01、项目概况
莱顿大学的化学研究所(LIC)和物理研究所(LION)目前招收博士研究生，从事"石墨烯纳米结的单分子检测"项目研究。该项目由莱顿化学研究所和莱顿物理研究所的教授共同指导，旨在开发基于石墨烯的创新技术，用于单分子检测和识别，特别是生物分子（如DNA、蛋白质和多糖）的逐个单元测序。这是一个跨学科项目，将结合纳米制造、纳米科学、化学、仪器开发和隧道信号分析等多个领域的知识。申请截止日期为2025年5月31日，有兴趣的学生应尽早准备申请材料。
研究目标主要集中在利用单层石墨烯的出色电学、化学和机械特性，创建嵌入纳流体通道中的原子厚度读取电极。当DNA链通过这些设备时，DNA链中的单个核苷酸将被连续捕获在两个石墨烯接触电极之间，这要归功于引入到接触上的定义明确、经过化学修饰的边缘。这些被核苷酸桥接的接触将产生独特的隧道电流，可用于识别被捕获的核苷酸。
该项目将由莱顿大学的两个重要研究所共同主持，这两个研究所在研究方面有着悠久的卓越传统。除了最先进的制备和测量设施外，还将提供低振动实验室空间，并且实验组可以得到优秀的机械和电子研讨会的免费支持。
02、研究背景与意义
DNA测序技术在过去几十年中取得了长足进步，但当前技术的发展已经放缓，而更广泛的应用需要进一步的技术突破。现有的最先进单分子传感器通过测量分子离子通过纳米孔的离子电流来间接获取信息，但这些传感器难以区分大小相似的分子单元（如蛋白质中的氨基酸或糖苷中的单糖）。现有的纳米孔传感器最多只能在三个核苷酸的水平上"读取"DNA，而不能实现单核苷酸级别的识别。
真正的逐个碱基DNA测序需要使用厚度与核苷酸大小相当的材料，并允许直接横向电学读出。石墨烯作为一种只有一个原子厚度的二维材料，具有独特的电学、化学和力学性质，为开发新型生物分子测序技术提供了理想的平台。研究人员提出了各种创造性的石墨烯测序器的理论设计，并已开始出现最初的实验验证。这些方法包括DNA通过石墨烯纳米孔、纳米间隙和纳米带，以及DNA在石墨烯纳米结构上的物理吸附。
通过这种创新的技术，将可能彻底改变DNA测序的方式，将其做得更快、更便宜。这对于个性化医疗的发展具有重大意义，可以让医生更容易获取患者的基因组信息，从而提供更有针对性的治疗方案。
03、研究团队介绍
该项目的主要指导团队包括：
1.莱顿大学化学研究所的教授（终身职位轨道），他的研究重点是探索利用石墨烯的独特表面和边缘化学特性开发新型化学和生物传感途径。他在石墨烯纳米孔和生物界面研究方面有丰富的经验，特别是在如何利用石墨烯进行生物分子测序方面做出了重要贡献。
2.莱顿大学物理研究所的教授在单分子结领域有深厚的研究背景，是机械可控断裂结(MCBJ)技术的发明者之一。他的研究团队专注于开发新型器件概念，用于电学识别单个分子和测序生物分子，包括DNA和蛋白质，通过新颖的能够解析单个核苷酸基的架构，挑战当前的测序策略。
两个团队的教授已在相关领域发表了多篇重要论文，并积累了丰富的研究经验。2024年5月，他们共同发表了一篇关于石墨烯结用于识别隧道的观点文章，讨论了生物聚合物测序中石墨烯边缘基隧道结的潜力。
04、项目与全球石墨烯测序技术发展
石墨烯在DNA测序领域的应用是近年来纳米技术研究的一个热点。科学家们提出了多种基于石墨烯的DNA测序方法，主要包括：
1. 石墨烯纳米孔测序：这种方法利用石墨烯的原子厚度优势，将DNA分子通过纳米孔，监测离子电流或电导率的变化来识别不同的核苷酸。与传统生物纳米孔相比，石墨烯纳米孔具有更好的机械稳定性和更高的信噪比。
2. 石墨烯纳米间隙测序：研究人员成功将两层石墨烯靠得非常近，使电流能够自发地跳过间隙。这使科学家能够研究石墨烯的边缘，并利用它们进行DNA测序，精度超过现有技术。
3. 石墨烯纳米带测序：利用石墨烯纳米带结构的特殊电学性质，结合纳米孔技术，提高测序的灵敏度和特异性。
4. 基于物理吸附的检测：利用DNA分子在石墨烯表面的物理吸附特性，通过监测吸附过程中的电学变化来鉴定不同的DNA序列。
与传统测序技术相比，这些基于石墨烯的方法有望大幅降低测序成本，提高测序速度，并减少所需样本量，代表了下一代测序技术的发展方向。
05、莱顿大学研究环境
莱顿大学成立于1575年，是欧洲领先的国际研究型大学之一，拥有七个学院，涵盖艺术、科学和社会科学领域，分布在莱顿和海牙两个校区。大学拥有6,500多名教职员工和26,900名学生。
每年约有400名博士候选人在莱顿大学的各个学科领域完成论文答辩。博士研究通常包括在教授指导下进行的原创科学研究，平均需要4年时间。许多博士候选人受雇于大学，但也有一些人通过自己获得的资助经费支持研究。
所有博士生都会被纳入大学研究生院的管理体系中。研究生院负责培训和监督博士生。在开始博士研究后的三个月内，每位博士生都会制定培训和监督计划。大学还提供大量学术和更一般专业技能的课程。
06、申请资格与条件
申请者应具备以下条件：
1.拥有化学纳米科学、生物物理学、纳米制造、固态物理、物理化学、凝聚态物理、纳米科学、纳米技术、有机化学或相关学科的硕士学位。
2.有实验工作经验，最好已经作为共同作者发表过一篇或多篇论文。
3.对研究有高度的积极性，并对理论有兴趣。
4.能够管理自己的时间和进展，因为工作需要高度的独立性。
5.精通英语口语和书面表达。
6.具有良好的团队合作精神。
07、职位待遇与福利
该职位最长为4年，预计在此期间完成博士论文。申请人的责任还包括课堂教学（最多占时间的10%）以及指导有助于实现博士项目目标的学士和硕士研究项目。
莱顿大学提供了激励性和互动性的研究环境，免费使用所有最先进的设施，以及具有竞争力的薪资。职位最初为期1年，经过对论文进展、个人能力和兼容性的积极评估后，任命将再延长三年。薪资范围从每月€2,901到€3,707（根据荷兰大学集体劳动协议的P薪级）。
莱顿大学还提供有吸引力的福利待遇，包括额外的假期（8%）和年终奖金（8.3%），培训和职业发展以及休假。"个人选择模式"让员工可以自由组合自己的条款和条件。来自荷兰以外的候选人可能有资格获得大幅减税。
08、申请建议
根据项目要求和莱顿大学的申请流程，以下是针对有意申请此博士项目的学生的建议：
1. 申请材料准备
申请时需提交的材料包括：
·用英文撰写的申请信，说明对项目的兴趣和动机
·个人简历
·所获学位成绩单的复印件
·两名推荐人的联系方式 所有申请材料应以PDF文件形式提交。
深入建议：
·申请信应突出您的研究背景与项目的相关性，特别是在石墨烯、DNA测序或分子电子学方面的经验
·详细说明您的实验技能，尤其是与纳米制造、电学测量或化学合成相关的技能
·简历中应强调已发表的论文或会议报告，参与的相关研究项目以及技术能力
·选择熟悉您研究工作且愿意提供有力推荐的推荐人
2. 研究背景准备
由于这是一个跨学科项目，申请者应熟悉以下几个领域的基础知识：
·石墨烯的物理和化学性质，特别是其电学特性和边缘化学
·分子电子学和隧道效应的基本原理
·DNA结构和测序技术的发展历程
·纳米制造技术，特别是与二维材料相关的技术
3. 面试准备
如果获得面试机会，应准备：
·简洁明了地介绍自己的研究背景和技术能力
·展示对项目研究目标的理解和兴趣
·准备讨论您可能对项目做出的贡献
·表现出独立思考能力和解决问题的创新方法
·展示团队合作精神和跨学科合作的意愿
4. 签证与住宿安排
对于欧盟和欧洲经济区以外的国际学生，通常需要安排入境签证和学习许可。大学会支持您的签证申请。一旦您注册入学，他们应该会联系您提供相关帮助。莱顿大学服务中心为国际博士候选人和员工提供有关签证、保险、银行事务和住宿等问题的详细信息。
5. 资金支持
荷兰的博士研究通常有多种资金来源。个别大学为其学生提供资金选项，可以在其网站上找到可用的博士资金信息。莱顿大学的奖学金页面提供了更多关于准博士候选人可以获得的资助信息，使他们能够在莱顿学习。
6. 提前联系导师
如果您想在莱顿攻读博士学位，无论是通过自己获得的补贴还是作为外部候选人，您首先必须找到一位愿意担任您的导师的教授。因此，强烈建议在正式申请前与教授取得联系，了解他们的研究方向以及您如何能够融入他们的团队。这不仅可以增加申请成功的机会，还能帮助您更好地准备申请材料。
09、项目前景
该博士项目处于石墨烯应用于生物分子检测的前沿领域，具有广阔的科研前景和应用潜力：
1. 科学突破：有望在单分子检测和识别领域取得重要突破，特别是在DNA、蛋白质和多糖的测序技术方面。
2. 技术应用：成功的研究成果可能导致新型生物分子测序设备的开发，这将对个性化医疗、基因诊断和药物开发产生深远影响。
3. 职业发展：参与此项目的博士生将获得跨学科培训和国际合作经验，为未来在学术界或产业界的职业发展奠定坚实基础。
4. 产业转化：该项目架构可扩展，并可通过独特的化学方法调整，从而创建具有前所未有的灵敏度和选择性的传感器，这为商业应用提供了可能性。
【竞赛报名/项目咨询+微信：mollywei007】
