基于微流控技术图顶点着色问题的DNA计算模型

为减少DNA计算中的人为操作,实现对生化操作的精确控制,设计了一种基于微流控技术求解图顶点着色问题的微流控DNA计算模型。通过温度来控制微反应器中DNA链库与磁珠探针的杂交与变性,并利用不同电极间的电位差来驱动DNA分子在微通道内移动以实现整个计算过程。分析表明,采用本文模型可以自动化地求解任意一个图顶点着色问题,提高了DNA计算的可靠性。     

DNA逻辑自组装理论综述

自组装是组装基元通过分子间相互作用自发形成纳米晶体结构的过程,是创造合成纳米晶体和拓展晶体新功能的重要技术。基于对DNA知识、技术积累和DNA自组装所具有的产物可预测性和可程序化设计实现的优点,DNA自组装方法成为自底向上构筑纳米体系结构的理想选择。文章介绍了DNA自组装的重要研究意义,详细总结了DNA自组装研究现状,分析了DNA自组装理论,探讨了DNA的逻辑运算机理,并对其应用前景进行展望。     

基于DNA的纳米结构自组装

分析了DNA适于作为纳米结构组装模板的结构特点,阐述了几种基于DNA的纳米结构自组装方式,提出DNA模板组装可作为“自下而上”的微纳器件加工新方式,从而克服传统“自上而下”加工方式的不足。     

一种肿瘤标志物的高灵敏电化学检测方法研究

以肿瘤标志物IgG蛋白,构建了一种利用新型电化学探针采用夹心捕获和探针标记的方法对肿瘤标志物IgG蛋白进行检测。通过池底部修饰的抗体将肿瘤标志物IgG蛋白捕获并固定到检测池中,利用DNA适体修饰的DNA纳米网络探针对IgG蛋白进行识别和标记,再将DNA纳米网络探针上负载的大量CdTe量子点酸溶并利用阳极溶出伏安法检测溶解的Cd离子浓度,以此间接检测肿瘤标志物IgG蛋白。DNA适体起到特异性识别肿瘤标志物IgG蛋白的作用,而DNA纳米网络起到负载大量信号物质CdTe量子点的信号放大作用。肿瘤标志物的高灵敏的电化学检测方法的构建对于肿瘤疾病的早期诊断有着重要的意义,可以为临床医疗争取极为宝贵的时间。     

自组装丝素蛋白纳米颗粒的制备

以家蚕丝为原材料,采用两种溶解体系来调控蚕丝蛋白的分级组装,制备了不同尺寸的丝素蛋白纳米颗粒。对颗粒的形貌及结构等进行了测试分析,结果表明:采用LiBr-FA溶液体系制备的丝素蛋白纳米颗粒呈扁平状,当FA质量分数在5%时,丝素蛋白纳米颗粒呈无规卷曲构象;增加FA含量,促使β-折叠结构形成,丝素蛋白纳米颗粒结构更加规整;采用CaCl_2/H_2O/C_2H_5OH-FA溶解体系制备出的丝素蛋白纳米颗粒呈球状,颗粒的粒径均一、分布均匀,基本呈稳定的β-折叠结构。通过调控丝素蛋白自组装过程制备丝素蛋白纳米颗粒,整个过程不涉及有机溶剂的添加和复杂设备的使用,所制备的丝素蛋白纳米颗粒尺寸均匀、结构规整,可以进一步拓展丝素蛋白在药缓释领域的应用范围。     

压痕位置对多晶铜纳米压痕变形机理的影响

为研究在纳米压痕过程中微观结构多晶铜力学特性及变形机理的影响机制,采用Poisson-Voronoi和Monte Carlo方法建立大尺度多晶铜分子动力学模型,针对多晶铜不同微观结构分别建立初始压痕位置位于晶粒、晶界面、三叉晶界、顶点团4类微观结构的纳米压痕模型,采用分子动力学方法模拟计算金刚石探针压入模型的纳米压痕过程,计算4种模型的纳米压痕力及原子的静应力与第三应力.采用中心对称参数法分析多晶铜表面及亚表面位错演化对纳米压痕过程的影响.结果表明:探针对4种微观结构的纳米压痕过程存在显著的规律性,纳米压痕力的增长速率、纳米压痕过程位错向邻近晶粒扩散的难度、纳米压痕后多晶铜亚表面位错分布范围、纳米压痕过程中低维数微观结构累积原子势能的难度等均满足降序关系:晶粒、晶界面、三叉晶界、顶点团;压痕位于高维数微观结构时,其相邻的微观结构呈拉应力;而压痕位于低维数微观结构时,其相邻的微观结构呈压应力.在多晶铜的纳米压痕过程中,为减少缺陷结构数量及其能量累积,降低材料的残余应力,应针对多晶铜的晶粒进行机械加工并避开顶点团、三叉晶界等微观结构.     

纳米Ni-Al2O3体相催化剂的TEM和TPR表征及反应机理探讨

以尿素为沉淀剂、六水硝酸镍为前躯体、表面活性剂（聚异丁烯马来酸三乙醇胺酯）和石油烃-150SN混合物作为模板剂,采用超增溶自组装法制得纳米 Ni-Al2 O3体相催化剂。对 Ni-Al2 O3体相催化剂进行了 TEM表征和氢气还原曲线（TPR）分析,并对沉淀反应的机理进行了探讨。结果表明,超增溶自组装纳米Ni-Al2 O3体相催化剂是晶体结构,形状除了球形,还有纳米棒、纳米丝等其他形状;通过超增溶自组装法制备出的微粒分散性良好,颗粒均匀、粒径分布（10~50 nm）较窄。Ni-Al2 O3经过 H2还原后仍是规整有序的晶体,而且还原后比还原前的晶体结构要规整有序,还原后的颗粒的粒径仍在纳米粒子范围内,属于纳米颗粒。TPR 分析结果表明,曲线出现了两个还原峰,低温峰归属于 NiO 结构,高温峰归属于镍与氧化铝相互作用产生的表面尖晶石结构。     

Ag@Ag_2S核壳结构的制备及其光热性能研究

采用牺牲模板法在室温下原位硫化类球形Ag纳米颗粒制备得到Ag@Ag_2S核壳结构。利用X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和紫外-可见光谱仪(UV-Vis)等测试手段对样品进行分析表征。用实验室自组装的光热转换测试装置测试了Ag@Ag_2S核壳结构及单组份Ag、Ag2S纳米颗粒的光热转换性能。结果表明:在808nm激光的照射下,Ag@Ag_2S核壳结构具有比单组分Ag、Ag_2S纳米颗粒更优异的光热转换性能。     

基于纳米钴信号放大化学发光生物传感器超灵敏检测DNA

研究了一种新颖简便的以大粒径(100nm)Co纳米探针作为信号放大超灵敏化学发光检测DNA的新方法。该方法采用"三明治"夹心法,首先将壳核结构羧基化的纳米Co与氨基修饰的DNA结合制备纳米Co信号探针,然后通过靶DNA与固定了捕获探针的磁珠亲和形成一个"三明治"夹心的结构,制备纳米Co生物传感器。检测时,将纳米Co溶解成Co2+,利用鲁米诺-H2O2-Co2+化学发光体系对靶DNA进行检测,发现其对靶DNA的检测灵敏度可达到1.6×10-17 mol·L-1(3δ),其线性范围为0.6×10-16~4.0×10-16 mol·L-1。     

扫描探针加工和自组装技术相结合的研究进展——表面图形可控的功能纳米结构的制备

随着扫描指针和分子组装技术的快速发展,人们不仅可以在固体表面构建纳米尺度的结构,而且也可以使表面的纳米结构进一步功能化,并且还能够更进一步制备出精确控制的复合功能材料及理想的原型器件.本文在简单介绍扫描探针加工技术和分子自组装膜制备的基础上,总结了原子力显微镜纳米刻蚀和分子组装相结合的最新进展,并着重介绍了具有广泛应用前景和研究进展的构筑纳米刻蚀法和蘸笔水刻蚀法.