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科学家用半导体膜模拟生物离子通道

来源:教育部科技发展中心
摘要:美国Illinois大学的科学家们设计出一种半导体膜能够提供比生物膜更优秀的弹性和电学性能。研究小组的首席科学家,任Illinois大学Stillman电子和计算机工程教授的Jean-PierreLeburton说:“通过在膜上制造出纳米小孔,我们能够使用它来分隔带电的物种或管理带电分子和离子的流动,从而模拟生物离子通道的运转。”Leburton......

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美国Illinois大学的科学家们设计出一种半导体膜能够提供比生物膜更优秀的弹性和电学性能。这种由薄硅层掺杂而成的膜还能够应用在单分子探测、蛋白过滤、DNA测序等领域中。他们的结果发表在最新的《Nano  Letters》上。

研究小组的首席科学家,任Illinois大学Stillman电子和计算机工程教授的Jean-Pierre  Leburton说:“通过在膜上制造出纳米小孔,我们能够使用它来分隔带电的物种或管理带电分子和离子的流动,从而模拟生物离子通道的运转。”

Leburton和他的同事们对许多不同静电势下的半导体膜进行了模拟。在他们的模型里,带纳米孔的膜由两层硅组成,每层厚度都为12纳米,并且掺杂相反(n型和p型)。n型掺杂的膜一面静电势为正,p型掺杂一面的静电势为负。

纳米小孔具有沙漏的形状,中央的最细处半径为1纳米,在膜两面开口处的半径为6纳米。纳米小孔的尺寸可以通过改变其周围的静电势而改变。

Leburton说:“通过控制离子的流动,人造的纳米小孔还提供了一个生物离子通道所没有的可调节度。”

除了作为生物离子通道的替代品,这种固态带纳米小孔的膜还能够应用在包括DNA测序等其他应用领域。

Leburton说:“使用半导体技术进行DNA测序能够节省时间和金钱。通过控制膜两面的电压,可以把DNA从纳米小孔中拉出来。由于每一个碱基对所带电量不同,我们可以把膜作为一个p-n节来探测变化的电信号。”



原文链接:http://www.physorg.com/news103469529.html

刘乐译自:physorg.com
作者: 2007-7-21
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