我國科學(xué)家開發(fā)出基于納米毛細(xì)管的單分子操控、識別及長度測量系統(tǒng)
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】近日，中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院與武漢大學(xué)、長春理工大學(xué)、芬蘭奧盧大學(xué)等合作，在《ACS Nano》期刊上發(fā)表了一篇題為“Directly Characterizing the Capture Radius of Tethered Double-stranded DNA by Single-Molecule Nanopipette Manipulation”的研究論文。該研究不僅被評選為當(dāng)期封面論文，還標(biāo)志著在單分子操控和分析領(lǐng)域取得了重大突破。
研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種基于納米毛細(xì)管的單分子操控、識別及長度測量系統(tǒng)(SMILE)。這一系統(tǒng)使得科研人員能夠精確操控、識別和測量單個(gè)分子的特性，特別是拴系態(tài)雙鏈DNA分子的特性。拴系態(tài)分子是一種中間態(tài)，一端具有游離態(tài)自由擴(kuò)散的部分屬性，另一端則受到分子錨點(diǎn)的嚴(yán)格限制，近似于固定態(tài)。然而，其分子擴(kuò)散、介電泳及分子伸展過程中的電動力學(xué)特性一直尚不清楚，這使得對這類分子的深入研究充滿挑戰(zhàn)。
SMILE系統(tǒng)的出現(xiàn)為這一問題的解決提供了強(qiáng)有力的工具。研究團(tuán)隊(duì)利用該系統(tǒng)成功對拴系態(tài)雙鏈DNA分子進(jìn)行了捕獲與拉伸操控。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，圍繞拴系DNA錨點(diǎn)存在一個(gè)特征捕獲半徑(rcapture)和拉伸半徑(rstretch)。在不同的捕獲電壓下，針對不同長度DNA的特征捕獲半徑的比例是一致的，并且這個(gè)比例與它們的回旋半徑比例十分接近。而對于拉伸半徑，其比例與輪廓長度(L0)的比例保持一致，拉伸比例(rstretch/L0)隨著電壓的增加(100 mV – 1000 mV)從70%增加到90%。
研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步通過數(shù)值模擬計(jì)算，確定了特征捕獲和拉伸半徑的起源。他們發(fā)現(xiàn)，特征捕獲半徑受到由熵彈性主導(dǎo)的捕獲勢壘的影響，而拉伸半徑則受到電場主導(dǎo)的逃逸勢壘的影響。這一發(fā)現(xiàn)不僅揭示了拴系態(tài)分子被納米孔捕獲的特征長度分布模式，也為理解拴系態(tài)分子的內(nèi)在物理特性提供了實(shí)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)。
該研究成果不僅為生物物理學(xué)、基因測序等領(lǐng)域引入了創(chuàng)新的測量方法和研究視角，還為包括RNA、蛋白質(zhì)等帶電分子的分子診斷提供了新的可能性。通過SMILE系統(tǒng)，科研人員可以更加深入地了解這些分子在溶液中的運(yùn)動模型和分子屬性，為精準(zhǔn)醫(yī)療和單分子診斷技術(shù)的發(fā)展提供有力支持。
這項(xiàng)研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金及重慶市自然科學(xué)基金的支持，體現(xiàn)了我國在單分子科學(xué)領(lǐng)域的持續(xù)投入和創(chuàng)新能力。隨著SMILE系統(tǒng)的不斷完善和推廣應(yīng)用，相信未來會有更多關(guān)于拴系態(tài)分子和其他生物分子的深入研究，為生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展注入新的活力。
參考來源： 重慶綠色智能技術(shù)研究院
關(guān)注本網(wǎng)官方微信 隨時(shí)閱讀專業(yè)資訊
- 三大平臺同步直播，超10萬人次觀看，化工儀器網(wǎng) 2024慕尼黑上海 2024-11-23 13:11:20
- 作為2024慕尼黑上海分析生化展的戰(zhàn)略合作媒體，化工儀器網(wǎng)再度攜手主辦方，在展會期間推出了“專場直播”、“訪談直播”以及“逛展直播”三場專業(yè)直播活動。
- 致力發(fā)展數(shù)字化中醫(yī) 金宏達(dá)高博會上廣受好評 2024-11-23 09:31:39
- 在高博會現(xiàn)場，化工儀器網(wǎng)記者非常榮幸的采訪到了金宏達(dá)副總經(jīng)理賀江茹。賀女士在采訪中向記者介紹了金宏達(dá)的發(fā)展歷程以及本次參展的王牌產(chǎn)品。
- “以智進(jìn)，賦新生”——皖儀科技新品發(fā)布，閃耀慕尼黑上海分析生 2024-11-22 11:45:08
- 第十二屆慕尼黑上海分析生化展上，皖儀科技，以“以智進(jìn)，賦新生”為主題，舉辦了盛大的新品發(fā)布會，隆重推出了三款新品。
- “一站式全連續(xù)流平臺助力教學(xué)創(chuàng)新及科研成果快速轉(zhuǎn)化”報(bào)名開啟 2024-11-22 09:55:16
- 11月28日19:00，化工儀器網(wǎng)特聯(lián)合康寧反應(yīng)器技術(shù)有限公司舉辦“一站式全連續(xù)流平臺助力教學(xué)創(chuàng)新及科研成果快速轉(zhuǎn)化”線上會議，特邀多位國內(nèi)外知名專家和學(xué)者，深入剖析連續(xù)流技術(shù)在教學(xué)創(chuàng)新與科研成果快速轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用與挑戰(zhàn)。
- 推動智能實(shí)驗(yàn)室進(jìn)化，安捷倫在Analytica China 2024展示技術(shù)與服 2024-11-20 10:22:25
- 本屆展會，安捷倫以“創(chuàng)新不止，深諳所需”為主題，重點(diǎn)展示一系列創(chuàng)新的技術(shù)與服務(wù)，借以詮釋公司對科學(xué)儀器行業(yè)市場變化以及用戶需求的理解與把握，以及在推動與參與智能實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建中的作用與貢獻(xiàn)。
版權(quán)與免責(zé)聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)或和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
