温敏性微凝胶的研究技术

温敏性微凝胶因具有尺寸小、对温度的变化响应速度快、渗透性好等优点,所以在许多领域显示出良好的应用前景.温敏性微凝胶的应用性能取决于由其结构所决定的物理化学性能.为了深入了解温敏性微凝胶的结构与性能关系,研究人员利用不同技术手段进行了广泛研究.本文主要综述了显微技术、示差扫描量热技术、光散射技术、中子散射技术、核磁共振及荧光光谱等在温敏性微凝胶结构与性能研究中的应用、主要研究结果,并对微凝胶未来的研究方向提出了一些建议.     

重组质粒pIRES-EGFP-BCL 11B电转染幼稚T细胞的可视化研究

将BCL 11B基因插入pIRES-EGFP构建重组质粒真核表达载体pIRES-EGFP-BCL 11B,采用电转染法将重组质粒转入人幼稚T细胞,转染24 h后,用原子力显微镜(AFM)观察转染前后细胞的表面形态以及生物物理性质的变化.转染72 h后,用CCK-8试剂检测幼稚T细胞的增殖情况.分别对空转的幼稚T细胞组、空载体转染组(pIRES-EGFP naked plasmid)、重组载体转染组(pIRES-EGFP-BCL 11B recombinant vector)、无电转无质粒的幼稚T细胞组进行实验.结果表明,4组幼稚T细胞的体积、高度、半宽度、粗糙度、表面颗粒大小等参数发生了变化,细胞杨氏模量以及细胞硬度也呈现很大变化,CCK-8结果显示,重组质粒pIRES-EGFP-BCL 11B电转染人幼稚T细胞后影响细胞的增殖.     

皂苷、皂苷元分子聚集相行为的原子力显微镜研究

用原子力显微镜检测了不同浓度下皂苷和皂苷元的分子聚集相行为.实验表明,当浓度为1.0×10-5 mol/L时,皂苷形成分散较均匀的小片段结构,表现为皂苷分子的聚集体结构;而皂苷元由多个分子连接形成聚集体结构,与皂苷相比高度起伏较低,链的长度较长.浓度为1.0×10-4 mol/L时,皂苷出现了不规则片层与小片段共存结构;皂苷元却形成多孔的网状结构.当浓度增大到1.0×10-3 mol/L时,皂苷小分子紧密聚集、分布在云母表面;皂苷元则形成紧密聚集的大片层多孔结构.结构分析表明,分子官能团的属性对于皂苷和皂苷元分子形成的不同结构起到了关键作用,分子骨架中的糖链阻碍皂苷形成大片层结构,而皂苷元由于分子骨架中羟基间氢键相连接,易于形成大的片层结构.     

正常人眼角膜上皮细胞的原子力显微镜观察

应用原子力显微镜(AFM)在单细胞水平上分析了人眼角膜上皮细胞的形貌和机械性质,为进一步探讨人眼角膜上皮细胞结构与功能的关系奠定了基础.将体外培养的人眼角膜上皮细胞用2.5%戊二醛固定,空气中干燥后用原子力显微镜进行观察.从AFM形貌图可知,细胞呈长梭形,膜表面布满颗粒状物质,由AFM附带软件IP2.1的线分析及面分析功能,得到细胞膜表面结构的几何参数,包括高低差Rp-v、均方根粗糙度Rq、平均粗糙度Ra、平均高度Meant Ht.利用AFM高空间分辨的力位移曲线测量系统,可得出细胞膜的粘弹力、硬度和杨氏模量.AFM能对人眼角膜上皮细胞表面的超微结构清晰地成像并提供更多更确切的表面信息,从另一层面增加对眼角膜上皮细胞的认识.     

两性霉素B与鞘磷脂单分子层的相互作用

选取哺乳动物生物膜中的重要脂质分子鞘磷脂(SM)作为单分子膜的基本组分, 采用Langmuir-Blodgett(LB)膜技术研究了不同比例的两性霉素B/鞘磷脂单层膜的表面压力-平均分子面积(π-A)曲线以及基于π-A曲线的混合性分析, 同时通过原子力显微镜(AFM)研究了其表面形态的变化. 结果表明, 组分间的摩尔比和表面压力对混合单层膜稳定性、混合性以及分子间相互作用具有重要影响.     

硫酸钠诱导单链聚(N-异丙基丙烯酰胺)相变的单分子力谱研究

聚（N-异丙基丙烯酰胺） （PNIPAM）具有独特的相变行为,已成为人们研究蛋白质折叠等生命过程发生机理的模型体系. 我们利用基于原子力显微镜（AFM）的单分子力谱技术（SMFS）研究了单链PNIPAM在硫酸钠诱导下的相转变过程,并定量化了相变后所形成塌缩结构的稳定性. 通过对单链PNIPAM的单分子力谱实验得知：在相变前,得到单调上升的力曲线,对应着PNIPAM无规线团结构的形变过程;相变后,得到的锯齿型力曲线,对应着PNIPAM塌缩结构在外力诱导下的解折叠过程. 首次从单分子水平观察到在外加盐的作用下,单链PNIPAM低温相转变和高温相转变的差异：相比于低温相转变,高温相转变生成的塌缩结构更加稳定.     

聚甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯-丙烯腈无规共聚物薄膜表面原位原子力显微镜相图

采用原位原子力显微镜在线跟踪方法,研究了聚甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯 丙烯腈无规共聚物共混体系表面相分离行为,得到了具有下临界共溶温度（临界温度约为175 ℃）原位相图。 与文献报道的用离位方法所得结果的主要差别是原位的临界相分离温度稍有提高,以及离位结果中存在的组成对称性。 这些差别主要来源于离位和原位实验方法上的差别,薄膜厚度减小导致的相容性,热力学历史的变化以及基底效应的加剧。     

原子力显微镜在聚烯烃研究中的应用

聚烯烃材料因其卓越的性能和较低的价格广泛应用于工农业、医疗卫生、军事、日常生活等领域。为了拓展聚烯烃材料的应用范围,表面功能化聚烯烃、聚烯烃与其他材料的共混物以及聚烯烃/无机纳米复合材料等得到了发展,并成为该领域的研究热点。原子力显微镜(AFM)是利用一个极为尖锐的针尖与样品间的相互作用力进行材料表面的形貌、物理和化学信息探测的一种技术,它在上述聚烯烃研究中发挥着重要作用。表面粗糙度是聚烯烃材料表面功能化研究中的重要参数之一,AFM技术则能够给出准确的表面粗糙度信息。由于AFM技术能够直观地观察各组分的混合状态及相分离情况,因此AFM技术成为聚烯烃与其他材料共混研究的重要手段之一。此外,AFM是一种非常有效的微纳米结构形貌的表征方法,在聚烯烃的结晶研究方面也得到了应用。本文简单介绍了AFM表面形貌观测的工作原理和工作模式,主要阐述AFM在聚烯烃材料研究中的三个主要应用:材料表面粗糙度、共混相分离以及结晶研究。     

单分子力谱研究活细胞上多药耐药相关蛋白1的表达

采用原子力显微镜的单分子力谱(SMFM)技术研究了多药耐药相关蛋白1(MRP1)与其抗体间的相互作用, 并考察了人舌癌细胞系TCA8113经高剂量平阳霉素(BLM)反复间歇诱导前后细胞表面MRP1的表达差异. 实验结果表明, MRP1与其抗体之间存在特异性相互作用力, 当针尖运动速率为2.5 μm/s时, 作用力大小约为(182±35) pN; 而且药物诱导后MRP1在人舌癌细胞上的表达明显增强. 本工作为了解活细胞水平上MRP1的表达提供了新方法, 有助于肿瘤细胞多药耐药性(MDR)的研究.     

用单分子技术研究Sso7d与DNA的相互作用

为了维持基因的稳定性,每种生物体都含有一套独特的染色质蛋白来保护脱氧核糖核酸(DNA)的结构,观察染色质蛋白对DNA结构的作用过程和结果,可以帮助人们了解这些蛋白的具体功能和作用机理.硫化叶菌是一种能在高温下存活的古细菌,Sso7d是硫化叶菌的一种染色质蛋白.深入地了解Sso7d和DNA链的相互作用,有助于解释硫化叶菌的DNA为何能在高温环境下保持活性,本文通过原子力显微镜(AFM)和磁镊两种单分子操作手段,研究了Sso7d与DNA的相互作用.AFM的实验结果给出了Sso7d与DNA的作用过程:结合Sso7d后,DNA首先发生弯折,然后出现loop结构,最终DNA会团聚为致密的核结构.利用磁镊装置测量了Sso7d的结合对打开DNA双链的影响,实验结果表明Sso7d的结合导致打开DNA双链的力的增大,经过数据分析,计算出Sso7d与DNA结合的结合能?G=3.1k_BT,平均每5.5个碱基对(bp)结合一个Sso7d,较高的结合密度和较大的结合能,两方面的作用结果,解释了Sso7d能够稳定DNA结构的原因.