【摘要】：基因工程是第三次科技革命的重要成果之一�；驕y序技術(shù)是基因工程的基礎(chǔ),如何精確、快速和廉價的實現(xiàn)基因測序一直是科學(xué)研究的熱點領(lǐng)域。納米孔測序技術(shù)通過檢測DNA電泳通過納米孔時阻塞電流的變化實現(xiàn)測序,被認(rèn)為是能夠?qū)崿F(xiàn)成本低于1000美元并于24小時內(nèi)對單人基因組測序的新型基因測序方法。目前納米孔測序技術(shù)的主要問題是DNA通過納米孔的速度過快,單個堿基過孔速度在微秒級,檢測到的阻塞電流變化強度低,無法區(qū)分堿基類型。增大DNA過孔時與納米孔之間的摩擦力是一種簡便的降低DNA過孔速度的方法,不同納米孔材料以及溶液鹽濃度都會影響DNA與納米孔之間的摩擦力。因此,研究納米孔材料和溶液鹽濃度對DNA摩擦特性的影響十分重要。本論文采用直徑為2 μm的原子力顯微鏡(AFM)二氧化硅探針,通過Y-氨丙基三乙氧基硅烷對探針進行修飾,從而制備出表面修飾DNA的AFM探針。在此基礎(chǔ)上,使用DNA修飾探針研究了DNA與二氧化硅、氮化硅和硅烷化二氧化硅等幾種納米孔材料之間的摩擦學(xué)特性,以及溶液鹽濃度(0.001mol/L、0.01mol/L、0.1mol/L的NaCl溶液)改變對DNA摩擦學(xué)特性的影響。本論文的主要研究內(nèi)容與創(chuàng)新點總結(jié)如下：(1)采用Y-氨丙基三乙氧基硅烷進行硅烷化處理,制備出表面修飾DNA的二氧化硅AFM探針。通過測定探針與云母基底的力-位移曲線,驗證了DNA在探針表面的穩(wěn)定存在。進而建立了一種測定DNA與納米孔孔壁材料間摩擦力的實驗方法。(2)在溶液環(huán)境中,研究了修飾DNA的探針與二氧化硅、氮化硅和硅烷化二氧化硅等三種納米孔材料間的摩擦學(xué)特性,DNA修飾的探針與三種基底之間的摩擦力由小到大分別為二氧化硅氮化硅硅烷化二氧化硅。納米孔內(nèi)壁的表面粗糙度與表面帶電特性會影響DNA與孔壁的摩擦力大小。粗糙度相近時,降低DNA與材料表面靜電力斥力或者使用表面帶有正電荷的材料可以有效增大DNA與材料表面的摩擦力。(3)研究了濃度分別為0.001mol/L、0.01mol/L和0.1mol/LNaCl溶液中DNA修飾的探針與二氧化硅基底之間的摩擦特性。隨著鹽濃度的升高,溶液中的Na+離子能夠中和部分DNA骨架上帶負(fù)電荷的磷酸基。使DNA分子在溶液更為越柔軟,撓度更大,從而造成DNA與基底之間的摩擦力減小。較低的鹽濃度能夠增大DNA過孔時的摩擦力,能夠一定程度上降低DNA的過孔速度,因此更利于納米孔測序技術(shù)。
[Abstract]:Genetic engineering is one of the most important achievements in the third scientific and technological revolution . The technology of gene sequencing is the basis of genetic engineering . How to accurately , quickly and cheaply realize gene sequencing has been the focus of scientific research .
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O629.74;TB383.1

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