用于检测和/或量化液体样品中的靶分子的纳米传感器芯片包括半导体或其他衬底和一个或多个电极结构。衬底具有一个或多个复合纳米孔，称为“复合孔”。每个复合孔是在衬底中形成的孔并且包括多个纳米孔。每个纳米孔都用固定的探针分子功能化，用于检测靶分子。对于每个复合孔，相应的电极结构布置在衬底上。电极结构具有相对于复合孔的形状和位置，以跨复合孔中的所有纳米孔施加电场并且为通过复合孔中的所有纳米孔的聚集电流提供导电路径。聚集电流响应于液体样品中的靶分子与作为电场函数的探针分子结合而变化。