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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 通过固态纳米孔识别球形与非球形蛋白质

    摘要： 蛋白质的三维结构在人体生物系统中对蛋白质动力学起着重要作用。迄今为止，在单分子水平上表征和量化蛋白质形状仍是一项挑战。固态纳米孔作为一种新型单分子传感器，已广泛应用于DNA测序和人类疾病诊断等领域。本文通过固态纳米孔研究了电场作用下类球形con.A蛋白与长椭球形牛血清白蛋白（BSA）的跨膜传输过程。通过分析离子电流信号，可基于其固有形状差异对con.A与BSA进行特征识别与区分。由于长椭球形BSA在纳米孔内会受到高电场取向偏好影响，因此会观测到多级离子电流阻塞信号；而球形con.A仅呈现单一电流阻塞水平。该方法未来有望作为低成本、高通量的新型技术，用于实现单蛋白质的指纹图谱分析。

    关键词： 取向、固态纳米孔、形状、电场、离子电流、蛋白质

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 一种基于原子力显微镜、用于实现针尖控制局部击穿的装置

    摘要： 固态纳米孔是检测溶液中单个生物分子的有力工具。然而，固态纳米孔的制备仍具挑战性，特别是需要新方法来促进纳米孔与更大规模纳米流体和电子器件架构的集成。我们开发了针尖控制局部击穿（TCLB）技术：将原子力显微镜（AFM）针尖接触置于电解质储液池上的氮化硅薄膜，通过在针尖施加偏压引发介电击穿，从而在针尖位置形成纳米孔。本研究详细报道了采用TCLB法制备纳米孔的装置，并通过采用在孔形成时电压归零的限流电路，成功制备出直径更小且可控性更强的纳米孔。此外，我们还验证了TCLB技术能够制备与薄膜嵌入式地形特征精确对齐的纳米孔。

    关键词： 介电击穿、原子力显微镜、纳米孔制备、针尖控制局部击穿、固态纳米孔

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [IEEE 2019年第20届国际固态传感器、执行器与微系统会议暨第33届欧洲传感器会议（TRANSDUCERS & EUROSENSORS XXXIII） - 德国柏林（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年第20届国际固态传感器、执行器与微系统会议暨第33届欧洲传感器会议（TRANSDUCERS & EUROSENSORS XXXIII） - 通过控制介质击穿的自适应学习实现无假阴性与假阳性纳米孔制备

    摘要： 我们研究了原位控制击穿（CBD）法制备固态纳米孔时常用的电解质-电介质-电解质结构中的电流传输特性。研究发现，随机击穿过程可能导致假阳性（错误指示纳米孔形成）和假阴性（无法检测初始纳米孔形成）的准确性问题。为了实现精确的纳米孔尺寸控制，稳健且确定性地检测初始物理击穿以减少假阳性和假阴性至关重要。为此，我们报道了一种基于高保真移动Z分数法的CBD固态纳米孔制备方法。实验证明，无论电介质膜特性如何，该方法实现初始纳米孔电导率为3±1 nS（对应尺寸1.7±0.6 nm）的成功率达到100%。研究还阐明焦耳热是基于电场的纳米孔扩大的主要机制。成功展示了利用该方法制备的纳米孔进行单分子DNA检测。我们预计基于移动Z分数的CBD方法将推动固态纳米孔单分子分析技术的更广泛应用。

    关键词： 固态纳米孔、DNA传感、可控击穿、移动Z分数

    更新于2025-09-11 14:15:04