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固态纳米孔的光学无标记检测汇报人：李一鑫Catalog1· 实验背景2· 实验结果3· 实验结论实验背景1目前情况：·可以使用固态纳米孔技术检测无标记生物小分子，包括：DNA、RNA、蛋白质复合物。·电测量法中离子电流产生大量不理想的噪声。需求：·提高性能（降噪、提高信噪比、增加带宽、阵列测序）。解决方法：·引入光学法：将离子电流的变化，转化为光学信号。优势：·精密调节CaCl2浓度梯度、EGTA浓度和电源电压，可以将光信号控制在纳米孔附近很小的范围内，使噪声的波谱很平坦。·应用了更高光子计数率的强光源和confocal的高速光子计数装置后，可提高信噪比。·应用了TIRF的宽视场成像可以同时对较大的阵列进行观测。实验背景1实验概述： 以光子计数法作为电测量法的替代或补充。 用光学的形式展现纳米孔处随时间变化的电导，不受其它元件噪声干扰。 光信号源自于纳米孔本身，范围小，噪声谱平坦，具有较大潜在有效带宽。 之前被用在生物孔中，得到的带宽狭窄、光子计数率低、实验难度高。 选用TIRF-激光共聚焦显微镜技术观察，提高发射光强，以提高带宽。 逐个光子进行计数，以避免抽样误差。 进行数值模拟，预实验结果相吻合。 TIRF提供更大视场，可进行阵列式观察。实验结果2固态纳米孔的光学检测实验结果2分布在纳米孔周边的稳态离子的数值模拟实验结果2用实验测量纳米孔周围的荧光强度验证数学模型实验结果2电学法和光学法的噪声谱实验结果2同时用电学法和光学法记录DNA过孔实验结果2多孔阵列实验结论3 本文描述了一种用光学手段通过固态纳米孔检测未标记分析物的方法。 主要方法是用光读出代替电读出。 通过数值模拟说明，Ca离子很灵敏，当被检测物过孔时导致离子浓度的梯度变化。 Ca离子与Ca离子荧光指示剂染料结合，激发出光子，这一现象被用于光学检测纳米孔的局部离子流。 相比于常用于纳米孔检测的电离子法，这种光学法几乎免疫噪声，光谱响应更优异。 一个Ca离子结合荧光染料会释放多个光子，放大效果很好。 比最先进的基于电学法的DNA测序与表观遗传分析的带宽都高。 可以进行纳米孔阵列检测。Thanks
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