[发明专利]具有复合纳米孔的纳米传感器芯片

权利要求书

1.一种用于检测和/或定量液体样品中的靶分子的纳米传感器芯片，所述纳米传感器芯片包括：

具有一个或多个复合纳米孔(“复合孔”)的衬底，其中每个复合孔包括形成在所述衬底中的孔，其中心区域比周围的所述衬底薄并且其中包括多个纳米孔，进一步其中每个所述纳米孔具有一较大开口和一较小开口，并且每个所述纳米孔用固定到所述纳米孔的侧壁的多个固定的探针分子功能化；和

对于每个复合孔，相应的电极结构具有围绕所述多个纳米孔的形状，并且被布置为通过所述多个纳米孔传导聚集电流，由此所述聚集电流响应于所述液体样品中的靶分子与所述探针分子的结合而改变。

2.根据权利要求1所述的纳米传感器芯片，其中所述衬底包括多个复合孔。

3.根据权利要求1所述的纳米传感器芯片，其中所述纳米孔的所述较大开口的直径在1纳米到300纳米之间。

4.根据权利要求1所述的纳米传感器芯片，其中每个复合孔的所述电极结构包括布置在所述衬底的一侧的第一电极和布置在所述衬底的相对侧的第二电极，其中所述第一电极围绕所述多个纳米孔并且所述第一电极和所述第二电极被布置成跨所述多个纳米孔产生电场并且通过所述多个纳米孔传导电流。

5.根据权利要求1、2、3或4中任一项所述的纳米传感器芯片，其中所述中心区域的厚度小于1微米。

6.根据权利要求1、2、3或4中任一项所述的纳米传感器芯片，其中至少一个复合孔包含不同最大直径的纳米孔。

7.根据权利要求1、2、3或4中任一项所述的纳米传感器芯片，其中所述探针分子选自抗体、抗体类似物、蛋白质、适体、聚合物、寡核苷酸和纳米抗体。

8.根据权利要求7所述的纳米传感器芯片，其中所述衬底包括用不同探针分子功能化的多个复合孔。

9.根据权利要求7所述的纳米传感器芯片，其中所述衬底包括用相同探针分子功能化的多个复合孔。

10.根据权利要求7所述的纳米传感器芯片，其中所述探针分子是适体。

11.根据权利要求1所述的纳米传感器芯片，其中所述衬底包括半导体材料。

12.根据权利要求1所述的纳米传感器芯片，其中所述探针分子通过共价结合、非共价结合或物理吸附附接到所述纳米孔。

13.一种用于检测和/或定量液体样品中的靶分子的检测系统，所述检测系统包括：

具有一个或多个复合纳米孔(“复合孔”)的衬底，其中每个复合孔包括孔，其中心区域比周围的所述衬底薄并且其中包括多个纳米孔，进一步其中每个所述纳米孔具有一较大开口和一较小开口，并且每个所述纳米孔用固定到所述纳米孔的侧壁的多个固定的探针分子功能化；

对于每个复合孔，电路包括第一电极，所述第一电极围绕所述多个纳米孔并且被布置为通过所述多个纳米孔传导聚集电流，由此所述聚集电流响应于所述液体样品中的靶分子与所述探针分子的结合而改变，

所述电路还包括与所述第一电极和第二电极串联的可变电压源和电流检测器；和

耦合到所述可变电压源和所述电流检测器的控制器，所述控制器被配置为：

控制所述可变电压源以跨所述复合孔中的所述多个纳米孔施加一定范围的不同电压，其中靶分子与探针分子的结合是跨所述复合孔的电场的函数；以及

控制所述电流检测器以检测通过所述多个纳米孔传导的所述聚集电流，其中靶分子与探针分子的结合引起所述聚集电流的变化并且指示所述液体样品中的所述靶分子的存在和/或浓度。

14.根据权利要求13所述的检测系统，其中所述衬底包括多个复合孔。