文献综述（或调研报告）：
生物体内存在大量的膜通道,用于调控蛋白质、核酸等生物大分子的运输，并作为新陈代谢的途径，包括细菌多孔、线粒体通道、一些毒素通道、核孔复合体以及蛋白引导的内质网通道。 生物体中许多进程都会涉及到生物聚合链穿越嵌入生物膜上通道，这些通道和生物大分子在空间结构尺度上与纳米技术相吻合，因此纳米技术的发展为蛋白质、DNA 等生物大分子识别的研究提供了更多的可能。
20 世纪 90 年代，哈佛大学 Branton实验室和剑桥大学的 Bayley实验室先后发表了单链 DNA 在电场作用下通过纳米孔通道研究发现，提出了纳米孔 DNA 测序的设想。DNA 序列分析是现代生命科学研究的核心技术之一，也是人类基因组工程的枢轴。用于 DNA 测序的传统方法有：第一代DNA测序双脱氧核苷酸链终止法（Sanger法）和第二代DNA测序焦磷酸测序法（Pyrosequencing 法。
Sanger法的优势在于可以分析未知 DNA 的序列，且单向反应的读序能力较长，但是需要昂贵的仪器和试剂。如果仅测定 DNA 单一片断，焦磷酸测序技术可以检测核苷，但是容易出错，因为这项技术很难区分单一碱基和一串类似的相邻碱基之间的差异。由此可见，传统DNA 测序的方法技术限制多、成本贵，而且容易出错。因此，开发出快捷廉价而且准确的 DNA 测序方法，实现 1000 美元/人的宏伟基因组测序计划 ,无疑能显著促进生命科学的发展，为 DNA 测序用于人类疾病临床治疗打开了新的大。
纳米孔，可以简单地定义为内径为1-100 nm 的微小洞孔，一般孔径应大于洞孔深度，或者处于同一量级。如果孔的深度远大于孔径，就称之为纳米孔道。纳米孔有天然存在的生物纳米孔，也有人工加工的纳米。目前，利用生物纳米孔技术研究 DNA 排列次序等特性所采用的主要是葡萄球菌alpha;-溶血素孔。该纳米孔是众多生物纳米孔中结构组成相对简单、并且研究比较详细的一种溶血素，是从葡萄球菌中分离出来的一种多肽毒素，能够自组装进植烷醇卵磷脂类脂双分子层膜中。它作为传输膜通道在最窄处只有1.4纳米宽，并且离子在一摩尔的盐溶液中可以以较高的离子传导率通过。对膜施加的电压为100mV时可测得的电流不超过100pA。十年前就已经提出DNA可以穿过这类小孔并且可以读出它的顺序。当缩小纳米孔时只有单链DNA可以通过，因为双链DNA的直径为2.2纳米，太宽了。
虽然生物孔已经被证实在一定程度上的易位实验是有效的，但他们仍有固定的尺寸和有限的稳定性等缺点。尤其是当这些孔被嵌入脂质二重层时，当外部参数例如PH值，盐溶液浓度，温度，机械应力等发生变化，他们会变得很不稳定。用固态材料制作纳米孔与生物材料相比的优势是明显的例如高稳定性，可以控制孔径大小和通道长度，可调节的表面特性和与设备结合的潜力。现在已经有多种方可以制作纳米级别的小孔了。
当把这些固态纳米孔浸入单价盐溶液中可以测得它们的离子传导率。在好的情况下，可以得到线性的电流-电压特征曲线，并且测得的孔的传导率符合根据液体的电导率和纳米孔的几何结构预测的传导率。一般是在一摩尔的盐溶液中进行测量的。在低浓度（小于0.1摩尔）盐溶液中，Si的负电荷墙开始起作用，墙上的抗衡离子控制了孔的传导率。
不对称的电流-电压图是很普遍的并且是由多种原因造成的。对聚合物孔而言，已经发现外加电压的大小可以导致孔的大小变化。但是硅基底纳米孔不对称的原因还不知道。当孔两端的离子浓度不一样是我们也可以观察到这个有趣的现象。纳米孔的带电壁和不对称的锥形孔内电场强度的分布是造成电阻变化和不对称电流-电压图的原因。
纳米孔也有缺点例如传导率变化大和过大的噪音，这都是由于样品时间的影响。根据生物孔的理论分析说明不同构造的孔之间转换会产生1/f的噪音，并且实验已经证明了。纳米孔的另一个噪声来源，就是纳米大小的气体泡沫，也可以称之为纳米泡沫。传导率的文件数据表明当一个纳米孔在红外射线焦点处被扫描多次时，传导率和噪音的大小都会产生剧烈的波动。从电流功率谱密度中可以发现传导率的大小甚至变化了五个数量级。一个圆柱形含有纳米气泡的纳米孔模型可以很好地解释这些数据。在其他的一些实验中可以观察到纳米气泡，但关于它们热力学的稳定性还有待讨论。
研究人员的主要目的是利用固态纳米孔测量单个DNA分子的易位过程。哈佛小组发表了第一个双链DNA通过纳米孔的电流踪迹。类似于alpha;-溶血素实验，已经通过观测电导率的变化证实了分子是以直线方式通过纳米孔的。与alpha;-溶血素不同，双链DNA和达到数十万对碱基的大分子可以通过固态纳米孔。
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