DNA和蛋白质是重要的生物分子。常规化学分析手段仅能从宏观状态了解物质属性。近些年发展起来的单分子检测手段(SMD),不仅能够对单个分子进行观测和鉴定,而且能够获得单个生物分子的信息。基于单个生物纳米孔的电流脉冲检测技术是一种高效、快速的单分子检测方法。生物纳米通道是以具有孔状结构的蛋白在磷脂双层膜上形成,利用单分子通过纳米孔时的阻断电流脉冲变化对其结构特征进行检测。本研究基于该法研究了 ssDNA及其与鱼精蛋白的相互作用。第一章主要介绍了单个生物纳米孔电流脉冲检测原理和纳米孔用于DNA测序的发展历程。纳米孔的种类包括生物纳米孔、固体纳米孔和杂化纳米孔。介绍了生物纳米孔构建过程中磷脂双层膜的建立,归纳了生物纳米孔用于蛋白质、离子及分子间相互作用及单分子检测遇到的挑战。第二章基于华东理工大学研发的超微电流放大器建立的单个纳米孔电流脉冲检测系统,探讨了生物纳米孔建立过程中的问题。与意大利Elements公司开发的eONE系统分别对ssDNA探针poly(dC)50进行了检测并对二者的分辨率进行了考察。利用国内开发的检测系统对不同的单链DNA分别及其混合物进行了检测。最后通过在支持电解质中引入小分子量的聚合物PEG200和PEG400调节粘度的方法对DNA穿孔速度进行了调控研究。第三章基于α-溶血素(α-HL)纳米孔界面探究了带负电的ssDNA与带正电的鱼精蛋白相互作用对电流脉冲的影响。实验表明,如上系统能够清楚地识别来自鱼精蛋白和ssDNA探针的电流脉冲信号,且二者相互作用的结果对应的脉冲幅度及停留时间均有显著变化。该研究表明,基于国内开发的超微电流放大器建立的单分子检测系统不仅能够监控单分子穿孔行为,还能够探究由于分子间相互作用形成的复合物与单独的分子构象的不同所引起特征脉冲的变化。