【摘要】：作為一種新型的DNA測序技術,近幾年來納米孔傳感已經發(fā)展成為一種成熟的單分子檢測技術,包括miRNA檢測、核酸之間的鑒定、DNA結合物的檢測、分子間相互作用力的檢測以及納米顆粒的檢測。金納米顆粒是一種用途廣泛的納米材料,具有獨特的物理化學性質,利用納米顆粒的組裝進行檢測應用日益廣泛。本文主要將納米孔傳感和納米材料組裝技術相結合,系統(tǒng)地研究了金納米顆粒及組裝體通過固態(tài)納米孔的信號特征,為固態(tài)納米孔應用于納米材料以及癌癥標志物的檢測提供技術指導和理論支持。主要內容如下:1.基于固態(tài)納米孔傳感平臺研究了金納米顆粒通過納米孔的易位信號。我們記錄了在電解質溶液中,金納米顆粒在電壓驅動下通過納米孔時電流的堵塞變化,通過分析阻塞電流的幅值和阻塞時間,對納米粒子的捕獲和易位動力學過程進行研究。我們發(fā)現阻塞電流的方向與納米孔的孔徑有關,我們分別使用孔徑為40、78和120 nm的納米孔來檢測金納米顆粒。根據理論分析解釋了在小孔徑下電流增大而在大孔徑下電流減小的現象。2.利用DNA組裝,通過納米孔單分子檢測癌癥標記物miRNA。miRNA是短的非編碼RNA分子,在調節(jié)基因表達中起重要作用。在這項工作中,我們開發(fā)了一種新的miRNA檢測方法,它結合了兩種納米檢測技術,即具有高選擇性的納米顆粒自組裝體系和單分子的納米孔檢測平臺,用于快速檢測miRNA。同時我們可以對探針進行設計編碼用于miRNA的多元檢測,并且檢測分子的大小不受納米孔孔徑的限制,進一步擴大了納米孔的檢測范圍和應用,建立了一種快速、特異、高效的生物傳感平臺,可以有效地運用到醫(yī)學檢測中。3.通過DNA折紙設計DNA條帶并組裝成納米金鏈,并研究其在納米孔中的易位行為。為了提高納米孔的通量和多元檢測性,我們通過DNA折紙技術設計了一款拓撲結構靈活的DNA條帶作為運輸載體,該納米帶還可以作為模板組裝納米顆粒,形成長的納米金鏈,并通過納米孔研究其易位行為,分析堵塞信號可以區(qū)分納米顆粒的位置和數量,為創(chuàng)建新型的納米孔傳感器提供了新的思路。
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.1;R318
【圖文】：

圖 1.1 （A）納米孔檢測原理示意圖[20]；（B）生物分子通過納米孔的動態(tài)過程以及相應的電流信號圖[21]�；趩畏肿觽鞲械募{米孔技術有著相似的原則。如原理圖 1.1（A）所示，在納米孔傳感檢測中，一層絕緣的薄膜將溶液分成兩個部分，形成兩個單獨的離子溶液池（通常為 NaCl或 KCl），即順式面（Cis）和反式面（Trans）。嵌在薄膜中央的納米孔（通常小于 100 nm）成了連接兩部分的唯一通道。在兩邊池中分別插入 AgCl 電極，當在這兩側施加一個穩(wěn)定的偏置電壓時，溶液中離子會定向移動，產生一個穩(wěn)定的從孔的一側到另一側的離子電流。納米孔兩側的離子隨時間不停的變化，可以通過膜片鉗和數模轉換器將信號記錄下來，所得曲線為事件電流曲線（current-time trace）。當沒有加入生物分子時，所測得的這一電流值稱為開孔電流（open-pore current，I0）。一般在溶液中離子濃度較高的時候（大于 100 mM/L），I0可以由以下 Eq（1.1）來表示[21]：10 bias24l 1I Vd d （1.1）其中 d 表示納米孔的直徑，l 代表納米孔的長度，σ為離子溶液的電導率，Vbias代表施加

學專業(yè)學位碩士研究生學位論文 第一章要樣品的擴增、標記、表面固定等化學修飾，納米孔傳感檢測可以適用于聚合物的檢測。電流時間曲線中，電流被短暫的阻塞，然后又回到開孔電流水平，我們稱易位事件。生物分子被納米孔捕獲、進入納米孔以及完全通過納米孔，這以用記錄的電流信號來表征。每個事件產生的阻塞電流，可以通過體積排exclusion）來解釋，即當生物分子通過納米孔時，會占據孔內一定的空間，內的離子排出孔，導致孔內離子數量減少，從而使得納米孔內的電導（G）線性的生物分子來說，阻塞電流與其與孔的橫截面積之比成正比。通過事如阻塞時間（ t）、阻塞電流（ I）以及事件的電流的特征等相互結合可別。

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 翟慶峰;李敬;汪爾康;;基于高分子聚合物及毛細玻璃管的固態(tài)單納米孔通道在分析化學中的應用[J];分析化學;2018年06期

2 李志;劉麗萍;房真;郗冬梅;;固體納米孔分析技術的研究進展[J];分析化學;2018年06期

3 卓麗霞;王瑩;張春萍;段靜;張亞妮;;α-溶血素的表達及其納米孔的制備[J];中國生物工程雜志;2017年01期

4 張獻;;納米孔技術檢測蛋白質的研究新突破[J];世界復合醫(yī)學;2016年01期

5 孫鑫;馮敏;王斌;曹學偉;王玉芳;;非對稱領結型納米孔陣列的光透射特性（英文）[J];光散射學報;2016年03期

6 劉雪;;納米孔生物技術的新進展[J];農產品加工(學刊);2014年23期

7 林星星;吳綱;楊武;;硅納米孔結構在多晶硅太陽能電池中的應用[J];上海電機學院學報;2014年04期

8 陰笑弘;朱新宇;顧菁;張欣;朱志偉;邵元華;;納米孔分析化學[J];分析化學;2013年05期

9 王瑜玉;;Xe離子導向穿過PC納米孔箱(英文)[J];IMP & HIRFL Annual Report;2008年00期

10 程筱軍;徐軍明;;納米孔模板的透射電鏡觀察[J];杭州電子科技大學學報;2008年03期

相關會議論文 前10條

1 韓璐;Osamu Terasaki;車順愛;;納米孔材料的電子晶體學結構研究[A];中國晶體學會第六屆學術年會暨會員代表大會（電子晶體學分會）論文摘要集[C];2016年

2 牛延慧;于文彬;覃宗華;萬泉;;納米孔二氧化硅吸附金屬離子的實驗探索[A];中國礦物巖石地球化學學會第九次全國會員代表大會暨第16屆學術年會文集[C];2017年

3 孫鑫;馮敏;王斌;曹學偉;王玉芳;;非對稱領結型納米孔結構的透光特性的研究[A];第十八屆全國光散射學術會議摘要文集[C];2015年

4 朱在穩(wěn);孫春鳳;張旋;林叢賓;趙雪芹;顏佳偉;毛秉偉;;基于玻璃納米孔磷脂雙層膜中的單離子通道檢測[A];中國化學會第27屆學術年會第10分會場摘要集[C];2010年

5 張利香;鄭玉彬;曹小紅;李耀群;;玻璃錐形納米孔通道內不對稱離子整流[A];中國化學會第27屆學術年會第09分會場摘要集[C];2010年

6 康旭;趙雷;段先健;李振華;李遠兵;李淑靜;;納米孔二氧化硅絕熱材料的研究[A];低碳技術與材料產業(yè)發(fā)展研討會論文集[C];2010年

7 趙爽;翁玉華;鄭玉彬;蔡盛林;李耀群;;錐形納米孔對葡萄糖的刺激響應[A];中國化學會第28屆學術年會第4分會場摘要集[C];2012年

8 曹炳陽;胡幗杰;;聚合物熔體在納米孔中流動特性的實驗和模型研究[A];流變學進展（2012）——第十一屆全國流變學學術會議論文集[C];2012年

9 夏帆;;基于納米孔在復雜基質中的核酸和小分子雙檢測[A];中國化學會第29屆學術年會摘要集——第02分會：分離分析及微、納流控新方法[C];2014年

10 鮑信和;;納米孔材料和催化[A];2001年納米和表面科學與技術全國會議論文摘要集[C];2001年

相關重要報紙文章 前10條

1 本報記者 雍黎;他要讓基因測序飛入尋常百姓家[N];科技日報;2017年

2 常麗君;納米孔可成為DNA快速閱讀器[N];科技日報;2010年

3 張蓋倫;納米孔電池或讓儲能元件最小化[N];科技日報;2014年

4 陳丹;石墨烯納米孔設備可探測單個DNA分子[N];科技日報;2010年

5 顧定槐;拜耳材料科技開發(fā)“納米孔”[N];中國化工報;2010年

6 本報駐河北記者 李洪峰;高軍：“我相信創(chuàng)新和科技可以帶來奇跡”[N];中國建材報;2015年

7 本報記者 李宏乾;一項突破傳統(tǒng)的技術成果[N];中國化工報;2006年

8 本報記者 劉霞;2014，那些值得我們期待的科技突破[N];科技日報;2014年

9 本報記者 郭偉 周潔;2014，科技或許這樣影響生活[N];河北日報;2014年

10 記者 馬愛平 通訊員 雷鳴 周圓;新型探針材料可快速檢測貧血癥[N];科技日報;2016年

相關博士學位論文 前10條

1 楊海兵;含周期納米孔或夾雜二維彈性體的應力場及其有效剛度預測[D];南京航空航天大學;2017年

2 章寅;固態(tài)納米孔單分子傳感器設計制造及關鍵技術研究[D];東南大學;2017年

3 吳淑靜;鎂納米孔的制備及原位透射電子顯微學研究[D];武漢大學;2016年

4 司偉;納米孔在DNA及蛋白質分子檢測應用中的關鍵技術研究[D];東南大學;2018年

5 王勇凱;金屬微納結構的光異常透射特性與光學手性研究[D];陜西師范大學;2018年

6 吳宏文;納米孔檢測系統(tǒng)的研制及其在單分子檢測中的應用[D];東南大學;2016年

7 譚生偉;功能化氮化硅納米孔傳感器的研究[D];東南大學;2016年

8 鞏運蘭;規(guī)則納米孔結構陽極氧化鋁薄膜形成過程及形成機理研究[D];天津大學;2004年

9 富笑男;硅納米孔柱陣列及其金/銅復合體系的制備、結構與場發(fā)射特性[D];鄭州大學;2006年

10 孫玉兵;納米孔對鈾（Ⅵ）在水—礦物界面吸附和解吸的影響[D];合肥工業(yè)大學;2010年

相關碩士學位論文 前10條

1 吳皓;核酸分子組裝引導的納米顆粒在納米孔中的易位研究[D];南京郵電大學;2018年

2 趙小靜;基于固態(tài)納米孔的檢測技術的DNA分子易位研究[D];中國科學院大學(中國科學院重慶綠色智能技術研究院);2018年

3 魏珂珂;納米孔單分子技術在卟啉質子化和卟啉—金屬離子相互作用中的應用研究[D];西北大學;2018年

4 楊靜靜;柔性等離子體納米孔/點復合陣列的構筑及其性能研究[D];河南大學;2018年

5 邵爽;基于氧化鋁納米孔膜構建的高靈敏電化學生物傳感器及其應用研究[D];華東師范大學;2018年

6 成丹;基于環(huán)糊精適配體的藥物分子納米孔傳感研究[D];西北大學;2018年

7 張春萍;α-溶血素納米孔突變體的制備[D];西北大學;2014年

8 何峰;基于固態(tài)納米孔的納米粒子傳感應用[D];長春理工大學;2018年

9 周彪;基于超精密定位的固態(tài)納米孔制備研究[D];長春理工大學;2018年

10 趙小彬;有序鉬基化合物異質界面的構建及對電化學性能的影響[D];哈爾濱工業(yè)大學;2018年

本文編號：2717073