| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 第一章 绪论 | 第12-31页 |
| 1.1 引言 | 第12页 |
| 1.2 DNA测序发展历程 | 第12-16页 |
| 1.2.1 第一代DNA测序方法 | 第13-14页 |
| 1.2.2 第二代DNA测序方法 | 第14-15页 |
| 1.2.3 第三代DNA测序方法 | 第15-16页 |
| 1.3 纳米孔DNA测序现状 | 第16-26页 |
| 1.3.1 纳米孔测序原理 | 第16-17页 |
| 1.3.1.1 阻塞电流法 | 第16-17页 |
| 1.3.1.2 隧道电流法 | 第17页 |
| 1.3.2 纳米孔分类 | 第17-20页 |
| 1.3.2.1 生物纳米孔 | 第17-19页 |
| 1.3.2.2 固态纳米孔 | 第19-20页 |
| 1.3.3 固态纳米孔测序时间分辨率提高方法——降速 | 第20-26页 |
| 1.3.3.1 改变溶液条件方法降速 | 第20-22页 |
| 1.3.3.2 改变偏置电压方法降速 | 第22-23页 |
| 1.3.3.3 光镊控制 | 第23-24页 |
| 1.3.3.4 磁镊控制 | 第24-25页 |
| 1.3.3.5 其他纳米级高精控制方法 | 第25-26页 |
| 1.3.4 DNA空间分辨率提高 | 第26页 |
| 1.4 固态纳米孔测序模拟仿真现状 | 第26-28页 |
| 1.4.1 MD仿真方法 | 第26-27页 |
| 1.4.2 COMSOL Multiphysics仿真方法现状 | 第27-28页 |
| 1.5 选题意义及主要研究内容 | 第28-31页 |
| 1.5.1 课题研究意义 | 第28-29页 |
| 1.5.2 主要研究内容 | 第29页 |
| 1.5.3 论文结构及章节安排 | 第29-31页 |
| 第二章 固态纳米孔检测DNA的影响因素及理论 | 第31-52页 |
| 2.1 引言 | 第31页 |
| 2.2 实验理论与原理 | 第31-37页 |
| 2.2.1 双电子层理论 | 第31-32页 |
| 2.2.2 电渗与电泳 | 第32-34页 |
| 2.2.3 介电电泳 | 第34-35页 |
| 2.2.4 膜片钳技术 | 第35-36页 |
| 2.2.5 链霉亲和素与生物素连接技术 | 第36-37页 |
| 2.3 固态纳米孔的加工 | 第37-38页 |
| 2.4 纳米孔检测DNA的实验 | 第38-41页 |
| 2.4.1 实验原理 | 第38-39页 |
| 2.4.2 实验材料与设备 | 第39-40页 |
| 2.4.3 实验操作步骤及注意事项 | 第40-41页 |
| 2.5 不同因素对DNA通过纳米孔的影响研究 | 第41-51页 |
| 2.5.1 缓冲液浓度对DNA通过纳米孔的影响 | 第42-46页 |
| 2.5.1.1 缓冲液浓度对阻塞电流的影响 | 第43-44页 |
| 2.5.1.2 缓冲液浓度对过孔时间的影响 | 第44-45页 |
| 2.5.1.3 缓冲液浓度对DNA捕获率的影响 | 第45-46页 |
| 2.5.2 偏置电压对DNA通过纳米孔的影响 | 第46-51页 |
| 2.5.2.1 偏置电压对DNA过孔时间的影响 | 第47-48页 |
| 2.5.2.2 偏置电压对阻塞电流的影响 | 第48-50页 |
| 2.5.2.3 偏置电压对DNA捕获率的影响 | 第50-51页 |
| 2.6 本章小结 | 第51-52页 |
| 第三章 固态纳米孔检测磁珠绑定DNA的实验研究 | 第52-72页 |
| 3.1 引言 | 第52页 |
| 3.2 磁珠性质研究与实验准备 | 第52-54页 |
| 3.2.1 磁珠的基本性质 | 第52-53页 |
| 3.2.2 实验材料与设备 | 第53-54页 |
| 3.3 实验操作步骤 | 第54-56页 |
| 3.3.1 DNA与引物绑定 | 第54页 |
| 3.3.2 PCR后DNA的提纯与表征 | 第54-55页 |
| 3.3.3 DNA与磁珠绑定 | 第55-56页 |
| 3.4 磁珠绑定DNA通过纳米孔的相关验证实验 | 第56-61页 |
| 3.4.1 纯磁珠与纳米孔的相互作用 | 第56-57页 |
| 3.4.2 链霉亲和素与纳米孔相互作用 | 第57-58页 |
| 3.4.3 磁珠绑定的DNA过孔现象研究 | 第58-61页 |
| 3.5 不同因素对磁珠绑定的DNA过孔的影响研究 | 第61-71页 |
| 3.5.1 缓冲液浓度对磁珠绑定的DNA通过纳米孔的影响 | 第61-66页 |
| 3.5.1.1 缓冲液浓度对磁珠绑定的DNA过孔阻塞电流的影响 | 第61-63页 |
| 3.5.1.2 缓冲液浓度对磁珠绑定的DNA过孔时间的影响 | 第63-65页 |
| 3.5.1.3 缓冲液浓度对磁珠绑定的DNA过孔捕获率的影响 | 第65-66页 |
| 3.5.2 偏置电压对磁珠绑定的DNA过孔的影响 | 第66-71页 |
| 3.5.2.1 偏置电压对磁珠绑定的DNA过孔阻塞电流的影响 | 第66-69页 |
| 3.5.2.2 偏置电压对磁珠绑定的DNA过孔时间的影响 | 第69-70页 |
| 3.5.2.3 偏置电压对磁珠绑定的DNA捕获率的影响 | 第70-71页 |
| 3.6 本章小结 | 第71-72页 |
| 第四章 固态纳米孔检测DNA及磁珠绑定DNA多物理场仿真 | 第72-89页 |
| 4.1 引言 | 第72页 |
| 4.2 基础理论及模型建立 | 第72-76页 |
| 4.2.1 COMSOL及COMSOL with Matlab简介 | 第72-74页 |
| 4.2.2 DNA及磁珠绑定DNA过孔仿真理论基础 | 第74-76页 |
| 4.3 COMSOL Multiphysics建模步骤 | 第76-82页 |
| 4.3.1 无量纲代换 | 第76-77页 |
| 4.3.2 模型建立 | 第77-78页 |
| 4.3.3 求解域设置及边界条件设置 | 第78-79页 |
| 4.3.4 自定义表达式及变量设置 | 第79-80页 |
| 4.3.5 网格划分与求解 | 第80-81页 |
| 4.3.6 后处理 | 第81-82页 |
| 4.4 DNA和磁珠绑定的DNA通过纳米孔影响因素 | 第82-89页 |
| 4.4.1 纳米粒子在纳米孔不同位置的运动规律仿真 | 第82-84页 |
| 4.4.2 缓冲液浓度对DNA及磁珠绑定的DNA通过纳米孔的影响仿真 | 第84-88页 |
| 4.4.3 外加电压对DNA及磁珠绑定的DNA通过纳米孔的影响仿真 | 第88-89页 |
| 4.5 本章小结 | 第89页 |
| 第四章 附COMSOL with Matlab程序文件 | 第89-98页 |
| 第五章 总结与展望 | 第98-101页 |
| 5.1 总结 | 第98-99页 |
| 5.2 展望 | 第99-101页 |
| 致谢 | 第101-102页 |
| 参考文献 | 第102-112页 |
| 攻读硕士期间发表的论文及专利 | 第112页 |
