2015年--外文翻譯--帶有新型液態(tài)門控高度敏感的硅納米絲生物傳感器對(duì)于特定的單鏈dna分子的檢測(cè)（譯文）

1、<p><b>　　中文6900字</b></p><p>　　出處：Adam T, Hashim U. Highly sensitive silicon nanowire biosensor with novel liquid gate control for detection of specific single-stranded DNA molecules[J]. Bios

2、ensors and Bioelectronics, 2015, 67: 656-661.</p><p>　　帶有新型液態(tài)門控高度敏感的硅納米絲生物傳感器對(duì)于特定的單鏈DNA分子的檢測(cè)</p><p>　　TijjaniAdam , U.Hashim</p><p>　　納米電子工程學(xué)院，馬來西亞玻璃大學(xué)，01000加央，玻璃市，馬來西亞</p>&

3、lt;p>　　摘要：這項(xiàng)研究證明了液態(tài)門控硅納米線生物傳感器在檢查特定單鏈DNA分子方面的發(fā)展。此傳感器借助傳統(tǒng)光刻法與電感耦合等離子體干蝕刻過程制作而成。在把DNA應(yīng)用到這項(xiàng)設(shè)備之前，通過連續(xù)稀釋使ph2降到ph14，證明了此傳感器對(duì)于ph值的線性反應(yīng)。之后，傳感器表面被硅烷化并被（3-氨丙基）三乙氧基硅烷直接氨化，從而形成一個(gè)分子綁定的生化功能體。所形成的硅-氧-硅組件由于帶有受體單鏈DNA分子從而具有功能。受體單鏈DNA分子

4、與目標(biāo)單鏈DNA分子互相作用會(huì)在硅納米線上創(chuàng)建一段區(qū)域并增加電流。傳感器顯示了在線性范圍的目標(biāo)單鏈DNA分子濃度100pm到25nm之間，它對(duì)目標(biāo)單鏈DNA分子的選擇性。憑借其優(yōu)良的檢測(cè)能力，這種傳感器平臺(tái)保障了特定的生物標(biāo)記和其它目標(biāo)蛋白質(zhì)的檢測(cè)工作。</p><p>　　關(guān)鍵詞：納米絲生物傳感器，氨丙基三乙氧基硅烷，目標(biāo)單鏈DNA，DNA，光刻法，液體門控</p><p><b&

5、gt;　　介紹</b></p><p>　　在互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOSs）中，場(chǎng)效應(yīng)管響應(yīng)由氧化層，即柵極決定。相似地，納米絲場(chǎng)效應(yīng)管生物傳感器通常配備一個(gè)有相同目的的由受體分子組成的功能性生物接觸面。此生物接觸面在檢測(cè)目的生物分子時(shí)起到關(guān)鍵作用。工作原理如下：當(dāng)目的分子與受體靠近接觸時(shí)，這兩種分子間產(chǎn)生不可忽視的局部充電。這將調(diào)解功能層表面的充電體質(zhì)，影響納米絲上的靜電荷分布。這將影響納米絲的

6、電導(dǎo)，因此，當(dāng)在合適的兩個(gè)末段施加電壓時(shí)，可以檢測(cè)到電流的波動(dòng)。電流反應(yīng)的量值取決于液體中目標(biāo)分子的濃度。這種工作原理稱為液體門控。</p><p>　　詳細(xì)地說，一個(gè)傳統(tǒng)的場(chǎng)效應(yīng)管有一個(gè)源極和一個(gè)漏極。上面說到的固態(tài)門通過產(chǎn)生電場(chǎng)控制著源極和漏極間的電流。半導(dǎo)體硅納米絲生物傳感器的工作原理和前者幾乎一致，只是兩種傳遞的材料間的是一條納米絲而非固態(tài)門。納米絲中高濃度的原子分布在其表面（也就是說，它有高表面積體積比

7、），所以環(huán)境因素嚴(yán)重影響從源極流向漏極的電流。尤其，一維的硅納米絲的電子特性對(duì)周圍化學(xué)物質(zhì)敏感。例如，如果吸收到的陽離子數(shù)量超過陰離子，表面將得到正電荷充電。這將造成表面上一團(tuán)相反電荷的離子從表面移向溶液。材料上的局部充電越高，表面將吸收到更多離子，也就會(huì)聚集更大的一團(tuán)相反離子。而更高濃度的電解質(zhì)溶液也將增多相反離子。</p><p>　　在現(xiàn)在工作中，我們匯報(bào)了帶有液態(tài)門控的硅納米絲傳感器在液態(tài)環(huán)境中的適用性。

8、為了使這項(xiàng)設(shè)備與DNA捕獲探針搭配使用，感受部分被硅烷化并被（3-氨丙基）三乙氧基硅烷直接氨化，產(chǎn)生一個(gè)所謂的“分子小地毯”綁扎化學(xué)物。特別的，由硅烷化形成的硅-氧-硅-組件借助氨丙基三乙氧基硅烷被生物功能化。受體單鏈DNA和目標(biāo)單鏈DNA互相作用在硅納米絲上創(chuàng)造一段區(qū)域，增加測(cè)到的電流值。通過其卓越的檢測(cè)能力，這種傳感器平臺(tái)對(duì)于特定生物標(biāo)記和其它目標(biāo)蛋白的檢測(cè)有著很大前景。</p><p><b>　

9、　2.材料和方法</b></p><p><b>　　2.1材料</b></p><p>　　一個(gè)五英尺p型絕緣硅晶體片和一個(gè)雙觸頭的鉻掩模（金屬絲和襯墊）被用于設(shè)備制造。用到的化學(xué)試劑有（3-氨丙基）三乙氧基硅烷，戊二醛，乙醇胺和緩沖磷酸鹽（PH 7.4）。這些試劑來自于西格瑪奧德里奇（馬來西亞）私人有限公司且使用時(shí)沒有經(jīng)過進(jìn)一步純化。這其中用到的最重要

10、的試劑就是（3-氨丙基）三乙氧基硅烷。它的化學(xué)式是,分子質(zhì)量是221.37克/摩爾。（3-氨丙基）三乙氧基硅烷在室溫25攝氏度下是密度為0.946克/毫升的澄清溶液。在使用前密封并儲(chǔ)存在干燥通風(fēng)良好的環(huán)境。吉時(shí)利半導(dǎo)體參數(shù)分析儀被用于分析，緩沖氧化蝕刻劑被用于標(biāo)準(zhǔn)清洗流程中移除有機(jī)和無機(jī)污垢。</p><p>　　2.2硅納米絲的制造</p><p>　　各覆蓋有400納米厚光致抗蝕劑層的

11、一個(gè)五英尺p型絕緣硅晶體片和一個(gè)250納米絕緣膜。經(jīng)過暴露和演化，形成一個(gè)3-5微米寬的溝道。氧氣電漿蝕刻將溝道規(guī)模減少至200納米，反應(yīng)離子蝕刻機(jī)和一個(gè)高溫氧化熔爐配合最終制造納米絲。最后，氧氣或是水的熱氧化作用修剪納米絲。這之后，鈦和金借助熱蒸鍍機(jī)鍍?cè)诩{米絲的兩端。這些步驟闡述在圖1。</p><p>　　圖一. 以硅納米絲為基礎(chǔ)的場(chǎng)效應(yīng)管設(shè)備的制作的主要步驟。（a）絕緣硅晶體片 （b）覆蓋阻抗 （c）光刻法

12、形成硅溝道 （d）阻抗的發(fā)展和清洗 （e）金屬的連接和烘干</p><p>　　上述的五步主要的光刻過程的細(xì)節(jié)如下。首先，晶片是潔凈的且外包一層絕緣材料。在此項(xiàng)研究中，我們利用二氧化硅作為絕緣體，因?yàn)樗阋?，被廣泛使用而且對(duì)水分和不穩(wěn)定離子來說，是一個(gè)很好的屏障保護(hù)膜。其次，低壓化學(xué)蒸汽沉淀把氫化硅轉(zhuǎn)化為硅作為納米絲的基本原料。然后，一個(gè)薄層（400納米）正性光致抗蝕劑覆蓋在納米絲上，晶片上不要的硅利用鉻掩模被蝕

13、刻掉以形成一微米規(guī)格的硅微傳線。在微傳線形成后，電漿修剪至納米級(jí)。在這步里，微米級(jí)的絲的表面被氧化，消耗了硅，而氧化層被下面步驟中的緩沖氧氣蝕刻機(jī)蝕刻掉。消耗的硅的量取決于氧化的滲透量，而后者受限于硅-氧界面的氧氣活動(dòng)。</p><p>　　2.3 門限的表面修整</p><p>　　特定捕獲探針寡核苷酸的離子支持連接物為識(shí)別特殊目標(biāo)DNA提供了一套有力的工具。為了確保目標(biāo)被準(zhǔn)確地，精確地

14、，可靠地被識(shí)別，最佳的連接物必須要仔細(xì)挑選。一個(gè)單鏈DNA分子探針可以采取多種方法利用共價(jià)鍵連接到硅納米絲。羧基和氨基基團(tuán)是連接配合鍵到固體表面的最普遍的反應(yīng)基團(tuán)。氨基基團(tuán)相比于羧基基團(tuán)更牢固，而且它們的化學(xué)性質(zhì)也已經(jīng)被這個(gè)領(lǐng)域的研究者廣泛地探索出來了。因此，一個(gè)以氨基為基礎(chǔ)的方法被用于此項(xiàng)研究。</p><p>　　首先，二氧化硅放置在納米絲的表面。二氧化硅是場(chǎng)效應(yīng)管中最為重要的組分之一，它的卓越的特性使得它在

15、生物感應(yīng)的各個(gè)方面都具有極高的利用價(jià)值。</p><p>　　其次，在1000攝氏度的高溫下，將水流過放置的二氧化硅表面以形成正硅酸.覆蓋在硅納米絲表面的大量使得硅納米絲表面吸水，所以它能夠快速吸收生物分子樣品中的離子。</p><p>　　離子從氧化物材料里移動(dòng)出來到達(dá)硅納米絲里，這造成了材料里的電子在電壓差的作用下移動(dòng)。當(dāng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)憑借離子濃度而增大時(shí)，離子最終被消耗。通過這個(gè)過程，富含

16、硅的氧化物充當(dāng)了離子獲得者或是屏障。所以，以氨基為末端的表面單層可以通過增加（3-氨丙基）三乙氧基硅烷而獲得外露氨基基團(tuán)。這些可以和結(jié)合試劑如戊二醛構(gòu)成生物鏈接，形成一個(gè)對(duì)其它氨基基團(tuán)有反應(yīng)的接觸面。因此，在表面形成基團(tuán)后，3-氨丙基試劑可以覆蓋在其上以便將戊二醛接到這個(gè)接觸面（3-氨丙基）三乙氧基硅烷常借助于戊二醛連接物，用于硅襯底上的硅烷層的生物分子固定。</p><p>　　下一步是連接DNA探針。在這個(gè)例

17、子里，我們使用一個(gè)與目標(biāo)核苷酸序列互補(bǔ)的配種探針，即一個(gè)可以檢測(cè)目標(biāo)核苷酸序列的單鏈DNA序列。注意，然而，部分的不匹配和完全的匹配都可以被探測(cè)出。由于探針和目標(biāo)之間的互補(bǔ)性，探針需要和一段本身序列允許探針-目標(biāo)配對(duì)的單鏈核苷酸序列雜交。這個(gè)過程如下：標(biāo)記DNA首先變性成單鏈DNA（通過加熱或是堿性環(huán)境如接觸氫氧化鈉），然后和目標(biāo)單鏈DNA雜交。</p><p><b>　　3.結(jié)果和討論</b&

18、gt;</p><p>　　3.1 修剪裝置的特征描述</p><p>　　氧和硅的反應(yīng)在大自然中很普遍。舍費(fèi)爾證實(shí)了，尤其，在原子層面，氧（和硅）以相對(duì)大結(jié)構(gòu)的二氧化硅的形式擴(kuò)散。為了實(shí)現(xiàn)硅納米絲更佳的各向異性蝕刻剖面的縱橫比，干蝕刻法更好。這項(xiàng)技術(shù)保證了精確的控制蝕刻深度和剖面，因?yàn)橄啾扔趥鹘y(tǒng)的各向同性的濕蝕刻法，偶然的離子能量，氣體類型和壓力可以被控制地更準(zhǔn)確。然而，在干蝕刻中，這些

19、參數(shù)間有很多復(fù)雜的互相影響。如果想給更小的納米絲做出一個(gè)光滑蝕刻剖面，這項(xiàng)發(fā)展將很具有挑戰(zhàn)性。</p><p>　　在這項(xiàng)研究中，我們使用兩種方法去獲得最小可能的納米絲維度而不對(duì)基底或設(shè)備造成損害。電感耦合等離子體被用于修剪剖面從1微米寬降到200納米，然后濕蝕刻法將絲從200納米降到10納米。之后，經(jīng)過連續(xù)四步，包含浸入到10:1緩沖氧化蝕刻液兩分鐘進(jìn)行氧化和在1000攝氏度下進(jìn)行灰燼修整。圖二顯示制造出的硅納

20、米絲在電場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡下的影像。</p><p>　　在氧化的過程一開始，氧原子被嵌入導(dǎo)致納米絲的直徑膨脹了將近20%。此時(shí)，不會(huì)有進(jìn)一步的離子滲入硅，也就不會(huì)有進(jìn)一步的氧化。因?yàn)榫薮蟮膲毫性诳拷趸?硅的表面的氧化部分。事實(shí)上，硅的核心/二氧化硅的殼的結(jié)構(gòu)由此形成了。并且即使不斷進(jìn)行修整，納米絲也不會(huì)完全被氧化。這種機(jī)制也被分子動(dòng)態(tài)模擬所支持，顯示出受壓力影響，離子會(huì)停止?jié)B入硅。因此，這是一個(gè)自身

21、限制的氧化技術(shù)，僅僅可以使結(jié)構(gòu)從1微米直徑降到20納米。從氣筒到氣/氧化物接觸面的氧化量流量（單位時(shí)刻通過單位面積的分子數(shù)量）不同于從氧化物到硅表面的流量，由此可知有部分氧化流量在硅/二氧化硅表面發(fā)生反應(yīng)。</p><p>　　為了監(jiān)督設(shè)備修整過程，硅納米絲的電導(dǎo)率被觀察，電流-電壓曲線在電壓值從0V-10V被畫出。然而，灰燼修整時(shí)的電流-電壓曲線不在這里呈現(xiàn)。歸納來說，將蝕刻到200納米的干蝕刻法和接下來的濕蝕

22、刻法結(jié)合到一起才能得到最為理想的維度值。尤其，圖二可見一個(gè)界限分明的形狀。</p><p>　　圖二。修整制造后的硅納米絲設(shè)備</p><p>　　在最終的干蝕刻階段后的一個(gè)垂直發(fā)射過程，金被光刻法固定在納米絲上。然后，樣品被超薄鈦預(yù)處理，在硅納米絲和金襯墊間形成一個(gè)電阻性的接觸。一旦修整過程結(jié)束，電流-電壓特性被吉時(shí)利4200半導(dǎo)體參數(shù)分析儀測(cè)量出來。采用一個(gè)典型的電流-電壓測(cè)量設(shè)置，電

23、壓施加到源極，輸出電流在漏極被測(cè)量。細(xì)節(jié)此處不贅述，但是通常，當(dāng)絲寬度減少時(shí)，電流降低，暗示著阻抗的增加。</p><p><b>　　3.2 PH反應(yīng)</b></p><p>　　使用兩探頭的電流-電壓測(cè)量儀驗(yàn)證了依賴PH的電流反應(yīng)。由于硅納米絲的高阻抗性，可以預(yù)期一個(gè)很小的電流。出于這個(gè)考慮，采用吉時(shí)利2400電流分辨率為10pA的電容測(cè)量儀。為了確定儀器的可用性

24、，它被當(dāng)做場(chǎng)效應(yīng)管，并接受各種ph值。因?yàn)閮x器表面上占主導(dǎo)的是空穴（p型材料），它對(duì)ph的反應(yīng)良好。為了進(jìn)一步加強(qiáng)這種反應(yīng)，我們將硅納米絲表面放置于低ph流體以便使其質(zhì)子化，給外表提供正電荷充電。尤其，在ph為3的緩沖液，納米絲表面得到正電荷-,這將激發(fā)納米絲里的載流子（空穴）移動(dòng)。這種方法是由Lehoucq及其他人（2012）提出。在這些條件下，納米絲的表面充當(dāng)一個(gè)陽性正柵極，影響納米絲里的流動(dòng)載流子。（Barkelid和 Steel

25、e，2012）。例如，當(dāng)硅納米絲表面在更低ph的流體中去質(zhì)子化時(shí)，移動(dòng)載流子會(huì)相應(yīng)減少。當(dāng)修改后的p型硅納米絲設(shè)備在ph2和ph14的溶液中測(cè)試時(shí)，它電導(dǎo)將呈現(xiàn)階梯式遞增。這與Swails及其他人(2014)所做的相似實(shí)驗(yàn)的結(jié)果一致。在Swails實(shí)驗(yàn)中，ph是用點(diǎn)滴管人為地從ph值2階梯式升到ph值14.（圖三）</p><p>　　事實(shí)上，電導(dǎo)和ph之間是近似線性正比例關(guān)系，從感應(yīng)的角度來說，這是一個(gè)極好的特

26、性。此特性由兩組不同的感受器在不同ph值間：硅羥基和氨鹽基基團(tuán)，質(zhì)子化或去質(zhì)子化而得出結(jié)論： 從機(jī)械學(xué)角度上看，電導(dǎo)隨ph的增加而增加和表面正電荷（陰電荷）充電的減少（增加）是一致的，通過積累載流子而開啟p型場(chǎng)效應(yīng)管。表面接受者在明確納米絲傳感器的反應(yīng)中起到的關(guān)鍵作用就是增加了表面充電量，減少了納米絲的電導(dǎo)。</p><p>　　圖三。硅納米絲探測(cè)儀對(duì)于從ph2-ph14變化的電子反應(yīng)</p>&l

27、t;p>　　這個(gè)機(jī)制也被Lehoucq及其他人（2012）所證實(shí)。尤其，單個(gè)連接到表面的充電分子被檢測(cè)到，在不同ph濃度下的硅納米絲的測(cè)試充電也被激發(fā)。當(dāng)ph下降時(shí)，電荷積累也減少。ph等于2時(shí)，電荷積累也幾乎微不可察。因?yàn)楦嗟墓枇u基表面基團(tuán)被質(zhì)子化，根據(jù)反應(yīng)式，導(dǎo)致硅表面更少的隱性電荷充電。當(dāng)酸濃度上升（ph下降）時(shí)，表面充電量的降低將減少充電電荷累計(jì)，這可以用DLVO理論解釋（Adamczyk和Weronski，1999）。

28、媒介中高濃度的離子限制了離子的轉(zhuǎn)移并導(dǎo)致了更多的電荷積累，因?yàn)殪o電荷的相互作用較之與范德華力更有力。（Adamczyk和Weronski，1999）</p><p>　　3.3借助硅納米絲場(chǎng)效應(yīng)管的DNA檢測(cè)</p><p>　　因?yàn)楣杓{米絲有更大的面容比，設(shè)備對(duì)于環(huán)境中的自身充電很敏感（Clement及其他人，2011）。然而，出于挑選反應(yīng)，需要設(shè)備表面的適當(dāng)功能化和適當(dāng)?shù)纳锓肿踊蚴腔?/p>

29、學(xué)接受物。（Clement及其他人，2011；Agrawal及其他人，2009）。在探針固定和DNA雜交過程期間，為確保設(shè)備的工作，需要監(jiān)督其電流-電壓特性。（圖四）在單鏈DNA固定之后，記錄到電流提升了大約3pA；在和一個(gè)完全互補(bǔ)的DNA鏈雜交后，觀察到電流的顯著增加。增加的幅度依賴于互補(bǔ)DNA鏈的濃度，這與表面負(fù)電荷充電的增加是一致的，就像剛剛所觀察到的ph結(jié)果一樣。挑選一個(gè)特別的目標(biāo)分子通常是靠把衣蛾特殊的識(shí)別基團(tuán)連接到硅納米絲表

30、面。在這項(xiàng)研究中，正如之前描述的，一個(gè)硅氧化層和統(tǒng)一的氫氧鍵是第一個(gè)加到表面的。接下來，將其浸入（3-氨丙基）三乙氧基硅烷溶液以便連接到戊二醛，然后DNA低聚體可以有效地連接到納米絲表面跟互補(bǔ)DNA反應(yīng)。本研究中最佳移接（3-氨丙基）三乙氧基硅烷的方法是通過探索（3-氨丙基）三乙氧基硅烷的濃度，硅烷化的時(shí)間和硅烷化的溫度探索出的。</p><p>　　圖四.硅納米絲感受器的電流-電壓曲線。表面對(duì)于探針中的變化和目

31、標(biāo)DNA濃度和從目標(biāo)DNA濃度從0.1nM到25nM的電導(dǎo)遞增非常敏感</p><p>　　在第二部分解釋到，硅氧化層在硅納米絲表面形成的，充當(dāng)生物分子連接的第一層。（Kumar Gunda及他人，2014）。氫氧鍵基團(tuán)會(huì)被水解形成硅烷鍵（Si-O-Si）和（3-氨丙基）三乙氧基硅烷，這樣會(huì)固定單鏈DNA探針（Sinko，2010；Yang及他人，2012）。（3-氨丙基）三乙氧基硅烷綁定單鏈DNA (5′-CT

32、G ATAGTAGATTTGTGATGACCGTAGAAA)的能力通過觀察納米絲表面充放電及調(diào)整后而被確認(rèn)。（圖五）電流從0A增加到3.0pA導(dǎo)致了負(fù)電荷充電。Kumar Gunda及他人（2014）在做硅烷層厚度優(yōu)化研究中也得出了相似的觀察結(jié)果。而且，當(dāng)目標(biāo)單鏈DNA(5′CTACGGTCATCACAAATCTACTAT CAG-3′)加到溶液中，電流隨著目標(biāo)單鏈DNA濃度的增加而增加。因此，可得出結(jié)論電流隨目標(biāo)單鏈DNA濃度的增加而

33、增加主要是因?yàn)樘结樐繕?biāo)單鏈DNA和互補(bǔ)物之間的靜電作用影響納米絲的電性質(zhì)和電子傳遞動(dòng)力學(xué)。</p><p>　　通過不同濃度的目標(biāo)單鏈DNA溶液，探究傳感器的敏感性。以氨基為基礎(chǔ)的探針DNA硅納米絲儀器在目標(biāo)單鏈DNA濃度為0.1,1,5,10,15,20和25nM下的測(cè)量電流值如下圖五所示。顯然，降到100pM濃度是，傳感器可以準(zhǔn)確測(cè)出目標(biāo)DNA。儀器的可靠性在目標(biāo)單鏈DNA濃度為100pM到25nM之間也被檢

34、驗(yàn)出。濃度0.1nM時(shí)電流0.5pA，當(dāng)濃度1nM時(shí)，電流升到1pA。這種反應(yīng)機(jī)理如下。正如我們所知道的，一個(gè)負(fù)向門限電壓作用于p型溝道場(chǎng)效應(yīng)管將在源極和漏極間產(chǎn)生一個(gè)電導(dǎo)通路。這種負(fù)電荷充電將導(dǎo)致正電的空穴從源極和漏極到柵極電極運(yùn)動(dòng)并會(huì)將n型半導(dǎo)體的電極中的電子排到體相結(jié)構(gòu)。因此，充電區(qū)域的電導(dǎo)會(huì)下降，源極和漏極間的電流會(huì)增加。相似的現(xiàn)象也出現(xiàn)在生物分子傳感器中，這種目標(biāo)單鏈DNA和硅納米絲上固定的探針單鏈DNA間的雜交影響著柵極的電

35、勢(shì)。因此，目標(biāo)識(shí)別反應(yīng)直接影響著源極-漏極電流。這將造成圖中清晰的電導(dǎo)變化。我們因此可以得出結(jié)論場(chǎng)效應(yīng)生物感受是基于納米絲表面的電荷分配的變化。尤其，離子和DNA的磷酸鹽基團(tuán)的相互作用本質(zhì)上是靜電作用并會(huì)造成部分充電。當(dāng)目標(biāo)單鏈DNA分子和固定的探針單鏈D</p><p>　　圖五。僅探針DNA和不同濃度的目標(biāo)DNA下的電流。誤差線顯示了根據(jù)各個(gè)濃度下的電流測(cè)量而計(jì)算出的標(biāo)準(zhǔn)偏差。</p><

36、p>　　傳感器重復(fù)檢查目標(biāo)單鏈DNA的能力也被探索。七種濃度的目標(biāo)單鏈DNA的每一組都設(shè)置三組不同樣本，以24小時(shí)為間隙連續(xù)檢查八次。在為同一臺(tái)儀器上進(jìn)行重復(fù)檢查進(jìn)行連續(xù)雜交之前，儀器要用鹽水（50nM氯化鈉）清洗。為了固定傳感器上的探針分子，為進(jìn)一步的雜化獲得單鏈表面連栓的序列，雜化后的雙鏈寡核苷酸需要再清洗一次。這些序列需要再雜交一次，結(jié)果和同一臺(tái)儀器的之前的結(jié)果進(jìn)行比對(duì)。結(jié)果將顯示雙鏈構(gòu)造DNA會(huì)和傳感器完全分離，而不對(duì)傳感

37、器造成任何傷害。傳感器可以在清洗后以24小時(shí)為間隙連續(xù)進(jìn)行八次雜交過程。</p><p>　　這七種濃度或僅僅是探針DNA的重復(fù)試驗(yàn)間幾乎沒有差別。事實(shí)上，從連續(xù)實(shí)驗(yàn)中可以獲得100%的相似性，而且八次試驗(yàn)的平均值在96%到100%間，標(biāo)準(zhǔn)差在1%到5%間。因此，此傳感器在濃度在0.1nM下有著高度重復(fù)使用性和最小的檢查局限。然而需要在臨床應(yīng)用中做進(jìn)一步的重復(fù)實(shí)驗(yàn)。例如超過一周的測(cè)試間隙需要研究，一千次檢測(cè)后的感

38、受器重復(fù)利用性和更新性需要檢查?？煽啃詫?shí)驗(yàn)可以像之前描述的步驟一樣實(shí)施。然后，我們知道傳感器的反應(yīng)是受納米絲的規(guī)格和表面組分等因素影響的。因此，在實(shí)驗(yàn)之前，基于實(shí)驗(yàn)所用到的高低濃度可以評(píng)估儀器的反應(yīng)。尤其，在25nM（G25）和0.1nM（G0.1）下的電流反應(yīng)被測(cè)量以定義下面的儀器反應(yīng)評(píng)估值。</p><p>　　評(píng)估的儀器反應(yīng)近似于95%，即它可以明確地檢測(cè)出0.1nM等低濃度，因?yàn)榧{米絲表面上的局部電荷。可

39、靠性實(shí)驗(yàn)的目的，僅僅考慮到了最小的濃度（0.1nM）。這個(gè)實(shí)驗(yàn)清楚地證明了這個(gè)感應(yīng)器的高度感應(yīng)性和重復(fù)利用性，也展現(xiàn)了在液態(tài)環(huán)境下對(duì)于特殊分子抗衡離子的反應(yīng)。</p><p><b>　　4.結(jié)論</b></p><p>　　我們證明了硅納米絲液態(tài)門限感受器的發(fā)展。硅納米絲可以很容易地在不同ph的溶液中質(zhì)子化和去質(zhì)子化，因此可以充當(dāng)超靈敏ph感受器。而且，生物功能硅可

40、以成功探測(cè)特定DNA或是蛋白質(zhì)分子。感受器有選擇地檢測(cè)目標(biāo)單鏈DNA分子，在濃度100pM-25nM間可以做出線性反應(yīng)。因此，這種感受器平臺(tái)對(duì)于特殊的生物標(biāo)記物和其它目標(biāo)蛋白質(zhì)的檢測(cè)很有保證，而且有能力用作感受ph和帶電分子甚至是單電荷的敏感探測(cè)器?；诎雽?dǎo)體的生物感受器大多僅僅對(duì)它們被設(shè)計(jì)用來檢測(cè)的目標(biāo)分子有挑選性，選擇性的程度取決于感受器的類型，目標(biāo)分子和它的濃度。最好的生物感受器對(duì)于單個(gè)目標(biāo)分子有著很好的挑選性且很可靠。現(xiàn)有的研究