基于固体纳米通道阵列的新型电化学方法的研究
本文选题:电化学分析 + 固体纳米通道 ; 参考:《华东师范大学》2017年硕士论文
【摘要】:近年来固体纳米通道由于尺寸的可控性、高的机械强度、结构的稳定性引起了广泛的关注,并在基因测序、分子识别筛选、逻辑门构建等方面取得了重大突破,人们基于纳米通道构建了一系列生物传感器、纳流控装置、逻辑开关装置。固体纳米通道在电化学检测方面的应用打破了传统电化学只能在平面上功能化组装的局限,将研究范围从本体溶液、平面界面发展到纳米尺度空间,为生物大分子尤其是非电化学活性生物分子的检测开辟了新的研究方法。本论文从不同孔径、功能化的纳米孔道出发,利用与生物分子尺寸相匹配的特性,探讨了分子在有限空间的变化及定量分析,主要内容概括如下:1、合成孔径3 nm左右的硅阵列纳米通道,与i-motif DNA折叠结构1.9 nm的尺寸匹配性好。通过封闭硅通道外表面,成功将i-motifDNA固定于通道内。利用纳米孔道的空间限域作用,实现了近中性条件下i-motifDNA四链体的形成。该现象完全不同于稀溶液及平面电极表面i-motif DNA的折叠行为。针对这一现象,我们提出了纳米孔口端质子富集促进折叠的机理,为基于DNA界面分子及DNA工程、器件的研究提供了新思路。2、基于不对称多孔氧化铝纳米通道,利用酪氨酸酶对酚羟基的特异性氧化作用,诱导孔道表面电荷密度的变化,进而导致整流变化的机理,提出了一种新型的酪氨酸酶的测定方法。结果表明,该功能化阵列纳米孔道对酪氨酸酶选择性好,在2U/ml-50U/ml的范围内呈现良好的线性。基于这种功能化阵列纳米孔道可成功实现黑色素瘤细胞中酪氨酸酶的检测。该研究为对非电活性酪氨酸酶快速、简便的检测提供了一种新的方法。
[Abstract]:In recent years, solid nanochannels have attracted wide attention due to their controllable size, high mechanical strength and structural stability, and have made great breakthroughs in gene sequencing, molecular identification, logic gate construction and so on. A series of biosensors, nanocontrol devices and logic switch devices have been constructed based on nanochannels. The application of solid nanochannels in electrochemical detection breaks the limitation that traditional electrochemistry can only be functionally assembled on the plane, and develops the research field from bulk solution and plane interface to nanoscale space. It opens up a new research method for the detection of biological macromolecules, especially non-electrochemical active biomolecules. In this paper, the variation and quantitative analysis of molecular size in finite space are discussed based on the different pore size and functionalized nano-channels, which are matched with the size of biomolecules. The main contents are summarized as follows: 1: 1. The size of silicon array nanochannels with synthetic aperture of about 3 nm is well matched with the size of i-motif DNA folding structure at 1.9 nm. The i-motif DNA was successfully immobilized in the channel by blocking the external surface of the silicon channel. The formation of i-motif DNA quadruplex under near-neutral conditions was realized by using the spatial limiting effect of nano-pore. This phenomenon is completely different from the folding behavior of i-motif on the surface of dilute solution and planar electrode. In view of this phenomenon, we propose a mechanism of proton enrichment at the pore end to promote folding, which provides a new way of thinking for the study of DNA interface molecules and DNA engineering, and based on asymmetric porous alumina nanochannels. Based on the specific oxidation of phenolic hydroxyl groups by tyrosinase, a new method for the determination of tyrosinase was proposed. The results showed that the functionalized nanochannels showed good selectivity for tyrosinase and showed good linearity in the range of 2U / ml-50Uml. The detection of tyrosinase in melanoma cells can be successfully achieved based on this functionalized array of nano-channels. This study provides a new method for rapid and simple detection of non-electrically active tyrosinase.
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O657.1
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,本文编号:2095222
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