Mechanical properties of double-stranded DNA biofilm with Gaussian distribution简

In microcantilever-based label-free biodetection technologies, deflection changes induced by adsorptions of double-stranded DNA （dsDNA） molecules on Au-layer surface are greatly affected by the mechanical, thermal and electrical properties of DNA biofilm. In this paper, the elastic properties of dsDNA biofilm are studied. First, the Parsegian＇s empirical potential based on a mesoscopic liq- uid crystal theory is employed to describe the interaction energy among coarse-grained DNA cylinders. Then, con- sidering a Gaussian distribution of DNA interaxial distance, the thought experiment method is used to derive an analyti- cal expression for Young＇s modulus of DNA biofilm with a stochastic packing pattern for the first time. Results show that Young＇s modulus of DNA biofilm is on the order of 10 MPa. These findings could provide a simple and effective method to evaluate the mechanical properties of soft biofilm on snbstrate.     

基于适配体的生物膜干涉检测重组人促红细胞生成素α新方法

采用生物膜干涉(BLI)表面敏感光谱技术,建立了一种基于链DNA适配体39 nt的传感分析方法,实现了重组人促红细胞生成素α(EPO-α)的灵敏检测。将生物素化的39 nt固定于链霉亲和素传感芯片上,经2200 r/min高速振荡实现微升体积分析物的快速扩散。对适配体39 nt的取向、在BLI传感芯片上的固定浓度和非特异性吸附等影响因素进行了考察,发现50 nmol/L 3’末端生物素化39 nt具有最佳响应信号;加入Tween 20和牛血清白蛋白(BSA)可有效克服非特异吸附。基于麦胚凝集素构建了夹心法信号放大体系,在Tris-TB生理缓冲溶液中,检测EPO-α的线性范围为10～200 nmol/L,检出限为5 nmol/L。应用于人血浆等复杂基质中的EPO-α检测,回收率为86.7%～104.2%, RSD<11%,结果令人满意。此BLI传感体系为免标记蛋白相互作用和复杂生物样品检测等实际应用提供了有益参考。     

基于稳定的膦叶立德合成2(5H)-呋喃酮和2(5H)-吡咯酮作为细菌群体感应抑制剂的研究

利用稳定的乙酸乙酯基膦叶立德与含羰基化合物反应,合成了不同的2(5H)-呋喃酮,然后将获得的部分2(5H)-呋喃酮与醋酸铵反应转化为2(5H)-吡咯酮类化合物.所合成化合物均经1H NMR、13C NMR和MS等确认.通过测定所得到的化合物对于绿脓杆菌的最低抑菌浓度(MIC)来检验其抑菌活性;利用细莆生物膜染色实验来检测所得到的化合物对细菌群体感应系统和细菌生物膜的影响.活性实验结果表明,所得到的2(5H)-呋喃酮类化合物和2(5H)-吡咯酮类化合物均具有一定的抑制细菌群体感应的能力.     

纳米材料与生物分子的相互作用与微结构特性

纳米材料是物理、化学、生物等领域所广泛关注的研究方向,主要分为无机材料、有机材料及复合材料。其中由纳米粒子与生物分子组成的复合材料因具有独特的光学、化学、电磁学等性质,在医学和医疗等方面有着良好的应用前景。此外,利用生物分子自组装的方法,可设计出具有复杂有序结构的复合材料。因此,研究纳米粒子和生物分子的相互作用对纳米材料的设计和应用有着重要的意义。本文从实验和计算机模拟两个方面综述了纳米粒子对生物分子(包括蛋白质、DNA、生物膜)结构特性以及热力学、动力学性质的影响,并概述了影响两者相互作用的多种因素,包括纳米粒子的尺寸、形状、浓度、表面特性等。     

原子力显微镜在生物物理领域的新应用

介绍了原子力显微镜在生物物理领域的最新应用:蛋白质去折叠、DNA拉伸、生物膜受力,通过分析实验得到的力谱,可以获取关于蛋白质、DNA、生物膜结构信息.原子力显微镜不仅能反映测量体系的力学性质,由于其具有独特的时间、空间分辨及实时成像,因而能提供更多信息.     

球形拓扑中复杂形状生物膜泡的获得及其稳定性分析

通过在Surface Evolver软件中建立一些与目标形状相似的初始形状，经长时间演化后，得到了实验上已经观察到的具有D_2h和D_3h对称性的海星形生物膜泡.通过跟踪不同形状膜泡的Hessian矩阵的本征值，确定了双凹圆盘与海星形及哑铃形之间的相变是不连续的，其间所经历的三角扁盘及椭圆扁盘形中间相在SC模型中通常是不稳定的. 关键词： SC模型 生物膜泡 Surface Evolver     

生物膜的液晶理论

 当代生物学的研究表明:没有液晶就没有生命。细胞膜就是液晶态,神经冲动的传导,脂肪的消化等生命现象都与液晶有关。这就使得物理学上广为应用的液晶,同细胞生物学家所研究的生物膜,发生了千丝万缕的联系。     

基于自发曲率模型对几种极限形状膜泡及典型相变和分裂过程的研究

通过在Surface Evolver软件中建立一些具有多重对称性的初始形状，经逐次细分并长时间演化后，得到了几种能量很低的极限形budding 形状，其参数与理论值一致. 通过逐步调整参数并跟踪其演化途径，发现了一个不连续的相变和一个连续的可逆相变以及两种稳定的新形状，并且获得的海星形的两种分裂路径已被实验所证实.     

液晶与生物膜

本文概述了基于液晶理论的生物膜近代模型，即Ｈｅｌｆｒｉｃｈ的流体膜，以及最近由作者提出的手征分子膜理论．