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微纳加工公司

Imec 已经建立了一种大规模生产稳定可靠的固态纳米孔的工艺。现在，这些纳米孔可以轻松获得，它们将成为许多应用创新的基石，例如在蛋白质组学领域的应用

这是系列文章的第四篇，重点讨论半导体技术如何革新蛋白质组学。

我们已经概述了这一领域的挑战和机遇，探讨了集成样本制备如何改善工具，并深入研究了传感部分，分析了芯片技术如何帮助提高工具和检测方法的通量、速度和紧凑性。

划重点

当然纳米孔的加工流片方式有很多种 ，

对于大面积的纳米孔，低精度的采用激光直写，高精度的采用电子束光刻

对于小面积的纳米孔，低精度的可以采用激光直写和接触式曝光，高精度的采用电子束光刻和步进紫外曝光

对于需要量产的小面积纳米孔，duv步进式是最好的选择。

针对国内多样化的纳米孔加工需求，小编提供上述4种方式来做纳米孔的流片，

我们最特色的加工项目，是采用电子束直写光刻和6寸 duv150nm做纳米孔的流片，duv设备在国内平台比较稀缺，企业有，但是不接科研单，效率低下，我们可以高效，高性价比的提供duv 6寸 150nm的流片服务，您提交版图和设计，最终收到成品纳米孔芯片，同时由于是6寸线，可以实现高效的加工制备和产出。交期3周-4周，性价比超高，

纳米孔是非常微小的孔洞，通常直径仅为几个纳米，可以用来检测、定量和测序单分子，如DNA、RNA和蛋白质。为了实现这一功能，纳米孔需要与以下几项技术结合：

• 巧妙的流体系统，将单分子引导到孔洞中
• 功能化表面
• 一些电子设备，用于捕捉信号（例如电流或电压变化）
• 数据处理，用于将信号转换为有用的信息。

基于纳米孔的传感技术是一种无标记的技术，无需扩增步骤，这在确定血液样本中的精确病毒载量或解析由蛋白质组成的样本时尤其有益。

对于DNA和RNA测序，市场上已经有基于纳米孔的商业应用（来自Oxford Nanopore）。通过纳米孔进行测序的优势在于能够处理长序列，从而获得更可靠和更快速的结果。

对于蛋白质组学，纳米孔有望成为第三代技术的关键传感技术，专注于高通量单分子蛋白质测序。此外，对于其他应用，纳米孔也可能是一条有趣的发展路线，例如：高效读取用于蛋白质检测的DNA条形码，分析蛋白质变体，实现DNA存储应用，或深入了解肠道微生物组。

纳米孔阵列有望成为第三代蛋白质组学技术的关键传感技术。

转向自然界还是半导体行业？
生物纳米孔——由工程化蛋白质构成——是当前商业应用中使用的类型。它们具有较高的特异性和选择性，但需要解决有限的寿命和稳定性问题。它们通过复杂且耗时的过程嵌入到膜中。

固态纳米孔主要是在实验室规模上制造，但由于可以依赖半导体行业成熟的制造技术，它们具备了可扩展性、大规模生产的潜力，并且能够与其他功能如读取电子设备或微流控系统进行轻松集成。

混合纳米孔——生物孔嵌入在固态纳米孔中——结合了两者的优点：生物纳米孔的特异性和固态材料的稳健性。

如前所述，各种纳米孔的问题在于它们的生产及在湿润环境中的稳定性。这通常是一个复杂的（实验室规模）过程，导致许多公司对这种有前景的技术止步不前，市场上很少出现相关应用，尽管这项技术有着巨大的潜力

一个里程碑：大规模生产、稳定的纳米孔
Imec成功地建立了一种工艺，通过深紫外光刻技术在其200mm洁净室中大规模生产固态纳米孔。该方法可以转移到300mm洁净室，并且在10nm以下具有潜在的可扩展性。这是一个巨大的进步，因为它为新应用的开发提供了一个平台，并且是进行检测开发的必要条件。

由于尺寸变化极小，纳米孔成为混合纳米孔的理想选择。事实上，当将生物纳米孔与固态纳米孔结合时，尺寸必须非常精确，以适应生物孔。

其大规模生产能力在两方面具有重要意义。首先，它为许多应用创新铺平了道路，因为公司现在可以轻松地利用该技术进行个性化医疗、蛋白质组学等领域的应用实验。

其次，它使得可以收集大量关于纳米孔功能、材料、工艺参数等方面的数据。基于这些数据，可以计算出模型，进而获得更多的洞察、学习，并最终制造出更好的纳米孔，针对特定应用进行调优。

Imec提供了一个可制造的纳米孔平台，基于此平台可以构建单分子传感器。Imec正在积极寻找能够提供必要化学知识的检测合作伙伴。这些合作伙伴可以在Imec当前开发的最小可行演示器（MVD）上测试他们的应用：一个结合流体系统和读取电子设备的多孔阵列。

解决下一个难题：流体系统集成
通过上述成果，第一个难题已经解决：通过高效且易于扩展的工艺使纳米孔变得易于获得。然而，纳米孔只是膜上的一个孔洞，并不能直接作为单分子传感器使用。它需要一些额外的功能。

为此，Imec正在开发流体系统和电气读取模块，以生产可单独寻址的固态纳米孔阵列。最小可行演示器将为进一步的应用开发提供支持。

结论
Imec的目标是大规模生产稳定可靠的固态纳米孔，这对单分子传感领域至关重要。能够生产尺寸均匀、稳定性高、在湿润环境下小于5nm的纳米孔，克服了纳米孔技术中的一个重大难题。这一进展不仅为广泛的实验和应用开发打开了大门，还提供了大量数据，用以进一步优化和提升纳米孔设计。

展望未来，挑战在于集成微流控技术，以实现芯片上高密度纳米孔阵列中可单独寻址的纳米孔。通过解决这个问题，Imec继续推动纳米孔技术的边界，为个性化医疗、蛋白质组学等领域的新突破铺平道路。