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原文传递使用纳米孔的电流测量装置和电流测量方法

专利名称：	使用纳米孔的电流测量装置和电流测量方法
摘要：	一种电流测量装置，具备第一槽(11)、第二槽(12)、具有连通第一槽和第二槽的纳米孔(2)且配置于第一槽与前述第二槽之间的薄膜(3)、设于第一槽的第一电极(13)以及设于第二槽的第二电极(14)，纳米孔的壁面具有防止填充于第一槽和/或第二槽的溶液(1)所含的离子的脱离吸附的防离子吸附结构(8)，通过在第一电极与第二电极之间施加电压来测量通过纳米孔的离子电流。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	日本;JP
申请人：	株式会社日立高新技术
发明人：	松井一真;后藤佑介;赤堀玲奈;横井崇秀;藤冈满
专利状态：	有效
申请日期：	2017-01-10T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-13T00:00:00+0800
申请号：	CN201780080594.3
公开号：	CN110121645A
代理机构：	北京银龙知识产权代理有限公司
代理人：	陈彦;钟晶
分类号：	G01N27/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	日本东京都
主权项：	1.一种电流测量装置，具备：第一槽，第二槽，具有使所述第一槽与所述第二槽连通的纳米孔且配置于所述第一槽与所述第二槽之间的薄膜，设于所述第一槽的第一电极，以及设于所述第二槽的第二电极；所述纳米孔的壁面具有防止填充于所述第一槽和/或所述第二槽的溶液所含的离子的脱离吸附的防离子吸附结构；通过在所述第一电极与所述第二电极之间施加电压来测量通过所述纳米孔的离子电流。 2.根据权利要求1所述的电流测量装置，所述防离子吸附结构防止所述溶液所含的离子中的阳离子的脱离吸附。 3.根据权利要求1所述的电流测量装置，所述薄膜为含有Si的材质。 4.根据权利要求1所述的电流测量装置，所述纳米孔的直径为0.1nm以上100nm以下，长度为0.1nm以上100nm以下。 5.根据权利要求1所述的电流测量装置，在所述第一槽或所述第二槽中导入作为待测物的生物聚合物，测量该生物聚合物通过所述纳米孔时的离子电流的变化。 6.一种电流测量方法，具有：使设在薄膜中的纳米孔的壁面与导入至由该薄膜分隔的第一槽和第二槽中的至少一个槽内的、作为含有第II族元素离子的溶液或酸性溶液的第一溶液接触的工序，以及在设于所述第一槽的第一电极与设于所述第二槽的第二电极之间施加电压而测量通过所述纳米孔的离子电流的工序。 7.根据权利要求6所述的电流测量方法，所述纳米孔是由于在所述第一电极与所述第二电极之间施加电压并且使所述薄膜绝缘破坏而开孔的纳米孔。 8.根据权利要求7所述的电流测量方法，在使所述纳米孔开孔时，所述第一槽和所述第二槽中的至少一个槽内充满所述第一溶液。 9.根据权利要求8所述的电流测量方法，通过在所述第一电极与所述第二电极之间施加电压并使所述薄膜绝缘破坏而使所述纳米孔开孔时的电压的方向与在所述第一电极与所述第二电极之间施加电压并测量通过所述纳米孔的电流时的电压的方向是一致的。 10.根据权利要求6所述的电流测量方法，所述第II族元素为Ca、Sr、Ba中的任一种。 11.根据权利要求6所述的电流测量方法，所述第II族元素离子浓度为10mM以上饱和浓度以下。 12.根据权利要求6所述的电流测量方法，在测量所述离子电流的工序之前，具有在导入有所述第一溶液的槽内导入含有第I族元素离子的第二溶液的工序。 13.根据权利要求12所述的电流测量方法，具有在导入所述第二溶液之前，在所述第一电极与所述第二电极之间施加电压的工序。 14.根据权利要求13所述的电流测量方法，导入所述第二溶液之前在所述第一电极与所述第二电极之间施加电压时的电压的方向与在所述第一电极与所述第二电极之间施加电压并测量通过所述纳米孔的电流时的电压的方向是一致的。 15.根据权利要求12所述的电流测量方法，所述第二溶液所含的第I族元素为Cs，其离子浓度为10mM以上饱和浓度以下。 16.根据权利要求6所述的电流测量方法，所述第一溶液导入至所述第一槽和所述第二槽中的一个槽内，另一槽内导入有含有第I族元素离子的第三溶液。 17.根据权利要求16所述的电流测量方法，所述第三溶液所含的第I族元素为Cs，其离子浓度为10mM以上饱和浓度以下。 18.根据权利要求6所述的电流测量方法，所述纳米孔是通过在所述第一电极与所述第二电极之间施加电压并使所述薄膜绝缘破坏而开孔的纳米孔，使所述纳米孔开孔时，所述第一槽和所述第二槽中的至少一个槽内充满作为所述第一溶液的酸性溶液，在测量所述离子电流的工序之前，具有在含有所述第一溶液的液槽中导入[H+]浓度比所述第一溶液小且含有第I族元素离子的第二溶液的工序。 19.根据权利要求18所述的电流测量方法，所述第一溶液所含的[H+]浓度为10-5.5M以上饱和浓度以下。 20.根据权利要求18所述的电流测量方法，所述第二溶液所含的[H+]浓度为10-14M以上10-5.5M以下。 21.根据权利要求1所述的电流测量装置，所述第一槽和所述第二槽中充满作为含有第II族元素离子的溶液或酸性溶液的第一溶液，并且，具有：加入了含有第I族元素离子的第二溶液的第三槽，使所述第三槽与所述第一槽或所述第二槽连接的注入用流路，以及用于介由所述注入用流路将所述第二溶液从所述第三槽注入所述第一槽或所述第二槽的流体控制部。 22.根据权利要求1所述的电流测量装置，具有：加入了含有第I族元素离子的第二溶液的第三槽，加入了作为含有第II族元素离子的溶液或酸性溶液的第一溶液的第四槽，使所述第三槽和所述第四槽与所述第一槽或所述第二槽连接的注入用流路，用于介由所述注入用流路将所述第一溶液从所述第四槽注入所述第一槽或所述第二槽的第一流体控制部，以及用于介由所述注入用流路将所述第二溶液从所述第三槽注入所述第一槽或所述第二槽的第二流体控制部。 23.根据权利要求1所述的电流测量装置，所述薄膜具有多个所述纳米孔，所述第二槽被分隔成分别对应于多个所述纳米孔的多个单个槽，所述多个单个槽分别设有所述第二电极，所述多个单个槽中充满含有第I族元素离子的第三溶液，并且，具有：加入了作为含有第II族元素离子的溶液或酸性溶液的第一溶液的第四槽，使所述第四槽与所述第一槽连接的注入用流路，以及用于介由所述注入用流路将所述第一溶液从所述第四槽注入所述第一槽的流体控制部。
所属类别：	发明专利