二硫化钼纳米孔DNA测序若干影响因素的模拟研究

发布时间：2021-09-03 18:46

　　近年来,基因测序在疾病预测和治疗上显示出巨大的应用价值,发展高效的基因测序技术具有重要意义。目前,固态纳米孔测序被认为是最具潜力的新一代测序方法,其中,二维单层二硫化钼纳米材料因具有优异的电子性能和机械性能、易制备、以及价格低廉等特点而备受关注,被认为是非常有前途的可用于基因测序的纳米材料。针对固态纳米孔DNA测序低分辨率的问题,本论文利用分子动力学模拟的方法,探索了DNA在二硫化钼表面的吸附行为,并基于DNA在二硫化钼表面的吸附取向,进一步探索了在电压和牵引力两种作用模式下,电压、纳米孔直径、牵引力和电荷等因素对利用二硫化钼纳米孔DNA测序的影响,并通过分子模拟获得了最佳二硫化钼纳米孔测序模型,对实验提供了有益的指导。本论文具体结论如下:1、从分子水平探讨了不同初始取向的DNA在二硫化钼表面的吸附行为,研究结果表明,初始构型为水平和垂直的DNA体系均倾向于垂直吸附在二硫化钼表面,且DNA在二硫化钼表面的吸附取向不受DNA双链的顺序和长度影响。其原因是DNA两侧的磷酸根与二硫化钼中的硫原子存在较强的静电斥力,导致DNA无法水平吸附在二硫化钼表面,且DNA在范德华力的作用下倾向于通过端部... 

【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

纳米孔测序的阻塞离子电流信号图

杭州电子科技大学硕士学位论文2图1.1纳米孔测序的阻塞离子电流信号图1.2第三代DNA分子测序技术1.2.1生物纳米孔DNA测序技术发展生物纳米孔测序主要是利用自身的磷脂双分子层，通过蛋白质嵌入形成一种天然通道。生物纳米孔的类型分为α-溶血素[9]、气泡单胞菌溶素[10]、耻垢分枝杆菌[11]、以及噬菌体phi29连接器[12]，如图1.2所示[13]。当电压通过磷脂双分子膜时，通过生物纳米孔隙产生离子电流。每当有DNA分子通过孔洞时，孔洞的离子电流发生改变，不同类型的核苷酸分子对孔洞的阻碍情况不同，从而产生不同的离子电流信号。常用的生物纳米孔主要分为α-溶血素[14]和耻垢分枝杆菌（MspA）[15]两种类型孔蛋白。图1.2四种生物纳米孔示意图(A)α-溶血素生物纳米孔(B)气泡单胞菌溶素生物纳米孔(C)耻垢分枝杆菌生物纳米孔(D)以及噬菌体phi29连接器生物纳米孔

理论、模拟和实验三者之间的关系

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]DNA和二维纳米材料的界面作用行为及其在荧光生物传感中的应用[D]. 陆畅.浙江大学 2017
[2]纳米孔检测系统的研制及其在单分子检测中的应用[D]. 吴宏文.东南大学 2016

硕士论文
[1]几种纳米材料相变的尺寸效应[D]. 姜如.湘潭大学 2013



本文编号：3381658