基于片层光照明的新型单分子横向磁镊

磁镊是一种高精度的单分子技术,它用磁场对连有生物大分子的超顺磁球产生磁力,通过追踪磁球的位置来测量生物大分子的长度信息.磁镊包括横向磁镊和纵向磁镊.纵向磁镊空间精度高,但昂贵;横向磁镊简单便宜,但由于受其成像原理的限制,一般情况下只能连接较长的DNA等生物大分子,且其空间精度较差,进而限制了其应用范围.为了解决这个问题,本文改进了横向磁镊,用片层光照明的方法使光线主要被磁球散射,从而能够直接观察到吸附在样品槽侧壁上的磁球,这使得测量短连接的底物成为可能.对于实际应用的检测,首先测试了包含270 bp发卡结构的0.5μm双链DNA,用其中发卡结构的"折叠-去折叠"跳变过程证明了改进后的横向磁镊的确可以追踪短DNA等生物大分子.然后,进一步用16μm的λ-DNA检验了实验系统.最后,将新型横向磁镊与普通横向磁镊及纵向磁镊在小力和大力条件下拉伸不同长度DNA的噪声进行了比较,发现改进后的横向磁镊在空间精度上明显优于普通横向磁镊,与纵向磁镊相比也无明显差异.以上结果证明了改进后的横向磁镊的精度优势,并扩展了横向磁镊的应用范围.     

Bloom's syndrome protein unfolding G-quadruplexes in two pathways

The Bloom helicase(BLM) gene product encodes a DNA helicase that functions in homologous recombination repair to prevent genomic instability. BLM is highly active in binding and unfolding G-quadruplexes(G4), which are noncanonical DNA structures formed by Hoogsteen base-pairing in guanine-rich sequences. Here we use single-molecule fluorescence resonance energy transfer(smFRET) to study the molecular mechanism of BLM-catalysed G4 unfolding and show that BLM unfolds G4 in two pathways. Our data enable us to propose a model in which the HRDC domain functions as a regulator of BLM, depending on the position of the HRDC domain of BLM in action: when HRDC binds to the G4 sequence, BLM may hold G4 in the unfolded state; otherwise, it may remain on the unfolded G4 transiently so that G4 can refold immediately.     

用全内反射瞬逝场照明磁镊研究Bloom解旋G-四联体

G-四联体(G-quadruplex,G4)是广泛存在于细胞基因组中的一种DNA结构,在DNA的代谢如复制、转录、同源重组等过程中起重要作用.G4解旋酶近年来受到广泛研究,其中Bloom(BLM)解旋酶的研究已经相当丰富,但仍有一些基本问题不清楚.我们应用全内反射瞬逝场照明磁镊对BLM解旋G4的动力学过程进行了深入研究,观察到了BLM解旋G4的分步过程.相对于单分子荧光共振能量转移技术而言,借助磁镊的长时间观测性能,我们在近饱和三磷酸腺苷(ATP)浓度的实验体系中观察到BLM长时间反复解开G4或者长时间维持G4于打开状态的两种作用方式.最后,使用相同的实验条件做了单分子荧光共振能量转移实验,确定了加载2-3 pN的外力对BLM解旋G4没有显著影响.     

Li+掺杂ZnNb2O6∶Eu3+制备及发光性能研究

采用高温固相反应法,制备了一系列不同浓度Li+掺杂的ZnNb2O6∶Eu3+发光材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对发光材料的晶体结构和微观形貌进行了表征.利用荧光光谱仪和积分球式分光光度计对发光材料的光学性能进行了分析.激发光谱表明存在着Eu3+→O2-(270 ～ 290 nm)和O2-→Nb5+(320～ 350 nm)电荷迁移带,随着Eu3+浓度增大到0.25mol;时电荷迁移带出现蓝移现象,发射光谱的劈裂随Eu3+浓度的增加而消失.由于电荷补偿,Li+含量的提高极大增强了ZnNb2O6∶Eu3+发光性能,通过线性拟合得出ZnNb2O6的光学带隙为3.810eV,而掺杂以后光学带隙变小.通过热稳定性分析拟合得出热猝灭激活能为0.172 eV.     

基于闪烁光度法测量人眼视见函数的研究

基于闪烁光度法,设计并搭建了一种新的测量人眼视见函数的实验系统,得到了人眼视见函数曲线。利用人眼对间断光的响应特性,有效地避开了白光和单色光的颜色差异对亮度的干扰,通过对比两束光视亮度的方式,使系统达到光度平衡,进而度量辐亮度得到人眼视见函数曲线,并与CIE推荐的标准视见函数进行差异比较,分析了差异原因和改进方法,从而深入了解光电探测器的光响应与人眼的差异,为今后的新型光电探测器的研究与应用打下基础。结果表明,实验系统可用于测量人眼视见函数,与CIE推荐的标准视见函数曲线吻合程度较高。