固態納米孔陣列DNA感測器的雜交動力學及套用研究

《固態納米孔陣列DNA感測器的雜交動力學及套用研究》是依託廈門大學，由陳松月擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：固態納米孔陣列DNA感測器的雜交動力學及套用研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：陳松月
• 依託單位：廈門大學

項目摘要

固態納米孔陣列中DNA雜交的動力學研究對於實現高靈敏度、快速DNA檢測具有重要意義。現有的單納米孔中的單個DNA分子的雜交動力學研究不能直接套用與流通量大、結構複雜的陣列式結構。而納米孔陣列中的DNA雜交的穩態檢測不能提供動態信息。本項目將通過實時電信號監測、物理分析模型並實驗數值擬合的方法來研究在納米孔陣列中DNA雜交的動態過程。具體內容包括高信噪比固態納米孔陣列的結構設計與實時檢測系統的構建；固態納米孔陣列中DNA雜交的動力學模型；以及檢測環境對固態納米孔陣列中DNA雜交動力學的調控。旨在實現對固態納米孔陣列中DNA雜交動力學的理論研究，並得到高靈敏度、穩定可靠的納米孔陣列檢測系統，用於低濃度DNA分子檢測。本研究可為最佳化固態納米孔陣列DNA檢測提供理論基礎和實踐手段；將帶來納米孔陣列在DNA的低成本快速實時檢測中的套用，推動疾病初期快速診斷的發展。

結題摘要

固態納米孔感測器的研究對於實現高靈敏度、便攜、可集成化檢測技術具有重要意義。本項目通過實時電信號的高頻、低頻採集、物理分析模型並實驗數據擬合的方法來研究基於表面電荷檢測的納米孔感測器。具體內容包括構造了高信噪比的固態納米孔陣列感測器和玻璃納米單孔感測器及其檢測系統，以靜態電流電壓曲線和動態的電流功率譜密度曲線為方法，研究離子濃度、外加電場、離子種類、溶液pH等因素對噪聲的調控機制，提出最佳化檢測系統的實驗設計需求；獲得了DNA適體功能化的固態納米孔感測器，用於檢測汞離子的濃度，可實現低至1pM的檢測限，檢測範圍為1pM-10nM；以及檢測環境對固態納米孔表面電荷檢測的調控因素，如離子濃度、離子梯度、pH、表面修飾等，展開了高靈敏度表面電荷檢測體系的研究。實驗表明在納米限域空間內，納米孔內的pH與體相溶液酸鹼度不同，因而需要在納米孔中建立不同表面修飾的帶電特性。本研究可為最佳化固態納米孔表面電荷檢測提供理論基礎和實驗手段；推動納米孔在汞離子等重金屬離子的低成本快速實時檢測的套用。項目資助已發表SCI一區論文2篇，在投SCI論文一篇，公開發明專利一項。培養碩士生3名，其中1名已取得碩士學位，2名在讀。項目投入經費22萬元，支出13.萬元，各向支出與預算相符。剩餘經費8.1萬元，將用於本項目尚未支付的加工費、後期的驗證實驗和出版費等後續支出。