LiCl溶液中基于固态纳米孔的DNA检测

采用阳离子体积较小的LiCl溶液作为缓冲液,研究DNA在不同浓度下通过固态纳米孔时的行为特征,以探究DNA的过孔机理.实验结果表明,当LiCl溶液浓度从0.1 mol/L变化到1.0 mol/L时,由DNA过孔所引起的相对阻塞离子电流信号比值从0.014 42降低至0.002 79,而DNA完全通过纳米孔所需时间从0.30 ms增加至1.87 ms.对比1 mol/L KCl,Na Cl,LiCl三种溶液中DNA的过孔结果发现,在LiCl溶液中DNA的过孔时间分别为KCl,Na Cl溶液中的6.2和5.3倍,说明LiCl溶液能够有效降低DNA的过孔速度.此外,实验发现LiCl溶液中DNA主要以线性非折叠和折叠2种形态过孔.因此,增加LiCl溶液浓度可延长DNA的过孔时间,但会使相对阻塞离子电流信号幅值降低.     

基于氮化硅薄膜纳米孔制备及DNA分子检测

通过对影响聚焦离子束溅射氮化硅纳米孔的溅射时间和离子束束流2个主要参数的研究,优化了聚焦离子束溅射纳米孔加工工艺.提出了利用聚焦离子束对氮化硅薄膜进行减薄后再溅射纳米孔的加工工艺.采用该加工工艺不仅可以减小纳米孔的直径和厚度,还可以减小纳米孔的锥度.最后利用氮化硅纳米孔研究了不同孔径的纳米孔对48 kbλ-DNA过孔姿态的影响,结果表明,孔径较大时,DNA分子过孔存在多种过孔姿态,孔径越小,DNA分子越容易被拉直过孔.同时针对DNA过孔时引起的阻塞电流,提出了简易的计算模型.     

石墨烯纳米孔设备可探测单个DNA分子 有望实现高通量低成本快速DNA电子测序

[科技日报]据物理学家组织网报道,美国宾夕法尼亚大学的研究人员近日开发出一个纳米级的碳基平台,可用于电子探测单个DNA（脱氧核糖核酸）分子。该技术最终有望在快速DNA电子测序方面发挥＂用武之地＂。相关研究论文发表于最新一期的《纳米快报》。     

固态纳米孔制备技术的发展(英文)

作为基于纳米孔核酸测序系统的关键组成部分,近年来纳米孔在科研领域吸引了越来越多的关注.虽然早期基于纳米孔的测序系统大多数采用的是生物纳米孔,但由于固态纳米孔拥有更优异的鲁棒性和耐久性,且孔的几何结构及表面性质可控,并与现有的半导体和微流体制造技术相兼容等优势,因而愈来愈受到欢迎.由于高密度的固态纳米/纳米孔阵列可以被大规模地生产出来,固态纳米孔不但可以作为生物分子检测的平台,而且在很多其他领域也拥有广阔的应用前景,例如近场光学、纳米模板光刻和离子逻辑电路等.目前,研究人员已经开发出了各种各样的固态纳米孔制备方法.为了促进固态纳米孔制备技术的研究并拓展固态纳米孔的应用,本文对已经报道的各种典型的固态纳米孔制备方法进行了总结,详细剖析了各种固态纳米孔制备方法的工作机理,比较了各种方法在材料适用性、工艺可控性等各方面的优缺点.此外,在细致分析了各种固态纳米孔的特征,如纳米孔的极限尺寸、内部结构、能否并行大批量生产等的基础上,对不同固态纳米孔的潜在应用进行了总结.     

均匀沉淀法制备纳米二硫化钼粉末的研究

在一定的温度和酸度条件下,以硫代乙酰胺水解的硫化氢与钼酸钠反应得到非晶态三硫化钼粉末。再将非晶态三硫化钼粉末经过高温加氢脱硫制得纳米级二硫化钼粉末。利用X射线衍射仪和透射电镜对二硫化钼粉末进行表征,结果表明,所制得的二硫化钼粉末颗粒的粒径在70～100nm。同时,对纳米级二硫化钼粉末的生成机制进行了初步的探讨。     

SiN薄膜纳米孔芯片制造工艺实验研究

针对第3代基因测序的需求,提出一种大规模的氮化硅薄膜纳米孔芯片制造技术.通过测量不同膜厚氮化硅薄膜的应力,选择适用于纳米孔制造的最佳厚度为100 nm.采用低压化学气相沉积、反应离子刻蚀和释放工艺制备出高成品率的氮化硅纳米薄膜芯片.在此基础上,使用聚焦离子束和高能电子束实现氮化硅薄膜纳米孔的制造.研究聚焦离子束刻蚀时间、电流与纳米孔直径的关系.实验结果表明,采用聚焦离子束将氮化硅薄膜的厚度减薄至40 nm以下时,制作纳米孔的效果更好.采用聚焦离子束制造的氮化硅薄膜纳米孔最小直径为26 nm,而采用电子束制备的最小直径可达3.5 nm.该方法为基于固体纳米孔的DNA测序检测提供了有力的支撑.     

基于HSMM和K-means的纳米孔多级事件检测

提出了一种基于隐半马尔科夫模型(HSMM)和K-means的混合算法,用于对纳米孔数据中出现的多级事件进行分析。通过K-means对检测到的阻断事件进行分析,确定纳米孔信号中的电流幅值水平个数,将其作为HSMM模型的隐状态输入;然后采用HSMM识别多级事件内部的不同水平,确定各水平的幅值和持续时间。最后将算法与Opennanopore软件进行比较,对三级、四级事件进行处理。仿真结果发现:HSMM比Opennanopore软件的准确率高,能够准确对事件进行分级。     

基于二硫化钼-碳纳米颗粒复合物的电化学传感器

采用L-半胱氨酸辅助溶液相方法合成二硫化钼-碳纳米颗粒复合物,并利用扫描电子电镜对复合物的形貌进行表征.基于二硫化钼-碳纳米颗粒复合物修饰玻碳电极构建电化学传感器,用于扑热息痛的灵敏检测,利用循环伏安法和微分脉冲伏安法考察了电化学传感器的电化学行为.结果表明,扑热息痛的线性检测范围为0.1~100μmol/L,检出限为0.01μmol/L.而且,该方法成功地用于实际药品中扑热息痛的检测.该传感器具有选择性高、抗干扰能力强、重现性和稳定性好的优点.     

多元纳米相固态合金化机理研究

应用ＸＲＤ，ＴＥＭ，Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱等实验手段研究了ＴｉＦｅＮｉ元素混合粉在机械合金化过程中的固态合金化机理．测试了不同合金化时间的Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱．结果表明，由于Ｎｉ元素的加入，ＴｉＦｅＮｉ的合金化过程与ＴｉＦｅ二元系中只有Ｆｅ扩散到Ｔｉ点阵中的合金化机理不同，出现了多种Ｆｅ原子过渡状态，这些过渡状态主要是Ｎｉ及Ｔｉ原子扩散到Ｆｅ点阵中形成的固溶体结构．在合金化过程完成后，最终形成Ｂ２结构的纳米晶相．     

基于金纳米粒子的催化发夹DNA组装检测microRNA

结合金纳米粒子和催化发夹DNA组装,发展了一种检测microRNA(miRNA)的新方法.首先,在金纳米粒子表面修饰荧光素标记的发夹DNA探针P1,P1荧光被金纳米粒子猝灭.当加入目标miRNA分子时,其与P1杂交并形成P1-miRNA中间体,同时打开P1发夹结构.继而P1-miRNA与P2发夹探针结合,形成稳定的P1-P2双链结构,导致P1上的荧光素远离金纳米粒子而释放荧光,同时顶替下miRNA.随后,miRNA又可以引发金纳米粒子表面多个P1与P2探针的组装,如此循环,实现了对miRNA的放大检测.方法中miRNA在50pmol/L~2nmol/L之间呈现良好的线性关系,最低检出限为39pmol/L.方法简便,成本低,应用于HeLa细胞和HepG 2细胞中miRNA的检测,结果满意.     

DNA 稳定的银纳米簇用于检测端粒酶活性研究

摘要: 目的 建立利用 DNA 稳定的银纳米簇检测端粒酶活性的方法。方法 利用合成的寡核苷酸序列能稳定银纳米的特点,在强还原剂硼氢化钠存在下还原银离子得到具有良好荧光特性的银纳米簇。结果 利用端粒酶活性能够延伸 5' － ( TTAGGG) n － 3'的特性,以及含有 G 碱基的 DNA 序列靠近银纳米簇合成模板时,合成的银纳米簇的荧光明显提升特性建立端粒酶活性检测的方法。结论 合成了以寡核苷酸为模板的银纳米簇并对其荧光特性进行表征,建立了 DNA 稳定的银纳米簇用于检测端粒酶活性的方法。     

基于固态调制器的气体浓度检测方法的研究

阐述了一种基于锗材料的新型固态调制器在气体浓度检测试验中的应用．介绍了这种锗材料作为调制器代替机械调制方法的基本原理,并且进行了对比研究．对试验验证方法与试验装置原理进行了描述,并进行了数据结果分析．试验结果表明,这种锗材料的新型固态调制器作为机械调制方式的替代方法是可行的,并且具有很好的一致性．与机械方式相比,它具有结构紧凑性、无移动部件等优点．     

基于分子重组技术的DNA计算

DNA计算是计算科学和分子生物学相结合的新领域。目前关于DNA计算的研究主要是抽象的计算模型和简单的原理性试验。DNA剪接计算模型是以生物DNA分子重组技术为基础的文法系统。本文主要介绍DNA剪接计算模型的文法结构及计算方法,证明了DNA剪接模型可以计算所有图灵机可计算函数。     

多元纳米相固态合金化现理研究

应用ＸＲＤ，ＴＥＭ，Ｍｏｅｓｓｂａｕｅｒ谱等实验手段研究了ＴｉＦｅＮｉ元素混合粉在机械合金化过程中的固态合金化机理。测试了不同合金化时间的Ｍｏｅｓｓｂａｕｅｒ谱。结果表明，由于Ｎｉ元素的加入ＴｉＦｅＮｉ的合金化过程与ＴｉＦｅ二元系中只有Ｆｅ扩散到Ｔｉ点阵中的合金化机理不同，出现了多种Ｆｅ原子过渡状态，这此过度状态主要是Ｎｉ及Ｔｉ原子扩散到Ｆｅ点阵中形成的固溶体结构。在合金化过程完成后，最终形成Ｂ２     

古DNA研究与分子考古学

前言考古学在我国被划分为社会科学研究范畴,它根据实物史料研究人类社会和历史。严格地说,考古学应当是一门借助社会学考证方法来进行的自然科学研究。因为当前世界上越来越多的考古科研机构利用原子、分子和生物学手段直接探查古代遗迹。如果说过去的考古方法除了借助一些挖掘工具之外,多半靠古文献历史记载以及器物的观察研究的话,那么今天的考古学已经成为了一种地地道道的科学,其中原子及分子的识别和分析技术发挥着重要作用。就像高倍数望远镜延伸了人们的视线一样,高倍数的显微镜和分子研究技术帮助我们认识更多用其他方法无从了解的…     

基于SEM的原位纳米切削实验研究

利用自主研制的纳米切削装置,对单晶铜材料开展了基于SEM在线观测的原位纳米切削实验.分析了纳米尺度切削深度为10~200,nm时的切屑形态以及材料去除机制.研究了金刚石刀具刃口半径以及切削速度对切屑变形系数的影响.结果表明,随着纳米尺度切削深度的减小,切屑变形系数逐渐增大,且当切削深度小于刀具刃口半径时,切屑变形系数急剧增大.此外,刃口半径和切削速度对切屑变形系数也有着重要的影响.刃口半径越大,切屑变形系数越大,而切削速度越快,切屑变形系数越小.     

纳米孔DNA测序:我们在哪了?(英文)

纳米孔DNA测序技术是一类重要的DNA测序技术,可以实现长链DNA序的快速读取.一个DNA分子可以以毫秒每碱基,甚至更快的速度通过纳米孔,从而有可能实现在1 h以内完成人类全基因组测序.与下一代DNA测序技术(next generation DNA sequencing,NGS)相比较,纳米孔DNA测序技术可以实现单分子测序,无需使用酶进行样品扩增.纳米孔DNA测序技术是后NGS时代极具潜力的DNA测序技术.本文将介绍纳米孔DNA测序技术的研究现状,并讨论在这个快速发展的领域当中面临的挑战和机遇.     

应用分子梳技术对DNA单分子的研究

分子梳技术是一种有效的拉伸DNA分子的手段,它利用流体流动过程中施加的力将DNA分子拉伸开并且平铺在固体表面上．在每个玻片上可以同时对很多DNA分子拉伸并且整齐地排列,使之便于统计分析数据．利用分子梳技术可以在单分子水平上研究DNA复制、转录过程以及DNA-蛋白质相互作用．文中主要介绍分子梳技术原理、实现方法及其重要应用．     

DNA与荧光分子BCDO相互作用研究

近年来,在DNA检测中荧光光谱法被广泛应用.新型荧光探针化合物的发现成为当前研究的热点,本文以自主发现的荧光分子4H,4'H-2,2'-双色烯-4,4'二酮(简称BCDO)为荧光探针,采用荧光猝灭法,通过体系荧光光谱的测定,对其与小牛胸腺DNA的作用方式进行了研究.通过DNA溶液浓度对荧光分子BCDO的影响实验,F0/F～C曲线的绘制,发现BCDO与DNA的相互作用为静态猝灭过程,其猝灭常数Kq在106～108数量级之间,大于106数量级,说明两者之间有很强的亲和能力.由Na+对BCDO-DNA体系的影响实验进一步说明了BCDO与DNA之间的相互作用方式为静电作用.     

分子生态学研究的细胞核DNA 时代

分子生态学是多学科交叉的整合性研究领域。从研究的角度概括而言,分子生态学是综合运用分子进化和群体遗传学的理论、分子生物学的技术手段、系统发生学和数学的分析方法以及其他学科的知识(如地学、古气候学等)去研究生物群体中分子水平遗传变异和谱系的分布格