[发明专利]纳米孔基因测序微电流检测装置及电流稳定的补偿方法

权利要求书

1.纳米孔基因测序微电流检测装置，包括对DNA分子流经薄膜上的纳米孔道时发生的电流变化的检测电路，其特征在于，所述检测电路包括第一电极、第二电极、第三电极和恒电位电路，所述第一电极与第二电极设置于薄膜的两侧，在所述第一电极与第二电极之间施加电压以驱动薄膜上的DNA单链穿过所述纳米孔道，所述第二电极用于检测DNA分子经过纳米孔道时产生的电流信号；

所述第三电极设置于所述第一电极与第二电极之间，所述第三电极连接所述恒电位电路，所述恒电位电路连接所述第一电极；所述恒电位电路调节所述第一电极对地电位始终跟随所述第三电极对地电位的变化，以使得所述第一电极与第二电极之间保持稳定的电压差。

2.如权利要求1所述的纳米孔基因测序微电流检测装置，其特征在于，所述恒电位电路包括恒电位发生器与数据处理组件，所述恒电位发生器与所述第一电极连接，所述数据处理组件位于所述恒电位发生器与第二电极之间；所述数据处理组件将根据检测到的所述第二电极的电位偏移量发送指令用于配置所述恒电位发生器，以使得所述第一电极与第二电极之间形成恒定电位。

3.如权利要求2所述的纳米孔基因测序微电流检测装置，其特征在于，所述第二电极与数据处理组件之间包括积分放大器，所述积分放大器用于将所述第二电极检测到的电流信号转换成电压信号；其中，所述积分放大器采用高输入级阻抗。

4.如权利要求3所述的纳米孔基因测序微电流检测装置，其特征在于，所述积分放大器与所述数据处理组件之间包括至少一个采样保持器，所述采样保持器用于保持采样值。

5.如权利要求1所述的纳米孔基因测序微电流检测装置，其特征在于，所述第二电极对地电位为零。

6.如权利要求2所述的纳米孔基因测序微电流检测装置，其特征在于，所述恒电位发生器包括运算放大器，所述运算放大器用于向所述第一电极提供电流，所述运算放大器的反相输入连接所述第三电极。

7.如权利要求6所述的纳米孔基因测序微电流检测装置，其特征在于，所述恒电位发生器还包括偏压源所述偏压源电性连接所述数据处理组件，所述数据处理组件发送指令给所述偏压源，所述偏压源用于设定所述第一电极与第二电极之间的恒定电位。

8.一种用于纳米孔基因测序微电流稳定的补偿方法，其特征在于，包括对积分放大器放大后的输出信号进行高频补偿，所述高频补偿用于减弱在所述积分放大器放大后的输出信号的高频分量。

9.如权利要求8所述的纳米孔基因测序微电流稳定的补偿方法，其特征在于，在进行所述高频补偿之前通过低通滤波器进行零点过冲补偿；在进行所述零点过冲补偿的同时加入偏置电压后补偿，所述偏置电压后补偿用于消除所述积分放大器中输出的偏置电压。

10.如权利要求8所述的纳米孔基因测序微电流稳定的补偿方法，其特征在于，还包括对电极电容、膜电容以及纳米孔串联电阻的补偿；其中，

对所述电极电容与膜电容的补偿包括分别在所述积分放大器的反相输入端连接第一补偿支路与第二补偿支路，所述第一补偿支路与第二补偿支路分别用于给所述电极电容与膜电容提供电流；所述第一补偿支路与第二补偿支路同时连接有一阶跃电压，所述阶跃电压使得经过所述第一补偿支路与所述电极电容以及所述第二补偿支路与所述膜电容的电流大小相等、方向相反；

对所述纳米孔串联电阻的补偿包括将所述积分放大器的输出电压取出一定比例，用于抵消所述纳米孔串联电阻造成的压降，并形成一个校正回路的补偿电路。