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第二十八期“上海交通大学大学生创新实践计划”
基于二维界面的DNA信息精准输运机制研究
创新训练项目
理学
化学类
创新类
化学化工学院
李明强
指导教师
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1. 中国科学技术部，国家重点研发计划，2022YFF1201801，DNA合成新技术开发与机理研究，2022-11 至2025-10，400万元，在研, 课题骨干
2. 上海市科委，基础研究特区计划，21TQ1400222, 动态DNA大数据存储系统，2022-11 至 2026-10，425万元，在研, 课题骨干
3. 上海市科委, 重点实验室项目，21dz2210100，基于同步辐射X射线成像技术的细胞囊泡功能与机制研究，2021-06 至 2024-05，1958.9万元, 在研, 参与
1. 项目实施过程中的技术指导，包括选题、实验设计、文献梳理、数据分析、论文攥写及发表等。
2. 优化项目进度、任务分配等组织结构及实施策略。
3. 实验室各类设备可供项目团队使用。
4. 实验室团队师资可为项目团队提供智力支持。
DNA作为一种编码密度高、稳定性高的新型存储媒介，近年来引起了广泛的关注。读取DNA存储信息的核心是将写入四元碱基序列的编码信息通过DNA测序技术转换回数字信息。因此，发展随机存取、高通量、单碱基分辨的测序技术是该领域的基本命题。石墨烯独特的电学特性为DNA测序提供了丰富的可检测物理指标，包括离子电流读数、纳米带电导率和横向隧穿电流；DNA碱基与石墨烯之间作用力主要为范德华相互作用，可结合势场梯度调控二维界面DNA时空构型；石墨烯是一种原子级厚导电膜，可达到单碱基分辨。这些特点使石墨烯成理想的高分辨、高通量DNA信息随机读取基底。从多尺度分子模拟角度建立DNA在石墨烯等二维界面空间、时序可控的可寻址精准输运策略，是实现界面上不同DNA信息的纳米孔随机读取的基石。