运用交流阻抗技术直接监测DNA杂交

介绍了基于交流阻抗技术构建非标记型脱氧核糖核酸（DNA）杂交传感器的方法.以24个碱基长度的寡聚DNA作为实验对象,将5′端巯基化的单链寡聚DNA（SH-ssDNA）探针与巯基乙酸（RSH）同时自组装到金电极表面,形成杂交识别层,利用交流阻抗技术测量出杂交前后金电极表面电子传递电阻R_et的增量作为杂交信号.实验中对DNA探针的自组装时间、杂交温度、杂交时间和阻抗测量液等实验条件进行了观察和优化;通过选择自组装液中SH-ssDNA探针和RSH的浓度,减少DNA在金电极表面的非特异性吸附,同时保证金电极表面自组装的SH-ssDNA探针有合适的疏密度,提高了杂交效率.在各优化条件下,无需扩增杂交信号,此非标记型DNA杂交传感器的检测下限为3.0×10^-14mol/L;和完全互补序列相比,一个和三个碱基错配序列分别产生55.6%和1.3%的杂交信号.     

Label-free and real-time detection of specific binding of IgG proteins by oblique-incidence reflectivity difference method

The entire interaction process between anti-mouse immunoglobulin-G (IgG) and mouse IgG with a concentration range from 1 to 0.25 mg/mL has been label-free detected by the oblique incidence reflectivity difference (OIRD) method.We achieved the two-dimensional scanning images of OIRD Re{△ p △s } intensities before and after interactions as well as the curves of reaction dynamic processes.The experimental results suggest that OIRD method not only can label-free distinguish the different concentrations of proteins and detect biological microarrays,but also can real-time monitor the kinetic processes of biomolecular interactions.     

实时无标记肿瘤细胞迁移筛选技术体系的建立

肿瘤转移是导致肿瘤患者死亡的最主要原因。细胞迁移在多步骤、多阶段的肿瘤转移过程中发挥着重要的作用。尽管有许多迁移相关分子的研究,但细胞迁移的分子机制仍不清楚。研究将xCELLigence细胞分析系统和RNA干扰技术结合,初步建立了实时无标记的肿瘤细胞迁移筛选技术体系。该技术体系的建立将为大规模的肿瘤细胞迁移筛选工作奠定基础,还将有助于发现肿瘤细胞迁移信号通路中新的调控分子,揭示肿瘤转移的分子机制。     

无标记生物检测中微悬臂层合梁的纳米热机变形

以无标记生物检测引起的探针挠度为未知量,放弃单向受力假设,建立了在杂交表面应力和热载荷作用下生物探针纳米力学行为的连续介质力学层合梁模型.分别采用线性和均匀温度场模拟了生物探针在生物化学反应中的瞬态和稳态温度分布,从而解释了Fritz有关DNA分子杂交实验中的双金属效应.     

面向AFM的纳米目标快速重定位方法

原子力显微镜（atomic force microscope,AFM）具有极高的观测分辨率和作业精度,在纳米材料表征与纳米器件组装方面发挥了不可替代的作用.AFM工作区域的选取依赖于光学显微镜,受可见光波波长的限制,光学显微镜的分辨率一般不超过200 nm,这导致光学显微镜无法有效辨识AFM观测目标样本所在的区域.当样本被移动或者更换AFM扫描探针引起样本与探针针尖的相对位置发生变化时,如何重新将AFM探针精确定位到原观测/操作区域具有非常大的挑战性.本文研究提出了一种新的免标记探针重定位方法,综合考虑了样本角度旋转与位置偏移两个因素,首先利用光学显微镜选取样本基底上易于识别的自然特征作为参照点,基于坐标变换原理实现微米级精度的探针盲定位,进而通过AFM扫描图像的匹配获得X-Y水平方向的位置偏差,通过修改AFM的扫描参数实现纳米目标的原位快速精确重定位.该方法的优点在于不需要在纳米目标样本操作区域上制作特殊的标记,操作过程简单、定位快速、定位范围较广且具有极高的重定位精度.对纳米小球、单壁碳纳米管（single-walled carbon nanotubes,SWCNTs）、纳米划痕等样本的重定位实验验证了该方法的实用性和高效性.