基于金納米通道陣列的生物分子遷移與檢測研究.pdf

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

2、孔進行生物分子的分析檢測、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行蛋白質(zhì)生物分子的檢測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開展生物分子的分析檢測新方法的研究等。為此，本文開展了以下幾個方面的工作：
　　1.以聚碳酸酯超濾膜為基底，采用化學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、時的條件如溫度、鍍金溶液濃度，pH值和沉積時間等，可以控制金納米通道的孔徑與形貌。對鍍金完成的金納米通道膜進行表面處理與化學修飾，并以掃描電子顯微鏡(SEM)和原子力顯微鏡(AFM)為觀察工具對鍍金過后的聚碳酸酯超濾膜的孔徑進行形貌與孔徑表征，同時采用泊肅葉流量實驗法對金納米通道的平均孔徑進行測量實驗，計算得出金納米通道的平均孔徑。最后，對掃描電鏡法和流量實驗法這兩種測量孔徑的方法進行比較，得出各自的優(yōu)缺點。
　　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，搭建離子電流檢測平臺，在不同的實驗條件下，諸如工作電壓(驅(qū)動電場大小)，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離子電流的影響。在實驗中發(fā)現(xiàn)金納米通道陣列對響應電流信號具有放大作用，所以對蛋白質(zhì)大分子檢測具有較高的靈敏度，金納米通道尺寸一定時，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