DNA单分子穿越内径<10nm纳米通道机制的实时可视化研究

项目名称： DNA单分子穿越内径<10nm纳米通道机制的实时可视化研究

项目编号： No.61378083

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 王凯歌

作者单位： 西北大学

项目金额： 94万元

中文摘要： 清楚理解DNA分子在外电场作用下，穿越内径<10nm纳米通道的详细机理，对于实现DNA分子（全基因组）纳米孔超快测序，实现纳米生化传感器、分析器、生物芯片实验室的高度集成和实用化等有重要的实际价值和科学意义。本项目利用微秒精度脉冲开关、微伏精度恒压直流源，结合自行研制的微纳流控系统，有效引导DNA单分子匀速穿越长度0.5~1mm、内径最小~2nm的具有不同形状与功能的弯曲"S形"、内径渐变"楔形"纳米通道，以及内径2~10nm、长度>10mm的连续光滑"直线形"纳米通道等；并结合单分子荧光成像技术、EMCCD和飞安级精度微电流测试仪等技术实时可视化监测DNA分子穿越通道时其运动速度、构象变化等规律；再结合非连续流理论分析重叠电双层、范德瓦尔斯力、溶液PH值、通道内径大小等因素对DNA分子生物物理性质、动力学性质改变的影响，阐明DNA分子穿越内径<10nm至~2nm纳米通道的详细机制。

中文关键词： 微纳米流体通道；穿越机制；单分子荧光成像技术；动力学性质；分子间相互作用

英文摘要： To clearly understand the detailed mechanism of DNA molecule transporting through the nanochannel with diameter less than 10nm under external electric fields has an important practical value and scientific significance for accomplishing the ultra-fast nan

英文关键词： micro/nano-fluidic channel；transporting mechanism；single molecular fluorescence imaging；dynamical properties；interaction between molecules