单核苷酸的纳米孔传感目前正作为一种有效的单分子DNA次序技术，虽然纳米孔在概念上非常简单，该技术的实用化仍受到较严重的限制，由于孔结构的调控难以实现，在复合物溶液中长期难以进行长期记录，有鉴于此，苏黎世联邦理工学院Tomaso Zambelli，Morteza Aramesh等报道了一种快速、精确的实现2~20 nm范围内的纳米孔道，并且通过Si₃N₄微流液器件和柔性聚合物基底构建可通过力调控的纳米孔结构。这种纳米孔结构能够对任意位置在稳定态过程中进行测试，通过精确的控制接近单个神经元的纳米孔位置，实现了在数个小时的过程中对单个原子连续变化过程追踪，该方法展示了一种可用于单个细胞的蛋白质组学和分泌学，并能够在几个小时内进行测试的方法。

本文要点：

（1）

通过力控制，实现了通过压电执行器对孔道在2~20 nm粒径中精确调控。在纳米粒子和DNA成分对纳米孔道的粒径进行测试，验证了孔径能够实现纳米级精确控制。进一步的，作者发现转运分子和纳米孔壁之间的强相互作用能将转运的时间延长数个数量级，实现了对肽类（2.15 kDa）小型生物分子的检测。

（2）

该力控孔道系统具有不会堵塞的效应，能够在长期复杂环境，比如生物细胞中测试的过程中进行稳定测试。在对单个神经元附近的测试过程中，作者发现能够对不同大小的分泌产物很好的进行区分，并且该系统在数个小时内能够对神经元培养过程中分泌物进行监测。

参考文献

Tilman Schlotter, Sean Weaver, Csaba Forró, Dmitry Momotenko, Janos Vörös, Tomaso Zambelli*, and Morteza Aramesh*

Force-Controlled Formation of Dynamic Nanopores for Single-Biomolecule Sensing and Single-Cell Secretomics, ACS Nano 2020

DOI: 10.1021/acsnano.0c04281

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c04281