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單分子操作技術(shù)在核酸研究中的應用薛永來馮喜增侯森(南開大學生命科學學院天津300071)化學通報2005年第8期單分子操作技術(shù)的優(yōu)點能夠?qū)畏肿泳植苛M行測量，因而能在單分子水平上研究核酸的彈性性質(zhì)和機械誘導的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變；單分子操作技術(shù)避免了從大量實驗結(jié)果中取平均的需要，因而可以提供更為詳細的生物信息。單分子操作技術(shù)的原理：是指應用一定的實驗儀器和方法,對單個分子進行操作,它包括原子力顯微鏡技術(shù)、光鑷技術(shù)、單分子熒光光譜技術(shù)等。原子力顯微鏡技術(shù)——其目的是為了使非導體也可以采用掃描探針顯微鏡(SPM)進行觀測，其通過探針與被測樣品之間的微弱的相互作用力來獲得物質(zhì)表面的形貌。光鑷技術(shù)——利用激光動量轉(zhuǎn)移產(chǎn)生的輻射壓力，從而形成具有梯度力場的光學陷阱，處在陷阱中的微粒受到梯度力場的作用，就被“鉗住”。可用于測量生物大分子間微弱的力以及生物大分子的很小位移。單分子光譜技術(shù)——是將熒光基團標記在生物大分子上，標記在生物大分子上的熒光基團發(fā)生各種特性變化，通過光譜分析等就能夠得到有關(guān)分子間相互作用、酶活性、反應動力學、構(gòu)象動力學、分子運動自由度以及在化學和靜電環(huán)境下活性改變的信息。單分子操作技術(shù)在核酸研究中的應用DNA拉伸與扭曲DNA凝聚核酸解鏈與重新折疊單分子酶學核酸單分子操作研究起始于1992年Smith等對單個DNA分子的彈性測量。一段雙鏈DNA分子的一端連接到玻璃表面上,另一端連接到磁性小球上（DNA分子連接到不同固體表面是通過生物素--鏈霉抗生物素蛋白、地高辛免疫的特異反應來實現(xiàn)的）；整個體系的組裝在溶液中完成,在外加磁力的作用下,DNA被拉伸,借助于顯微鏡,就能測量到小球的位移?？梢缘玫皆诓煌}濃度緩沖液中的單個DNA多聚體(48502個堿基對)的力-延伸曲線,并且在這個實驗中力最大只增加到10皮牛頓。實驗裝置一DNA的彈性測量實驗裝置二DNA的彈性測量兩個小球分別連接到DNA分子的兩端，一個小球由微吸液管控制，另外一個小球由光鑷子控制；移動微吸液管，兩小球之間的距離變大，DNA分子被拉伸，因此得到力-延伸曲線。實驗裝置三DNA的彈性測量利用一根光纖作為力傳感器，DNA分子一端連接在光纖上，另外一端連接在小球上，小球通過吸力作用被固定在一個微吸液管上；

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