单纳米孔道传感器件:外表面功能分子和内表面功能分子的协同效应
生物孔道内外表面都分布有特定的功能分子,利用内外表面的功能分子与靶标的特异性识别可以高灵敏度和高特异性的调控分子和离子的输运。受其结构和功能的启发,研究者致力于研究生物孔道内外表面功能分子的作用,以便开发高性能的生物传感器件。传统的纳米孔生物传感器都是采用多孔膜,然而相邻孔之间相互干扰很大程度上影响了纳米孔生物传感器的性能,给进一步提高生物传感器的性能带来诸多挑战。单纳米孔道消除了孔之间的干扰,是制备纳米孔生物传感器和研究内外表面功能分子的优良载体。因此,本工作以单纳米孔道为载体研究内外表面探针在纳米孔传感中的作用,结果表明内外表面功能分子的作用依赖于纳米孔的孔径。在极端受限空间内(小孔),内表面功能分子起主导作用,随着孔径的增大,外表面功能分子对内表面功能分子起到不可忽略的协同作用,当孔径大到一定程度时,内外表面功能分子就会失去作用,不再适合用作生物传感器。本工作表明纳米孔外表面功能分子在生物传感中有不可忽略的作用,同时孔径是控制纳米孔性能的重要参数,对今后高性能纳米孔生物传感器的设计具有实际的指导意义。
Shouwei Zhang, Qiujiao Du, Jinfeng Wang, Yu Huang, Fan Xia. Pore-Size-Dependent Role of Functional Elements at the Outer Surface and Inner Wall in Single-Nanochannel Biosensors, Anal. Chem., 2024, 96, 18, 7163-7171.