一种基于纳米孔的实验装置及实验方法

1.本发明涉及纳米孔制备及使用技术领域，尤其是一种基于纳米孔的实验装置及实验方法。


背景技术：

2.纳米孔技术是一项新兴的孔传感分析技术，具有高通量、低成本、长读取等优点，在dna测序、蛋白测序以及生物标记物的检测等方面具有广阔的应用前景。纳米孔技术的检测原理基于库尔特计数器，简单来说，带电荷的分析物在电场力的驱动下穿纳米孔而过，在穿孔时会占据纳米孔部分体积从而导致离子电流瞬间下降；离子电流的变化可以反映分析物的尺寸、结构、形状等基本物理信息。
3.纳米孔可分为两大类：生物纳米孔和固态纳米孔。近年来，固态纳米孔因其孔径可调、环境适应性强等优点受到广泛关注。在固态纳米孔的制备方面主要有两类方法：一类是利用电镜通过高能粒子束轰击氮化硅薄膜制得纳米孔，包括聚焦离子束法(fib)和透射电镜法(tem)。fib方法是将镓离子高能加速轰击氮化硅薄膜制备纳米孔，由于镓离子尺寸较大，fib法制备的纳米孔孔径尺度为10nm；tem法原理与fib法类似，不同之处是tem法采用电子束轰击，由于电子尺寸更小，tem法制备的氮化硅孔尺度可达2nm。另一类是电击穿法，具有成本低廉、操作简单、原位打孔等优点，可以制备10nm以下的氮化硅孔。
4.然而，无论是粒子束轰击法还是电击穿法制备的氮化硅纳米孔，在拆除夹持装置之后由于无法复原夹持条件，很难再次使用；面对高昂的耗材成本和亟待提高的实验可重复率，需要一种新的技术方案以解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.发明目的：提供一种基于纳米孔的实验装置及实验方法，用于解决纳米孔常规制备时，氮化硅片易碎裂、易漏液从而导致实验可重复率低、同一氮化硅纳米孔不能重复使用的问题。
6.技术方案：本发明提供一种基于纳米孔的实验装置，包括：操作单元，包括两弹性垫片、夹设于两弹性垫片之间的基板，每一弹性垫片开设有前后贯穿该弹性垫片的一通孔，基板两侧表面分别紧密贴合于两弹性垫片，基板具有前后贯穿该基板的一窗口且窗口承载有与该基板平行的一氮化硅片，两通孔分别暴露氮化硅片两侧表面，氮化硅片上开设有前后贯穿该氮化硅片的一纳米孔；第一液池，具有一第一容置腔；第二液池，具有一第二容置腔，第一液池与第二液池的相对侧分别具有一开口，操作单元竖向夹紧于第一液池的开口与第二液池的开口之间且通过一卡箍夹紧第一液池及第二液池的外侧表面以使操作单元分隔第一容置腔与第二容置腔，第一容置腔容置有第一溶液，第二容置腔容置有第二溶液；调节装置，设于第一液池与第二液池之间，用于进行基于纳米孔的该实验装置重复拆装实验，以检测该实验装置每次的实验电流是否发生偏差，并进行基于纳米孔的单分子穿孔检测实验，以验证制备的该纳米孔合格。
7.进一步的，调节装置还用于产生电流以在氮化硅片上制备前后贯穿该氮化硅片的一纳米孔；其中，第一溶液、第二溶液均为电解质溶液；纳米孔的孔径为：其中，g为纳米孔的电导，σ为电解质溶液的电导率，t为氮化硅片的厚度，d为纳米孔的孔径，且纳米孔的孔径等于一预设阈值。
8.进一步的，调节装置包括设于第一溶液内的第一电极、设于第二溶液内的第二电极、连接于第一电极与第二电极之间用于控制调节装置的电压及电流的电表。
9.进一步的，氮化硅片的厚度范围为10nm至14nm；
10.进一步的，两通孔中心与纳米孔中心位于同一水平线。
11.进一步的，每一通孔为圆孔且每一通孔的直径为0.8mm。
12.本发明所述的基于纳米孔的实验装置，采用两弹性垫片夹持承载有氮化硅片的基板作为一个整体的操作单元且与第一液池、第二液池相互独立，能够解决利用传统方法对氮化硅片夹持过程的易漏液、易碎片及纳米孔不能重复清洗使用的问题，能有效降低基于纳米孔的实验成本；该实验装置进行基于纳米孔的实验，还可制备纳米孔，对于制备的同一纳米孔可重复使用。该实验装置成本低廉、操作简单、方便快捷。
13.本发明还提供一种基于纳米孔的实验方法，包括以下步骤：
14.(1)提供一基板、两弹性垫片，基板具有前后贯穿该基板的一窗口且该窗口承载有与该基板平行的一氮化硅片，对氮化硅片进行预处理，在每一弹性垫片上开设前后贯穿该弹性垫片的通孔，将基板两侧表面紧密贴合于两弹性垫片之间以作为一个操作单元，两通孔分别暴露氮化硅片两侧表面；
15.(2)提供一第一液池、一第二液池，第一液池具有一第一容置腔，第二液池具有一第二容置腔，将操作单元竖向夹紧于第一液池的开口与第二液池的开口之间且通过一卡箍夹紧第一液池及第二液池的外侧表面以使操作单元分割第一容置腔与第二容置腔，向第一容置腔加入第一溶液，向第二容置腔加入第二溶液；
16.(3)在第一液池与第二液池之间设置一调节装置，进行基于纳米孔的该实验装置重复拆装实验，以检测该实验装置每次拆装的实验电流是否发生偏差，并进行基于纳米孔的单分子穿孔检测实验，以验证制备的该纳米孔合格；其中，纳米孔成型于氮化硅片上且纳米孔前后贯穿该氮化硅片。进一步的，在步骤(3)中进行基于纳米孔的实验的步骤之前，还包括以下步骤：判断氮化硅片是否开设有纳米孔，若是，直接进行基于纳米孔的实验；若否，先利用调节装置产生电流以在氮化硅片上制备前后贯穿该氮化硅片的纳米孔，再进行基于纳米孔的该实验装置重复拆装实验及单分子穿孔检测实验。
17.进一步的，在步骤(3)中，利用电击穿法制备纳米孔，其中第一容置腔的第一溶液、第二容置腔的第二溶液均为电解质溶液，调节装置包括插入第一容置腔内电解质溶液的第一电极、插入第二容置腔内电解质溶液的第二电极、连接于第一电极与第二电极之间用于控制调节装置的电压及电流的电表；制备纳米孔的步骤具体包括：
18.(31)通过电表控制调节装置的电压及电流，以检测弹性垫片是否将氮化硅片整面夹持成功；
19.(32)逐渐增大调节装置的施加电压直至漏电流稳定在20na～50na，设置截止电流为漏电流的10倍，当调节装置的电流低于截止电流时，停止施加电压，完成纳米孔的制备；
20.(33)计算步骤(32)中的纳米孔的孔径为：其中，g为纳米孔的电导，σ为电解质溶液的电导率，t为氮化硅片的厚度，d为纳米孔的孔径；并判断该纳米孔的孔径是否小于一预设阈值；若是，通过施加脉冲电压对纳米孔扩孔，直至纳米孔的孔径达到一预设阈值。有益效果：本发明所述的基于纳米孔的实验方法，采用两弹性垫片夹持一氮化硅片并与第一液池、第二液池相互独立的夹持方法，将其制备成一个整体独立的操作单元，解决了利用传统方法对装载有氮化硅片的基板夹持过程的易漏液、易碎片以及纳米孔不能重复清洗使用的问题，能有效降低纳米孔实验的成本。本发明的两弹性垫片及其夹设的氮化硅片组成的夹持装置可以实现整体独立操作，可通过原位电击穿法制备纳米孔并进行实验，在多次拆装重组实验中验证电流偏差不大，对于制备的同一纳米孔可以重复使用。本发明提供的实验装置及实验方法成本低廉、操作简单、方便快捷。
附图说明
21.图1为两弹性垫片整面夹持装载有氮化硅片的基板形成一操作单元的制作过程；
22.图2为电击穿打孔装置或单分子信号检测装置；
23.图3为操作单元夹紧于第一液池与第二液池之间的俯视图；
24.图4为制备纳米孔的过程示意图；
25.图5为采用电击穿法制备纳米孔的流程示意图；
26.图6为三次拆装第一液池和第二液池并清洗后的电流-电压曲线的对比图；
27.图7a为单分子穿孔事件的电流轨迹图；
28.图7b为图7a的选区部分a的放大图；
29.图8a为某电压下单分子穿孔所致电流下降幅度及穿孔停留时间的散点图；
30.图8b为电流下降幅值的高斯分布统计图。
具体实施方式
31.以下结合附图，对本发明提供的技术方案做详细说明。
32.如图1至图8b所示，本发明提供的所述基于纳米孔的实验装置，包括：一第一液池1、一第二液池2、一操作单元3，及分别连接于所述第一液池1及所述第二液池2的调节装置。操作单元3包括两弹性垫片31、夹设于两弹性垫片31之间的基板32，每一弹性垫片31开设有前后贯穿该弹性垫片31的一通孔310，基板32两侧表面分别紧密贴合于两弹性垫片31，基板32具有一窗口320且窗口320承载有与该基板32平行的一氮化硅片321，两通孔310分别暴露氮化硅片321两侧表面，氮化硅片321上开设有前后贯穿该氮化硅片32的一纳米孔322。
33.第一液池1与第二液池2为两个对称的“l”型空腔透明亚克力液池，第一液池1与第二液池2的相对侧分别具有一开口40，第一液池1具有一第一容置腔10，第二液池2具有一第二容置腔20，操作单元3竖向夹紧于第一液池1的开口40与所述第二液池2的开口40之间，，且通过一卡箍50夹紧第一液池1及第二液池2的外侧表面以使该操作单元3分离第一容置腔10与第二容置腔20，第一液池1的第一容置腔10容置有第一溶液，第二液池2的第二容置腔20容置有第二溶液，且氮化硅片32两侧表面分别用于通过两通孔310接触第一溶液及第二溶液。具体地，卡箍50包括一收紧部52及螺栓连接该收紧部52的旋转件51，收紧部52套设于
第一液池1与第二液池2的外侧表面以将第一液池1与第二液池2进行预固定，且旋转件51螺纹连接于收紧部52的外部，通过操作旋转件51控制收紧部52对第一液池1及第二液池2的收紧程度。进一步需要说明的是，由于操作单元3的弹性垫片31具有弹性，优选为两弹性垫片31均为硅胶垫片，两弹性垫片31竖向夹紧于第一液池1与第二液池2之间时，两弹性垫片31结合卡箍50同时起到阻挡第一容置腔10内第一溶液及第二容置腔20内第二溶液漏液的作用。
34.第一液池1及第二液池2均选用透明材料的目的是为了方便观察第一溶液、第二溶液的液面是否超过每一弹性垫片31的通孔310，以及观察弹性垫片31内是否有气泡，需保证第一溶液、第二溶液的液面均超过每一弹性垫片31的通孔310，以及需使弹性垫片31内无气泡。
35.所述调节装置4用于进行基于纳米孔322的该实验装置重复拆装实验及单分子穿孔检测实验。并且调节装置4还用于产生电流以在氮化硅片321上制备前后贯穿该氮化硅片321的所述纳米孔322。具体为，在进行基于纳米孔322的该实验装置重复拆装实验或单分子穿孔检测实验之前，需要先判断氮化硅片321是否开设有纳米孔322，若是，直接进行基于纳米孔322的上述实验；若否，先利用调节装置4产生电流以在氮化硅片321上制备前后贯穿该氮化硅片321的纳米孔322，再进行基于纳米孔322的实验。
36.调节装置4作为打孔装置，用以采用电击穿打孔法制备纳米孔322。此时，调节装置4作为打孔装置采用电击穿打孔法制备纳米孔322，该调节装置4即打孔装置包括设于第一溶液内的第一电极411、设于第二溶液内的第二电极412、连接于第一电极411与第二电极412之间用于控制该实验装置的电压及电流的电表413。且第一溶液、第二溶液均为电解质溶液。具体地，第一容置腔10内电解质溶液、第二容置腔20内电解质溶液均是ph＝8的1m kcl与10mm tris的混合溶液，且电解质溶液的液面高度均超过弹性垫片31的通孔310，并且保证弹性垫片31的通孔310附近没有气泡。选取第一电极411、第二电极412均为ag/agcl电极且分别放入第一液池1、第二液池2内的电解质溶液中，选取电表413控制施加电压，并读取当前电流值。采用电击穿打孔法制备的纳米孔322的孔径为：
[0037][0038]
其中，g为纳米孔的电导，σ为电解质溶液的电导率，t为氮化硅片321的厚度，d为纳米孔的孔径；且制备的纳米孔322的孔径需达到一预设阈值。
[0039]
优选的，氮化硅片321的厚度范围为10nm至14nm；并且，两通孔310中心与纳米孔322中心位于同一水平线；以及，每一通孔310为圆孔且圆孔直径均为0.8mm。本发明在制备的纳米孔322的孔径达到预设阈值后，利用所述的基于纳米孔的实验装置，可对该实验装置进行重复拆装实验，以检测该实验装置每次的实验电流是否发生偏差。基于该纳米孔322对该实验装置重复拆装实验，经过对第一液池1以及第二液池2进行三次拆装，每次重新组装后进行电流(i)-电压(v)曲线测试，三次测试表明电流几乎没有偏差，即三次电流-电压测试吻合度比较好，经验证每组拆装实验的电流偏差不大，证明拆装该实验装置并更换溶液的过程并不会影响同一纳米孔322的后续重复多次使用。因此，利用两弹性垫片31夹持氮化硅片321可实现整体操作，保证在重复拆装装置的过程中不改变纳米孔322周围的微环境，从而保证同一个纳米孔322可以重复多次使用。
[0040]
调节装置4还可以作为信号检测装置，用以采集单分子穿孔所产生的电流信号。测试完i-v曲线后，保持实验装置不经任何拆装，仅将第二液池2内kcl溶液替换为单分子相关分析物溶液，其中第二液池2内的溶液为ph＝8的1m kcl、250nm牛血清蛋白(bsa)单分子及10mm tris-hcl的混合溶液。将调节装置4设为膜片钳放大器用于对bsa分子穿孔时电流阻塞信号进行记录。从而，利用该实验装置还可实现基于纳米孔322的单分子穿孔检测实验，即验证了制备的该纳米孔320可以正常使用。
[0041]
本发明所述的基于纳米孔的实验装置，采用两弹性垫片31夹持装载有氮化硅片321的基板32作为一个整体的操作单元3且与第一液池1、第二液池2相互独立，实现对氮化硅片321施加的应力较小，解决了利用传统方法因应力过大而导致对氮化硅片321夹持过程的易漏液、易碎片，纳米孔不能重复清洗使用的问题，能有效降低纳米孔的实验成本；可制备纳米孔322并进行基于纳米孔322的实验，能够在多次拆装重组实验中验证电流偏差不大，对于制备的同一纳米孔322可以重复使用。该实验装置成本低廉、操作简单、方便快捷。
[0042]
基于所述的实验装置，本发明还提供一种基于纳米孔的实验方法，实验方法包括以下步骤：
[0043]
s1：提供一基板32、两弹性垫片31，基板32具有一窗口320且该窗口320承载有与该基板32平行的一氮化硅片321，对氮化硅片321进行预处理，在每一弹性垫片31上开设前后贯穿该弹性垫片31的通孔310，将基板32夹设于两弹性垫片31之间以作为一个操作单元3，基板32两侧表面分别紧密贴合于两弹性垫片31，且两通孔310分别暴露氮化硅片321两侧表面；
[0044]
在本步骤s1中，对氮化硅片321进行预处理的步骤包括：将氮化硅片321在70℃的食人鱼溶液中浸泡15min，用蒸馏水洗净并用氮气吹干或直接使用氧等离子体对氮化硅片321清洗5min，以去除氮化硅片321表面的有机污染物且使氮化硅321表面亲水。
[0045]
在本步骤s1中，选取氮化硅片321的厚度范围为10nm至14nm；取两片尺寸为20mm*20mm*1mm的硅胶片作为弹性垫片31，在每一弹性垫片31中心位置上开设一个直径0.8mm至1.2mm的圆孔作为通孔310用于暴露氮化硅片321两侧表面，每一通孔310直径进一步优选为0.8mm。
[0046]
将预处理后的氮化硅片321夹于两弹性垫片32之间，保证窗口320中心位置与弹性垫片32的通孔310中心处于同一水平线。此时，夹有氮化硅片321的两片弹性垫片31紧密贴合，可以作为一个整体的操作单元3。
[0047]
s2：提供一第一液池1、一第二液池2，第一液池1具有一第一容置腔10，第二液池2具有一第二容置腔20，第一液池1与第二液池2的相对侧分别具有一开口40，将操作单元3竖向夹紧于第一液池1的开口40与第二液池2的开口40之间且通过一卡箍50夹紧第一液池1及第二液池2的外侧表面以使操作单元3分隔第一容置腔10与第二容置腔20，向第一容置腔10加入第一溶液，向第二容置腔20加入第二溶液；
[0048]
在本步骤s2中，第一液池1与第二液池2为两个对称的“l”型空腔透明亚克力液池，当操作单元3设于第一液池1与所述第二液池2之间时，利用弹性垫片31的硅胶材质，以及利用卡箍50夹紧第一液池1与第二液池2的外围以防止漏液。具体地，卡箍50包括一收紧部52及螺栓连接该收紧部52的旋转件51，通过将收紧部52套设于第一液池1与第二液池2的外侧表面并将第一液池1与第二液池2进行预固定，再通过操作旋转件51控制收紧部52对第一液
池1及第二液池2的收紧；其中由于操作单元3的弹性垫片31具有弹性，两弹性垫片31竖向夹紧于第一液池1与第二液池2之间时，两弹性垫片31结合卡箍50同时起到阻挡第一容置腔10内第一溶液及第二容置腔20内第二溶液漏液的作用。
[0049]
氮化硅片321两侧表面分别通过两通孔310接触第一溶液或第二溶液，其中第一液池1及第二液池2均选用透明材料的目的是为了方便观察第一溶液、第二溶液的液面是否超过每一弹性垫片31的通孔310，以及观察弹性垫片31内是否有气泡，需保证第一溶液、第二溶液的液面均超过每一弹性垫片31的通孔310，且需保证弹性垫片31内没有气泡。
[0050]
s3：在第一液池1与第二液池2之间设置一调节装置4，并进行基于纳米孔322的该实验装置重复拆装实验，以检测该实验装置每次拆装的实验电流是否发生偏差，并进行基于纳米孔322的单分子穿孔检测实验，以验证制备的该纳米孔322合格；其中，纳米孔322成型于氮化硅片321上且纳米孔322前后贯穿该氮化硅片321。
[0051]
在本步骤s3中进行基于纳米孔322的实验的步骤之前，还包括以下步骤：
[0052]
s30：判断氮化硅片321是否开设有纳米孔322，若是，直接进行基于纳米孔322的实验；若否，先利用调节装置4产生电流以在氮化硅片321上制备前后贯穿该氮化硅片321的纳米孔322，再进行基于纳米孔322的该实验装置重复拆装实验及单分子穿孔检测实验。
[0053]
在本步骤s30中，采用电击穿打孔法制备纳米孔322。其中第一容置腔10内容置有第一溶液为电解质溶液、第二容置腔20内容置有第二溶液为电解质溶液。并且，该调节装置4作为打孔装置以制备所述纳米孔322。调节装置4作为打孔装置时，包括插入第一容置腔10内电解质溶液的第一电极411、插入第二容置腔20内电解质溶液的第二电极412、连接于第一电极411与第二电极412之间用于控制调节装置4的电压及电流的电表413。
[0054]
其中，在本步骤s30中，第一容置腔10内电解质溶液、第二容置腔20内电解质溶液均是ph＝8的1m kcl与10mm tris的混合溶液，且电解质溶液的液面高度均超过弹性垫片31的通孔310，并且保证弹性垫片31的通孔310附近没有气泡。选取第一电极411、第二电极412均为ag/agcl电极且分别放入第一液池1、第二液池2内的电解质溶液中，选取电表413控制施加电压，并读取当前电流值。
[0055]
在本步骤s30中，采用电击穿打孔法制备纳米孔322的步骤具体包括：
[0056]
s31：通过电表413控制调节装置4的电压及电流，以检测弹性垫片31是否将氮化硅片32整面夹持成功；
[0057]
在本步骤s30中，采用电表413控制施加电压以及读取电流。首先检测氮化硅片321是否成功夹持以及是否夹持完整：施加1v电压，若漏电流大于1na则证明氮化硅片321未成功夹持或不完整，需重新夹持或更换氮化硅片321；若漏电流小于1na则增大电压，若电流没有明显变化则证明基板32的窗口320附近有气泡，需重排气泡；若电流有明显提升则证明氮化硅片321完整且成功夹持。
[0058]
s32：逐渐增大调节装置4的施加电压直至漏电流稳定在20na～50na，通过软件设置截止电流为漏电流的10倍，当调节装置4的电流低于截止电流时，自动停止施加电压，完成初步打孔；
[0059]
s33：计算步骤s32中的纳米孔322的孔径为：
[0060]
[0061]
其中，g为纳米孔的电导，σ为电解质溶液的电导率，t为氮化硅片321的厚度，d为纳米孔322的孔径；
[0062]
判断该纳米孔322的孔径是否达到一预设阈值；若否，通过施加脉冲电压对纳米孔322扩孔，直至纳米孔322的孔径达到预设阈值。
[0063]
在本步骤s33中，制备的纳米孔322中心与两通孔310中心位于同一水平线。
[0064]
本发明所述基于纳米孔的实验装置，利用两弹性垫片31夹持氮化硅片321实现对氮化硅片321施加的应力较小，能有效避免实验过程中因应力过大而导致的氮化硅片321碎裂等问题。采用两弹性垫片31夹持氮化硅片32并与第一液池1及第二液池2相对独立的组装方式，有效避免了在夹持氮化硅片321过程中出现漏液的问题。
[0065]
本发明所述的基于纳米孔的实验方法，在步骤s30制备的纳米孔322的孔径达到预设阈值后，还包括进行基于纳米孔322的该实验装置重复拆装实验，以检测该实验装置每次的实验电流是否发生偏差的步骤，具体包括步骤：
[0066]
s41：将第一容置腔10、第二容置腔20内的电解质溶液分别吸出，并将第一液池1与第二液池2分开，将夹持有氮化硅片321的两弹性垫片31作为一个整体即作为操作单元3取出；
[0067]
s42：用蒸馏水冲洗弹性垫片31、第一液池1、第二液池2，以除去溶液残留；
[0068]
s43：再次将夹持有氮化硅片321的两弹性垫片31作为一个操作单元3并竖向夹紧于第一液池1的开口40与第二液池2的开口40之间，且通过一卡箍50夹紧第一液池1及第二液池2的外侧表面以使操作单元3分隔第一容置腔10与第二容置腔20，将新的电解质溶液分别加入第一容置腔10、第二容置腔20内，再次测试调节装置4的电流，并绘制电流-电压曲线图；
[0069]
s44：重复以上步骤s41～步骤s43。
[0070]
如图4所示，此次实验总计对该实验装置进行三次拆装，每次重新组装后进行电流(i)-电压(v)曲线测试，三次测试表明每次实验电流几乎没有偏差，即三次电流-电压测试吻合度比较好，证明拆装该实验装置并更换溶液的过程并不会影响纳米孔322的后续使用。因此，利用两弹性垫片31夹持氮化硅片321可实现整体独立操作，保证在重复拆装装置的过程中不改变纳米孔322周围的微环境，从而保证同一个纳米孔322可以重复多次使用。
[0071]
本发明所述的基于纳米孔的实验方法，还包括基于纳米孔322的单分子穿孔检测实验的步骤，按上述步骤s41～s44测试完i-v曲线后，保持实验装置不经任何拆装，仅将第二液池2内kcl溶液用移液枪吸出并换为单分子相关分析物溶液，其中第二液池2内的溶液为ph＝8的1m kcl、250nm牛血清蛋白(bsa)单分子、10mm tris-hcl的混合溶液。将调节装置4设为膜片钳放大器用于对bsa分子穿孔时电流阻塞信号进行记录，膜片钳放大器能够检测到单分子穿孔过程中导致的电流变化。从而，调节装置4作为信号检测装置，用以采用单分子穿孔法进行单分子穿孔检测的实验，单分子穿孔检测步骤包括：
[0072]
s51：将电解质溶液加入第一容置腔10，将单分子相关分析物溶液加入第二容置腔20，将调节装置4设为膜片钳放大器并作为分析仪器；
[0073]
s52：将膜片钳放大器的正极插入电解质溶液中，将膜片钳放大器的负极插入单分子相关分析物溶液中，施加一电压，利用膜片钳放大器对单分子相对纳米孔穿孔时的电流阻塞信号进行记录并分析；其中将图2的第一电极411替换为膜片钳放大器的正极，图2的第
二电极412替换为膜片钳放大器的负极即可；
[0074]
在本步骤s52中，电压为150mv，电流为5.7na，如图8a和8b所示，图8b的横轴表示电流降，也可叫幅值，是指单分子将纳米孔部分堵塞后的电流与基线电流的差值，其中基线电流是指电解质溶液中的离子在电压驱动下形成的离子电流，根据步骤s52的分析结果，发现bsa分子穿孔时产生两种电流阻塞分布，这可能是纺锤状的bsa分子以不同取向穿孔造成的，因此验证了利用该实验装置可以实现单分子穿孔检测实验，也即验证了制备的该纳米孔320可以正常使用。
[0075]
本发明提供的所述基于纳米孔的实验装置及实验方法，采用两弹性垫片31夹持一氮化硅片321并与第一液池1、第二液池2相互独立的夹持方法，将两弹性垫片31夹持一氮化硅片321制备成一个整体独立的操作单元3，解决了利用传统方法对氮化硅片321夹持过程的易漏液、易碎片以及纳米孔不能重复清洗使用的问题，能有效降低纳米孔实验的成本。本发明的弹性垫片31与氮化硅片321夹持装置可以实现整体独立操作，可通过原位电击穿法制备纳米孔322并进行基于纳米孔322的该实验装置重复拆装实验，在多次拆装重组实验中验证电流偏差不大，对于制备的同一纳米孔322可以重复使用，通过基于该纳米孔322实现单分子穿孔检测实验，验证制备的该纳米孔320可以正常使用。本发明提供的实验装置及实验方法成本低廉、操作简单、方便快捷。