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题名PCR效率振荡与金纳米粒子浓度的光量子机理
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作者
方欢欢
陈永聪
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机构
上海大学理学院
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出处
《上海大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第4期646-656,共11页
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基金
国家自然科学基金资助项目(12375034)。
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文摘
纳米材料在聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)技术中的广泛应用为改进生物医学领域的检测方法开辟了新途径.已有实验揭示了PCR效率与pM区金纳米粒子浓度间的振荡行为,其产生或与带电胶体粒子间的长程库仑作用和纳米颗粒电子态的量子尺寸效应相关联.通过蒙特卡洛模拟可以发现,溶液中金纳米粒子的径向分布函数随着电荷的增加逐步呈现出峰值特征,从而引发光子在溶液中瑞利散射的相干行为,影响PCR反应过程中释放光子的再利用效率.研究结果表明,振荡周期与下游反应光子的波长吻合,同时其能量与金纳米粒子费米能级附近的能级宽度相匹配.而金纳米粒子可以吸收并储存于其内部的电子态,通过再释放促进PCR上游反应进程,并通过电子的玻尔兹曼分布来弥补所需能量的不足部分.该研究有望推动PCR特有的精确探测手段在量子生物科技领域的应用.
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关键词
金纳米粒子
聚合酶链式反应
长程库仑作用
瑞利相干散射
量子尺寸效应
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Keywords
gold nanoparticles
polymerase chain reaction(PCR)
long-range Coulomb interaction
Rayleigh coherent scattering
quantum size effect
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分类号
O469
[理学—凝聚态物理]
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