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利用低维纳米结构研究DNA单分子的性质

作　者: 惠丹
导　师: 王凯歌
学　校: 西北大学
专　业: 光学
关键词: 纳米孔纳米柱微纳沟道 DNA分子动力学性质
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

在生命科学与技术不断向前推进的大背景下,对DNA分子相关性质的研究逐渐朝着低成本、更高效快速的探测方向发展。目前,纳米孔技术已经成功应用于DNA分r的测序工作,与此同时,纳米沟道技术也显示出在DNA分子拉伸及其动力学特性分析研究中的巨大优势,诸如此类的纳米结构被越来越多地应用于生物大分f的检测,这将有利于实现单分子层面上对生物分子的有效操纵,进而更深入的解读生命体的活动奥秘,为人类健康事业奠定了坚实的理论研究基础。本文的主要内容包括以下几个方面：首先,在PMMA疏水表面上实现DNA分子的拉伸,研究DNA分子的特性,并提供一种有效拉伸DNA的方法,为后期实验在溶液配制、外界条件等方面做好准备工作其次,在电化学、匀胶复制模板等方法下制备PMMA纳米柱、微纳沟道等结构,利用这种纳米结构表面对DNA分子性质进行研究,观察DNA分子在其上的运动状态,分析这些纳米功能结构对DNA分子的作用机理,以及DNA分子的受力情况分析。再次,利用AAO纳米孔阵列在微电流系统中检测纳米颗粒的穿越情况,根据电流的起伏变化情况分析纳米颗粒的穿越特性。最后,用AAO作为基底观察DNA分子在其上的运动状态,并与纳米柱、PMMA表面基底的状态进行比较,分析各种不同纳米结构分别对DNA分子的作用。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-19
  1.1 引言  7
  1.2 纳米功能材料在生物学领域的应用  7-9
  1.3 低维纳米结构  9-10
  1.4 本论文的研究意义及内容  10-14
    1.4.1 文章研究意义  10-12
    1.4.2 文章研究内容  12-13
    1.4.3 本工作的创新点  13-14
  参考文献  14-19
第二章分子梳技术拉伸单个DNA分子  19-29
  2.1 引言  19-20
  2.2 分子梳技术简介  20-21
  2.3 实验  21-25
    2.3.1 实验试剂及器材  21
    2.3.2 实验制备  21-22
    2.3.3 实验结果及分析  22-25
  2.4 小结  25-27
  参考文献  27-29
第三章 DNA分子在微纳结构中的动力学特性研究  29-45
  3.1 引言  29-30
  3.2 实验  30-33
    3.2.1 实验试剂及设备  30-31
    3.2.2 纳米功能材料的制备  31-33
    3.2.3 实验制备  33
  3.3 实验结果及分析  33-40
    3.3.1 纳米柱阵列基底对DNA分子的作用  33-35
    3.3.2 微米沟道对DNA分子的作用  35-37
    3.3.3 纳米柱/微米通道杂交沟道对DNA分子的作用  37-40
  3.4 小结  40-42
  参考文献  42-45
第四章纳米孔技术对DNA分子的探测  45-60
  4.1 引言  45
  4.2 纳米孔  45-51
    4.2.1 纳米孔简介  45-47
    4.2.2 氮化硅纳米孔与AAO纳米孔阵列  47-48
    4.2.3 纳米孔探测生物分子原理分析  48-51
  4.3 纳米孔检测生物分子实验  51-54
    4.3.1 实验试剂、仪器及装置  51
    4.3.2 纳米孔阵列膜的性能分析  51-52
    4.3.3 纳米颗粒穿越纳米孔阵列实验  52-54
  4.4 多孔AAO模板上DNA分子状态研究实验  54-56
    4.4.1 实验试剂及设备  54
    4.4.2 实验制备  54-55
    4.4.3 实验结果及分析  55-56
  4.5 小结  56-58
  参考文献  58-60
第五章总结与展望  60-62
  5.1 总结  60
  5.2 展望  60-62
攻读硕士学位期间取得的科研成果  62-63
致谢  63

利用低维纳米结构研究DNA单分子的性质

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