分析化学

汪尔康

中国科学院长春应用化学研究所 电分析化学国家重点实验室

 

纳米孔道是近年来基于电化学原理发展起来的一种新的单分子电化学技术。由于纳米孔道利用单个分子在穿过孔道时产生的离子流变化来获取纳米尺度信息,其获得的数据具有信噪比低、随机性强、数据量大等特点。因此,这一技术在应用于单分子分析和研究分子间弱相互作用时,很大程度上依赖于对实验中获取的大量电化学信号数据进行分析和处理,进而给出待测物的精确信息。

华东理工大学龙亿涛教授课题组对纳米孔道单分子电化学信号的数据处理过程和方法进行了探索,并将其研究成果 “纳米孔道单分子电化学信号在线识别与分析研究”发表在本期《分析化学》上(2018,46(6):843-850,封面论文)。文章针对纳米孔道单分子电化学信号在实时在线处理上的难点,提出基于双缓冲数据结构和有限冲击响应滤波方法的实时自适应阈值法,实现纳米孔道信号在线识别与分析。实验结果表明,该系统能够在纳米孔道单分子实验进行的过程中同步对电化学信号进行分析和提取信息,相比传统需要离线进行数据处理的方法,显著地提高了实验数据的分析效率,有助于快速获取待测物在单分子水平的信息。

图1纳米孔道电化学信号在线识别与分析原理

这一研究不但为单分子电化学信号的数据处理研究提供了新的思路,同时也推动了纳米孔道单分子电化学技术的应用和发展。单分子电分析化学具有高通量、高灵敏、瞬态的特性,不仅要依靠分析化学测量机制的突破,更需要多学科交叉融合,如借助现代信息学中数据挖掘、机器学习、大数据分析等智能分析方法,提高单分子电化学测量的准确性和快速性,以期获得更丰富的单个分子内涵特征。

发布日期:2018/6/1