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文檔簡介
1、納米孔單分子檢測技術(shù)是近年來生物檢測的一個研究熱點(diǎn),它可以廣泛的用于各種生物分子及化學(xué)物質(zhì)的檢測。其中的單分子DNA測序技術(shù)因其速度快、費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是最有前景的第三代測序技術(shù),也是目前的研究重點(diǎn)。納米孔單分子檢測技術(shù)以Coulter計(jì)數(shù)器原理為基礎(chǔ)。用帶有納米孔的薄膜分隔電解液溶液,并在膜兩端施加電壓可檢測到流經(jīng)納米孔的離子電流,當(dāng)表面帶有電荷的分子顆粒和穿過納米孔時,因其體積占據(jù)將使穿孔電流有所下降,穿孔電流的特征即反應(yīng)了待測分
2、子的性質(zhì)。本文以Nernst-Planck模型為基礎(chǔ),用COMSOL Multiphysics軟件建立了納米孔及帶電顆粒的有限元模型,仿真了納米孔及帶電分子顆粒穿過納米孔時的電流變化、電場分布、離子電荷的分布和流體流動的情況以及各種影響因素的作用。對納米孔電學(xué)性能的仿真實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在各溶液濃度條件下,納米孔的I-V曲線均為線性;但納米孔電導(dǎo)卻在低濃度條件時,隨濃度的變化非線性的改變,究其原因,是由于納米孔中的電滲作用在低濃度條件下更顯著而
3、造成的。在帶電顆粒穿越納米孔的過程中,顆粒對孔的部分阻塞會造成納米孔電流的下降,但同時,孔中的電滲效應(yīng)則增大了納米孔電流,因此,總的穿孔電流大小是這兩種因素共同作用的結(jié)果。由于電滲效應(yīng)的增強(qiáng)效果,在很低的溶液濃度條件下,穿孔電流甚至?xí)霈F(xiàn)較初始值升高的情況。帶電顆粒的尺寸對穿孔電流特征曲線也有較明顯的影響,一般地,顆粒越細(xì)短,穿孔過程對電流的變化影響越小。本文所得結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合的較好,能夠很好的解釋各種現(xiàn)象的原因。同時,針對本模型的
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