CN106092409A - 利用光学快速测量dna分子间作用力的方法 - Google Patents

利用光学快速测量dna分子间作用力的方法 Download PDF

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班书昊
李晓艳
蒋学东
何云松
席仁强
徐然
谭邹卿
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    • G—PHYSICS
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    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
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Abstract

本发明公开了一种利用光学快速测量DNA分子间作用力的方法，属于DNA大分子间作用力的检测领域。它包括固定架、装设于固定架上的高弹性复合微梁、纳米涂层和光学仪器；高弹性复合微梁包括具有DNA分子吸附功能但无摩擦力的无阻尼层、5‑8微米厚的保护层、和直径为30微米的纳米管层；纳米管层装设于无阻尼层与保护层之间，无阻尼层的厚度为5微米；两个DNA分子均装设于无阻尼层上。本发明是一种结构简单合理、利用反射光线快速测量DNA分子间作用力的方法。

Description

利用光学快速测量DNA分子间作用力的方法
技术领域
本发明主要涉及DNA大分子间作用力的检测领域，特指一种利用光学快速测量DNA分子间作用力的方法。
背景技术
基因决定人的生老病死，是生命的操纵者和调控者，基因的空间构型决定着DNA分子之间的作用力大小，因此可以通过检测相邻DNA分子之间的作用力大小来识别基因的空间结构，以及基因是否受到病毒侵袭而发生部分变异。发明一种能够快速检测DNA分子之间作用力的方法具有一定的实用价值。
发明内容
本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种纳米管构成的微悬臂梁弯曲变形、利用反射光线检测弯曲变形实现快速测量DNA分子间作用力的方法。
为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种利用光学快速测量DNA分子间作用力的方法，它包括固定架、装设于所述固定架上的高弹性复合微梁、纳米涂层和光学仪器；所述高弹性复合微梁包括具有DNA分子吸附功能但无摩擦力的无阻尼层、5-8微米厚的保护层、和直径为30微米的纳米管层；所述纳米管层装设于所述无阻尼层与所述保护层之间，所述无阻尼层的厚度为5微米。
本发明的所述高弹性复合微梁的横截面为圆形，其右端设有所述5微米厚的纳米涂层；所述光线仪器发出的入射光线经所述纳米涂层发射后生成的发射光线仍然可以被自身检测到；第一DNA分子装设于所述无阻尼层的正中部，第二DNA分子装设于所述无阻尼层上，位于所述第一DNA分子的右侧；所述两个DNA分子在相互作用力下可以沿着所述无阻尼层自由运动。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)本发明的利用光学快速测量DNA分子间作用力的方法，通过高弹性复合微梁的弯曲变形感应两个DNA分子之间的距离和作用力，从而实现光学测量。
(2)本发明的高弹性复合微梁具有圆形横截面，使得抗弯刚度最小化，提高了弯曲变形精度。由此可知，本发明结构简单合理、具有高灵敏度弯曲变形、利用反射光线检测实现了快速测量DNA分子间作用力。
附图说明
图1是本发明的利用光学快速测量DNA分子间作用力的结构示意图。
图2是本发明的利用光学快速测量DNA分子间作用力的测量原理示意图。
图中，1—高弹性复合微梁；11—无阻尼层；12—纳米管层；13—保护层；21—第一DNA分子；22—第二DNA分子；3—固定架；4—光学仪器；5—纳米涂层；61—初始入射光线；62—初始反射光线；71—旋转入射光线；72—旋转反射光线。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1和图2所示，本发明的一种利用光学快速测量DNA分子间作用力的方法,包括固定架3、装设于固定架3上的高弹性复合微梁1、纳米涂层5和光学仪器4；高弹性复合微梁1包括具有DNA分子吸附功能但无摩擦力的无阻尼层11、5-8微米厚的保护层13、和直径为30微米的纳米管层13；纳米管层13装设于无阻尼层11与保护层13之间，无阻尼层11的厚度为5微米。
参见图1和图2所示，高弹性复合微梁1的横截面为圆形，其右端设有5微米厚的纳米涂层5；光线仪器4发出的入射光线经纳米涂层5发射后生成的发射光线仍然可以被自身检测到；第一DNA分子21装设于无阻尼层11的正中部，第二DNA分子22装设于无阻尼层11上，位于第一DNA分子21的右侧；两个DNA分子在相互作用力下可以沿着无阻尼层11自由运动。
工作原理：首先调节光线仪器4，使得初始入射光线61经纳米涂层5发射后的初始反射光线62恰好被光线仪器4所接收；然后将两个DNA分子放置于无阻尼层11上，并保证第一DNA分子21位于高弹性复合微梁1的中点处；两个DNA分子在相互作用力下沿着无阻尼层11运动，之间的距离为X；高弹性复合微梁发生弯曲变形，其右端的纳米涂层5发生转动；调节光学仪器4，使得旋转入射光线71经纳米涂层5反射后的旋转反射光线72恰好被光学仪器4所接收到；记录下纳米涂层5转动的角度，通过悬臂梁的弯曲变形公式，可以计算出两个DNA分子之间的距离X，以及两者之间的相互作用力。

Claims (1)

1.利用光学快速测量DNA分子间作用力的方法，其特征在于：包括固定架(3)、装设于所述固定架(3)上的高弹性复合微梁(1)、纳米涂层(5)和光学仪器(4)；所述高弹性复合微梁(1)包括具有DNA分子吸附功能但无摩擦力的无阻尼层(11)、5-8微米厚的保护层(13)、和直径为30微米的纳米管层(13)；所述纳米管层(13)装设于所述无阻尼层(11)与所述保护层(13)之间，所述无阻尼层(11)的厚度为5微米；所述高弹性复合微梁(1)的横截面为圆形，其右端设有所述5微米厚的纳米涂层(5)；所述光线仪器(4)发出的入射光线经所述纳米涂层5发射后生成的发射光线仍然可以被自身检测到；第一DNA分子(21)装设于所述无阻尼层(11)的正中部，第二DNA分子(22)装设于所述无阻尼层(11)上，位于所述第一DNA分子(21)的右侧；所述两个DNA分子在相互作用力下可以沿着所述无阻尼层(11)自由运动。
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