摘要：采用阳离子体积较小的LiCl溶液作为缓冲液,研究DNA在不同浓度下通过固态纳米孔时的行为特征,以探究DNA的过孔机理.实验结果表明,当LiCl溶液浓度从0.1 mol/L变化到1.0 mol/L时,由DNA过孔所引起的相对阻塞离子电流信号比值从0.014 42降低至0.002 79,而DNA完全通过纳米孔所需时间从0.30 ms增加至1.87 ms.对比1 mol/L KCl,Na Cl,LiCl三种溶液中DNA的过孔结果发现,在LiCl溶液中DNA的过孔时间分别为KCl,Na Cl溶液中的6.2和5.3倍,说明LiCl溶液能够有效降低DNA的过孔速度.此外,实验发现LiCl溶液中DNA主要以线性非折叠和折叠2种形态过孔.因此,增加LiCl溶液浓度可延长DNA的过孔时间,但会使相对阻塞离子电流信号幅值降低.

摘要：研制出一种新型的基于微流体数字化技术的数字化无阀微泵,并对无阀微泵的泵送性能进行实验研究。该微泵泵送出的液体量微小、可控,可达纳升级。针对不同粘度液体,改进驱控参数,实现了连续流、离散流的泵送。实验验证了设计原理的正确性。

摘要：微流控系统在很多应用场合需要采用透明材质,针对玻璃材料在加热到半熔融状态时可以塑形,设计了水平式的微流体器件制备仪。样机经实验后,可以制作出微米级的玻璃微针、微管道等器件。该制备仪结构简洁、成本较低、操作简单。

摘要：蛋白质因其多样性和功能性,是生物体内一类非常重要的分子.通常蛋白质的表征需要借助荧光或者酶的标记.而纳米孔技术,得益于免标记、单分子检测等优势,为蛋白质的表征提供了新方向.我们使用固态纳米孔完成了单个蛋白质分子及蛋白质-蛋白质结合物的检测.可以发现,外部电压和电解质溶液的酸碱度会直接影响蛋白质分子表面带电量,从而加快或延迟其在孔内的易位时间.抗原、抗体本质上都是蛋白质,两者之间具有高度特异性.通过比较抗体溶液在添加特异性抗原前后的易位事件,实现了单个蛋白质分子和蛋白质-蛋白质结合物的区分.未来,纳米孔技术有望应用于多蛋白质分子的辨识、蛋白质分子相互作用机制等方面的研究.

摘要：利用玻璃毛细管,发明了一种新型用于生物检测纳米孔的制备方法.实验表明,在玻璃毛细管内壁包埋石蜡层,通过加热玻璃微管的局部,可以拉制形成直径约50 nm的纳米孔.研究表明,制备玻璃纳米孔的关键步骤是控制吸附在内壁上的石蜡层的厚度,这直接影响纳米孔的直径.利用制备的纳米孔,我们已经成功地在实验中检测出生物分子,表明此种方法制作的玻璃纳米孔可以进行生物检测.通过这种方法可快速廉价地制作玻璃纳米孔,提供了一种替代硅技术制作纳米孔的技术.

摘要：为提高生物分子检测的灵敏度,通过氮化硅基底的制备、二硫化钼(MoS_2)薄膜的铺陈以及金属电极的制备等步骤研制了MoS_2流体场效应管.将制备好的场效应管进行电学表征并分别在空气和浸润环境中进行性能测试.实验结果表明:当背栅电压为0 V时,漏极电流与电压呈线性关系,电极与二硫化钼样品之间的接触为欧姆接触;用机械剥离方法制备出的MoS_2薄膜为单层;浸润环境下场效应管上二硫化钼的电阻比空气中的小,这是由于浸润环境下样品杂质掺杂浓度提高所致;随着液栅电压的增加,漏极电流与电压的曲线斜率也会随之增加,场效应增强.作为一种新型的二维材料,二硫化钼可以用来制备流体场效应管和提高生物分子检测的灵敏度.

摘要：肿瘤的免疫疗法是利用人体自身的免疫系统去治疗肿瘤的一种方法,程序性死亡受体1(PD-1)是肿瘤免疫疗法中的一种免疫检查点,利用PD-1或PD-L1的单克隆抗体,可以阻断PD-1/PD-L1信号通路,恢复T细胞的免疫杀伤功能,实现肿瘤的免疫治疗.为了研究PD-1抗体药物与人体PD-1抗原的结合有效性,以PD-1蛋白质分子为实验对象,用纳米孔传感器件开展了PD-1、PD-1抗体及其结合物的辨识.分别对纯PD-1蛋白质分子和其抗体分子进行了纳米孔过孔实验研究,发现PD-1及其抗体的相对堵塞电流幅值比分别为0.00404和0.01297,实现了抗原抗体分子的区分.并对Si3N4纳米孔内壁进行了PD-1抗体修饰,再将PD-1蛋白质分子通过经抗体修饰后的纳米孔,以期实现结合物的检测,实验结果显示部分抗原抗体实现了特异性结合,剩下部分呈游离状,所以纳米孔技术可实现抗原抗体结合物的区分.未来,纳米孔有望成为无标志检测药物有效性的一种新手段.

摘要：针对DNA过孔速度过快以及信噪比低等制约固态纳米孔应用于DNA分子检测的问题,通过改变纳米孔两侧盐溶液的浓度,研究了其对DNA的过孔时间以及信噪比的影响.实验结果表明,当纳米孔两侧氯化钾溶液浓度相同时,λ-DNA的过孔时间以及电流堵塞信号都随着氯化钾浓度的提高而增加.但当纳米孔cis端的KCL浓度保持在1 mol/L,trans端的氯化钾浓度由1 mol/L变为0.1 mol/L时,归一化后的电流信号幅值增加了1个数量级.因此,调整纳米孔两端盐溶液的浓度梯度可以有效降低DNA的过孔速度和提高信噪比,从而大大提高了纳米孔在DNA分子检测方面的灵敏度.

摘要：通过对影响聚焦离子束溅射氮化硅纳米孔的溅射时间和离子束束流2个主要参数的研究,优化了聚焦离子束溅射纳米孔加工工艺.提出了利用聚焦离子束对氮化硅薄膜进行减薄后再溅射纳米孔的加工工艺.采用该加工工艺不仅可以减小纳米孔的直径和厚度,还可以减小纳米孔的锥度.最后利用氮化硅纳米孔研究了不同孔径的纳米孔对48 kbλ-DNA过孔姿态的影响,结果表明,孔径较大时,DNA分子过孔存在多种过孔姿态,孔径越小,DNA分子越容易被拉直过孔.同时针对DNA过孔时引起的阻塞电流,提出了简易的计算模型.

摘要：根据微流体的特性,研制出一种新型无阀微泵。介绍该微泵设计原理,利用毛细作用力作为进口动力源,再利用“数字化微流体技术”驱动,将出口处的液体喷出。由于进出口有压力差,进口形成自锁,微泵也就形成了单向流。该微泵样品经制作及实验验证,工作原理正确,喷出的液体量微小、可控,可达纳升级,并可实现连续流、离散流。