激光双光镊在单分子生物物理中的研究进展

光镊采用聚焦的激光束束缚微米、纳米级的粒子,具有亚皮牛级的力分辨率和亚毫秒级的时间响应,在单分子生物物理中具有广泛的应用.通过化学耦链将生物大分子连接到高分子微球上,光镊可以测量大分子的伸长以及受力,进而研究DNA-蛋白质相互作用、蛋白质折叠及分子马达机械化学性质等动态过程.简要介绍光镊的基本原理和常见的单分子光镊几何构型,并以双光镊为例,介绍如何设计和搭建光镊设备、所涉及的技术原理、稳定性与降噪处理方法以及分辨率测试方法.以国家蛋白质科学研究(上海)设施的双光镊实验装置为例,论述双光镊在单分子生物物理中的应用及进展.最后,对单分子光镊技术的发展前景作出展望.

双光镊测量胶体微粒间相互作用势

分析了两个存在相互作用势的胶体微粒的布朗运动,讨论了通过微粒布朗运动的显微观测来测量胶体微粒间相互作用势的实验方法。将双光镊系统与同步斩光器相结合,建立了相应的测量系统。对1μm直径的聚苯乙烯球悬浮液中两个小球之间的静电相互作用势进行了实验研究。实验结果和DLVO(Derjagin-Landau-Verwey-Overbeek)理论符合较好,为DLVO理论提供了直接的微观实验依据。对决定实验精度和效率的一些实验因素,包括测量过程中光镊的开关切换时间、光镊打开和关闭的持续时间、样品离样品池底面高度和实验测量区间划分精度等进行了具体讨论。所建立的实验装置和方法可用于测量不同类型胶体粒子间的相互作用势,这为深入研究决定分散体系宏观性质的微观基础提供了一种有效的手段。

同步斩波法测量胶体粒子间相互作用势

本文介绍了CCD同步斩波装置与双光镊系统结合,构成的一套微小粒子相互作用势测量实验系统,并建立了相应的实验方法。利用该方法测量了1μm聚苯乙烯球悬浮液中两个小球间的相互作用势,其结果与经典DLVO理论相符。研究结果表明,我们所建立的实验系统和方法是行之有效的。并且测量方法具有较高的数据采集效率,该方法可望应用于粒子间不同类型相互作用势的测量。