基于微悬臂梁的生化传感技术研究

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liwj
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在生物和化学领域中,生化传感器是进行各种实验研究的必要条件和工作基础。研制特异性强,灵敏度高,响应时间短的高性能传感器一直是人们追求的目标。近年来,伴随着微机电系统(Microelectromechanical System,MEMS)技术的兴起,系统的微型化成为一个重要的发展方向。它的优点在于:具有很大的比表面积,对表面效应十分敏感,容易实现阵列式的多点集成,而且运用IC制造工艺可低成本大规模生产。这种技术的出现,为生化传感器的研制提供一条新的思路。 本文针对当前生化传感领域中,大分子构象转变的检测问题展开了实验研究。当生化过程在微悬臂梁的表面发生时,会导致其表面应力发生变化并产生弯曲变形。本文利用这种效应独立的构建了一套基于微悬臂梁的生化传感实验系统,并在其基础上,按照从简单到复杂——即从结构简单的人工合成大分子聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM),到结构复杂的生物大分子胰蛋白酶——的研究思路对大分子的构象转变问题进行了实验研究,具体包括以下四个方面的内容: (1) 以小分子(11羧基硫醇,11MUA)在微悬臂梁上的吸附过程作为对照,研究了大分子(一端巯基化的聚N-异丙基丙烯酰胺,HS-PNIPAM)在微悬臂梁表面吸附生长过程中的构象转变。结果显示:11MUA在微悬臂梁表面的吸附生长过程包括两个阶段,而HS-PNIPAM分子的吸附生长过程却由三个阶段组成。分析认为,导致这种差异的主要原因在于PNIPAM分子具有构象的调整机制,整个吸附生长过程就是其构象不断调整直至形成分子刷的过程。 (2) 通过分子自组装的方法将PNIPAM分子修饰到微悬臂梁表面,检测环境(水)温度在20℃到40℃之间变化时,微悬臂梁的变形。结果显示:在升温过程中(20℃到40℃),微悬臂梁发生了弯曲变形。这个过程对应着PNIPAM分子链从伸展的无规线团构象转变到塌缩的小球构象。而在降温过程中(40℃到20℃),微悬臂梁发生了相反方向的变形,这对应这PNIPAM分子链构象的恢复。从整体上看,微悬臂梁的变形在整个温度循环过程中的表现出不可逆性和迟滞性。分析认为,这是由于PNIPAM分子链在塌缩过程中形成氢键引起的。 (3) 研究了当环境pH制在3到11之间变化时,修饰在微悬臂梁表面聚丙烯
其他文献
针对2台逆变器向异步电动机供电提出并设计了一个以8098CPU为核心的双微机控制系统。在硬件设计过程中,突出了优化、灵活、可靠的基本设计思想。实验结果证明,本系统很好地实现了负载均
血红蛋白及其携氧功能的软件平台(HBMS)是运用JavaEE的技术开发的关于血红蛋白空间结构和携氧功能的查询软件平台,通过该平台可快速查询血红蛋白的结构和功能的一些特性。HBM
以普通铝和有机醇为原料,自制高纯(≥99.999%)铝醇盐为前驱物,采用Sol-Gel技术制备高纯超细氧化铝粉体。对前驱物的合成,提纯,控制水解,干燥,相态转变等整个过程进行了全面详细的研
针对遗传算法的早熟收敛与神经网络进化建模问题,论文对于多模态优化问题动态特性、基于模式交流算子的模式交流多群体遗传算法(SCMPGA)框架、基于SCMPGA框架的ANN进化建模算
以病案为切入式(Case Based Instruction,CBI)的教学方法是目前发达国家普遍采用并得到广泛认可的一种医学课程教学模式,是一种在老师和教学大纲指导下进行的调查学习过程,强调
刚从初中升上高中的学生普遍不能一下子适应过来,都觉得高一数学难学,特别是意志品质薄弱和学习方法不妥的那部分学生更是过早地失去学数学的兴趣,甚至丧失学习信心.如何搞好
近年来,在开放网络环境下实现跨组织的灵活复杂的应用已经成为各领域的普遍需求,随着Agent和多Agent系统(Multi-AgentSystem,MAS)技术的发展,它们越来越被认为是构建这种复杂
多晶硅薄膜良好的压阻特性使其在MEMS压阻式传感器中得到了广泛应用。本文的研究结果表明多晶硅纳米薄膜(PSNF)具有更为优越的压阻特性,有着广阔的应用前景。然而,PSNF的压阻特
目前,一些高校的美术概论课程教学仍存在无法完成教学目标、教学内容过于理论化、教学方法过于单一、教学评价不全面等问题。对于如何解决这些问题,笔者认为最重要的是任课教
提出了一个研究磨损问题的数值仿真模型,并探讨了该模型在多种磨损问题中的应用前景,为了解复杂的磨损全过程开辟了一条新途径。