中文摘要：

由于尺寸与德拜长度相当，生物分子和离子在纳流控通道中的流动特性，是生物分子受控迁移的重要理论基础。本课题考虑表面电荷梯度、离子浓度梯度和通道尺寸变化引起的动电学效应，研究了影响生物分子及离子迁移速度的因素，得到纳米通道内受表面电荷分布、通道尺寸和外加电场影响下的电势分布和浓度分布，同时获得电渗速度受上述参数支配的规律，总结得到计算公式，并根据理论计算结果对生物分子与离子分布进行调节。同时，采用分子模拟的方法，对不同表面电荷、不同通道高度、不同表面粗糙度和不同外电场驱动力下，生物分子与离子的分布与迁移过程，为外电场的驱动提供重要的依据。而且，通过纳米二极管、三极管器件的制备工艺摸索，设计了具有生物分子分离和探测的微纳芯片结构，并采用玻璃基质以及玻璃与PDMS封合的工艺方法，通过"光刻-刻蚀-键合"工艺，制备出目标的微纳流控芯片。此外，通过磁控溅射方法制备了微纳流控芯片背面控制电极，搭建了荧光测试试验台，通过荧光显微观测到染色DNA分子在通道溶液中的迁移过程，并尝试使用控制电极对其运动进行控制，为进一步的研究积累了重要经验。