納米孔周圍交變電場對(duì)分子運(yùn)動(dòng)行為控制的研究.pdf

1、納米孔技術(shù)是當(dāng)前最有前途的單分子檢測技術(shù)之一，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了包括測序、生物大分子檢測等應(yīng)用。納米孔是嵌在生物膜上或固態(tài)薄膜上的納米尺度的孔。物質(zhì)穿過納米孔的過程被稱為易位。目前，納米孔在應(yīng)用上具有很廣泛的空間，但是物質(zhì)發(fā)生納米孔易位過程的機(jī)制還需要深入研究，操縱生物分子進(jìn)而提高易位事件發(fā)生頻率的研究仍然具有十分重大的意義。本課題主要研究納米孔周圍交變電場對(duì)分子運(yùn)動(dòng)行為的控制，包括理論研究、計(jì)算機(jī)仿真研究和實(shí)驗(yàn)研究。
　　納米孔周圍分子

2、或顆粒的運(yùn)動(dòng)行為存在微米空間和納米空間兩種尺寸，這兩種空間受到的力場、流場、固液界面特性也有很大不同，本課題中采用電泳技術(shù)和介電泳技術(shù)兩種方法來進(jìn)行分子運(yùn)動(dòng)行為的控制，并進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)驗(yàn)分析，進(jìn)而對(duì)納米孔周圍分子的運(yùn)動(dòng)行為進(jìn)行分析。主要內(nèi)容如下:
　　分子或顆粒運(yùn)動(dòng)行為控制的理論基礎(chǔ)。主要研究電泳技術(shù)和介電泳技術(shù)，分析了固液界面帶電理論，雙電層和電滲流理論，電泳原理，介電特性理論和介電泳原理。建立了生物分子運(yùn)動(dòng)方程。
　

3、　利用有限元方法建立了計(jì)算機(jī)仿真模型。對(duì)納米孔周圍的電勢分布，電場分布，流場分布，電流計(jì)算，運(yùn)動(dòng)軌跡分析進(jìn)行了研究。通過數(shù)據(jù)分析，對(duì)納米孔周圍分子或顆粒發(fā)生納米孔易位的條件，運(yùn)動(dòng)軌跡，器件制備等方面進(jìn)行了研究。
　　利用電泳技術(shù)通過紅細(xì)胞和納米金棒分別在微米和納米兩種尺寸下對(duì)分子運(yùn)動(dòng)行為進(jìn)行了研究。分別通過計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)驗(yàn)方法開展，使得仿真模型得到的紅細(xì)胞的電泳速度和納米金棒電流變化曲線與實(shí)際能夠很好的匹配。
　　利用介電泳