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石墨烯量子晶体管可用作DNA感测器

本文摘要:在基因组测序技术领域,科学家在大大执着速度更加慢、成本更加较低的方法和设备。据物理学家的组织网10月30日报导,最近,美国伊利诺斯大学厄本那香槟分校最近研发出有了一种新奇的方法:把石墨烯纳米带上(GNR)垫在两层有纳米孔(内径大约1纳米)的液体膜中间,再行让DNA分子穿越这种三明治设备,以此来感官辨识所通过的DNA碱基对。 研究人员设计的DNA感测器是一种以石墨烯为基础的场效应类晶体管设备,能观测DNA链的转动和方位结构。

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在基因组测序技术领域,科学家在大大执着速度更加慢、成本更加较低的方法和设备。据物理学家的组织网10月30日报导,最近,美国伊利诺斯大学厄本那香槟分校最近研发出有了一种新奇的方法:把石墨烯纳米带上(GNR)垫在两层有纳米孔(内径大约1纳米)的液体膜中间,再行让DNA分子穿越这种三明治设备,以此来感官辨识所通过的DNA碱基对。  研究人员设计的DNA感测器是一种以石墨烯为基础的场效应类晶体管设备,能观测DNA链的转动和方位结构。构建这一点的关键是利用了石墨烯的电学性质,做成的GNR可以多方调节,转变它的边缘形状、载流子浓度、纳米孔方位等,由此来调节它的电导率和对外部电荷的灵敏度。

  在这一专业领域,当前主要的实验研究是模型模拟。这里面对着许多难题和挑战,让-皮埃尔莱伯顿教授讲解说道,常用的密度绿函理论(DFT,一种物理学和化学中所用的量子力学模型方法,用作研究多物体系统的电子结构),仅限于液体系统中,而我们所处置的是一种固液混合系统。此外,DFT还要对石墨烯纳米带上假设一些过分非常简单和理想化的条件,比如GNR宽度要完全一致,边缘要规则,纳米孔还要坐落于石墨烯带上的中心,没电解液的静电击穿等。

  在我们的方法中,我们用于一种多轨道紧绑(TB)技术,比DFT处置的原子数量要小得多,而且考虑到了GNR宽度不一,边缘点状,以及纳米孔大小和方位有所不同等问题。莱伯顿说明说道。

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此外,他们用一种多尺度法处置了双混系统。  研究人员认为,其他领域也有可能从这项研究中获益。比如研发新的小型生物电子设备,普遍用作个体化医疗。

莱伯顿说道:从更加普遍的意义上说道,这是生物学与纳米电子学在分子水平上的对话。纳米电子设备带来我们掌控生物信息的有可能,利用生物处置海量信息的能力,修筑信息处理技术的新天地。

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