固态纳米孔通常由无机材料制成,如氮化硅、氧化铝、碳化硅、氮化硼、石墨烯、硅及其衍生物等。近年来,随着研究深入,越来越多的材料应用到固态纳米孔制备中。固态纳米孔是利用微纳加工技术在绝缘薄膜表面加工而成的一种直径在纳米量级的孔。
纳米孔测序技术是第四代基因测序技术,与第一代Sanger测序技术、第二代高通量测序(NGS)技术、第三代是单分子测序技术相比,其在成本、灵敏度、稳定性、响应速度、信息颗粒度、电流噪声、工艺集成等方面具有一定优势。纳米孔测序技术对生命科学、医学、生物学等领域发展具有一定推动作用,全球市场研究热情较高。
目前纳米孔技术分为蛋白纳米孔(生物纳米孔)、固态纳米孔两条技术路线,其中固态纳米孔具有稳定性佳、表面性质可控、制孔材料多样等特点,被认为是基因测序领域未来发展方向。固态纳米孔具有独特的三维纳米尺寸,是下一代单分子测序技术和单分子传感平台,在基因测序、肿瘤早筛、伴随诊断、生物传感器等领域具有广阔应用前景。
根据新思界产业研究中心发布的《
2024-2028年固态纳米孔行业市场深度调研及投资前景预测分析报告》显示,全球范围内,固态纳米孔市场布局企业包括牛津纳米孔(通过收购加拿大Northern Nanopore Instruments入局)、美国Two Pore Guys、广州洞察科技、苏州丽纳芯生物、苏州罗岛纳米科技、深圳儒翰基因科技、纳生科技等,其中牛津纳米孔在蛋白纳米孔、固态纳米孔上均有布局。由于技术门槛高,目前全球拥有固态纳米孔测序能力的企业仍较少,我国在固态纳米孔技术研发、应用等方面与国际先进水平相持平。
固态纳米孔通常采用微纳加工技术制备,包括聚焦离子束刻蚀法、电子束曝光法、重离子束辐照法、电解腐蚀法、介电击穿技术等。聚焦离子束/电子束刻蚀是固态纳米孔传统制备技术,存在耗时长、开孔径较大、效率低下等问题,限制了固态纳米孔市场发展。
新思界
行业分析人士表示,固态纳米孔在成本、速度、稳定性、灵敏度等方面具有明显优势,未来应用前景广阔,但整体来看,作为新一代测序技术,目前固态纳米孔尚未实现大规模商用,在制造、测序、集成等方面仍存在挑战,其中制备技术是限制固态纳米孔产品化、商业化的关键因素。