微悬臂梁DNA生物传感器纳米力学分析的重力模型及其应用

基于微悬臂梁技术的DNA生物传感器的纳米挠度与核苷长度、嫁接密度、杂交率、重力、盐溶液浓度、时间、温度变化、缓冲液流场特性等诸多因素有关。利用Zhang两变量方法,建立了静态模式中自重作用下微梁正应力、切应力、层间挤压应力及其挠度预测的解析模型。作为应用,采用McKendry实验参数,研究了重力因素对静态纳米挠度的影响,发现参考梁技术中生物层自重对纳米挠度的影响可以忽略,但单梁技术中非生物层自重对纳米挠度的影响不可以忽略;同时,利用DNA生物传感器表面应力的Zhang解析模型,考虑自重和表面应力因素,给出了微梁的最优尺寸,从而可使单梁技术中自重因素对静态挠度的影响降到最低。