1P24抗原分子，并记录样品过孔所产生的离子阻塞电流脉冲信号。
7.根据权利要求3所述的基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的方法，其特征在于：步骤S33中，施加外加电压为50mV驱使样品分子通过纳米孔。
8.根据权利要求6所述的基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的方法，其特征在于：步骤S4分析检测计算出样品的检出限具体为，将采集到的信号进行分析处理，得到HIV-1P24抗原的检测结果，依据公式
计算出样品的检出限，其中x为检测样品浓度，y为信号量。
9.使用权利要求1所述的基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的装置，其特征在于：其利用纳米孔两侧的盐浓度及外加电压来实现低浓度HIV-1P24抗原分子的检测。
10.根据权利要求9所述的基于氮化硅(SiNx)固态纳米孔检测HIV-1P24抗原的装置，其特征在于：其包括呈方形的第一绝缘板(1)和第二绝缘板(6)，第一绝缘板(1)和第二绝缘板采用聚四氟乙烯或者其他绝缘材料制成；第一绝缘板(1)的四周均布四个沉孔(4)，第二绝缘板(6)的四周均布四个与沉孔(4)相对应的螺纹孔(7)，通过插入沉孔(4)和螺纹孔(7)的螺钉(5)实现第一绝缘板(1)和第二绝缘板(6)的可拆卸连接；
第一绝缘板(1)和第二绝缘板(6)相互背离的一面分别沿轴线设有圆形的容腔(2)，相互朝向的一面分别沿轴线设有方形的凸台和用于卡入凸台的方形的凹槽，第一绝缘板(1)和第二绝缘板(6)的容腔(2)的底部分别沿轴线设有贯穿凸台和贯穿凹槽的圆形的开口(3)，开口(3)的孔径小于容腔(2)，第一绝缘板(1)的容腔(2)和开口(3)依次与第二绝缘板(6)的开口(3)和容腔(2)形成相连通的通道；其形成相连通的通道的贯通顺序依次为第一绝缘板(1)的容腔(2)、第一绝缘板(1)的开口(3)、第二绝缘板(6)的开口(3)、第二绝缘板(6)的开口(3)的容腔(2)；第一绝缘板(1)的容腔(2)与第二绝缘板(6)的容腔(2)等直径，第一绝缘板(1)的开口(3)与第二绝缘板(6)的开口(3)等直径。
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| CN115211409A (zh) * | 2022-08-31 | 2022-10-21 | 江苏省农业科学院 | 餐厨垃圾分布式昆虫转化就地处理设备及方法 |
| CN115211409B (zh) * | 2022-08-31 | 2023-06-23 | 江苏省农业科学院 | 餐厨垃圾分布式昆虫转化就地处理设备及方法 |
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