一种硅基纳米孔阵列制造技术

本申请涉及一种硅基纳米孔阵列，其包括硅基板、及形成于硅基板上的若干个纳米孔单元，其中，纳米孔单元包括贯穿硅基板的纳米腔、及与纳米腔连通的纳米孔，纳米孔形成在硅基板的表面上，纳米腔呈非线性缩小腔体或线性缩小腔体向纳米孔延伸；纳米孔沿纳米腔延伸方向的厚度为0.3

【技术实现步骤摘要】
一种硅基纳米孔阵列


[0001]本技术涉及基因测序领域和生物分子传感领域，尤其涉及一种硅基纳米孔阵列。

技术介绍

[0002]精准医疗(Precision Medicine)是国家健康战略的大方向，其中第三代数字化PCR、二代测序、三代测序是精准医疗领域最重要的技术平台。这些平台都会涉及单分子DNA模板的体系分散和后续检测。
[0003]新一代单分子实时测序技术解决了读长更长和速度更快的需求；最近飞速发展的生物纳米孔测序技术进一步解决了成本更低的需求。生物纳米孔测序技术不需要准备大量的样品，样品制备过程不需要耗费生物与化学试剂，大大降低了测序成本，也节省了DNA克隆和扩增的时间，节约了时间成本。
[0004]生物纳米孔测序是在电解质溶液中，使用电泳法把一个未知的样品传输并通过直径为纳米级的穿孔。当在纳米孔的两端施加恒定电场，观察纳米孔测序仪中的电流。硅基固态纳米孔表面的电流密度取决于纳米孔的尺寸以及占据纳米孔的DNA(DeoxyriboNucleicAcid，脱氧核糖核酸)或RNA(RibonucleicAcid，核糖核酸)的组成。在DNA或RNA通过固态纳米孔时，流经硅基固态纳米孔的电流随纳米孔被DNA或RNA的堵塞程度的不同而发生电流密度大小的变化，从而根据电流密度大小进行DNA或RNA测序
[0005]在基于纳米孔的DNA测序领域，现有固态纳米孔的形状多为圆柱形或者类圆柱形，纳米孔通道的有效长度(最小尺寸处的长度)在10
‑
500nm范围内，而 DNA分子相邻两个碱基之间的距离仅为0.4nm左右，这就意味着在纳米孔中同时存在数十甚至上百个碱基，因而从理论上难以实现单碱基DNA测序。此外，现有的纳米孔基板一般具有特定尺寸，不能根据实际需求选择具有特定数量的纳米孔的基板，造成了资源的浪费。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种可拆卸且具有小尺寸的纳米孔的硅基纳米孔阵列。
[0007]为达到上述目的，本技术提供如下技术方案：一种硅基纳米孔阵列，包括：
[0008]硅基板；
[0009]若干个纳米孔单元，形成于所述硅基板上；
[0010]其中，所述纳米孔单元包括贯穿所述硅基板的纳米腔、及与所述纳米腔连通的纳米孔，所述纳米孔形成在所述硅基板的表面上，所述纳米腔呈非线性缩小腔体或线性缩小腔体向所述纳米孔延伸；
[0011]所述纳米孔沿所述纳米腔延伸方向的厚度为0.3
‑
0.5nm；
[0012]所述硅基板包括若干个板部，每个所述板部上包括至少一个所述纳米孔单元，若干所述板部可拆卸连接。
[0013]进一步地，若干所述板部通过卡合方式可拆卸连接。
[0014]进一步地，若干所述板部通过磁吸方式可拆卸连接。
[0015]进一步地，若干所述板部通过粘接方式可拆卸连接。
[0016]进一步地，若干所述纳米孔以第一周期线或第二周期线排布在所述硅基板上，所述第一周期线所在方向和所述第二周期线所在方向的夹角为90
°‑
160
°
，所述纳米孔在所述第一周期线上和在所述第二周期线上的周期相同。
[0017]进一步地，所述纳米孔的尺寸为1
‑
100nm。
[0018]进一步地，所述纳米腔的横截面呈圆形、方形或长方形；所述纳米孔的形状为圆形、方形、长方形或梯形。
[0019]进一步地，所述硅基板的材料氮化硅或硅。
[0020]进一步地，所述纳米孔单元通过电感耦合等离子体刻蚀和湿法刻蚀相结合的方式制备得到。
[0021]进一步地，所述纳米孔单元通过高温湿法刻蚀和湿法刻蚀相结合的方式制备得到。
[0022]本技术的有益效果在于：本申请提供的硅基纳米孔阵列中的纳米孔的尺寸比较小，能够实现单碱基DNA测序；且硅基板的板部之间可拆卸地连接，能够根据实际需求，选择合适数量的纳米孔的板部连接形成硅基纳米孔阵列，避免浪费。
[0023]上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
[0024]图1为本申请一实施例所示的硅基纳米孔阵列的结构示意图；
[0025]图2为本申请一实施例所示的硅基纳米孔阵列的另一结构示意图；
[0026]图3为图1中所示的纳米孔单元的结构示意图，其中，3(a)为纳米腔具有较大尺寸开口所在表面的纳米孔单元的结构示意图，3(b)为纳米孔所在表面的纳米孔单元的结构示意图；
[0027]图4为图1中所示部分硅基纳米孔阵列的结构示意图，其中，4(a)为纳米腔具有较大尺寸开口所在表面的纳米孔单元的结构示意图，4(b)为纳米孔所在表面的纳米孔单元的结构示意图。
具体实施方式
[0028]下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0029]在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的机构或元件必须具有特定
的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0030]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0031]此外，下面所描述的本技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0032]请参见图1，本申请一实施例所示的硅基纳米孔阵列100，其包括硅基板1、及形成于硅基板1上的若干个纳米孔单元2。若干个纳米孔单元2在硅基板1上成陈列排布。
[0033]硅基板1的材料为氮化硅或硅。但关于硅基板1的材料，在此不做具体限制，在其他实施例中也可以是其他含硅材料。
[0034]其中，纳米孔单元2包括贯穿硅基板1的纳米腔(未图示)、及与纳米腔连通的纳米孔21。
[0035]纳米孔21形成在硅基板1的表面上，也就是，纳米孔21是纳米腔的一端开口。本实施例中，若干纳米孔21形成在硅基板1的同一个表面上。
[0036]纳米孔2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅基纳米孔阵列，其特征在于，包括：硅基板；若干个纳米孔单元，形成于所述硅基板上；其中，所述纳米孔单元包括贯穿所述硅基板的纳米腔、及与所述纳米腔连通的纳米孔，所述纳米孔形成在所述硅基板的表面上，所述纳米腔呈非线性缩小腔体或线性缩小腔体向所述纳米孔延伸；所述纳米孔沿所述纳米腔延伸方向的厚度为0.3
‑
0.5nm；所述硅基板包括若干个板部，每个所述板部上包括至少一个所述纳米孔单元，若干所述板部可拆卸连接。2.如权利要求1所述的硅基纳米孔阵列，其特征在于，若干所述板部通过卡合方式可拆卸连接。3.如权利要求1所述的硅基纳米孔阵列，其特征在于，若干所述板部通过磁吸方式可拆卸连接。4.如权利要求1所述的硅基纳米孔阵列，其特征在于，若干所...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱琦，周燕，王馨月，
申请(专利权)人：苏州行知康众生物科技有限公司，
类型：新型
国别省市：