超灵敏单分子传感器的设计理论与关键技术

研制一种基于场效应管的超高灵敏的纳流体传感器，能够实现对DNA、蛋白质等生物单分子的检测，在此基础上，实现DNA测序和生物大分子的单分子操控和传输率的测定。理论研究方面，在分子动力学仿真的基础上，修正基于连续假设的流体动力学模型，建立描述生物分子在纳通道内输运规律的多尺度模型，建立电流信号与生物分子一一对应的关系；实验研究方面，设计、制造出基于场效应管的纳通道单分子传感器，在流路、器件结构优化设计的基础上，通过检测场效应管源漏间电流实现对生物分子的辨识，可将目前同类型单分子传感器的分辨率提高2个量级左右。通过本项目的理论与实验研究，将丰富纳流体动力学的研究内容，拓展经典流体动力学的适用范围，开发出具有自主知识产权的单分子传感器件。