具有离子通道活性的半导体膜纳米孔

　　

生物通报道：伊利诺斯州立大学研究人员设计的一种半导体膜能够具有比生物膜更灵活、更好的电性能。采用掺有杂质的硅层，这种固态膜还可用于单分子检测、蛋白过滤和DNA测序。研究结果刊登于《Nano Letters》杂志。

文章高级作者Jean-Pierre Leburton 说：“通过在这层膜上制作纳米孔，我们可以用此膜分离带电荷的物种或者调控带电荷的分子流和离子流，从而模仿生物离子通道的运转。”Leburton率领的研究小组在许多静电势下模拟此半导体膜的运转。

研究模型中，纳米孔-膜结构是由两层硅组成，每层厚12纳米，携带对立的（n和p）半导体杂质。膜的n面是正极，p面是负极。纳米孔是沙漏状，颈部直径为1纳米，在每面开口的直径为6纳米。可以通过改变电势而改变纳米孔的型号。

通过控制离子流，人造纳米孔提供了生物离子通道所不具备的一定程度的可调性（tunability）。除了可作为生物离子通道的替代品，这种固态纳米孔和膜还有其它用途，比如DNA测序。

研究人员说：“利用半导体膜技术测序DNA分子，既省时又省钱，通过偏置跨膜电压，我们能够从纳米孔拔出DNA。因为每对碱基都携带的电荷不同，我们可以将这种膜作为p-n 结合点去检测变换的电信号。”（生物通 小粥）