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納米孔道單分子電化學測量的低噪音控溫系統研究
楊鋮宇; 顧震; 胡正利; 應佚倫; 龍億濤 華東理工大學化學與分子工程學院; 上海200237; 南京大學化學化工學院; 生命分析化學國家重點實驗室; 江蘇南京210023
關鍵詞：納米孔道 電化學 單分子檢測 單分子界面 控溫系統
摘要：納米孔道檢測技術是一種利用單個分子測量界面實現在單分子水平上測量DNA、RNA、蛋白、多肽等生物分子的高靈敏的單分子檢測技術.由于單個分子與納米孔道的相互作用受熱力學控制,亟需精準控制納米孔道單分子分析的實驗溫度.因此,本文研制了一種低噪音控溫系統用于具有皮安級電流分辨的納米孔道單分子實驗,以實現精確調控測量時的環境溫度.該系統利用半導體制冷片的熱電效應對檢測池環境加熱/制冷,通過對高精度熱敏電阻進行電磁屏蔽以實現在溫度反饋的同時避免噪音的引入.利用比例-積分-微分算法進行控制,達到高精度快速控溫的要求.該系統控溫精度為±1°C,無額外噪音引入至超靈敏納米孔道單分子測量,獲得了25°C到5°C下Poly(dA)5與單個氣單胞菌溶素(Aerolysin)分子界面間作用產生信號的差異,應用于研究單分子與納米孔道相互作用的熱力學行為.
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