纳米孔道单分子电化学测量的低噪音控温系统研究

纳米孔道单分子电化学测量的低噪音控温系统研究

论文摘要

纳米孔道检测技术是一种利用单个分子测量界面实现在单分子水平上测量DNA、RNA、蛋白、多肽等生物分子的高灵敏的单分子检测技术.由于单个分子与纳米孔道的相互作用受热力学控制,亟需精准控制纳米孔道单分子分析的实验温度.因此,本文研制了一种低噪音控温系统用于具有皮安级电流分辨的纳米孔道单分子实验,以实现精确调控测量时的环境温度.该系统利用半导体制冷片的热电效应对检测池环境加热/制冷,通过对高精度热敏电阻进行电磁屏蔽以实现在温度反馈的同时避免噪音的引入.利用比例-积分-微分算法进行控制,达到高精度快速控温的要求.该系统控温精度为±1°C,无额外噪音引入至超灵敏纳米孔道单分子测量,获得了25°C到5°C下Poly(dA)5与单个气单胞菌溶素(Aerolysin)分子界面间作用产生信号的差异,应用于研究单分子与纳米孔道相互作用的热力学行为.

论文目录

  • 1 实验
  •   1.1 试剂与仪器
  •   1.2 纳米孔道实验
  •   1.3 温度控制实验
  •     1)控制系统测试
  •     2)纳米孔道变温实验
  • 2 结果与讨论
  •   2.1 控温系统的稳定性测试以及噪音影响
  •     1)控温系统稳定性测试
  •     2)控温系统的噪音影响
  •   2.2 温度对信号差异研究
  •     1)温度变化对于I-V曲线的影响
  •     2)温度变化对于信号的影响
  • 3 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 杨铖宇,顾震,胡正利,应佚伦,龙亿涛

    关键词: 纳米孔道,电化学,单分子检测,单分子界面,控温系统,低噪音电分析测量

    来源: 电化学 2019年03期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 化学,材料科学

    单位: 华东理工大学化学与分子工程学院,南京大学化学化工学院生命分析化学国家重点实验室

    基金: 国家自然科学基金项目(Nos.21834001,61871183),上海市教育委员会科研创新计划(No.2017-01-07-00-02-E00023),上海市启明星计划(No.19QA1402300),上海市教育委员会和上海教育发展基金会支持的“晨光”项目(No.17CG27)资助

    分类号: O657.1;TB383.1

    DOI: 10.13208/j.electrochem.181056

    页码: 312-318

    总页数: 7

    文件大小: 668K

    下载量: 91

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