随着电子技术的不断发展和对单分子检测技术的深入研究，基于纳米孔的单分子检测方法已经得到了国内外研究学者的广泛关注。纳米孔单分子检测是一种基于单个纳米孔和高精度电子检测装置及高速数据采集的检测技术，涉及到对皮安级微弱电流的检测。目前，纳米孔单分子检测技术在国内外的研究中仍是一门崭新的技术，具有重要的研究价值和广阔的市场空间。
　　本文中，主要研究了如何在噪声环境中精确的检测纳米孔电流，并设计了基于FPGA的高速数据采集系统，为此做了如下几个方面的工作:
　　(1)介绍了DNA检测技术的研究意义和发展过程，并对单分子检测技术的原理作了简单的概述。
　　(2)结合膜片钳技术的原理，设计了用于检测生物纳米孔电流的前置放大器，即电流-电压变换电路。给出了电路中选择运算放大器的条件，并在Multisim电路仿真软件中对电路进行仿真分析，电路能够把pA级的孔电流转换成mV级的电压输出。
　　(3)对影响前置放大器电流检测精度的电阻热噪声、快慢电容噪声作了详细分析。逐一介绍了各噪声对电路性能的影响，通过理论计算给出了具体的补偿电路。软件仿真的结果表明，补偿电路能够抵消电路中的噪声影响。
　　(4)设计了基于FPGA为主控制器的数据采集系统，使用16位模数转换芯片AD7685采集前置放大器输出的电压，并通过USB总线传输到上位机中进行保存和显示。同时设计了输出±100mV命令电压的数模转换电路，为分子的移动提供动力。
　　(5)编写了FPGA主控程序，控制系统中各个子模块的工作，并编写基于VS2012的上位机界面，显示和保存采集的数据。
　　通过对电路进行测试，数据采集系统可以采集幅值在200pA左右，频率变化为10kHz的纳米孔电流。采集的电压噪声在3mV以内，满足低噪声设计要求，达到了实验预期的效果。