CN116399927A - 复合纳米孔生物传感器及其制备方法与应用 - Google Patents
复合纳米孔生物传感器及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116399927A CN116399927A CN202310303255.4A CN202310303255A CN116399927A CN 116399927 A CN116399927 A CN 116399927A CN 202310303255 A CN202310303255 A CN 202310303255A CN 116399927 A CN116399927 A CN 116399927A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- composite
- dielectric film
- nano
- film
- nanotubes
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 239000011148 porous material Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 15
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 claims abstract description 76
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 30
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000005661 hydrophobic surface Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 62
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 6
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 5
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 4
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 3
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 claims description 3
- 238000000609 electron-beam lithography Methods 0.000 claims description 3
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 claims description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 3
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 25
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 101710092462 Alpha-hemolysin Proteins 0.000 description 1
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000002331 protein detection Methods 0.000 description 1
- 239000012460 protein solution Substances 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
- G01N27/3275—Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction
- G01N27/3278—Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction involving nanosized elements, e.g. nanogaps or nanoparticles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y15/00—Nanotechnology for interacting, sensing or actuating, e.g. quantum dots as markers in protein assays or molecular motors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
Abstract
本发明涉及一种复合纳米孔生物传感器及其制备方法与应用，传感器包括基底、介质薄膜和纳米管，基底用于承载介质薄膜，介质薄膜沉积在基底上，介质薄膜具有亲水性强的非极性表面，纳米管沉积在介质薄膜上，纳米管具有强疏水性表面，纳米管的两端开口；在纳米管的管壁和介质薄膜上形成有复合纳米孔，复合纳米孔的入口位于纳米管的内壁面，与纳米管内部腔体连通，复合纳米孔的出口位于介质薄膜的远离纳米管的侧面，与外部连通。复合纳米孔通过离子刻蚀法或电化学腐蚀法制得。本申请复合纳米孔生物传感器应用在生物分子检测中，在保证较高空间分辨率的前提下，增强了对被测生物分子过孔速度的减慢效应，提高了检测的灵敏度和准确性。
Description
技术领域
本发明涉及纳米孔制备技术领域，尤其是一种复合纳米孔生物传感器及其制备方法与应用。
背景技术
基于纳米孔的检测方法在纳米颗粒和生物分子的检测中具有很好的应用前景。当溶液中的颗粒或生物分子在电场的作用下通过纳米孔时，会引起通过纳米孔的电流发生变化，利用检测电流的方法可以得到被检测物质的信息。
目前可实现蛋白质等生物分子检测的纳米孔结构包括固态纳米孔和生物纳米孔等。其中，固态纳米孔是通过在薄膜上制作微观孔洞而形成的。这种纳米孔通常具有较高的通量和灵敏度，但由于减速效果差，对蛋白质的选择性较差，检测灵敏度低。且这种纳米孔易受到污染和物理损伤，从而导致孔洞形状和尺寸的变化，降低其稳定性和使用寿命。生物纳米孔是由天然的或经过改造的生物膜蛋白质形成的，例如α-溶血素纳米孔和α-赖氨酸酶纳米孔等。这些孔洞可以通过改变孔洞口径、形状和电势来调节蛋白质通过速度，从而获得较好的蛋白质选择性，但是其制备过程复杂，且使用时需要更多的实验技术和条件，可能需要更长的时间来准备样品。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种复合纳米孔生物传感器及其制备方法与应用，目的是保证较高的空间分辨率的前提下，增强对被测生物分子过孔速度的减慢效应，以提升检测的灵敏度和准确性。
本发明采用的技术方案如下：
本申请提供一种复合纳米孔生物传感器，包括基底、介质薄膜和纳米管，所述基底用于承载所述介质薄膜，所述介质薄膜沉积在所述基底上，介质薄膜具有亲水性强的非极性表面，所述纳米管沉积在介质薄膜上，纳米管具有强疏水性表面，纳米管的两端开口；
在所述纳米管的管壁和所述介质薄膜上形成有复合纳米孔，所述复合纳米孔的入口位于纳米管的内壁面，与纳米管内部腔体连通，所述复合纳米孔的出口位于介质薄膜的远离纳米管的侧面，与外部连通。
进一步技术方案为：
所述基底上形成有镂空区，所述复合纳米孔位于所述镂空区上方，使所述出口与所述镂空区连通。
所述介质薄膜的厚度大于10nm。
所述纳米管的直径为3-100nm。
所述复合纳米孔的孔径为1-10nm。
所述介质薄膜为氮化硅薄膜、氧化铝薄膜、氧化铪薄膜、氧化钽薄膜、二氧化硅薄膜、二硫化钼薄膜中的一种。
所述纳米管为碳纳米管、氮化硼纳米管、氧化铝纳米管、氧化锌纳米管、聚合物纳米管中的一种。
本申请还提供一种所述复合纳米孔生物传感器的制备方法，包括：
采用物理气相沉积法或化学气相沉积法在基底上制备介质薄膜；
采用化学气相沉积法或电化学方法在介质薄膜上制备纳米管，通过氧化性气体在高温下将纳米管两端氧化开口；
采用离子刻蚀法或电化学腐蚀法在介质薄膜和纳米管上制备出复合纳米孔；
清洗、干燥，即得成品。
所述制备方法，还包括：在沉积纳米管之前，利用电子束光刻法在介质薄膜上形成定位部，利用所述定位部使纳米管定位沉积在介质薄膜上。
本申请还提供一种所述的复合纳米孔生物传感器在生物分子检测中的应用。
本发明的有益效果如下：
本发明使用两种二维材料构成复合纳米孔生物传感器，孔径尺寸可以通过调节介质薄膜厚度和纳米管直径等参数进行控制，所得孔径沿孔长方向较为均匀。利用两种材料与生物分子之间不同强度的作用力，在保证较高的空间分辨率的前提下，实现对被测蛋白质分子的过孔速度减慢效应，被测分子的过孔难度也因介质薄膜与分子的弱相互作用而没有明显的增加，从而提高蛋白质分子选择性和检测精度。
本发明的复合纳米孔由两种材料组成，提高了其稳定性和耐久性。纳米管具有很好的导电性能，可以在复合材料中形成导电通道，使得复合材料在电学性能上表现更加优异。纳米管具有很高的机械强度和刚度，可以有效地增强复合材料的机械稳定性，使得纳米孔在使用中更加稳定。
本发明制备方法较为简单，全程采用干法操作，不涉及任何液体试剂，因此在整个工艺流程中不会引入额外的化学污染杂质和清洗步骤，降低了外界因素对器件质量的干扰，提高了器件制备的成功率。相比于一些昂贵的材料，如白金和石墨烯等，材料成本相对较低。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
图1为本发明实施例1复合纳米孔生物传感器的结构示意图。
图2为本发明实施例3复合纳米孔生物传感器用于蛋白质分子检测的状态示意图。
图3为采用本发明实施例3及对比例方法进行分子检测时蛋白质过孔时间。
图中：1、基底；2、介质薄膜；3、纳米管；4、复合纳米孔；5、蛋白质；6、电极；11、镂空区；41、入口；42、出口。
具体实施方式
以下结合附图说明本发明的具体实施方式。
实施例1
参见图1，本实施例提供一种复合纳米孔生物传感器，包括基底1、介质薄膜2和纳米管3，基底1用于承载介质薄膜2，介质薄膜2沉积在基底1上，介质薄膜2具有亲水性强的非极性表面，纳米管3沉积在介质薄膜2上，纳米管3具有强疏水性表面，纳米管3的两端开口；
在纳米管3的管壁和介质薄膜2上形成有复合纳米孔4，复合纳米孔4的入口41位于纳米管3的内壁面，与纳米管3内部腔体连通，复合纳米孔4的出口42位于介质薄膜2的远离纳米管3的侧面，与外部连通。
本实施例中，为了使出口42顺利与外部连通，可在基底1上设置镂空区11，复合纳米孔4位于所述镂空区11上方，使所述出口42与所述镂空区11连通。设置镂空区可避免在基底上打孔。
本实施例中，介质薄膜2可以为氮化硅薄膜、氧化铝薄膜、氧化铪薄膜、氧化钽薄膜、二氧化硅薄膜或二硫化钼薄膜等，满足具有亲水性强的非极性表面即可。纳米管3可以为碳纳米管、氮化硼纳米管、氧化铝纳米管、氧化锌纳米管或聚合物纳米管等，满足导电性并具有强疏水性表面即可。基底1可以为硅、石英、熔融二氧化硅、蓝宝石、砷化镓或碳化硅等。
本实施例中，复合纳米孔4的直径需根据被测分子的尺寸大小而定，具体可设置为1-10nm。介质薄膜2的厚度可设置为大于10nm。纳米管3的直径可设置为3-100nm。
本实施例的复合纳米孔生物传感器，利用纳米管表面具有较强的疏水性，与生物分子之间会形成很强的π-π键，进而可以将生物分子拖住。而介质薄膜表面是亲水性较强的非极性表面，对于一些极性的生物分子，如蛋白质和DNA等，与介质薄膜表面之间的相互作用力相对较弱，因而不会影响生物分子过孔。本实施例基于上述两种结构材料的不同特点，将复合纳米孔设置在两种结构材料中，复合纳米孔确保被测分子首先接触纳米管，将生物分子拖住，减慢被测分子的过孔速度，然后再经过介质薄膜，延长在孔内的停留时间，进一步起到降速作用，从而提高检测的灵敏度。
实施例2
本实施例提供一种实施例1所述复合纳米孔生物传感器的制备方法，包括：
采用物理气相沉积法或化学气相沉积法在基底1上制备介质薄膜2；
采用化学气相沉积法或电化学方法在介质薄膜2上制备纳米管3，通过氧化性气体在高温下将纳米管3两端氧化开口；
采用离子刻蚀法或电化学腐蚀法在介质薄膜2和纳米管3上制备出复合纳米孔4；
清洗、干燥，即得制备好的复合纳米孔生物传感器。
优选地，在沉积纳米管3之前，利用电子束光刻法在介质薄膜2上形成定位部，利用所述定位部使纳米管3定位沉积在介质薄膜2上，具体包括：
采用旋涂法在介质薄膜表面涂一层光刻胶；采用光刻技术，对光刻胶进行曝光和显影，将介质薄膜上未曝光的部分去除，形成弧形凹槽，凹槽的形状和尺寸与待沉积的纳米管的直径和长度相匹配。
本实施例的制备方法简单，也有较好的可扩展性和可制备性。在制备方法上全程采用干法操作，不涉及任何液体试剂，因此在整个工艺流程中不会引入额外的化学污染杂质和清洗步骤，降低了外界因素对器件质量的干扰，提高了传感器制备的成功率。相比于一些昂贵的材料，如白金和石墨烯等，纳米管和介质薄膜等材料的制备成本相对较低。
实施例3
本实施例提供一种实施例1所述复合纳米孔生物传感器在蛋白质分子检测中的应用。
参见图2，在传感器的位于纳米管的上下两端设置电极6，在复合纳米孔4长度方向上形成电场。控制正负电极之间的电势为0.3V，将待检测的蛋白质5溶液滴在入口41处，利用毛细作用将蛋白质5引入复合纳米孔4内部。通过孔内纳米管与蛋白质分子间的强相互作用，实现第一次降速，再通过介质薄膜进行第二次降速。控制纳米管内部的电势，可实现对蛋白质过孔速度的进一步控制。实验结果表明，本实施例能够降低蛋白质的过孔速度，实现蛋白质类别的准确检测。其中纳米管还限制了蛋白质溶液的横向流动。
为了验证实施例3的效果，设置对比例：在其他条件相同的情况下，采用氮化硅薄膜纳米孔方法对蛋白质分子进行检测。
参见图3，为采用实施例3和对比例对蛋白质分子进行检测，在对应的结构尺寸、试验条件相同的情况下，蛋白质通过复合纳米孔、通过氮化硅薄膜纳米孔的时间分别为图3中(a)、(b)所示。由图可知，本申请传感器有效降低了生物分子的过孔速度，尤其是蛋白质分子的过孔速度，同时保持了较高的空间分辨率，可获得分子内部的细节信息。
可选地，还可在纳米管周围接入电流传感器，利用纳米管较好的导电性获得对受生物分子过孔影响的纳米管表面电流的检测结果。
本申请传感器的复合纳米孔结构，与单一材料纳米孔相比，具有更高的灵敏性和选择性。将两种不同材料的纳米孔结合有效地弥补它们各自的缺点。纳米管纳米孔通常具有较小的通量和灵敏度，但具有良好的分辨率和选择性，而薄膜纳米孔通常具有较高的通量和灵敏度，但对蛋白质的选择性较差。本申请通过在这两种不同材料中设置复合纳米孔结构，利用纳米管纳米孔的高选择性和分辨率，以及薄膜纳米孔的高通量和灵敏度，实现对不同大小和性质的蛋白质的高效、高灵敏度检测。同时，复合纳米孔由多种材料组成，可以提高其稳定性和耐久性。在蛋白质分析和生物医学检测等领域具有良好的应用潜力。
此外，复合纳米孔可以通过表面修饰来增加其化学稳定性和生物稳定性，从而使其更适合在复杂生物环境中进行蛋白质检测。
本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种复合纳米孔生物传感器，其特征在于，包括基底(1)、介质薄膜(2)和纳米管(3)，所述基底(1)用于承载所述介质薄膜(2)，所述介质薄膜(2)沉积在所述基底(1)上，介质薄膜(2)具有亲水性强的非极性表面，所述纳米管(3)沉积在介质薄膜(2)上，纳米管(3)具有强疏水性表面，纳米管(3)的两端开口；
在所述纳米管(3)的管壁和所述介质薄膜(2)上形成有复合纳米孔(4)，所述复合纳米孔(4)的入口(41)位于纳米管(3)的内壁面，与纳米管(3)内部腔体连通，所述复合纳米孔(4)的出口(42)位于介质薄膜(2)的远离纳米管(3)的侧面，与外部连通。
2.根据权利要求1所述的复合纳米孔生物传感器，其特征在于，所述基底(1)上形成有镂空区(11)，所述复合纳米孔(4)位于所述镂空区(11)上方，使所述出口(42)与所述镂空区(11)连通。
3.根据权利要求1所述的复合纳米孔生物传感器，其特征在于，所述介质薄膜(2)的厚度大于10nm。
4.根据权利要求1所述的复合纳米孔生物传感器，其特征在于，所述纳米管(3)的直径为3-100nm。
5.根据权利要求1所述的复合纳米孔生物传感器，其特征在于，所述复合纳米孔(4)的孔径为1-10nm。
6.根据权利要求1所述的复合纳米孔生物传感器，其特征在于，所述介质薄膜(2)为氮化硅薄膜、氧化铝薄膜、氧化铪薄膜、氧化钽薄膜、二氧化硅薄膜、二硫化钼薄膜中的一种。
7.根据权利要求1所述的复合纳米孔生物传感器，其特征在于，所述纳米管(3)为碳纳米管、氮化硼纳米管、氧化铝纳米管、氧化锌纳米管、聚合物纳米管中的一种。
8.一种如权利要求1-7之一项所述复合纳米孔生物传感器的制备方法，其特征在于，包括：
采用物理气相沉积法或化学气相沉积法在基底(1)上制备介质薄膜(2)；
采用化学气相沉积法或电化学方法在介质薄膜(2)上制备纳米管(3)，通过氧化性气体在高温下将纳米管(3)两端氧化开口；
采用离子刻蚀法或电化学腐蚀法在介质薄膜(2)和纳米管(3)上制备出复合纳米孔(4)；
清洗、干燥，即得成品。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，还包括：
在沉积纳米管(3)之前，利用电子束光刻法在介质薄膜(2)上形成定位部，利用所述定位部使纳米管(3)定位沉积在介质薄膜(2)上。
10.一种如权利要求1-7之一项所述的复合纳米孔生物传感器在生物分子检测中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310303255.4A CN116399927A (zh) | 2023-03-27 | 2023-03-27 | 复合纳米孔生物传感器及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310303255.4A CN116399927A (zh) | 2023-03-27 | 2023-03-27 | 复合纳米孔生物传感器及其制备方法与应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116399927A true CN116399927A (zh) | 2023-07-07 |
Family
ID=87015282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310303255.4A Pending CN116399927A (zh) | 2023-03-27 | 2023-03-27 | 复合纳米孔生物传感器及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116399927A (zh) |
-
2023
- 2023-03-27 CN CN202310303255.4A patent/CN116399927A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7824620B2 (en) | Nano- and micro-scale structures: methods, devices and applications thereof | |
| US10228348B2 (en) | Molecular characterization device | |
| JP6279654B2 (ja) | ガラス様表面を有する高分子化合物基板、および前記高分子化合物基板で作られたチップ | |
| US7964143B2 (en) | Nanotube device and method of fabrication | |
| Kudr et al. | Fabrication of solid‐state nanopores and its perspectives | |
| US8293083B2 (en) | Nanopore electrode, nanopore membrane, methods of preparation and surface modification, and use thereof | |
| CN108996461B (zh) | 一种直径小于10nm的玻璃纳米孔、制备方法及其用于检测DNA的应用 | |
| Leyden et al. | Fabrication and characterization of carbon nanotube field-effect transistor biosensors | |
| Zhou et al. | Ionic current rectification in asymmetric nanofluidic devices | |
| Das et al. | A review on nanopores based protein sensing in complex analyte | |
| CN116399927A (zh) | 复合纳米孔生物传感器及其制备方法与应用 | |
| Petrossian et al. | Fabrication of cylindrical nanopores and nanopore arrays in silicon-on-insulator substrates | |
| CN106970130A (zh) | 一种基于纳米管的纳米孔检测系统及其制备方法和应用 | |
| Prakash et al. | Characterization of ionic transport at the nanoscale | |
| CN206892027U (zh) | 一种基于纳米管的纳米孔检测系统 | |
| WO2006000064A2 (en) | Device for controlling the flow of charged carriers through a nanopore in a mebmrane and method for the fabrication of such a device | |
| Zhu et al. | Sun, Q.-Q. Novel Nanofluidic Cells Based on Nanowires and Nanotubes for Advanced Chemical and Bio-Sensing Applications. Nanomaterials 2021, 11, 90 | |
| US20130040313A1 (en) | Nanofluidic biochemical sensors based on surface charge modulated ion current | |
| Thakar | Design and fabrication of nanoelectrodes for applications with scanning electrochemical microscopy | |
| JP2011095066A (ja) | 溶液成分センサとその製造方法 | |
| Keller | Nano Field Effect Transistors as basic building blocks for sensing | |
| Kishton | Chemically Modified Poly (Acrylic Acid) Monolayers in Alumina Nanoporous Membranes for Cancer Detection R. Kishton, NA Monfared 2, M. Bothara 3, S. Varadarajan, S. Prasad 3, and SV Atre 2 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |