納米孔道電化學(xué)分析

第1章 納米孔道電化學(xué)基礎(chǔ)與應(yīng)用 001
1.1　納米孔道電化學(xué)分析 002　納米孔道電化學(xué)分析 002
1.2　納米孔道的分類(lèi) 002
1.3　納米孔道電化學(xué)技術(shù)原理 003
1.4　納米孔道電化學(xué)分析的應(yīng)用 006
1.4.1　納米孔道單分子測(cè)序 007
1.4.2　納米孔道單分子分析 008
1.4.3　納米孔道限域可控單分子化學(xué) 010
1.4.4　納米孔道單個(gè)體電化學(xué) 011
參考文獻(xiàn) 012
第2章 生物納米孔道檢測(cè)系統(tǒng) 017
2.1　磷脂雙分子層 018
2.1.1　磷脂雙分子層的構(gòu)建 020
2.1.2　磷脂雙分子層膜的表征 023
2.2　蛋白質(zhì)生物納米孔道及其組裝 024
2.2.1　蛋白質(zhì)生物納米孔道 024
2.2.2　蛋白質(zhì)生物納米孔道的組裝 026
2.3　納米孔道電化學(xué)實(shí)驗(yàn) 030
2.3.1　電極的制備 030
2.3.2　檢測(cè)池的裝配 031
2.3.3　實(shí)驗(yàn)操作步驟 032
2.3.4　孔道內(nèi)的基礎(chǔ)電化學(xué)機(jī)制 039
2.3.5　生物納米孔道單分子實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 042
2.4　生物納米孔道的可控構(gòu)建 045
2.4.1　孔道內(nèi)天然氨基酸的定點(diǎn)突變 045
2.4.2　孔道內(nèi)非天然氨基酸的引入 047
2.4.3　孔道內(nèi)的化學(xué)修飾 050
2.4.4　其他孔道 052
參考文獻(xiàn) 054
第3章 固體納米孔道檢測(cè)系統(tǒng) 057
3.1　固體納米孔道 058
3.2　固體納米孔道體系的構(gòu)建 058
3.2.1　電化學(xué)可控刻蝕的固體納米孔道制備平臺(tái)的搭建 061
3.2.2　固體納米孔道制備平臺(tái)軟件控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā) 063
3.3　固體納米孔道體系的表征 067
3.3.1　I-V曲線對(duì)納米孔道孔徑的表征 067
3.3.2　TEM對(duì)納米孔道孔徑的表征 067
3.4　固體納米孔道體系的修飾 068
3.5　固體納米孔道實(shí)驗(yàn) 069
3.5.1　檢測(cè)池的裝配 069
3.5.2　固體納米孔道檢測(cè)實(shí)例 070
參考文獻(xiàn) 079
第4章 玻璃納米孔道單個(gè)體測(cè)量 081
4.1　玻璃納米孔道 082
4.2　玻璃納米孔道的構(gòu)建方法 083
4.3　玻璃納米孔道的表征 087
4.4　功能化玻璃納米孔道及無(wú)線納米孔電極的構(gòu)建 089
4.4.1　玻璃納米孔道的功能化 089
4.4.2　新型無(wú)線納米孔電極的制備及表征 091
4.5　玻璃納米孔道實(shí)驗(yàn) 097
4.5.1　實(shí)驗(yàn)材料 097
4.5.2　無(wú)線納米孔電極的制備 098
4.5.3　離子的高靈敏度檢測(cè) 099
4.5.4　淀粉樣蛋白分子聚集過(guò)程分析 101
4.5.5　活細(xì)胞的氧化還原代謝檢測(cè) 103
4.5.6　單個(gè)納米顆粒檢測(cè) 106
參考文獻(xiàn) 108
第5章 納米孔道微電流電化學(xué)測(cè)量?jī)x器 111
5.1　儀器組成 113
5.1.1　微電流放大器 113
5.1.2　模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換 117
5.1.3　微控制器及軟件 119
5.2　儀器性能指標(biāo) 120
5.2.1　系統(tǒng)帶寬 120
5.2.2　噪聲及降噪措施  121
5.2.3　儀器校準(zhǔn) 133
5.3　納米孔道檢測(cè)儀器的發(fā)展 135
5.3.1　常見(jiàn)的商品化儀器 135
5.3.2　自主研發(fā)的單分子測(cè)量?jī)x器 137
參考文獻(xiàn) 138
第6章 納米孔道電化學(xué)信號(hào)分析與處理 140
6.1　信號(hào)預(yù)處理 141
6.2　數(shù)據(jù)處理獲取信號(hào)的原理和方法 143
6.2.1　閾值法 143
6.2.2　等效電路還原法 146
6.2.3　積分電流面積還原法 148
6.2.4　基于極值躍遷法的信號(hào)處理  154
6.3　納米孔道信號(hào)頻域分析方法 159
6.4　其他納米孔道信號(hào)分析方法 161
6.4.1　基于形狀的信號(hào)識(shí)別與數(shù)據(jù)分類(lèi) 161
6.4.2　基于HMM的機(jī)器學(xué)習(xí)算法識(shí)別信號(hào) 162
6.4.3　DNA數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 164
6.5　納米孔道數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)操作 165
6.5.1　MOSAIC 165
6.5.2　Nanopore Analysis 167
6.5.3　PyNanoLab 167
參考文獻(xiàn) 172
第7章 納米孔道電化學(xué)限域可控單個(gè)體分析 175
7.1　生物納米孔道應(yīng)用 176
7.1.1　生物納米孔道檢測(cè)原理 176
7.1.2　基于單分子界面的動(dòng)態(tài)分析 176
7.1.3　單分子反應(yīng) 183
7.1.4　基于相互作用的單分子界面?zhèn)鞲行阅艿木珳?zhǔn)調(diào)控 188
7.2　固態(tài)納米孔道應(yīng)用 192
7.2.1　固態(tài)納米孔道的表面修飾 193
7.2.2　固態(tài)納米孔道單分子檢測(cè) 196
7.2.3　固態(tài)納米孔道DNA測(cè)序 197
7.2.4　固態(tài)納米孔道檢測(cè)單分子構(gòu)象變化 198
7.2.5　基于二維材料的固態(tài)納米孔道傳感應(yīng)用 201
7.2.6　光電同步檢測(cè) 202
7.3　玻璃納米孔道應(yīng)用 205
7.3.1　玻璃納米孔道的電化學(xué)分析原理 205
7.3.2　基于整流現(xiàn)象的單分子分析方法 207
7.3.3　玻璃納米孔道單分子及單顆粒分析 209
7.3.4　基于玻璃納米孔道的單細(xì)胞分析 216
7.3.5　新型玻璃納米孔道電極的應(yīng)用 219
參考文獻(xiàn) 222
第8章 總結(jié)與展望 232
參考文獻(xiàn) 246