[发明专利]基于石墨烯纳米孔-微腔-固态纳米孔结构的DNA测序装置及方法

摘要

本发明公开了一种基于石墨烯纳米孔-微腔-固态纳米孔结构的DNA测序装置及方法，该测序装置主要由带有石墨烯纳米孔的石墨烯微带、硅基衬底中倒金字塔形微腔、微腔顶部的固态纳米孔构成。测序时，测序反应腔被石墨烯纳米孔-微腔-固态纳米孔结构一分为二，单链DNA分子在静电场的作用下成线状穿过石墨烯纳米孔，进入倒金字塔形微腔，最后经固态纳米孔穿出。利用微弱电流测量设备同时测量DNA分子穿越活动引起的纳米孔中纵向离子电流阻塞和石墨烯微带中纳米孔周围横向电导变化，进而利用同步数据记录和处理系统对双向数据进行解析计算，实现单链DNA分子的序列分析。

主权项

基于石墨烯纳米孔‑微腔‑固态纳米孔结构的DNA测序装置，其特征在于：该DNA测序装置是以石墨烯纳米孔‑微腔‑固态纳米孔结构为核心组装的测序装置，具体包括置于电解液（11）中的硅基衬底(1)，在硅基衬底(1)上半部刻蚀有倒金字塔形微腔（2），下半部刻蚀有直径大于倒金字塔形微腔（2）塔底直径的柱状孔，倒金字塔形微腔（2）的塔顶为固态纳米孔（3），绝缘层（6）包覆在硅基衬底(1)外部，在硅基衬底（1）上部有通过内置电极（8）固定于绝缘层（6）上的石墨烯微带（4），石墨烯微带（4）中央刻蚀有石墨烯纳米孔（5），石墨烯纳米孔（5）和固态纳米孔（3）同轴，所述石墨烯纳米孔‑微腔‑固态纳米孔结构将测序反应腔分为上下两部分，置于反应腔上部的外接电极（7）接负电位，置于反应腔下部的外接电极（7）接正电位，外接电极（7）和纵向微弱电流测量设备（9）以及电源（12）构成纵向微弱电流测量回路，内置电极（8）和横向微弱电流测量设备（10）以及电源（14）构成横向微弱电流测量回路。