文献综述（或调研报告）：
纳米孔现有两类，即嵌在生物膜上的生物纳米孔和在固态膜上的固态纳米孔，尺寸从几纳米到几十纳米不等。纳米孔单分子检测技术利用样品通过小孔时离子电流被部分阻塞的电信号来分析检测具有电阻的单个生物分子。在生物膜或固态膜上制备一个纳米尺度的小孔，然后将其插入一个充满导电电解质并被分隔成两个小腔的流体池中。将电极浸在每一个小腔中，通电，在纳米孔两端加上偏置电压，就能产生一定的离子电流，在没有分子通过小孔时产生的电流既开孔电流。然后把目标分子引入到流控装置的cis面。两端电极驱动分子通过纳米孔，产生瞬态阻塞电流。然后通过分析这些电信号，揭示目标分子的信息[1]。这项技术最终研究目的是应用在下一代DNA测序技术中，但在研究进展上遇到一些瓶颈，现在主要在生物分子检测方面的应用略为成熟。
生物细胞中包含了各种各样的纳米孔和纳米通道，生物纳米孔就取材于这些材料。alpha;-溶血素是体外实验研究中最常用的生物纳米孔。生物纳米孔可应用于生物分子易位现象研究和生物分子检测。alpha;-溶血素嵌入细胞膜中可形成一个直径约1.5 nm的、只允许离子和单链DNA穿过的纳米孔。整个通道长度为10nm，pH为7~9时，alpha;-溶血素形成了一个相对稳定的、可重现的非门控通道，在恒温条件下，开孔电流波动小于2%[2]。
生物纳米孔也可经过修饰后应用于单分子检测。将适体固定在纳米孔内部，通过脂质双层膜隔离两侧的溶液，使生物纳米孔成为膜两侧离子溶液跨膜运动的唯一通道。当空内没有特定靶标时，孔呈现开放状态。当有分子与探针结合时，易位电流就会被阻塞。不同靶标的混合物可以竞争性地与同一纳米孔结合，并引起不同的阻塞时间和阻塞幅度，可据此进行不同靶标分子的识别。
生物纳米孔的优势在于分子易位速度相对于固态纳米孔更慢，有利于常规生物分子检测；它的缺点在于稳定性较差，尺寸固定，不能形成任意尺寸，且来源受限，不能批量快速生产，在产业化方向上前景不如固态纳米孔广阔。
固态纳米孔是在人造薄膜上加工形成的纳米级孔隙。固态纳米孔同样可以应用于生物分子易位事件的检测和单分子检测，检测原理与生物纳米孔相同。
固态纳米孔可进行表面修饰以达到功能化的目的。例如可将ssDNA覆盖在纳米孔表面[3]。
固态纳米孔在化学、热学、力学稳定性上具有明显优势，并可由常规半导体加工技术制成，这样既可以实现纳米孔的大规模加工，又可以控制其孔径。此外，固态纳米孔可在较广的pH范围内使用而不存在任何门控效应。然而，在直径约为10nm的固态纳米孔中存在分子易位速度过快的问题，这么快的易位速度对常规纳米孔检测技术在高端DNA检测和分析上的应用（包括单核苷酸识别）造成了限制。加入甘油增大溶液粘度，降低温度和偏置电压可以将易位速度降低1个数量级[4]。然而，经过这些改进的固态纳米孔在检测速度方面仍与生物纳米孔存在1个数量级的差距[5]。
[参考文献]
[1] Venkatesan B M , Dorvel B , Yemenicioglu S , et al. Highly Sensitive, Mechanically Stable Nanopore Sensors for DNA Analysis[J]. Advanced Materials, 2009, 21(27):2771-2776.
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