DNA納米孔測(cè)序中的電流-距離效應(yīng).pdf

1、伴隨著DNA測(cè)序技術(shù)的深入研究,快速、廉價(jià)而有效的納米孔測(cè)序技術(shù)已引起了人們的廣泛關(guān)注。本文以四種單個(gè)脫氧核苷酸分子為研究對(duì)象,采用密度泛函和非平衡態(tài)格林函數(shù)相結(jié)合的方法,通過(guò)對(duì)四種脫氧核苷酸分子橫向電流、I-V曲線、HOMO-LUMO能級(jí)、透射譜等的計(jì)算,得到了一些有價(jià)值的研究成果。
　　1)綜述了傳統(tǒng)的DNA測(cè)序和新一代納米孔測(cè)序技術(shù)的研究進(jìn)展,分析了目前研究現(xiàn)狀中的一些問(wèn)題。簡(jiǎn)單介紹了密度泛函和非平衡態(tài)格林函數(shù)的基本理論,并

2、對(duì)本論文所用軟件作了簡(jiǎn)要說(shuō)明。
　　2)討論了四種單個(gè)脫氧核苷酸分子直接耦合于兩Au電極間時(shí)電極距離對(duì)分子電子結(jié)構(gòu)和橫向電流的影響,計(jì)算了四種脫氧核苷酸的 I-V特性曲線和透射譜。計(jì)算結(jié)果表明:電極距離小于1.55nm時(shí),電極距離對(duì)脫氧核苷酸分子的電子結(jié)構(gòu)影響較大;當(dāng)電極距離大于1.55nm時(shí),LUMO和HOMO附近各能級(jí)的變化趨于平緩,電子能隙變化非常小。電極距離固定時(shí),較低偏壓(0.1-0.8V)不會(huì)改變四種脫氧核苷酸分子的相

3、對(duì)電流大小;偏壓較大時(shí)(0.8-1.0V),T和C的電流迅速增加并遠(yuǎn)大于A和G。
　　3)為了與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較,我們?cè)谧髠?cè)電極引入了功能化電極分子。通過(guò)移動(dòng)左側(cè)電極計(jì)算了電極距離對(duì)四種單個(gè)脫氧核苷酸分子電流的影響。計(jì)算結(jié)果表明:當(dāng)用胞嘧啶通過(guò)硫原子修飾左側(cè)電極時(shí),分子電流的衰減曲線與實(shí)驗(yàn)結(jié)果在形狀上保持一致。當(dāng)電極距離增加到一定程度時(shí),四種單個(gè)脫氧核苷酸分子的電流隨電極距離的變化均可以通過(guò)相同的指數(shù)函數(shù)來(lái)表示。雖然其 I-V曲線的變