检索结果-内蒙古大学图书馆

机械设计与制造工程 2017年第3期46卷 9-22页

作者：姜迪项楠唐文来倪中华东南大学机械工程学院江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室江苏南京211189

微流控芯片的出现将传统生化检测带入了微观世界,其具有所需进样量少、检测速度快、成本低廉以及便携性高等优点,实现了疾病的早期诊断和有效的预后评估,为提高疾病的治愈率提供了重要手段。以微操控技术为主题,结合江苏省微纳生物医疗... 详细信息

微流控芯片的出现将传统生化检测带入了微观世界,其具有所需进样量少、检测速度快、成本低廉以及便携性高等优点,实现了疾病的早期诊断和有效的预后评估,为提高疾病的治愈率提供了重要手段。以微操控技术为主题,结合江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室研究成果系统地回顾了基础的微流控芯片制造方法的发展历程及微尺寸操控方法的技术概要,比较了几种典型的微流控芯片的优缺点及适用环境,并探讨了未来微操控技术的发展方向。

关键词：微流控技术惯性流粒子操控

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缺陷对石墨烯摩擦性能影响的分子动力学研究

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摩擦学学报 2016年第5期36卷 599-605页

作者：王玉娟李志翔毕可东杨决宽陈云飞东南大学机械工程学院南京211189 江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室南京211189

采用分子动力学方法模拟硅探针在空位缺陷和Stone-Wales(SW)缺陷石墨烯上的滑移过程,研究空位缺陷和SW缺陷对石墨烯摩擦力的影响.研究结果表明:两种缺陷石墨烯摩擦力大于完美石墨烯,空位缺陷使石墨烯界面势垒增大导致能量耗散增加,摩擦... 详细信息

采用分子动力学方法模拟硅探针在空位缺陷和Stone-Wales(SW)缺陷石墨烯上的滑移过程,研究空位缺陷和SW缺陷对石墨烯摩擦力的影响.研究结果表明:两种缺陷石墨烯摩擦力大于完美石墨烯,空位缺陷使石墨烯界面势垒增大导致能量耗散增加,摩擦力增大;SW缺陷使石墨烯表面形成凸起,阻碍探针滑移,摩擦力增大.空位缺陷石墨烯平均摩擦力随缺陷浓度的增加而增加,Y向空位缺陷石墨烯平均摩擦力大于X向,这都是由空位陷处能量势垒和缺陷与探针切向作用距离共同决定的.SW2型缺陷石墨烯摩擦力大于SW1型,X向SW2型缺陷石墨烯摩擦力大于Y向SW2型,因为存在相邻五边形碳原子环结构的石墨烯表面更容易产生凸起,摩擦力较大.以上研究结果完善了缺陷石墨烯的摩擦机制,对设计和开发石墨烯微纳器件提够了理论依据和指导.

关键词：分子动力学空位缺陷石墨烯 Stone-Wales(SW)型缺陷石墨烯摩擦力

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LiCl溶液中基于固态纳米孔的DNA检测

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东南大学学报（自然科学版） 2016年第5期46卷 982-986页

作者：沙菁 石鸿佼徐冰东南大学江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室南京211189 东南大学机械工程学院南京211189

采用阳离子体积较小的LiCl溶液作为缓冲液,研究DNA在不同浓度下通过固态纳米孔时的行为特征,以探究DNA的过孔机理.实验结果表明,当LiCl溶液浓度从0.1 mol/L变化到1.0 mol/L时,由DNA过孔所引起的相对阻塞离子电流信号比值从0.014 42降低... 详细信息

采用阳离子体积较小的LiCl溶液作为缓冲液,研究DNA在不同浓度下通过固态纳米孔时的行为特征,以探究DNA的过孔机理.实验结果表明,当LiCl溶液浓度从0.1 mol/L变化到1.0 mol/L时,由DNA过孔所引起的相对阻塞离子电流信号比值从0.014 42降低至0.002 79,而DNA完全通过纳米孔所需时间从0.30 ms增加至1.87 ms.对比1 mol/L KCl,Na Cl,LiCl三种溶液中DNA的过孔结果发现,在LiCl溶液中DNA的过孔时间分别为KCl,Na Cl溶液中的6.2和5.3倍,说明LiCl溶液能够有效降低DNA的过孔速度.此外,实验发现LiCl溶液中DNA主要以线性非折叠和折叠2种形态过孔.因此,增加LiCl溶液浓度可延长DNA的过孔时间,但会使相对阻塞离子电流信号幅值降低.

关键词：纳米孔 LiCl溶液 DNA 阻塞离子电流过孔时间

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Electrophoresis of poly(dT)_(20) through α-hemolysin nanopore in high concentration potassium chloride solution

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Journal of Southeast University(English Edition) 2016年第4期32卷 496-501页

作者：司伟杨浩杰纪安平李堃沙菁刘磊陈云飞东南大学机械工程学院南京211189 江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室南京211189

Experiments of poly（dT）20 electrophoresis throughα-hemolysin nanopores were performed to unveil the electrophoretic transport mechanism of DNA through nanopores in high concentration potassium chloride solution. It is found that there are two obvious current blockades induced by poly（dT）20 translocation and collision events. Both blockade currents increase linearly with the applied bias voltage. However, the normalized blockade currents are almost kept the same although variable bias voltages are applied. The collision time of poly（dT）20 in the luminal site of the pore remains constant for different voltages. The translocation speed of poly（dT）20through the nanopore decreases with the increase of bias voltage. It is because as the potential increases, the drag force on the homopolymer helps it to crumple into a cluster much easier due to the poor stacking of thymine residues compared with homopolymers consisting of other nucleotides. Molecular dynamics simulations further confirm the experimental results. Increasing the applied bias voltage can slowdown the translocation velocity of the flexible poly（dT）20, which favors increasing the precision of single molecule detection by using nanopores.

关键词： nanopore transport speed ionic current electrophoresis

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Effect of salt gradients on DNA translocation through solid-state nanopores

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Journal of Southeast University(English Edition) 2016年第3期32卷 307-311页

作者：余静文司伟沙菁陈云飞东南大学机械工程学院南京211189 江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室南京211189

Aiming at the issues of controlling the translocation speed of DNA through a solid-state nanopore and enlarging the signal-to-noise ratio of ionic current modulation, which are challenges for the application of nanopore technology in DNA detection, salt concentration gradients are applied across the nanopore to investigate their influence on the DNA translocation time and signal-to-noise ratio. Experimental data demonstrates that, in symmetric concentration conditions, both the current blockade and dwell time for A-DNA translocation through a solid-state nanopore increase along with potassium chloride concentration. When the concentration in the trans chamber is decreased from 1 to 0.1 mol/L, keeping the concentration of the cis chamber at 1 mol/L, the normalized current blockade is found to be increased by one order. The increased dwell time and enhanced signal-to-noise ratio are achieved with salt gradients across the nanopore, which can improve the sensitivity when detecting DNA samples.

关键词： solid-state nanopore salt gradients A-DNA signal-to-noise ratio current blockade dwell time

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SiN薄膜纳米孔芯片制造工艺实验研究

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东南大学学报（自然科学版） 2016年第5期46卷 977-981页

作者：袁志山蔺卡宾杨浩杰纪安平沙菁 谢骁倪中华易红陈云飞东南大学江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室南京211189 广东工业大学机电工程学院广州510006 东南大学MEMS教育部重点实验室南京210096

针对第3代基因测序的需求,提出一种大规模的氮化硅薄膜纳米孔芯片制造技术.通过测量不同膜厚氮化硅薄膜的应力,选择适用于纳米孔制造的最佳厚度为100 nm.采用低压化学气相沉积、反应离子刻蚀和释放工艺制备出高成品率的氮化硅纳米薄膜芯... 详细信息

针对第3代基因测序的需求,提出一种大规模的氮化硅薄膜纳米孔芯片制造技术.通过测量不同膜厚氮化硅薄膜的应力,选择适用于纳米孔制造的最佳厚度为100 nm.采用低压化学气相沉积、反应离子刻蚀和释放工艺制备出高成品率的氮化硅纳米薄膜芯片.在此基础上,使用聚焦离子束和高能电子束实现氮化硅薄膜纳米孔的制造.研究聚焦离子束刻蚀时间、电流与纳米孔直径的关系.实验结果表明,采用聚焦离子束将氮化硅薄膜的厚度减薄至40 nm以下时,制作纳米孔的效果更好.采用聚焦离子束制造的氮化硅薄膜纳米孔最小直径为26 nm,而采用电子束制备的最小直径可达3.5 nm.该方法为基于固体纳米孔的DNA测序检测提供了有力的支撑.

关键词：氮化硅纳米孔聚焦离子束电子束

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Current blockade mechanism for DNA translocation through solid-state nanopore with different membrane thickness

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Journal of Southeast University(English Edition) 2016年第3期32卷 301-306页

作者：伍根生章寅司伟顾云风陈云飞南京林业大学机械电子工程学院南京210037 东南大学江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室南京211189

The current blockade mechanism for λ -DNA translocation under electrical field is investigated through solid-state nanopores with different pore thicknesses. The conductance of a nanopore system mainly consists of the contribution of the pore and access region, and the latter becomes dominant when the nanopore thickness gradually decreases to atomic layer thickness. Based on the existing model of nanopore resistance, a simplified model which describes the relative current blockade during the X-DNA translocation through the nanopores is deduced to quantitatively present the relationship between nanopore thickness and relative current blockade. Results show that the relative current blockade is effectively increased by reducing the nanopore diameter but it decreases with the decreasing nanopore thickness. A two-stage schematic is proposed to increase the relative current blockade by setting a much smaller resistance region. Experimental results show a 21. 9% increase in the relative current blockade with the proposed schematic.

关键词： nanopore DNA sequencing relative current blockade membrane thickness

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面向生产调度规则挖掘的关键属性提取技术

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东南大学学报（自然科学版） 2016年第3期46卷 464-469页

作者：焦磊刘晓军刘庭煜倪中华东南大学机械工程学院南京211189 东南大学江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室南京211189 南京理工大学机械工程学院南京210094

针对生产调度规则提取工作对数据集属性约简的客观需求,提出了一种关键属性提取技术.首先,分析了生产数据的特点,并依据重要性和关联性,将生产数据的属性划分为多个集合;然后,在此基础上利用模糊熵与聚类准确度建立重要性目标函数,用于... 详细信息

针对生产调度规则提取工作对数据集属性约简的客观需求,提出了一种关键属性提取技术.首先,分析了生产数据的特点,并依据重要性和关联性,将生产数据的属性划分为多个集合;然后,在此基础上利用模糊熵与聚类准确度建立重要性目标函数,用于发现重要属性.最后,利用关联性分析查找重要属性的关联属性,将相关属性进行合并,形成重要复合属性,以进一步增强属性提取效果.为了验证该技术的有效性,将利用该技术所获取的数据子集与通过随机法所得到的数据子集进行了对比,分析比较了各数据子集的相容性和规则提取准确性.结果表明,提取属性后所形成的数据子集具有较低不相容度,浓缩了原始数据集的调度规则知识,可显著提升多种生产调度规则挖掘算法的准确度与效率.该技术非常适用于生产调度规则挖掘数据预处理阶段的关键属性提取工作.

关键词：数据挖掘属性提取模糊数学模糊熵

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受限高浓度电解质溶液的电动力学输运

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东南大学学报（自然科学版） 2016年第5期46卷 972-976页

作者：李堃袁志山纪安平司伟蔺卡宾杨浩杰马建沙菁 陈云飞东南大学机械工程学院南京211189 东南大学江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室南京211189 重庆三峡学院机械工程学院重庆404100

为了解释有关纳米通道内离子输运特性的一系列违反经典流体力学和电迁移理论的实验现象的内在机理,通过分子动力学模拟的方法,研究了受限高浓度Na Cl溶液的离子电流和迁移率等电动力学输运特性.结果显示,跨膜电压和接入电阻是导致单层... 详细信息

为了解释有关纳米通道内离子输运特性的一系列违反经典流体力学和电迁移理论的实验现象的内在机理,通过分子动力学模拟的方法,研究了受限高浓度Na Cl溶液的离子电流和迁移率等电动力学输运特性.结果显示,跨膜电压和接入电阻是导致单层石墨烯纳米孔的离子电流随孔径呈线性增长的重要原因.受限电解质溶液与体态溶液的本质区别是除了固液界面的边界效应外,跨膜电压造成的局部超大电场将导致电迁移速率随电场强度增加出现非线性增长的Wien效应.同时,离子迁移率随溶液浓度升高而下降.产生这些变化的微观机理除了离子氛屏蔽效应外,还有离子对形成和离子碰撞等离子间微观相互作用.

关键词：受限电解质溶液纳米孔分子动力学模拟迁移率

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多层石墨烯纳米带的法向热传导

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东南大学学报（自然科学版） 2016年第5期46卷 987-991页

作者：刘晨晗董赟陈伟宇陶毅蔡爽魏志勇毕可东杨决宽陈云飞东南大学机械工程学院南京211189 东南大学江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室南京211189 兰州理工大学机电工程学院兰州730050

为了探讨纳米带横截面积和制造过程中可能引起的凸起结构对多层石墨烯纳米带法向热传导的影响,采用了能够反映纳米尺度下声子波属性和量子效应的原子格林函数方法来进行计算研究.结果表明,石墨烯纳米带单位面积法向热导与横截面积呈负相... 详细信息

为了探讨纳米带横截面积和制造过程中可能引起的凸起结构对多层石墨烯纳米带法向热传导的影响,采用了能够反映纳米尺度下声子波属性和量子效应的原子格林函数方法来进行计算研究.结果表明,石墨烯纳米带单位面积法向热导与横截面积呈负相关,并最终趋近于体态值100 M W/(m2·K).造成此现象的原因是随着横截面积的增大,增加的声子支主要位于高频区域,而相对于低频声子,高频声子在界面处的透射值较小.另外,声子局域态密度和透射函数的计算结果表明,凸起会改变热流的传递方向和降低热流传递的效率,从而减小法向热导.

关键词：原子格林函数法多层石墨烯纳米带声子透射函数热导

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