利用AFM探针施加的正偏压提高单个DNA分子的分离效率  

Improving isolation efficiency of single DNA fragments by positively biased AFM tip

作　　者：张琛[1,2] 张福春[1] 杨海军[3] 申月[1,2] 张益[1] 胡钧[1] 

机构地区：[1]中国科学院上海应用物理研究所,物理生物学研究室,上海201800 [2]中国科学院大学,北京100049 [3]上海交通大学,微纳科学技术研究院,上海200240

出　　处：《电子显微学报》2013年第2期139-143,共5页Journal of Chinese Electron Microscopy Society

基　　金：国家自然科学基金资助项目(Nos.10975175、90923002、21073222和11079050);中国科学院知识创新工程重要方向资助项目(No.KJCX2-EW-N03);德国马普学会对一个伙伴研究小组的资助

摘　　要：基于原子力显微镜(AFM)的分子操纵技术能通过AFM针尖将云母表面的单个DNA分子分离(拾取),通过单分子PCR和Sanger法测序,可以得到任何感兴趣的单个DNA片段的序列。然而在实际操作中,由于针尖-DNA吸附力不足以克服云母表面-DNA吸附力,衬底表面的DNA分子被分离的成功率往往较低。本文改进了原子力显微镜(AFM)针尖对云母表面单个DNA分子的分离(拾取)方法,通过对导电的AFM针尖施加正偏压,使针尖与负电荷的DNA分子形成较强的静电吸引力。结果表明,在针尖施加偏压后,表面的DNA分子能被高效的分离;而在未施加偏压的情况下,表面的DNA分子容易被针尖"搓揉"成球状的颗粒,但比较难分离。说明该方法能明显提高DNA分子从云母表面的分离效率。此外,被AFM针尖分离的DNA可通过单分子PCR技术成功扩增,说明对AFM探针施加正偏压来分离DNA不会影响其生物活性。The atomic force microscope（AFM） can image and manipulate native biological samples on surfaces on the single-molecule level,including cutting,pushing and picking-up.By applying a positive bias to AFM tip,we have developed a new method for DNA isolation（picking-up） from chemically-modified mica surface.The positive bias on the AFM tip produces electrostatic attraction force between the negatively charged DNA molecules and the tip,which increases DNA picking-up efficiency.By single-molecule PCR,the picked-up DNA can be successfully amplified,indicating the DNA molecules keep their biological activities after the manipulation by the biased AFM tip.

关 键 词：原子力显微镜 DNA分离 正偏压 静电吸引力 

分 类 号：TH742.9[机械工程—光学工程]