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納米孔傳感器件對蛋白質(zhì)分子的辨識實驗研究

發(fā)布時間:2024-06-27 21:15
  疾病的發(fā)生常常與蛋白質(zhì)的異常表達有關,精準醫(yī)療可以精確尋找到病因和治療靶點,實現(xiàn)疾病和患者的個性化精準治療。納米孔傳感技術,可以從單分子層面檢測蛋白質(zhì)的變化,有效提高患者病因診斷的準確率,縮短治療周期。本課題使用納米孔單分子傳感器件分別對單個蛋白質(zhì)分子以及蛋白質(zhì)相互作用關系開展了實驗研究。主要研究內(nèi)容如下:1)蛋白質(zhì)的基本物理特性。研究發(fā)現(xiàn),牛血清白蛋白BSA分子在通過納米孔時比鏈狀DNA分子更容易與納米孔壁發(fā)生粘附作用。納米孔實驗可以用來估算蛋白質(zhì)分子的直徑。2)電解質(zhì)溶液性質(zhì)(種類/濃度/酸堿度)對蛋白質(zhì)易位的影響。研究發(fā)現(xiàn),電解質(zhì)溶液的種類及濃度將會直接改變?nèi)芤涵h(huán)境中蛋白質(zhì)的帶電量,進而影響蛋白質(zhì)的過孔時間。電解質(zhì)溶液的酸堿度不僅會改變蛋白質(zhì)的帶電量還會改變蛋白質(zhì)的電荷屬性。3)蛋白質(zhì)分子在外加電場作用下的構型變化。結合COMSOL靜電場模擬,可以發(fā)現(xiàn):低電壓下,BSA分子在捕獲域及納米孔內(nèi)均為天然態(tài);中電壓下,BSA分子在捕獲域內(nèi)為天然態(tài),在孔內(nèi)第一次被解折疊;高電壓下,BSA分子在捕獲域內(nèi)第一次被解折疊,在孔內(nèi)進一步被解折疊。4)抗體的免疫測定以及抗原抗體特異性結合的監(jiān)測。研...

【文章頁數(shù)】:67 頁

【學位級別】:碩士

【部分圖文】:

圖1-1幾種單分子檢測用力學工具的工作原理

圖1-1幾種單分子檢測用力學工具的工作原理

該方法利用聚焦激光束產(chǎn)生輻射壓力來形成光學陷阱,通過使得處在陷阱中的微粒受力來實現(xiàn)分子的操控。AIshijima等人借助光鑷方法觀察到了單個肌球蛋白分子與肌動蛋白分子結合后的構象變化。LTskhovrebova小組用光鑷進行了肌聯(lián)蛋白單分子的力學實驗以觀測其彈性及去折疊過程....


圖1-2對于單個蛋白質(zhì)檢測的部分國外研究進展(a)蛋白質(zhì)通過石墨烯納米孔的分子動力學模擬

圖1-2對于單個蛋白質(zhì)檢測的部分國外研究進展(a)蛋白質(zhì)通過石墨烯納米孔的分子動力學模擬

4圖1-2對于單個蛋白質(zhì)檢測的部分國外研究進展(a)蛋白質(zhì)通過石墨烯納米孔的分子動力學模擬[31];(b)用納米孔來區(qū)分不同蛋白質(zhì)的大小[32]北京大學物理學院趙清教授綜合壓力及電場雙重作用來控制蛋白質(zhì)的易位時間[36],增加了壓力控制后,蛋白質(zhì)的過孔速度下降,抑酶肽的捕....


圖1-3對于單個蛋白質(zhì)檢測的部分國內(nèi)研究進展(a)北大趙清教授的科研團隊利用外加壓力結合電場作用來控制蛋白質(zhì)易位時間[36]

圖1-3對于單個蛋白質(zhì)檢測的部分國內(nèi)研究進展(a)北大趙清教授的科研團隊利用外加壓力結合電場作用來控制蛋白質(zhì)易位時間[36]

圖1-3對于單個蛋白質(zhì)檢測的部分國內(nèi)研究進展(a)北大趙清教授的科研團隊利用外加壓力結合電場作用來控制蛋白質(zhì)易位時間[36];(b)華東理工龍億濤教授的科研團隊研究P53蛋白與DNA之間的弱相互作用[37]1.2.2對于蛋白質(zhì)相互作用的研究進展有些蛋白質(zhì)分子可以....


圖1-4蛋白質(zhì)相互作用的部分國外研究進展(a)T.Takakura利用納米孔技術借助膠質(zhì)粒子來辨識抗體分子以及抗原抗體結合物[51]

圖1-4蛋白質(zhì)相互作用的部分國外研究進展(a)T.Takakura利用納米孔技術借助膠質(zhì)粒子來辨識抗體分子以及抗原抗體結合物[51]

來驗證抗原與抗體實現(xiàn)了特異性結合[50]。被動檢測不經(jīng)修飾直接根據(jù)分子大小進行辨識,或通過在溶液中添加抗體使目標蛋白尺寸與干擾蛋白之間差異化而實現(xiàn)檢測。其中,T.Takakura小組用納米孔檢測抗原分子和表面綁定了抗體分子的膠質(zhì)粒子混合物,由堵塞電流幅值分布圖可以發(fā)現(xiàn)溶液....



本文編號:3995940

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