[实用新型]基于加热密封结构的纳米孔检测装置

说明书

本实用新型提供一种基于加热密封结构的纳米孔检测装置，装置包括：阻隔层，具有多个纳米孔，上方具有公共液体腔；腔体层，包括多个独立腔体，每个独立腔体对应配置有纳米孔；微流道结构，用于将溶液注入；油相液封层，油相液封层与独立腔体中的水相反应溶液形成油水界面，以将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，用于在独立腔体底部形成空气封闭腔。本实用新型通过油相液封层将水相反应溶液封闭并隔绝于各自的独立腔体中，预防独立腔体之间可能会发生的盐溶液交叉泄漏，实现独立腔体封闭的效果，同时通过加热电极，在独立腔体底部形成空气封闭腔，与油相液封层共同实现良好的液封效果。

技术领域

本实用新型属于生物检测装置及制造领域，特别是涉及一种基于加热密封结构的纳米孔检测装置、制作方法及应用。

背景技术

目前的纳米孔测序技术大多使用测量离子电流的形式来测量DNA过孔产生的阻塞电流，根据不同碱基的尺寸信息和电荷信息的差异，导致阻塞电流的大小不同，因此不同的碱基对应不同的阻塞电流，从而可以解析出DNA的序列信息；在纳米孔一般在一层绝缘薄膜上，例如生物纳米孔镶嵌在绝缘的脂质双分子层薄膜上，固态纳米孔通过半导体加工工艺制备在固态的绝缘薄膜上；纳米孔和绝缘薄膜放置在电介质溶液中(一般为KCl溶液)，将溶液分隔成两个部分；在绝缘薄膜两侧施加驱动电压，此驱动电压有2个作用：一方面电压会驱动盐溶液中的带电离子穿过纳米孔，带电离子的运动产生过孔的离子电流；驱动电压的另一方面作用是驱动带电的DNA分子运动而穿过纳米孔，DNA分子在纳米孔中移动时会阻塞纳米孔中的离子的运动，因此离子电流的强度会下降，形成阻塞电流；由于DNA的四个碱基的尺寸和电荷信息都不同，不同的碱基产生的阻塞电流大小不同，这是纳米孔测序的基本原理。

如果需要提高测序的通量，则需要大量的纳米孔同时开展测序，纳米孔往往制备在纳米孔阵列芯片上，纳米孔阵列芯片可以共用一个溶液体系和一个公共电极，但是每个纳米孔还需要有独立的电极和独立的溶液腔室，并且这些独立的电极和溶液腔室之间需要有足够的密封条件，独立腔室之间的盐溶液不能发生泄漏，否则每个纳米孔中产生的离子电流信号会出现漏电流和串扰现象，造成信号的噪声提高和交叉干扰等不利现象，影响信号的准确解读。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种基于加热密封结构的纳米孔检测装置、制作方法及应用，用于解决现有技术中纳米孔阵列的每个纳米孔中产生的离子电流信号容易出现漏电流和串扰的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种基于加热密封结构的纳米孔检测装置，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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，所述纳米孔的最小孔径为0.1～99nm。

可选地，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。

可选地，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。