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全内反射瞬逝场照明高精度磁镊及其在DNA解旋酶研究中的应用
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O484.1[理学—固体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]中国科学院物理研究所,软物质物理重点实验室,北京凝聚态物理国家实验室,北京100190
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:61275192,11004234)和国家高技术研究发展计划(批准号:2012AA02A104)资助的课题.
中文摘要:

传统磁镊的测量精度受限于磁球的布朗涨落,当磁力小于约10pN时,磁球的布朗涨落明显增大,对应磁镊的空间分辨率显著下降.为了提高传统磁镊在小力条件下的测量精度,本文将全内反射荧光技术引入到磁镊技术中,并建立相适应的“磁球-手柄-荧光微球.待测生物分子”单分子连接系统,在小力条件下(小于10pN)获得纳米量级的测量精度.应用改进的磁镊对DNA发卡的折叠.去折叠态的转变过程进行了研究,依据DNA发卡的折叠-去折叠态转变的性质对全内反射场的穿透深度进行了校正,并结合实验结果对改进后的磁镊的测量精度进行分析.观察了Bloom解旋酶的解旋动力学过程,获得初步实验结果,证实了改进的磁镊在单分子研究中的实用性.

英文摘要:

The resolution of conventional magnetic tweezers is limited by the Brown motion of magnetic beads. When the force is lower than -10 pN, the resolution of magnetic tweezers decreases significantly because of the increased Brown motion. To improve the resolution of magnetic tweezers under low forces, we combine the total internal reflection fluorescence techniques with magnetic tweezers, and design a novel single molecule connection: "magnetic bead-DNA linker-fluorescent bead-single molecule". With the improved magnetic tweezers, we study the folding dynamics of a DNA hairpin. The results reveal that a nanometer-scale resolution is obtained. By analyzing these results, we calibrate the penetration depth of the total internal reflection field. Finally, we investigate the unwinding dynamics of a BLM helicase core protein. Some preliminary results of the helicase unwinding experiments confirm the practicability of the improved magnetic tweezers in the field of single molecular research.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876