氮化硼納米孔高靈敏度DNA單分子探測

納米孔DNA測序技術被認為是實現第三代快速，低成本，長鍊直讀DNA分子測序的最有競争力的技術之一，對人類研究遺傳病因，個性化醫療等諸多領域具有非常重要的意義。當溶液中的長鍊DNA分子在電場作用下驅動穿過一個尺度在納米量級的小孔時，離子電流會由于DNA分子的阻塞作用形成瞬時下降，而對于電流下降的分析可以得知穿孔分子的尺寸，大小，構型等生物學特征。

目前固态納米孔測序領域面臨的一大挑戰是納米孔器件承載膜太厚(>10 nm)，導緻探測的空間分辨率太低，這也是目前此領域内的一大研究熱點問題。氮化硼（BN）材料由于優異的機械穩定性，高熱導率，高穩定性，低介電常數等諸多優勢被廣泛應用于與石墨烯結合的高性能電子學器件中。單層BN的厚度與DNA堿基之間距離相比拟，再加上它在溶液環境中的穩定性和高質量薄膜的獲得，使其極有希望成為實現單堿基分辨率的超薄納米孔器件材料。

最近，beat365官方网站俞大鵬教授研究團隊（“納米結構與低維物理”）的趙清副教授和研究生劉松等經過近4年的不斷積累，在這一領域取得重要進展。他們在國際上首次利用高質量的雙層BN納米孔器件，實現了對雙鍊DNA的單分子探測。實驗結果表明BN納米孔具備比傳統SiN納米孔更高的探測靈敏度。實驗和模拟結果均表明，BN納米孔的膜厚隻有1.1納米，已達到目前國際納米孔單分子探測領域的最高空間分辨率，成為非常有希望實現第三代DNA測序的關鍵材料之一。相應結果發表在Advanced Materialshttp://dx.doi.org/10.1002/adma.201301336.

本研究工作得到了科技部重大科學研究計劃、國家自然科學基金委以及國家重點實驗室的資助。