生物大分子的结构复杂并且常与其他分子以不同的状态结合,传统的分析技术一般只能获得溶液的整体信息,而单分子检测技术则能够在单分子水平上研究生物分子的结构和功能。纳米孔单分子分析技术具有成本低,速度快和无需标记等优势而展现出广泛的应用前景。第一章系统介绍了纳米孔的分类、特点以及制备方法。此外,总结了纳米孔分析技术在不同领域的应用情况以及发展趋势,最后归纳了本论文的研究内容和研究意义。第二章为了构建生物纳米孔传感界面,对不同的膜支撑材料进行了试验,选用了操作方便、稳定性较好的聚四氟乙烯膜作为支撑。为了采用α-溶血素(α-HL)纳米孔分析中性聚合物聚乙二醇(PEG)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP),我们分别利用PEG与K+之间的静电作用以及PVP与偶氮类染料之间的离子-偶极作用使得两类中性聚合物形成带电复合物。在一定的电压偏置下,PEG(Mr1000～4000g/mol)产生明显的电流脉冲,阻断深度达48%以上,停留时间达数毫秒。PVP K16-18和PVP K40同样产生电流脉冲,阻断深度分别达26%、100%,停留时间达数百微秒。第三章基于单个α-HL纳米孔界面,研究了离子液体支持电解质、粘度梯度以及酸度对ssDNA迁移行为的影响。初步研究表明,所建立体系下poly(dC)15、poly(dC)20、poly(dC)30和poly(dC)50均出现高抑制比的长阻断电流脉冲,阻断深度可达95%以上,且长阻断事件的停留时间达几十到几百毫秒。同时,基线噪音峰峰值也降低了 30%。我们对可能的作用机理进行了讨论。综上所述,本文基于单个α-HL纳米孔界面实现了对不同分子量PEG和PVP分子电流脉冲的检测。同时,利用离子液体对ssDNA迁移行为进行了调控,使其阻断深度和停留时间均有增加。