【摘要】：DNA凝聚及電荷逆轉在生命科學、高分子物理、醫(yī)學應用等領域中發(fā)揮著重要作用。在溶液中,DNA的凝聚依賴于溶液中抗衡離子的化合價,要引起DNA凝聚通常需要化合價大于等于三的陽離子。然而,細胞中最常見的小型抗衡離子,如Na~+,K~+,Ca~(2+)和Mg~(2+)等小于三的金屬陽離子,它們在一般情況下不能使DNA凝聚。我們發(fā)現(xiàn)通過改變?nèi)芤旱膒H值,能夠使二價金屬陽離子導致DNA發(fā)生凝聚。我們通過單分子磁鑷(MT)實驗,明確地證明了通過改變?nèi)芤旱膒H值,可以使Mg~(2+)和Ca~(2+)引起DNA凝聚。當溶液的pH值處于5-8時,二價離子作用后的DNA處于自由舒展狀態(tài)。當溶液的pH值約為4時,DNA處于不穩(wěn)定的過渡狀態(tài),也就是自由舒展到凝聚態(tài)的過渡。當溶液的pH值約為3時,DNA處于穩(wěn)定的凝聚狀態(tài),而此凝聚過程是可逆的,可通過對溶液pH值的調(diào)控來完成。同時我們還發(fā)現(xiàn),在低pH下,隨著二價離子濃度的增加,DNA的凝聚力(Fc)先增加后減小,發(fā)生解凝聚。我們通過原子力顯微鏡(AFM)也證實了DNA的凝聚形態(tài)與pH值的依賴關系。再者我們通過動態(tài)光散射實驗(DLS),發(fā)現(xiàn)二價抗衡離子引起DNA臨界凝聚時的DNA的電泳遷移率約-1.0×10~-44 cm~2 V~(-1)s~(-1),這對應于約中和DNA的89%的電荷。比曼寧理論二價抗衡離子約中和DNA的88%的電荷多了大約1%,這對于在低pH溶液中通過二價抗衡離子導致DNA凝聚也是有效的。最后我們用Langevin動力學的粗�；Ｐ湍MpH值對DNA凝聚的影響,發(fā)現(xiàn)模擬結果與實驗結果一致。
【學位授予單位】：溫州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：O552.6;R312
【圖文】：

隨著技術的越來越成熟，AFM不但可以直接分析DNA、蛋白質(zhì)等生物學形態(tài)、以及測量生物大分子之間的力譜，而且分辨率很高。因此，AFM是分析工具之一。通過圖像的觀測和三維視圖的分析來辨別實驗中所需要的數(shù)據(jù)。如下圖3-1是我們實驗小組所用的AFM的工作原理圖，從圖中我們可以明確的觀察到，彈性氮化硅微懸臂的一端固定在儀器上，另一端安裝了不同頻率的氮化硅探針，我們對壓電陶瓷裝置進行操作（輕敲模式），便可使氮化硅探針在被測樣品表面上進行輕敲模式的掃描，當?shù)栳樇夥浅＝咏鼧悠繁砻鏁r，針尖與被測樣品之間會產(chǎn)生微弱的原子間的相互作用力，使微懸臂發(fā)生細小的形變，從而達到掃描被測樣品的目的。圖3-1原子力顯微鏡工作原理圖Figure3-1ThefundamentaldiagramofAtomicForceMicroscopy

牛血清白蛋白（BSA），pH8.0。然后將DNA-珠子構建體沖入槽中，形成側壁-DNA-順磁珠結構，如圖3-2所示.DNA的延伸大約是珠子和側壁表面之間的距離。施加在水平面上DNA上的力側面的永磁體控制。它是根據(jù)磁球在垂直于DNA延伸方向上的布朗運動計算的[29]。簡而言之，當延伸大于DNA輪廓長度的一半時，所施加的力由2/BF k T L x確定，其中kB是玻爾茲曼濃度，T是溫度， L 是單個分子的平均長度，2 x是珠子在垂直于所施加的力的方向上的位移。使用攝像機錄制平面中的結構圖像，并用它實時記錄磁球的位置。通過基于傅里葉變換的相關技術的跟蹤算法確定擴展并分析[27]。在實驗過程中

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