基于金納米通道陣列的生物分子遷移與檢測(cè)研究.pdf

1、納米通道是指孔徑在0.1-100nm的孔或管道，除了具有獨(dú)特的微觀管狀結(jié)構(gòu)外，還表現(xiàn)出與宏觀物質(zhì)不同的某些特殊性質(zhì)，如力學(xué)、化學(xué)、電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)等。由于這種納米級(jí)管道的尺寸效應(yīng)及管道內(nèi)外的特殊物理化學(xué)性質(zhì)，其潛在用途非常廣泛，因此研究納米通道的制作技術(shù)，以及其在生物分子檢測(cè)方面的應(yīng)用，意義重大，國外已經(jīng)開展了相關(guān)研究，但我國在該方面的研究鮮有報(bào)道。
　　納米通道應(yīng)用于蛋白質(zhì)大分子的檢測(cè)與分辨是納米通道技術(shù)的重要研究內(nèi)容。利用納米單

2、孔進(jìn)行生物分子的分析檢測(cè)、離子通道性質(zhì)的研究以及納米通道(陣列)分離不同生物分子的工作在國內(nèi)外已經(jīng)大量展開，但利用納米通道陣列進(jìn)行蛋白質(zhì)生物分子的檢測(cè)和分辨仍然有許多新穎的工作要做。例如不同條件下蛋白質(zhì)大分子在納米通道中的通過速度、通量問題；利用納米通道的尺寸效應(yīng)開展生物分子的分析檢測(cè)新方法的研究等。為此，本文開展了以下幾個(gè)方面的工作：
　　1.以聚碳酸酯超濾膜為基底，采用化學(xué)沉積的方法制備孔徑均勻的金納米通道陣列，通過控制沉積金

3、時(shí)的條件如溫度、鍍金溶液濃度，pH值和沉積時(shí)間等，可以控制金納米通道的孔徑與形貌。對(duì)鍍金完成的金納米通道膜進(jìn)行表面處理與化學(xué)修飾，并以掃描電子顯微鏡(SEM)和原子力顯微鏡(AFM)為觀察工具對(duì)鍍金過后的聚碳酸酯超濾膜的孔徑進(jìn)行形貌與孔徑表征，同時(shí)采用泊肅葉流量實(shí)驗(yàn)法對(duì)金納米通道的平均孔徑進(jìn)行測(cè)量實(shí)驗(yàn)，計(jì)算得出金納米通道的平均孔徑。最后，對(duì)掃描電鏡法和流量實(shí)驗(yàn)法這兩種測(cè)量孔徑的方法進(jìn)行比較，得出各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　2.利用金納米通

4、道陣列的多孔、孔徑大小的可控制、孔道內(nèi)部易修飾等特點(diǎn)，搭建離子電流檢測(cè)平臺(tái)，在不同的實(shí)驗(yàn)條件下，諸如工作電壓(驅(qū)動(dòng)電場(chǎng)大小)，蛋白質(zhì)大分子的濃度，電解質(zhì)溶液的pH值，金納米通道孔徑與蛋白質(zhì)大分子的直徑，討論蛋白質(zhì)大分子在金納米通道中遷移對(duì)離子電流的影響。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)金納米通道陣列對(duì)響應(yīng)電流信號(hào)具有放大作用，所以對(duì)蛋白質(zhì)大分子檢測(cè)具有較高的靈敏度，金納米通道尺寸一定時(shí)，由于不同蛋白質(zhì)大分子的體積不同，在金納米通道中遷移能產(chǎn)生不同的占位效應(yīng)