专利名称：水平动力分子梳的制作方法
技术领域：
本发明属于水平动力分子梳方法。
背景技术：
在1994年美国科学杂志二百六十五卷2096-2098页，报道了法国科学家A.Bensimon等人根据空气与水界面上的回退形成弯月面的行为，发明的分子梳技术，并将其应用于长链DNA的铺伸拉直。这种技术的要点是将一小滴0.5-1ml的DNA溶液滴加在硅烷化的玻璃片上，再将另一未作任何处理的盖玻片压在滴加有DNA溶液的硅烷化的基底上，DNA溶液形成20μm厚的一薄层。然后随着两块玻璃片间溶液的不断蒸发，形成移动的弯月面，使得DNA链铺展拉直。但是利用这种方法无法将DNA链拉伸得足够直，并且弯月面流动对施加在DNA上的力也影响DNA的拉伸状况。如果力太小，不足以将DNA链拉伸，相反如果力太大，又会将DNA链拉断，力的大小不好掌握。基于以上的不足，1997年美国科学杂志二百七十七卷1518-1523页，又报道了A.Bensimon及其合作者们发明的动力分子梳方法。他们做了一种装置，使得载有被梳理样品的玻璃基底，采取一定的速率，从DNA样品溶液池中缓慢地通过机械装置的控制露出液面。其主要特点是1)将一干净的载璃片浸在DNA样品溶液中5分钟，使得DNA分子与表面能够很好地结合；2)利用马达装置将浸在样品池中的载玻片以100～200mm/s的速度匀速地提升出来；此时被固定在载玻片上的DNA分子由于水与大气弯月面的回退作用而被拉伸铺直。利用这种方法在2*2cm2的载玻片上，一般有几百个DNA分子吸附在基底上。虽然动力分子梳克服了一般的分子梳的一些缺点，但是仍然存在以下的不足1)由于吸附在载玻片上的DNA分子是被垂直地从DNA样品液中提升出来，在其链被水的弯月面回退作用拉直的同时，还受到其DNA链自身向下的重力作用影响，对于不同的拉伸链段区域，重力作用的程度不一，在刚开始拉伸的链段区域，几乎整个DNA分子的重力作用在链段上，但是在最后被拉伸的链段区域却几乎没有重力的作用影响。由于重力的不同影响，使得DNA链中不同的链段被拉伸的程度不一致。2)采用动力分子梳的方法要求将载玻片浸入DNA溶液中，再提升出来；所以DNA溶液要求有0.5～20ml，DNA的用量达10mg甚至更多，这对于要求用量少的生物样品来说，用量偏多；3)由于采用动力分子梳的方法要求将基片浸入样品溶液池中，使得有些基底不适用这种方法限制了研究领域，如石墨基片，因为其层状结构不适宜浸泡在水溶液当中。
发明内容
本发明的目的是提供一种水平动力分子梳方法。
本发明将含有被梳理物质的溶液滴加在待梳理并经过末端表面固定剂修饰处理的基底上，待样品被吸附2～20分钟后，用镊子或夹子夹住基底，或采用粘住基底的一端或者其反面；通过手动或马达驱动基底，将基底在溶液表面均匀拉动，移动速度范围为10μm～500mm/s，由于溶液表面和空气表面形成的弯月面的回退作用使样品被拉直。
适用的样品有DNA链，各种纳米管或纳米棒以及高分子薄膜；适用的基底有(A)具有亲水性表面的玻璃、云母、石英片或聚赖氨酸基底；(B)疏水性表面的石墨、聚苯乙烯、异丙烯、硅烷化的玻璃、硅片或特氟伦；
使用水平动力分子梳方法具有以下的优点1)利用吸附有样品的基底在溶液表面均匀拉动，一方面由于仅要求有几微升的样品用量，而大大地降低了样品的用量，节约了资源，降低了实验成本；另一方面，当一次拉伸完成后，可以将吸附有样品的基底提离溶液表面，再次沿着原被拉伸的方向进行多次拉伸，使样品能够被充分拉伸；2)采用这种方法拉伸样品时，由于不要求将基底浸入样品池中，使得原先不适用的基片，如石墨也可以用来做被拉伸样品的基底，拓宽了研究和应用范围。
具体实施例方式
如下实施例1mica+pBR322/pstI DNA(Mg2+)将5ng/μl的DNA，pBR322/pstI 4361 bp，样品溶液12μl滴加在用1mM的Mg2+处理过的云母基底上，待样品被吸附5分钟后，用镊子夹住云母基底，通过手动以10-30μm/s的移动速度将基底紧贴在水溶液表面上拉动，由于溶液表面和空气表面形成的弯月面的回退作用使DNA样品被拉直，而伸展在云母基底上。
实施例2Mica+λ-DNA(48502bp)将2.5ng/μl的λ-DNA，48502bp，样品溶液8μl滴加在用10μMCo(phen)33+处理过的云母基底上，待样品被吸附3分钟后，用夹子夹住云母基底的一端，通过马达驱动装置以1800μm/s的移动速度将基底紧贴在水溶液表面上拉动，DNA样品被拉直而伸展在云母基底上。
实施例3Glass+Human Genome BAC(200kbp)将0.5ng/μl的人类基因组细菌人工染色体DNA，200kbp，样品溶液5μl滴加在用3mM Zn2+处理过的玻璃基底上，待样品被吸附5分钟后，用夹子夹住玻璃基底的一端，通过马达驱动装置以3800μm/s的移动速度将基底紧贴在水溶液表面上拉动，使长链DNA样品被拉直而伸展在玻璃基底上。
实施例4HOPG+DNA(＜1kbp)将15ng/μl的polyA.polyT，300bp，样品溶液8μl滴加在高定向热解石墨(HOPG)基底上，待样品被吸附8分钟后，用夹子夹住HOPG基底的一端，通过手动方式以25-60μm/s的移动速度将基底紧贴在水溶液表面上拉动，使DNA样品被拉直而伸展在高定向热解石墨基底上。
实施例5聚苯乙烯(P9K-R)+Si利用电子束刻蚀的方法，将聚苯乙烯刻蚀到云母基底上形成细线，然后将浓度为3ng/μl的λ-DNA，48502bp，样品溶液滴加在刻有聚苯乙烯的云母基底上。待样品被吸附3分钟后，用夹子夹住云母基底的一端，通过马达驱动装置以300mm/s的移动速度将基底紧贴在水溶液表面上拉动，使长链DNA样品被拉直而伸展在云母基底上。
实施例6玻璃片硅烷化+λ-DNA(48502bp)先使用氯代三甲基硅烷，将玻璃基底硅烷化，然后将浓度为2.5ng/μl的λ-DNA，48502bp，样品溶液滴加在硅烷化的玻璃基底上。待样品被吸附6分钟后，用夹子夹住云母基底的一端，通过马达驱动装置以180mm/s的移动速度将基底紧贴在水溶液表面上拉动，使DNA样品被拉直而伸展在玻璃片基底上。
实施例7玻璃片+聚赖氨酸+M13(6407bp)先使用聚赖氨酸将玻璃基底修饰，然后将浓度为10.5ng/μl的M13-DNA(6407bp)样品溶液滴加在修饰后的玻璃基底上。待样品被吸附18分钟后，用夹子夹住玻璃片基底的一端，通过马达驱动装置以38mm/s的移动速度将基底紧贴在水溶液表面上拉动，使DNA样品被拉直而伸展在玻璃片基底上。
实施例8硅片+Teflon+M13(6407bp)先将硅片基底用Teflon修饰，然后将浓度为5ng/μl的M13-DNA(6407bp)样品溶液滴加在修饰后的硅片基底上。待样品被吸附13分钟后，用夹子夹住硅片基底的一端，通过马达驱动装置以3600μm/s的移动速度将基底紧贴在水溶液表面上拉动，使DNA样品被拉直而伸展在硅片基底上。
实施例9Si片+多壁碳纳米管将新制备的长度为100μm，直径为60nm的多壁碳纳米管样品溶液滴加在硅基底上，待样品被吸附10分钟后，用镊子夹住硅基底，通过手动以1500μm/s的移动速度将基底紧贴在溶液表面上拉动，使多壁碳纳米管样品被拉直而伸展在硅基底上。
实施例10Si片+单壁碳纳米管将新制备的长度为600μm，直径为20nm的单壁碳纳米管样品溶液滴加在硅基底上，待样品被吸附20分钟后，用夹子夹住硅基底，通过手动以220-350μm/s的移动速度将基底紧贴在溶液表面上拉动，使单壁碳纳米管样品被拉直，而伸展在硅基底上。
实施例11石英片+MoS2纳米管将新制备的长度为50μm，直径为80nm的MoS2纳米管样品溶液滴加在石英片基底上，待样品被吸附3分钟后，用夹子夹住石英片基底，通过马达装置以880μm/s的移动速度将基底紧贴在溶液表面上拉动，使MoS2纳米管样品被拉直，而伸展在硅基底上。
实施例12石英片+WS2+纳米管将新制备的长度为30μm，直径为60nm的WS2纳米管样品溶液滴加在石英片基底上，待样品被吸附6分钟后，用夹子夹住石英片基底，通过马达装置以500mm/s的移动速度将基底紧贴在溶液表面上拉动，使WS2纳米管样品被拉直而伸展在石英片基底上。
实施例13石英片+NiCl2+纳米管将新制备的长度为30μm，直径为60nm的NiCl2纳米管样品溶液滴加在石英片基底上，待样品被吸附12分钟后，用夹子夹住石英片基底，通过马达装置以330mm/s的移动速度将基底紧贴在溶液表面上拉动，使NiCl2纳米管样品被拉直而伸展在石英片基底上。
实施例14石英片+SiC纳米棒将新制备的长度为80μm，直径为100nm的SiC纳米管样品溶液滴加在石英片基底上，待样品被吸附6分钟后，用夹子夹住石英片基底，通过马达装置以8000μm/s的移动速度将基底紧贴在溶液表面上拉动，使SiC纳米管样品被拉直，而伸展在石英片基底上。
实施例15Si+GaN+纳米棒将新制备的长度为150μm，直径为60nm的GaN纳米棒样品溶液滴加在硅基底上，待样品被吸附10分钟后，用镊子夹住硅基底，通过手动以200-350μm/s的移动速度将基底紧贴在溶液表面上拉动，使GaN纳米棒样品被拉直，而伸展在硅基底上。
实施例16Si+GaAs+纳米棒将新制备的长度为30μm，GaAs直径为70nm的纳米棒样品溶液滴加在硅基底上，待样品被吸附15分钟后，用镊子夹住硅基底，通过手动以100-150μm/s的移动速度将基底紧贴在溶液表面上拉动，使GaAs纳米棒样品被拉直而伸展在硅基底上。
实施例17Si+聚乙烯薄膜将新制备的聚乙烯样品溶液滴加在硅基底的一端，然后用双面胶粘住硅基底的反面，通过手动以1000-1500μm/s的移动速度将基底紧贴在溶液表面上拉动，使聚乙烯样品被铺展，而在硅基底上形成一层均匀的聚乙烯薄膜。
实施例18玻璃+聚苯乙烯薄膜将新制备的聚苯乙烯样品溶液滴加在玻璃基底的一端，然后用双面胶粘住硅基底的反面，通过马达装置1300μm/s的移动速度将基底紧贴在溶液表面上拉动，使聚苯乙烯样品被铺展而在玻璃基底上形成一层均匀的薄膜。
实施例19云母+聚酰亚胺薄膜将新制备的聚酰亚胺样品溶液滴加在云母基底的一端，然后用双面胶粘住云母基底的反面，通过手动以80mm/s的移动速度将基底紧贴在溶液表面上拉动，使聚酰亚胺样品被铺展而在云母基底上形成一层均匀的薄膜。
实施例20石英片+聚丙烯薄膜将新制备的聚丙烯样品溶液滴加在石英片基底的一端，然后用双面胶粘住石英片基底的反面，通过马达装置11mm/s的移动速度将基底紧贴在溶液表面上拉动，使聚丙烯样品被铺展而在石英片基底上形成一层均匀的薄膜。
权利要求
1.一种水平动力分子梳方法，适用的样品有DNA链，各种纳米管或纳米棒以及高分子薄膜；适用的基底有(A)具有亲水性表面的玻璃、云母、石英片或聚赖氨酸基底；(B)疏水性表面的石墨、聚苯乙烯、异丙烯、硅烷化的玻璃、硅片或特氟伦；其特征在于将含有被梳理物质的溶液滴加在待梳理并经过末端表面固定剂修饰处理的基底上，待样品被吸附2～20分钟后，用镊子或夹子夹住基底，或采用粘住基底的一端或者其反面；通过手动或马达驱动基底，将基底在溶液表面均匀拉动，移动速度范围为10μm～500mm/s，由于溶液表面和空气表面形成的弯月面的回退作用使样品被拉直。
全文摘要
本发明属于水平动力分子梳方法。将含有被梳理物质的溶液滴加在待梳理并经过末端表面固定剂修饰处理的基底上,待样品被吸附2～20分钟后,用镊子或夹子夹住基底,或采用粘住基底的一端或者其反面;通过手动或马达驱动基底,将基底在溶液表面均匀拉动,移动速度范围为10μm～500mm/s,由于溶液表面和空气表面形成的弯月面的回退作用使样品被拉直。利用吸附有样品的基底在溶液表面均匀拉动,一方面由于仅要求有几微升的样品用量,而大大地降低了样品的用量,节约了资源,降低了实验成本;另一方面,当一次拉伸完成后,可以将吸附有样品的基底提离溶液表面,再次沿着原被拉伸的方向进行多次拉伸,使样品能够被充分拉伸。
文档编号C12Q1/68GK1376801SQ02104270
公开日2002年10月30日 申请日期2002年3月4日 优先权日2002年3月4日
发明者吴爱国, 李壮, 郑建萍, 周化岚, 汪尔康 申请人:中国科学院长春应用化学研究所