[发明专利]基于加热密封结构的纳米孔检测装置、制作方法及应用

权利要求书

1.一种基于加热密封结构的纳米孔检测装置，其特征在于，所述检测装置包括：

阻隔层，所述阻隔层中形成有贯穿所述阻隔层的多个纳米孔，所述阻隔层上方具有公共液体腔；

腔体层，位于所述阻隔层下方，包括多个独立腔体，每个所述独立腔体对应配置有所述纳米孔；

微流道结构，位于所述腔体层下方，用于将水相反应溶液注入至所述独立腔体，以及将油相液封层注入至所述腔体层下表面；

油相液封层，位于所述腔体层下表面，所述油相液封层与所述独立腔体中的水相反应溶液形成油水界面，以将所述水相反应溶液封闭并隔绝于各自的独立腔体中；

加热密封结构，包括位于所述独立腔体底部的加热电极，用于在所述独立腔体底部形成空气封闭腔。

2.根据权利要求1所述的基于加热密封结构的纳米孔检测装置，其特征在于：所述纳米孔包括固态纳米孔及生物纳米孔中的一种，所述固态纳米孔的阻隔层包括绝缘介质层，所述生物纳米孔的所述阻隔层包括脂质分子层和嵌段共聚物分子层中的一种，所述绝缘介质层包括氮化硅、二氧化硅、氧化铝、氧化铪、氧化锌、氧化钛、氮化硼、二硫化钼及石墨烯中的一种，所述脂质分子层包括磷脂双分子层。

3.根据权利要求2所述的基于加热密封结构的纳米孔检测装置，其特征在于：所述固态纳米孔的形状包括圆柱形、锥形、塔形及漏斗形中的一种。

4.根据权利要求1所述的基于加热密封结构的纳米孔检测装置，其特征在于：所述纳米孔的最小孔径为0.1～99nm。

5.根据权利要求1所述的基于加热密封结构的纳米孔检测装置，其特征在于：所述阻隔层中的多个所述纳米孔与所述腔体层中的多个所述独立腔体均呈周期性阵列排布。

6.根据权利要求1所述的基于加热密封结构的纳米孔检测装置，其特征在于：还包括电极结构，所述电极结构包括设置于所述公共液体腔内的共用电极以及设置于每个所述独立腔体中的独立电极。

7.根据权利要求1所述的基于加热密封结构的纳米孔检测装置，其特征在于：所述独立腔体为圆柱形空腔，所述圆柱形空腔的直径为1～1000μm，相邻两圆柱形空腔的间隔为2～5000μm。

8.根据权利要求1所述的基于分子封层及加热密封结构的纳米孔检测装置，其特征在于：所述加热电极包括环绕于所述独立腔体底部的环形加热电极。

9.根据权利要求1所述的基于加热密封结构的纳米孔检测装置，其特征在于：所述检测装置用于DNA序列的检测，通过在所述纳米孔两侧施加驱动电压，以驱动所述水相反应溶液中的离子运动产生电流，同时驱动DNA链穿过所述纳米孔，所述DNA链在穿过所述纳米孔时对所述离子运动产生阻塞，形成阻塞电流，根据所述阻塞电流与所述DNA的序列的对应关系，通过测定所述阻塞电流的大小以确定所述DNA的序列。

10.一种如权利要求1～9任意一项所述的基于加热密封结构的纳米孔检测装置的应用方法，其特征在于，包括：

1)基于所述微流道结构将水相反应溶液注入至所述独立腔体；

2)基于所述微流道结构将油相液封层注入至所述腔体层下表面，所述油相液封层与所述独立腔体中的水相反应溶液形成油水界面，以将所述水相反应溶液封闭并隔绝于各自的独立腔体中；

3)通过所述加热电极进行加热，以在所述独立腔体底部形成空气封闭腔；

4)通过在所述纳米孔两侧施加驱动电压，以驱动所述水相反应溶液中的离子运动产生电流，同时驱动所述水相反应溶液中的DNA链穿过所述纳米孔，所述DNA链在穿过所述纳米孔时对所述离子运动产生阻塞，形成阻塞电流，根据所述阻塞电流与所述DNA的序列的对应关系，通过测定所述阻塞电流的大小以确定所述DNA的序列。