雙股螺旋DNA拘限於奈米高度的圓柱陣列中之運動情形

Abstract

目前標準的微製程技術已發展到可以製造出數十奈米等級的奈米通道，這個尺度已可小於雙股螺旋DNA的本徵長度，故可利用此項技術研究雙股螺旋DNA在拘限環境下的運動情形。之前研究發現，通過在奈米狹縫中製造奈米高度的障礙物可以捕獲或拉伸單一雙股螺旋DNA，且發現雙股螺旋DNA在這種環境下的運動會滿足蠕動模型(reptation model)。此現象僅發生在奈米狹縫深度小於100奈米。 直覺上，當一個通道中有越多障礙物時，雙股螺旋DNA會擴散得越慢。但因為當雙股螺旋DNA被拘限在小於100奈米的奈米狹縫時的捕獲效應，導致在障礙物很少時，雙股螺旋DNA被拘限在單一障礙物上，沒辦法任意自由移動，此即意味著擴散速率很慢。本論文主要在探討雙股螺旋DNA在不同密度的圓柱陣列中之運動情形。並發現當奈米通道的深度小於100奈米時，DNA在高密度的圓柱陣列中擴散速率會較低密度的圓柱陣列來的快；而當奈米通道的深度大於100奈米時，DNA在高密度的圓柱陣列中擴散速率會較低密度的圓柱陣列來的慢。