納米孔道單分子電化學測量的低噪音控溫系統(tǒng)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(tǒng)
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(xiàn)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(tǒng)用于具有皮安級電流分辨的納米孔道單分子實驗,以實現(xiàn)精確調控測量時的環(huán)境溫度.該系統(tǒng)利用半導體制冷片的熱電效應對檢測池環(huán)境加熱/制冷,通過對高精度熱敏電阻進行電磁屏蔽以實現(xiàn)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(tǒng)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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