Техника анализа нанопоров представляет собой метод одиночномолекулярного детектирования, основанный на эффекте пространственного ограничения в электрохимии. Измерение слабых токовых сигналов пикоамперного уровня, генерируемых нанопорами, ставит задачи для электрохимических приборов в области разрешения по току, времени и сопротивляемости шумам. Электрохимический измерительный прибор Cube для нанопоров достигает высокоточного измерения слабых токов с высокой временной и токовой разрешающей способностью, а также низким уровнем шума, реализуя компенсационные цепи частоты, предварительный токовый усилитель и высокоскоростную цифровую обработку на базе программируемой логической матрицы (FPGA). Стабильность является одним из ключевых критериев возможности применения прибора для реальных одиночномолекулярных анализов. В статье проведены испытания стабильности прибора с использованием высокоомных резисторов при частотах среза 5, 10 и 100 кГц. Среднеквадратический уровень шума базовой линии тока, полученный прибором Cube, оказался уменьшен на 80,0%, 87,5% и 48,2% по сравнению с коммерческими приборами, что подтверждает лучшие шумоподавляющие характеристики, более высокое разрешение по току и большую стабильность измерений. Дальнейший статистический анализ реальных значений напряжения и стандартных отклонений показал, что погрешность приложенного напряжения у данного прибора мала, стандартное отклонение составляет всего 0,14% от величины изменения напряжения (10 мВ). Кроме того, с помощью нанопоров Aerolysin для обнаружения Poly(dA)4 по сравнению с коммерческим прибором были оценены остаточные токи одиночных молекул при разных приложенных напряжениях — ошибки обеих систем были меньше 0,01, демонстрируя повторяемость результатов. Таким образом, прибор Cube для измерения электрохимии одиночных молекул в нанопорах характеризуется высокой стабильностью, чувствительностью и портативностью, что делает его пригодным для анализа одиночных молекул в нанопорах.

нанопоры;наноколлоидная электрохимия;одиночное молекулярное детектирование;одиночный молекулярный интерфейс;сверхчувствительные электрохимические приборы