DNA序列中包含着丰富的遗传信息,DNA测序技术对于基因突变的检测、遗传病诊断、犯罪调查等都有着至关重要的作用。从第一代的Sanger测序法发展至今,测序原理和技术一直在不断更新。如今以纳米孔为代表的第三代测序技术,高通量、低成本、单分子无标记的测序方式,已经有了商业化测序产品。近些年来,基于纳米孔的测序技术飞速发展。固态纳米孔与生物纳米孔等方面都取得了不错的进展。固态纳米孔除了DNA分子探测功能外,还能够实现DNA分子修饰检测、蛋白质检测和分子折叠探测等功能。生物纳米孔测序技术不仅实现了DNA分子测序,还能够识别DNA分子上的甲基化修饰信息。基于离子电流的纳米孔测序技术,日臻成熟并且不断突破。本论文的开展基于纳米孔测序技术,探测纳米孔中纳米结构动力学等相关问题。研究内容主要包括:1.基于固态纳米孔单分子探测手段,利用氮化硅纳米孔探测四面体DNA纳米结构的穿孔动力学。当纳米孔孔径比四面体DNA纳米结构稍大一点时,在电流信号中可以清楚的看到四面体DNA纳米结构的穿孔事件。阻孔电流与穿孔时间的统计分析结果表明,四面体DNA纳米结构的穿孔行为类似于双链DNA分子,都可以用一维有偏扩散模型描述。利用四面体DNA纳米结构作为线性DNA分子上的标记物,构建了三种类型的分子。分子穿孔电流信号中,可以清晰看到四面体DNA纳米结构引起的额外电流信号。得到了高信噪比穿孔信号。归一化时间位置与四面体DNA纳米结构结合位置一致。2.基于生物纳米孔测序技术,利用商业化测序仪探测解旋酶动力学。解旋酶作用位点与纳米孔测序敏感位置存在一段距离,因此序列信息与每个碱基解旋时间存在偏移量。基于Lab VIEW编程语言,我们编写了用于纳米孔DNA测序信息分析的程序。该程序结合了序列比对算法,能够图像化数据并且批量化处理数据。结果表明,解旋酶对于每个碱基的解旋时间都不相同,解旋作用与碱基化学结构和结合方式都相关,通过测序方式得到了特异性偏移量的信息。顺铂结合DNA分子的测序信息可以获得顺铂分子的结合位点,并且顺铂分子会影响解旋酶的解旋作用。3.我们自主设计了固态纳米孔绝缘衬底的加工模具,利用聚甲基丙烯酸甲酯粉末热熔成型的方式,可以实现绝缘衬底的批量化制备。绝缘衬底可以应用于二维材料的转移。