The effects of geometry and stability of solid-state nanopores on detecting single DNA molecules.
The effects of geometry and stability of solid-state nanopores on detecting single DNA molecules.
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DOI：
10.1088/0957-4484/26/4/044001
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发表时间：
2015-01-30
期刊：
影响因子：
3.5
通讯作者：
Li J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Rollings R;Graef E;Walsh N;Nandivada S;Benamara M;Li J
在这项工作中，我们使用3D-TEM断层扫描，能量过滤TEM，单分子DNA易位实验和数值模拟的组合，以显示纳米孔形状和离子电导之间的更精确的关系，并显示在溶液中的几何形状的变化，而可以解释预测和测量电导之间的偏差。我们比较了离子束雕刻（IBS），IBS退火，TEM钻纳米孔的结构稳定性。我们证明退火可以显着提高IBS制孔的稳定性。此外，在这项工作中开发的方法可用于预测各种各样的孔几何形状的DNA易位事件的孔电导和电流下降幅度。我们讨论了化学溶解是SiNx纳米孔的几何形状变化的一种机制，并表明在制造过程中的小修改可以显着增加IBS纳米孔的稳定性。
In this work we use a combination of 3D-TEM tomography, energy filtered TEM, single molecule DNA translocation experiments, and numerical modeling to show a more precise relationship between nanopore shape and ionic conductance and show that changes in geometry while in solution can account for most deviations between predicted and measured conductance. We compare the structural stability of Ion Beam Sculpted (IBS), IBS-annealed, and TEM drilled nanopores. We demonstrate that annealing can significantly improve the stability of IBS made pores. Furthermore, the methods developed in this work can be used to predict pore conductance and current drop amplitudes of DNA translocation events for a wide variety of pore geometries. We discuss that chemical dissolution is one mechanism of the geometry change for SiNx nanopores and show that small modification in fabrication procedure can significantly increase the stability of IBS nanopores.
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