纳米技术在DNA测序中的应用

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1、纳米技术在DNA测序中的应用02009116蔡兆文摘要：DNA测序对对发现所有人类基因，找出它们在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息具有重大意义。但是目前比较成熟的测序方法成本都很高，实现一个人DNA全序列测序的成本都在百力•美元。而目前基于纳米孔的DNA测序技术是最有可能将DNA测序的成木降至普通人可以接受的价位。关键词:DNA测序纳米孔正文：一：DNA测序历史70年代末，WalterG订bert发明化学法、FrederickSanger发明双脱氧终止法手动测序，同位素标记80年代中期，出现口动

2、测序仪（应用双脱氧终止法原理）、荧光代替同位索，计算机图象识别90年代小期，测序仪重大改进、集束化的毛细管电泳代替凝胶电泳2001年完成人类基因组框架图-：DNA测序的意义DNA测序对发现所有人类基因，找出它们在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息具有重大意义。如果我们知道口己基因的顺序，便可以迅速的定位基因的位置，这对破解人类遗传，解决人类生老病死具冇重大意义！DNA测序技术可以使治愈一些疑难朵症，甚至是癌症也将不再可怕，这对人们战胜疾病很有帮助。当时目前DNA测序的技术虽然比较成熟，但是DNA测

3、序的成本却很高，不是一•般的人可以接受的，所以如何将DNA测序的成木降低是口前最前沿、最热门的科研话题。而利用纳米孔技术是最有可能将DNA全序列分析的成本降低到1000美元以下的技术纳米技术在DNA测序中的应用02009116蔡兆文摘要：DNA测序对对发现所有人类基因，找出它们在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息具有重大意义。但是目前比较成熟的测序方法成本都很高，实现一个人DNA全序列测序的成本都在百力•美元。而目前基于纳米孔的DNA测序技术是最有可能将DNA测序的成木降至普通人可以接受的价位。关

4、键词:DNA测序纳米孔正文：一：DNA测序历史70年代末，WalterG订bert发明化学法、FrederickSanger发明双脱氧终止法手动测序，同位素标记80年代中期，出现口动测序仪（应用双脱氧终止法原理）、荧光代替同位索，计算机图象识别90年代小期，测序仪重大改进、集束化的毛细管电泳代替凝胶电泳2001年完成人类基因组框架图-：DNA测序的意义DNA测序对发现所有人类基因，找出它们在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息具有重大意义。如果我们知道口己基因的顺序，便可以迅速的定位基因的位置，这对

5、破解人类遗传，解决人类生老病死具冇重大意义！DNA测序技术可以使治愈一些疑难朵症，甚至是癌症也将不再可怕，这对人们战胜疾病很有帮助。当时目前DNA测序的技术虽然比较成熟，但是DNA测序的成本却很高，不是一•般的人可以接受的，所以如何将DNA测序的成木降低是口前最前沿、最热门的科研话题。而利用纳米孔技术是最有可能将DNA全序列分析的成本降低到1000美元以下的技术三:基于纳米孔DNA测序的基本原理利用纳米通道來测定DNA序列的基木原理就是通过检测DNA或生物分了在电场驱动下通过纳米孔过程中引起基准电流

6、的偏差信号，从而获知相关结构信息。DNA检测基本原理①盐溶液池中间用隔板隔开，隔板中间有个纳米孔，溶液池两边加上电极。我们知道盐溶液屮带电离子在电场力的作用下做定向流动，从而产生电流，当然由于纳米孔非常的小，所以产生的电流也很小，我们称Z为微电流。DNA分了也是带有正电信的，DNA分子在电场驱动下通过纳米孔吋会部分堵塞纳米孔。电路中的电流和通过纳米孔的离子浓度是有关的，而通过纳米孔的离子浓度是正比有纳米孔的有效面积的，所以在DNA分子通过纳米孔的过程中会引起的基准电流的偏差信号，我们就通过检查这个电

7、流偏差信号来获知相关结构信息。其实基于纳米孔的DNA测序原理是十分简单的，但是想实现它却不是很容易。耳询最主要的难题就是如何实现纳米孔的制备，如何实现低价迅速的制备出想要的纳米孔。还有就是怎么样识别DNA分子屮的不同碱基，比较难控制的就是让DNA以我们想要的方式通过纳米孔等等。这些都是目前基于纳米孔DNA测序难以实现的地方，这也是其魅力所在！当然经过这几年很多科学家的努力，已经取得了一些初步的成果，比如说实现单个DNA分了的识别和测序和纳米孔的可控制备等，这我们将在下文中提及。四：如何实现纳米孔的制

8、备纳米孔的制备工艺图如2掩膜氮化硅硅KOHVlOOum的孔首先在硅基底上做一层掩膜，掩膜屮间有个直接约为100微米的孔。然后通过KON溶液的腐蚀，在硅基底上腐蚀出直接约为100微米的孔，然后通过这个硅孔，用聚焦离子束在氮化硅上打出200纳米的孔。再在氮化硅上沉积石墨烯薄膜，最后用电了束在石墨烯薄膜上打出2纳米的孔。可以大家会疑惑：为什么不直接在石墨烯薄膜上直接打孔呢？这主要是因为石墨烯薄膜太薄，太薄就有两个问题：第一当我们想直接打孔时，无法支持它；第二直接用离子束打孔