基于单个固态纳米孔的生物传感应用研究
发布时间：2021-07-09 03:49
纳米孔分析技术是以库尔特计数器和单通道电流记录技术为基础的一门新兴的单分子传感检测分析技术。受离子和分子在细胞膜上离子通道的传输行为的启发,并伴随着表面化学、材料科学和纳米技术领域的发展,各种人工合成的纳米通道开始出现并迅速发展。其中,人工合成的单个固态纳米孔因其硬度大、稳定性高、尺寸可控以及表面可塑等特点已被广泛用于单分子、单细胞的传感检测。当待测分析物穿过单个固态纳米孔时因其体积阻塞效应会导致纳米孔内的离子电导短暂的下降,从而产生大量的脉冲电流信号,我们可根据这些信号获取分析物的结构、尺寸以及浓度等信息。单个玻璃毛细管纳米孔因其纳米尺寸的锥形尖端,穿透细胞膜插入细胞时对细胞功能和细胞膜的完整性无明显损伤,在单细胞传感研究方面具有独特的优势;通过对玻璃纳米管内部进行功能化修饰,可实现单个细胞内物质的传递和信息读取,以及单个细胞内物质的传感检测。同时,近年来随着大量新型纳米材料和纳米孔精细加工技术的出现,关于纳米流体学领域的研究也取得了飞跃性的进展。在本论文中,我们主要围绕单个固态玻璃毛细管和氮化硅纳米孔这一传感平台开展了研究工作。通过对DNA纳米结构的组装,借助单个玻璃纳米管,实现长...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?Ｄａｖｉｄ?Ｄｅａｍｅｒ的两页笔记，记录了?Ｄｅａｍｅｒ最初的纳米孔ＤＮＡ测序的概念［６］
广泛的应用和发展，它已成为分析检测最强有力的手段??之一。??ａ?ｂ?—?．?—?．￣??＊?ｔａｇｇｅｄ??＿?ｎｉＫｉｅｏｔｋｉ？ｓ??１??？＊？？？＊?■■?Ｉ???Ｉ?？—?—?????Ｉ—?？?ＪＬｗｍＩ?—?＊＞４?？??———■?—?—＊?＇？ｖ■＿＿■?Ｉ?—?—４?？?—?■■■■■????？＞?Ｍ．?＜？?ｍ＂?％ＭＭ？?？？?ＭＭ?？??，［ｒ?Ａ?ｃ?６?ｃ?１?６?，［ｒ?Ａ?ｃ?Ｇ?ｃ?Ｔ?Ｇ???图１．３纳米孔ＤＮＡ测序的两种机制［１２］。（ａ）直接读龋假设单链ＤＮＡ穿过纳米孔时，??ＤＮＡ上的每种碱基会对孔道的离子电导产生特定的影响，产生特征性的离子电流，且每个??碱基在孔道的传感区域的停留时间较长，由此直接读取长链ＤＮＡ的核苷酸序列。（ｂ）由??孔道中的分子适配器读龋按合成顺序排列，代表四种核苷酸的聚合物标记被聚合酶从各??自的碱基上释放出来，并且被纳米孔读取出来。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｎａｎｏｐｏｒｅ－ｂａｓｅｄ?ＤＮＡ?ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ?ｅｎｇｉｎｅｓ?ｏｐｅｒａｔｅ?ｔｈｒｏｕｇｈ?ｔｗｏ?ｐｏｓｓｉｂｌｅ??ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ．［１２］?（ａ）?Ｄｉｒｅｃｔｌｙ?ｒｅａｄｉｎｇ．?Ｉｔ?ｉｓ?ａｓｓｕｍｅｄ?ｔｈａｔ?ｗｈｅｎ?ｓｉｎｇｌｅ－ｓｔｒａｎｄ?ＤＮＡ?ｔｒａｎｓｌｏｃａｔｅｄ??ｔｈｒｏｕｇｈ?ａ?ｎａｎｏｐｏｒｅ，?ｅａｃｈ?ｂａｓｅ?ｏｎ?ｔｈｅ?ＤＮＡ?ｗｉｌｌ?ｈａｖｅ?ｓｐｅｃｉｆｉｃ?ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｉｏｎｉｃ?ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ?ｏｆ??ｔｈｅ?ｎａｎｏｐｏｒｅ，?ｇｅｎｅｒａ
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【参考文献】：
期刊论文
[1]基于DNA纳米结构的传感界面调控及生物检测应用[J]. 叶德楷,左小磊,樊春海. 化学进展. 2017(01)
[2]Glass capillary nanopore for single molecule detection[J]. SHA JingJie,SI Wei,XU Wei,ZOU YiRen,CHEN YunFei. Science China（Technological Sciences）. 2015(05)
本文编号：3272961
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?Ｄａｖｉｄ?Ｄｅａｍｅｒ的两页笔记，记录了?Ｄｅａｍｅｒ最初的纳米孔ＤＮＡ测序的概念［６］
广泛的应用和发展，它已成为分析检测最强有力的手段??之一。??ａ?ｂ?—?．?—?．￣??＊?ｔａｇｇｅｄ??＿?ｎｉＫｉｅｏｔｋｉ？ｓ??１??？＊？？？＊?■■?Ｉ???Ｉ?？—?—?????Ｉ—?？?ＪＬｗｍＩ?—?＊＞４?？??———■?—?—＊?＇？ｖ■＿＿■?Ｉ?—?—４?？?—?■■■■■????？＞?Ｍ．?＜？?ｍ＂?％ＭＭ？?？？?ＭＭ?？??，［ｒ?Ａ?ｃ?６?ｃ?１?６?，［ｒ?Ａ?ｃ?Ｇ?ｃ?Ｔ?Ｇ???图１．３纳米孔ＤＮＡ测序的两种机制［１２］。（ａ）直接读龋假设单链ＤＮＡ穿过纳米孔时，??ＤＮＡ上的每种碱基会对孔道的离子电导产生特定的影响，产生特征性的离子电流，且每个??碱基在孔道的传感区域的停留时间较长，由此直接读取长链ＤＮＡ的核苷酸序列。（ｂ）由??孔道中的分子适配器读龋按合成顺序排列，代表四种核苷酸的聚合物标记被聚合酶从各??自的碱基上释放出来，并且被纳米孔读取出来。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｎａｎｏｐｏｒｅ－ｂａｓｅｄ?ＤＮＡ?ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ?ｅｎｇｉｎｅｓ?ｏｐｅｒａｔｅ?ｔｈｒｏｕｇｈ?ｔｗｏ?ｐｏｓｓｉｂｌｅ??ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ．［１２］?（ａ）?Ｄｉｒｅｃｔｌｙ?ｒｅａｄｉｎｇ．?Ｉｔ?ｉｓ?ａｓｓｕｍｅｄ?ｔｈａｔ?ｗｈｅｎ?ｓｉｎｇｌｅ－ｓｔｒａｎｄ?ＤＮＡ?ｔｒａｎｓｌｏｃａｔｅｄ??ｔｈｒｏｕｇｈ?ａ?ｎａｎｏｐｏｒｅ，?ｅａｃｈ?ｂａｓｅ?ｏｎ?ｔｈｅ?ＤＮＡ?ｗｉｌｌ?ｈａｖｅ?ｓｐｅｃｉｆｉｃ?ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｉｏｎｉｃ?ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ?ｏｆ??ｔｈｅ?ｎａｎｏｐｏｒｅ，?ｇｅｎｅｒａ
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【参考文献】：
期刊论文
[1]基于DNA纳米结构的传感界面调控及生物检测应用[J]. 叶德楷,左小磊,樊春海. 化学进展. 2017(01)
[2]Glass capillary nanopore for single molecule detection[J]. SHA JingJie,SI Wei,XU Wei,ZOU YiRen,CHEN YunFei. Science China（Technological Sciences）. 2015(05)
本文编号：3272961
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