嵌段共聚物组装的纳米孔阵列可实现超灵敏的无标记 DNA 检测

通过基于纳米孔的电化学生物传感器进行 DNA 检测是一种很有前途的快速病原体识别和疾病诊断方法。 这些传感器检测电极上纳米多孔层中 DNA 杂交引起的电流变化。 目前用于典型微米厚的纳米多孔层的制造技术常常受到对纳米孔尺寸控制不足的困扰，并且涉及复杂的制造步骤，包括脆性多孔膜的处理和堆叠。 在这里，我们介绍了一种基于高分子量嵌段共聚物与溶胶-凝胶前体自组装的自下而上的制造工艺，直接在电极表面上形成无机纳米多孔薄膜。 这种方法消除了对纳米多孔膜进行精细操作的需要，提供了对结构特征的精细控制，并能够使用 DNA 捕获探针进行表面修饰。 利用这种厚度为 150 nm 的纳米结构，我们检测到了源自大肠杆菌 16S rRNA 基因片段的 DNA 序列。 在不到 20 分钟的时间内对大肠杆菌基因组进行电化学检测，实现了 30 飞摩尔 (fM) 的检测限和 500 fM 的定量限。 这一发展标志着向便携式、快速、准确的 DNA 检测系统迈出了重要一步。

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