第一作者:Liang Xue,Hirohito Yamazaki通訊作者:Joshua B. Edel,Aleksandar P. Ivanov,Meni Wanunu1)討論了不同材料的納米孔制備和在傳感策略的最新進展。基于納米孔的傳感器已經成為基于溶液的單分子生命關鍵構件分析的重要工具,包括核酸、蛋白質、多糖和在生命和醫療保健中發揮重要作用的大量生物分子。目前,主要的分子讀出方法是基于測量通過孔隙的離子電流的時間波動。材料科學和表面化學的最新進展不僅使器件變得更加堅固和靈敏,而且還促進了基于場效應晶體管、量子隧道和熒光和等離子體傳感等光學方法的替代檢測模式。近日,英國倫敦帝國理工學院Joshua B. Edel,Aleksandar P. Ivanov,美國東北大學Meni Wanunu綜述了納米孔制備和傳感策略的最新進展,這些策略不僅賦予納米孔靈敏度,而且賦予納米孔的選擇性和高通量,并強調了一些仍然需要解決的挑戰。
作者首先考察一系列不同材料的最新進展,包括蛋白質,硅,石英,金屬,聚合物薄膜,納米線和二維材料,如石墨烯以制造納米孔。總結了這些材料如何實現新穎的傳感功能,并重點介紹最近針對與納米孔傳感相關的最大缺點之一的解決方案:缺乏選擇性。作者總結了通過納米孔材料的化學修飾或改變分析物通過納米孔的運輸方式來實現急需的分析物選擇性的最新策略。
作者最后總結了利用納米孔傳感與其他檢測模式(包括場效應晶體管(FET)、量子隧道和光學檢測)耦合的優勢的研究領域。此外,還討論了新興的將機器學習算法與納米孔傳感相結合以促進數據分析的進展。
該論文總結了納米孔的制備和傳感策略的一系列最新進展。總的來說,納米孔傳感具有巨大的潛力,但也面臨著重要的挑戰。Xue, L., Yamazaki, H., Ren, R. et al. Solid-state nanopore sensors. Nat Rev Mater (2020)DOI:10.1038/s41578-020-0229-6https://doi.org/10.1038/s41578-020-0229-6