基于氮化硅納米孔的納米顆粒檢測(cè)研究.pdf

1、蛋白質(zhì)分子和脫氧核糖核酸（DNA）在人類的健康與生存中發(fā)揮著極為重要的作用，更好的了解它們的特性對(duì)于人類的發(fā)展至關(guān)重要。納米孔是一種納米級(jí)結(jié)構(gòu)，它的孔徑與厚度從幾納米到幾十納米不等。近年來，依靠納米孔對(duì)蛋白質(zhì)分子和DNA進(jìn)行檢測(cè)成為研究熱點(diǎn)。在納米孔結(jié)構(gòu)上利用離子電流檢測(cè)或者光信號(hào)檢測(cè)的方法，可以實(shí)現(xiàn)直徑在幾納米到幾十納米顆粒的檢測(cè)甚至是DNA的測(cè)序。利用納米孔對(duì)納米顆粒進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，選擇尺寸與蛋白質(zhì)小分子或DNA的大小相匹配的納米孔，當(dāng)

2、這些目標(biāo)物質(zhì)通過納米孔時(shí)，因?yàn)槠渑c納米孔尺寸相接近，會(huì)在納米孔附近引起會(huì)引起一些電學(xué)和光學(xué)上的特殊變化，這些變化可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成可測(cè)量的信號(hào)。納米孔離子電流檢測(cè)是納米孔檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)平臺(tái)，在此基礎(chǔ)上結(jié)合光學(xué)檢測(cè)能夠?qū)崿F(xiàn)高通量檢測(cè)。相信納米孔檢測(cè)技術(shù)的興起與發(fā)展能夠幫助人們更好的了解蛋白質(zhì)分子和DNA。
　　本論文主要研究在氮化硅納米孔結(jié)構(gòu)上利用離子電流對(duì)納米顆粒進(jìn)行檢測(cè)，主要內(nèi)容包括：
　　1.通過掩膜光刻的方法設(shè)計(jì)并制備出

3、氮化硅薄膜窗口，利用聚焦電子束進(jìn)行納米孔加工；進(jìn)行納米孔反應(yīng)腔的裝配；搭建納米孔離子電流信號(hào)檢測(cè)裝置，接著對(duì)量子點(diǎn)、納米金球以及DNA進(jìn)行納米孔離子電流檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。量子點(diǎn)有好的熒光性質(zhì)，納米金有局域場(chǎng)共振增強(qiáng)效應(yīng)，選擇它們作為納米孔離子電流檢測(cè)的目標(biāo)物質(zhì)，搭建一個(gè)穩(wěn)定的納米孔離子電流檢測(cè)平臺(tái)。在此基礎(chǔ)上，提出納米孔離子電流檢測(cè)與單分子熒光檢測(cè)方法相結(jié)合的構(gòu)想。
　　2.對(duì)納米顆粒的納米孔離子電流信號(hào)檢測(cè)進(jìn)行理論模型推導(dǎo)，得到阻塞電流

4、與納米孔直徑、厚度以及待測(cè)納米顆粒尺寸間的關(guān)系。對(duì)于球形待測(cè)物，比如量子點(diǎn)，在一次實(shí)驗(yàn)中通過測(cè)量阻塞電流進(jìn)而計(jì)算出已知發(fā)光波長(zhǎng)量子點(diǎn)的直徑，同時(shí)證實(shí)納米孔檢測(cè)技術(shù)對(duì)同尺寸納米顆粒的檢測(cè)結(jié)果有好的重復(fù)性。這在納米顆粒分類檢測(cè)上具有重要的研究意義。對(duì)于雙鏈DNA，在檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中利用阻塞電流計(jì)算出雙鏈DNA的直徑，同時(shí)利用不同的變化電流分析它不同的過孔折疊形態(tài)。由于鏈狀DNA過孔形態(tài)能夠反映出DNA與納米孔表面及內(nèi)壁間的相互作用，因此研究DNA