“洞”见微观世界！中科院重庆研究院攻克纳米孔技术难关
近日，中国科学院重庆研究院在纳米孔制备技术与分子捕获机制研究领域取得关键性进展，相关成果的发布为纳米孔技术在单分子检测、基因测序等前沿领域的产业化应用奠定了核心基础，彰显了我国在纳米科技与单分子分析交叉领域的前沿探索实力。
作为单分子分析领域的核心技术，纳米孔技术的应用效果高度依赖两大关键：一是具备尺寸可调、稳定性优异的纳米孔结构，二是清晰掌握分子在孔道内的传输规律。然而，传统纳米孔制备手段一直受困于精度偏低、重复性不佳等问题，成为制约技术走向规模化、市场化应用的“卡脖子”环节。
为破解这一行业难题，重庆研究院团队另辟蹊径，研发出新型可控介电击穿制备技术。科研人员通过对电场参数的精细化调试和溶液环境的优化匹配，实现了纳米孔形成全过程的实时追踪与精准把控。借助该技术，团队成功制备出孔径可在数纳米区间灵活调节、孔形规整统一的固态纳米孔，不仅显著提升了制备效率，更让纳米孔的质量稳定性得到质的飞跃，为后续技术转化扫清了关键障碍。
在实现纳米孔精准制备的基础上，团队进一步聚焦分子与纳米孔的相互作用展开深入探究。通过搭建多物理场耦合实验平台，并结合分子动力学模拟手段，科研人员系统梳理了DNA、蛋白质等典型生物分子在纳米孔内的运动路径、停留时长，以及这些特征与电流阻塞信号之间的对应关系。研究首次证实，分子在孔道内的捕获过程并非单一因素决定，而是孔径尺寸、表面电荷、溶液离子强度及外置电压等多重因素协同作用的结果。
这一理论发现为研发更高通量、更高精度的单分子检测设备提供了核心理论依据：
技术上，构建起可重复、可参数化的纳米孔制备全新体系，彻底改变了传统技术“凭经验、靠运气”的被动局面；
科学上，从微观动态视角揭示了纳米孔捕获分子的复杂物理过程，推动该领域研究从经验驱动迈向理性设计的新阶段。
未来该技术有望广泛服务于疾病早期筛查、环境微生物监测、基因变异检测等关键领域，同时为我国下一代纳米孔测序技术及单分子分析仪器的自主研发提供坚实保障，助力打破国外技术垄断。为我国生物医药、环境监测等领域的高质量发展提供技术支撑。