Solid-state nanopores/de

File:202001 nanopore sequencing.svg

Principle of nanopore sequencing. Source: Wikimedia Commons, CC BY 4.0.

Solide-Nanoöffnungen sind Teil des Wiki-Lernpfades. Solide-Nanoöffnungen werden aus anorganischen, polymeren, glasartigen oder zweidimensionalen Materialien hergestellt und spielen eine wichtige Rolle bei der sensorischen Erfassung von Informationen mittels Nanoöffnungen – insbesondere in gerichteten Anwendungen.

Grundlegende Konzepte

• Die verwendeten Materialien umfassen Siliziumnitrid, Siliziumdioxid, Glas, Graphen sowie andere dünne Membranen.
• Die Herstellungsverfahren bestimmen die Porengröße, die Dicke, die Oberflächenchemie sowie die Integration des Materials in die jeweiligen Geräte.
• Zu den Vorteilen zählen die mechanische Stabilität sowie die Kompatibilität mit verschiedenen Chips.
• Zu den Herausforderungen gehören Oberflächenrauschen, Benetzungseffekte, Verstopfungen sowie Schwankungen in den Eigenschaften der Poren.

Gerätearbeitsablauf

Schritt	Beschreibung
1	Wählen Sie das Membranmaterial sowie die Methode zur Herstellung der Poren aus.
2	Befeuchten und bereiten die Poren vor dem Aufnehmen vor.
3	Die offenen Porenleitfähigkeit messen und mit der erwarteten Geometrie vergleichen.
4	Verwenden Sie Steuerelemente, um Zielereignisse von oberflächlichen sowie verstopfenden Artefakten zu trennen.

Typische Anwendungen

• Partikel- und Polymer-Sensorik
• Studien zur Translokation von Proteinen und Nukleinsäuren.
• Integrierte mikrofluidische und chipbasierte Geräte.

Häufige Fallstricke

• Die Gleichsetzung des nominalen Porendurchmessers mit dem effektiven Messdurchmesser.
• Die Oberflächenladung, die Adsorption sowie die vorherige Benetzung werden ignoriert.
• Vergleich von Festkörperporen und biologischen Poren – ohne Berücksichtigung der Dicke und des „Rauschens“ (unwünschter Effekte).

Verwandte Seiten

• Nanoporen-Technologie
• Grundlagen
• Experimentelle Arbeitsabläufe
• Datenanalyse

Referenzen

• Solide-Zustand-Nanoporen
• Graphen