DNA與羧化PS納米小球在外加電壓下通過微納通道的電流特性研究.pdf

1、在微納芯片和生物傳感器的實(shí)際應(yīng)用中，利用微流體通道電場(chǎng)力驅(qū)動(dòng)操作并分析單個(gè)生物大分子的特性，可以準(zhǔn)確、靈活地實(shí)現(xiàn)對(duì)單分子的控制。本文基于三電極體系，系統(tǒng)地研究了電場(chǎng)力驅(qū)動(dòng)下DNA及PS納米小球穿越微納通道(內(nèi)徑10μm，5μm，500nm，200nm，100nm)時(shí)的特征電流信號(hào)。研究發(fā)現(xiàn)微納通道尺寸、溶液pH以及緩沖液濃度都會(huì)影響微納流的電流響應(yīng)信號(hào)，并且出現(xiàn)臨界電壓的現(xiàn)象。這些對(duì)于微流控技術(shù)與設(shè)備的改進(jìn)以及信噪比的提高有著重要的意義

2、。本文的主要內(nèi)容及結(jié)論包含以下幾個(gè)方面:
　　(1)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同尺寸通道均有相同的電流現(xiàn)象，即:初始電流響應(yīng)有瞬態(tài)上升值與瞬態(tài)下降值，而后隨時(shí)間改變最終趨于穩(wěn)定。理論分析認(rèn)為是電極極化以及雙電層影響下的電滲流共同作用的結(jié)果。
　　(2)研究了DNA分子/PS納米小球溶液在微/納通道的電流信號(hào)。當(dāng)通道內(nèi)只加入純的TBE溶液時(shí)，電導(dǎo)并不是隨通道直徑減小而單調(diào)遞減，而是在亞微米尺度隨通道直徑的減小而增加。實(shí)驗(yàn)觀察到200nm通道

3、在外加電壓20mV時(shí)的電導(dǎo)瞬態(tài)下降現(xiàn)象。當(dāng)DNA分子或PS納米粒子加入時(shí)，通道尺寸效應(yīng)引起的電導(dǎo)規(guī)律也不同。
　　(3)通過對(duì)加入λ-DNA和羧化PS納米小球在不同尺寸的通道、不同偏置電壓、緩沖液濃度、pH等的電流響應(yīng)進(jìn)行研究，利用表面電荷、電滲流及雙電層的有關(guān)理論分析了上述條件對(duì)電流信號(hào)影響的機(jī)理:發(fā)現(xiàn)臨界電壓隨著緩沖液pH、通道尺寸的增大而減小，隨緩沖液濃度的增加而增大。pH對(duì)信噪比的影響:pH越大，信噪比越低。
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