通过电荷关联控制聚合物易位和离子输运

我们发展了一种关联修正的输运理论，以预测在平均场静电学失效的物理条件下膜纳米孔的离子和聚合物输运性质。实验观察到的开放 $\alpha$-溶血素孔的低 KCl 电导率通过表面极化效应的存在得到了定量解释。当 DNA 分子穿透进入孔道时，这些极化力结合 DNA 的电中性为离子电流设定了下限，解释了稀离子浓度下阻塞孔电导率的弱盐依赖性。向溶液中添加多价反离子会导致聚合物电荷反转和电渗流方向反转。对于三价亚精胺或四价精胺分子，电荷反转足够强，足以停止聚合物的易位并反转其运动。该机制可有效用于易位实验，通过最小化聚合物的易位速度来提高 DNA 测序的准确性。