在真空度为10-5Pa下的液体电化学-飞行时间二次离子质谱联用技术研究

传统电化学检测手段致力于研究电活性物质在电极表面的电子转移过程,却很难获得关于电极-电解质界面分子水平的信息。在分子水平实现电化学氧化还原反应中间体的原位检测,对研究电化学反应机理具有重要意义。本研究以辅酶Q0(CoQ0)在金电极表面的氧化还原过程为研究模型,通过构建可用于高真空环境下使用的微流控电化学反应池,在真空度低于10^-5 Pa环境中实现液体电化学-飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)联用。CoQ0及池体材料氮化硅在电极击穿前后的ToF-SIMS成像结果表明,此联用技术可用于高真空条件下液体样品的直接检测。由电化学工作站对微流控电化学池中的工作电极施加不同电压后,可检测到CoQ0、CoQ0H2及中间体的存在,其随电压相互转化关系与CoQ0在水溶液中的氧化还原行为一致。CoQ0及其还原产物的质谱信号强度的相对变化情况提供了电极表面CoQ0氧化还原过程的直接分子证据,进一步表明此联用技术在电极-电解质界面原位检测方面具有应用潜力,为电极表面电化学反应机理研究提供了更多信息。

纳米器件的分子动力学模拟

分子动力学广泛应用于分子体系,但受限于计算能力,一般难以用于纳米器件的研究.本文采用自主开发的超大规模分子动力学仿真程序(NanoMD),构建了原子级的纳米齿轮模型,并以此为代表实现了对具有高速转动特性的纳米器件的模拟.通过位错和缺陷分析,确定了纳米器件在高速转动过程中的应力分布以及失效机制,并明确了以极限弹性转速为依据的材料强度衡量模式.研究发现纳米器件在极限转速方面存在明显的尺寸效应:随着器件直径的减小而单调增大,随着轴径的缩小而先增大后减小.

CE-SELEX法筛选Mucin16胞外域的核酸适配体

目的 CA125与胃癌的腹腔转移及不良预后密切相关,文中旨在针对CA125所属糖蛋白Mucin16的胞外域,筛选针对其的单链DNA核酸适配体。方法利用毛细管电泳法筛选Mucin16胞外域-合成多肽的适配体,同时利用毛细管电泳定量测定每轮筛选的Kd值及所筛得的适配体与多肽的亲和力,激光共聚焦成像法对所筛得的适配体靶向癌细胞进行评价。结果经过5轮筛选,测序分析及亲和力测定,成功获得1条针对Mucin16胞外域多肽的最优单链DNA核酸适配体,Kd值达122.7 nm,并且在表达Mucin16的人卵巢癌细胞株的细胞膜上清晰可见绿色荧光信号,证实所筛适配体能够结合Mucin16的细胞膜胞外域。结论利用毛细管电泳法成功筛选出针对Mucin16胞外域的核酸适配体,在为胃癌腹腔转移的诊疗中提供了新的靶向分子。

Aerolysin纳米孔核酸检测灵敏区域的协同相互作用探索研究

纳米孔单分子检测技术以其简便、快速、高通量及无需标记等特点,应用于DNA及蛋白质测序,更有望实现单分子动态构象变化的研究. Aerolysin(气单胞菌溶素)纳米孔道由于其特有的较长的β-桶限域区(β-barrel)及孔内壁丰富的带电荷氨基酸残基,在单个寡聚核苷酸分子分析中展现出极高的灵敏性.本设计利用dA14-4-X,dA14-11-X,dA14-4-X-11-X (X=C, T, G)等单个寡聚核苷酸探针分子,研究了Aerolysin的两个灵敏区域R1和R2,探索了R1灵敏区域对单个碱基弱相互作用的差异,实现区分单个碱基差异.进一步实验证明,R1灵敏区域对单个碱基类型差异的灵敏区分不受R2灵敏区域被碱基A、C、T占位所影响.然而,当R2区域被碱基G占位时,会使R1区域丧失对整个孔道电流的主导性.本研究有助于理解Aerolysin对单个寡聚核苷酸分子的超灵敏测量机制.