專利名稱：一種研究dna分子導電性的測試方法及其測試系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電分析化學、分子電子器件、生物傳感器技術領域，具體涉及一種研究 DNA分子導電性的系統(tǒng)與方法。
背景技術：
近年來，脫氧核糖核酸(DNA)分子的導電性研究引起了眾多關注，因其具有雙 螺旋結構，堿基之間互相配對，在整個分子鏈間形成大的共軛7T鍵，當DNA分子受到 電離輻射或紫外線照射時會產(chǎn)生電子，這個電子在被捕獲之前沿著DNA分子鏈運動， 導致DNA損傷，進而干擾DNA復制或是制造蛋白質(zhì)的過程，造成細胞的異?；蛩劳?。 最近的研究結果表明(http:Vwww.its.caltech.edu/~ikbgrp/)，某些蛋白質(zhì)可以送出電荷沿 著DNA長鏈傳播，遠處有另一個對應的蛋白質(zhì)可以偵測這個電荷，但當DNA上出現(xiàn) 上述異常時，由于原本的堆棧狀態(tài)被破壞，造成了電子軌道重疊減少，導電性變差，導 致第二個蛋白質(zhì)接收不到這個測試電荷，修復系統(tǒng)就會啟動。因此，研究DNA分子導 電性，可加深對光誘導電荷轉(zhuǎn)移損傷DNA、電荷轉(zhuǎn)移導致細胞突變、DNA修復等問題 的理解，在腫瘤治療和基因治療等方面具有廣泛的應用前景。另外，DNA復制過程中 所表現(xiàn)的堿基的單純性、互補法則的恒定性和專一性、遺傳信息的多樣性以及構象上的 特殊性和拓撲靶向性，都是納米技術所需要的設計原理；且DNA具有穩(wěn)定的物理化學 性質(zhì)及獨特的線性結構，如DNA的直徑僅為2nm，其長度跨越微觀和宏觀，這些性質(zhì) 使DNA有望成為制作納米導線和納米器件的理想材料。因此，DNA分子的導電性研究 不僅在生命科學領域而且在納米材料領域都占有極其重要的地位。
目前研究DNA分子導電性的方法主要有光譜學方法、生物化學法、電化學方法、 電子顯微鏡和原子力顯微鏡法。光譜學方法(J ^m. C/ze附.Soc., 2000, 122: 5893; 5/oc/ze附/Wo;, 2000, 39: 6190; ■/ ^肌2000, 122: 11545)將光氧化劑共價鍵合 在DNA鏈上，光誘導電子傳輸而引發(fā)堿基氧化，造成DNA損傷來研究DNA導電性， 該方法不足之處在于以損傷DNA分子為代價，獲知的是寡聚核苷酸片段的導電性而 非DNA分子整體的導電性；生物化學法(</ Soc., 1995,117: 6406;歷oc&附.
歷c^".及"1992, 188: 1)將一種化合物嵌插到DNA螺旋的一個尾端，在光 誘導下氧化鳥嘌呤，用哌啶處理使DNA在氧化的鳥嘌呤位置上斷鏈，用放射能照像觀 察得到的DNA片段以研究其導電行為，該方法的主要不足是這種生化技術只能觀測由
4電子傳遞引發(fā)的最終的反應結果，不能實時監(jiān)測電子轉(zhuǎn)移過程，且也不能研究DNA分 子整體的導電性；電化學方法(Cwr. C p/". O^w.說o/.,2001, 5: 209)通過檢測電活性物 質(zhì)在DNA修飾電極上的電化學行為來研究DNA的導電性，即選用能與DNA分子特異 結合的電活性物質(zhì)作為電化學探針，調(diào)節(jié)堿基序列控制其在DNA鏈上插入的位置，用 循環(huán)伏安法可研究電活性物質(zhì)與電極之間的距離、堿基堆積及序列對電荷傳遞的影響， 該方法不足之處在于所采用的電化學技術為循環(huán)伏安技術，可以提供的信息有限，且 可以使用的掃描速度較小，即便采用目前已知最快的超快伏安法，也僅有l(wèi)MHz左右， 無法追蹤DNA分子內(nèi)部的快速電子傳遞；電子顯微鏡法(A^加m, 1999, 398:407)和原 子力顯微鏡法(中國專利申請?zhí)?00610147822.8)，以一條DNA連結金屬電極的兩 端，直接測量其電流一電位關系，該方法直接了當，但其不足之處在于由于僅有一條 DNA與金屬電極相連結，其間的接點質(zhì)量嚴重影響測量結果，如果DNA與電極之間的 接合狀況不佳的話，有可能DNA本身導電，但是卻測量到絕緣的結果，反之，如果測 量用的電極基版有短路的情況，也有可能DNA本身絕緣，卻測量到導電的結果，總而 言之，結果的穩(wěn)定性和可靠性不佳。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的首要技術問題是針對現(xiàn)有背景技術而提供一種研究DNA分子導 電性的測試方法，它不損傷DNA分子，獲知的是DNA分子整體的導電性；可實時監(jiān) 測電子轉(zhuǎn)移過程；激發(fā)信號多樣且速度快，可提供豐富信息，追蹤DNA分子內(nèi)部的快 速電子傳遞；接觸分子數(shù)目相對較多，避免接點質(zhì)量不高對結果的影響；表面更新容易， 切斷電極前端形成新的截面即可；所使用的儀器簡單。
本發(fā)明所要解決的另一個技術問題是針對現(xiàn)有背景技術而提供一種相關的研究 DNA分子導電性的測試系統(tǒng)。
本發(fā)明解決上述首要技術問題所采用的技術方案為 一種研究DNA分子導電性的 測試方法，其特征在于采用內(nèi)外層面為導電層的電極，使電極的內(nèi)外導電層之間建立起 電場，在電場誘導下，自由分散在溶液中的DNA分子沿著場強的矢量方向發(fā)生極化而 形成帶正、負電的兩端，形成DNA分子在電極的內(nèi)外導電層之間的定向并聯(lián)排列，電 極的一導電層輸入電信號，另一導電層輸出電信號，經(jīng)過放大和A/D轉(zhuǎn)換，用計算機進 行分析輸入電信號與輸出電信號的關系，從而研究DNA分子的導電性。
本發(fā)明解決上述另一個技術問題所采用的技術方案為 一種研究DNA分子導電性 的測試系統(tǒng)，其特征在于采用內(nèi)外層面為導電層的電極，電極的一導電層連接信號發(fā)生 器，另一導電層連接放大器，使電極的內(nèi)外導電層之間建立起電場，在電場誘導下，自 由分散在溶液中的DNA分子沿著場強的矢量方向發(fā)生極化而形成帶正、負電的兩端， 形成DNA分子在電極的內(nèi)外導電層之間的定向并聯(lián)排列，放大器的信號輸出經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器，連接計算機進行分析處理，根據(jù)輸入電信號與輸出電信號的關系，從而研究 DNA分子的導電性。
作為改進，所述的電極采用雙環(huán)電極，其內(nèi)外導電層分布在環(huán)狀電極基材的內(nèi)表面 和外表面之間，呈現(xiàn)環(huán)形狀，構成了內(nèi)環(huán)電極和外環(huán)電極，這樣便于在基材上進行制作 成型。
作為改進，所述的雙環(huán)電極的制作方法包括如下步驟
(1) 取玻璃毛細管基材一支，用膠帶包裹其外壁一定長度如1/3長度；
(2) 通過加熱裂解有機物氣體如低沸點的烷烴，在玻璃毛細管基材內(nèi)外壁形成 內(nèi)、外碳層，內(nèi)碳層分別成為外導電層和內(nèi)導電層，內(nèi)導電層充當內(nèi)環(huán)碳電極，經(jīng)導電 膠由導線引出，用環(huán)氧樹脂固定作為一連接端；除去外壁包裹的膠帶，剩余2/3長度的 外導電層充當外環(huán)碳電極，經(jīng)導電膠由導線引出，用環(huán)氧樹脂固定作為另一連接端；
G)將上述結構浸漬包覆上內(nèi)絕緣層和外絕緣層；
(4)涂覆有碳層和絕緣層的玻璃毛細管基材前端垂直切斷，露出的整齊截面即為
超微集成雙環(huán)碳電極。
作為優(yōu)選，所述的碳層涂覆采用加熱裂解CH4的方法，其厚度通過改變加熱裂解的 時間進行調(diào)節(jié)，控制在5 10nm之間，這樣便于在低溫下進行操作和作業(yè)。
作為優(yōu)選，所述的內(nèi)絕緣層和外絕緣層的浸漬包覆是將上述結構浸漬在絕緣漆中， 5 15分鐘后取出，然后在80 10(TC下烘千，形成內(nèi)絕緣層、外絕緣層，這樣制作會 十分方便和容易，成本也十分低廉。
作為優(yōu)選，所述的內(nèi)環(huán)電極接輸入電信號，而外環(huán)電極接輸出電信號，減少測量誤 差，更加利于測試。
最后，所述的信號發(fā)生器發(fā)生的輸出信號分為兩路， 一路直接連接數(shù)字示波器被采 集，另一路經(jīng)超微集成雙環(huán)碳電極的內(nèi)環(huán)碳電極從DNA分子一端進入，通過整個DNA 分子，再經(jīng)外環(huán)碳電極得到輸出信號，該輸出信號經(jīng)微電流放大器放大后連接數(shù)字示波 器被采集，最后將數(shù)字示波器采集的模擬信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送入連接到計算機 進行分析處理和記錄。這樣便于各種輸入信號和輸出信號的實時觀察對比。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于
(1) 本發(fā)明在超微集成雙環(huán)碳電極的內(nèi)環(huán)碳電極、外環(huán)碳電極上，分別施加適當 正、負直流電位以形成靜電場，在該靜電場誘導下，自由分散在溶液中的DNA分子沿 著場強的矢量方向發(fā)生極化而形成帶正、負電的兩端，帶負電的一端搭在帶正電的內(nèi)環(huán) 碳電極上，帶正電的一端搭在帶負電的外環(huán)碳電極上，形成DNA分子在內(nèi)環(huán)碳電極、 外環(huán)碳電極之間的定向并聯(lián)排列。作用力主要為靜電引力，輕微而不損傷DNA分子；
(2) 本發(fā)明中DNA分子一端搭在內(nèi)環(huán)碳電極上，另一端搭在外環(huán)碳電極上，輸 入信號經(jīng)內(nèi)環(huán)碳電極從DNA分子一端進入，通過整個DNA分子，再經(jīng)外環(huán)碳電極得到輸出信號，故獲知的是DNA分子整體而非DNA片段的導電性；
(3) 本發(fā)明由信號發(fā)生器發(fā)生的輸入信號送入超微集成雙環(huán)碳電極后，可立即得 到輸出信號，分析輸入信號與輸出信號之間的關系，即可研究DNA分子導電性，實現(xiàn) 實時監(jiān)測電子轉(zhuǎn)移過程；
(4) 本發(fā)明可以使用信號發(fā)生器的多種波形作為激發(fā)信號進行研究，信息豐富多
樣；
(5) 本發(fā)明可以使用高頻輸入信號，追蹤DNA分子內(nèi)部的快速電子傳遞行為；
(6) 本發(fā)明在內(nèi)環(huán)碳電極、外環(huán)碳電極之間有較多的DNA分子定向并聯(lián)排列， 接觸分子數(shù)目相對較多，避免接點質(zhì)量不高對測量結果的影響；
(7) 本發(fā)明獲知的是較多的DNA分子并聯(lián)排列的導電性而非一個DNA分子的 導電性，DNA分子的數(shù)目可根據(jù)DNA分子自身和內(nèi)環(huán)碳電極(2)的尺寸、DNA分子之 間的相互排斥作用進行估算；
(8) 本發(fā)明中超微集成雙環(huán)碳電極表面更新非常容易，將其前端垂直切斷露出新 鮮表面即可，操作簡單，穩(wěn)定性好；
(9) 本發(fā)明用于研究DNA分子導電性，所需使用的儀器簡單價廉，僅需任意波 形發(fā)生器(或函數(shù)發(fā)生器)、數(shù)字示波器、微電流放大器、計算機搭建一個系統(tǒng)，總價 僅約STM或CF-AFM價格的1/30 1/50左右，且該研究系統(tǒng)無需運行成本；
(10) 本發(fā)明中超微集成雙環(huán)碳電極的制作工藝簡單、實用，操作容易，制作條 件容易控制，成本低廉，在一般化學實驗室均可制作，具有較好的推廣應用價值。
本發(fā)明提供的研究DNA分子導電性的系統(tǒng)與方法，通過超微集成雙環(huán)碳電極形成 靜電場，誘導自由分散在溶液中的DNA分子沿著場強的矢量方向發(fā)生極化而形成帶正、 負電的兩端，定向并聯(lián)排列于內(nèi)環(huán)碳電極與外環(huán)碳電極之間以研究DNA分子導電性， 作用力輕微而不損傷DNA分子，獲知DNA分子整體的導電性，實時監(jiān)測電子轉(zhuǎn)移過程， 可追蹤DNA分子內(nèi)部的快速電子傳遞行為，避免接點質(zhì)量不高對結果的影響，表面更 新容易，所使用的儀器簡單，可用于研究DNA分子導電性。
圖1為研究DNA分子導電性的系統(tǒng)示意圖2a、圖2b分別為本發(fā)明中所述的超微集成雙環(huán)碳電極的結構剖視圖(M)和橫 截面圖(N);
圖3為DNA分子在超微集成雙環(huán)碳電極上的定向并聯(lián)排列示意圖； 圖4為天然小牛胸腺脫氧核糖核酸(CTDNA)在超微集成雙環(huán)碳電極上的電流一 電位(1 V)曲線。 其圖1中
71、玻璃毛細管基材，2、內(nèi)環(huán)碳電極，3、外環(huán)碳電極，4、導電膠，5、導線，6、 環(huán)氧樹脂，7、導電膠，8、導線，9、環(huán)氧樹脂，10、內(nèi)絕緣層，11、外絕緣層；M、 縱剖面，N、橫截面。
具體實施例方式
以下結合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。 實施例
本實施例中選用Tektronix AFG3021B型任意波形發(fā)生器、Tektronix 2012B數(shù)字示 波器、TJ一110型微電流放大器、P4計算機，搭建研究系統(tǒng)，如圖1所示意，采用內(nèi) 外層面為導電層的雙環(huán)電極，電極的一導電層連接數(shù)字信號發(fā)生器，另一導電層連接 微電流放大器，放大器的輸出與數(shù)字信號發(fā)生器的另一路輸出分別連接數(shù)字示波器的 各個通道輸入端，數(shù)字示波器采集的模擬信號，再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)為數(shù)字信號，經(jīng) RS-232接口連接到計算機。
其工作原理是這樣的，任意波形發(fā)生器產(chǎn)生輸入信號， 一路直接送入數(shù)字示波器的 第一通道被采集，另一路送入超微集成雙環(huán)碳電極后得到輸出信號，該輸出信號經(jīng)微 電流放大器放大后送入數(shù)字示波器的第二通道被采集，最后將數(shù)字示波器采集的模擬 信號進行A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，經(jīng)RS-232接口送入計算機進行記錄與處理，分析輸入 信號與輸出信號之間的關系，即可研究DNA分子導電性。
超微集成雙環(huán)碳電極的制作選用玻璃毛細管作為基材，用乙醇、雙蒸水超聲清洗， 碳作為電極材料，導電膠采用銀導電膠，絕緣層采用絕緣漆。其具體制作方法為截 取長度3 4cm、內(nèi)徑4pm、外徑20 pm、壁厚8 pm的玻璃毛細管，用乙醇、雙蒸水 超聲清洗完全干燥后，用膠帶包裹其外壁約1/3長度，使CH4連續(xù)通過毛細管內(nèi)外， 電阻絲加熱30分鐘，使CH4裂解產(chǎn)生的碳附著在毛細管內(nèi)外壁；內(nèi)壁碳層充當內(nèi)環(huán)碳 電極2，經(jīng)導電膠4由導線5引出，用環(huán)氧樹脂6固定，成為雙環(huán)電極的輸入電信號的 連接端；除去外壁包裹的膠帶，剩余的約2/3長度的外碳層充當外環(huán)碳電極3，經(jīng)導電 膠7由導線8引出，用環(huán)氧樹脂9固定，成為雙環(huán)電極的輸出電信號的連接端；將上 述結構的前端浸入絕緣漆中，約5 10分鐘后取出，然后在80 100'C下烘干，形成內(nèi) 絕緣層IO、外絕緣層ll;用特種陶瓷石英切割刀片將其前端垂直切斷露出新鮮表面， 即獲得超微集成雙環(huán)碳電極，見圖2。
為維持DNA的生理pH，避免DNA解鏈或沉淀，選用pH為7.1具有較低離子強 度的50 mmol/L NaCl + 5 mmol/L Tris-HCl (THB)作為電解質(zhì)溶液，使DNA充分溶脹 分散在其中。將上述制得的超微集成雙環(huán)碳電極浸泡在含0.1 mg/mL的天然小牛胸腺脫 氧核糖核酸(CTDNA)的上述底液中，維持內(nèi)環(huán)碳電極的直流電位為+1.8V、外環(huán)碳電 極的直流電位為一1.8V， 30min后，取出在超純水中輕輕蕩洗后，干燥，按附圖1安裝，
8任意波形發(fā)生器發(fā)出線性掃描電位一0.5V +0.5V，掃速為1V/S，輸入信號、輸出信號 輸入示波器分別為X軸、Y軸，記錄電流一電位(1 V)曲線，如附圖4所示，表明在 該實驗條件下CTDNA表現(xiàn)為電阻的分子電子器件性質(zhì)。根據(jù)I V曲線斜率，此時電 阻約為1090，考慮DNA分子自身直徑2nm及其相互之間的排斥，將其影響范圍估計 為約10 nm，本實施例中內(nèi)環(huán)碳電極的周長約為10 nm，故可估算此時約有1000個 CTDNA分子定向并聯(lián)排列于內(nèi)環(huán)碳電極與外環(huán)碳電極之間，因此估算在此實驗條件下 CTDNA的電阻為約1012Q
權利要求
1、一種研究DNA分子導電性的測試方法，其特征在于采用內(nèi)外層面為導電層的電極，使電極的內(nèi)外導電層之間建立其電場，使電場誘導下，使自由分散在溶液中的DNA分子沿著場強的矢量方向發(fā)生極化而形成帶正、負電的兩端，形成DNA分子在電極的內(nèi)外導電層之間的定向并聯(lián)排列，電極的一導電層輸入電信號，另一導電層輸出電信號，經(jīng)過放大和A/D轉(zhuǎn)換，用計算機進行分析輸入電信號與輸出電信號的關系，從而研究DNA分子的導電性。
2、 根據(jù)權利要求1所述的測試方法，其特征在于所述的電極采用雙環(huán)電極，其內(nèi) 外導電層分布在環(huán)狀電極基材的內(nèi)表面和外表面之間，呈現(xiàn)環(huán)形狀，構成了內(nèi)環(huán)電極和 外環(huán)電極。
3、 根據(jù)權利要求1或2所述的測試方法，其特征在于所述的雙環(huán)電極的制作方法 包括如下步驟(1) 取玻璃毛細管基材(l)一支，用膠帶包裹其外壁一定長度；(2) 通過加熱裂解有機物氣體，在玻璃毛細管基材(l)內(nèi)外壁形成內(nèi)、外碳層，內(nèi) 碳層分別成為外導電層和內(nèi)導電層，內(nèi)導電層充當內(nèi)環(huán)碳電極(2)，經(jīng)導電膠(4)由導線(5) 引出，用環(huán)氧樹脂(6)固定；除去外壁包裹的膠帶，剩余長度的外導電層充當外環(huán)碳電極 (3)，經(jīng)導電膠(7)由導線(8)引出，用環(huán)氧樹脂(9)固定；(3) 將上述結構浸漬包覆上內(nèi)絕緣層(l O)和外絕緣層(l 1);(4) 涂覆有碳層和絕緣層的玻璃毛細管基材(l)前端垂直切斷，露出的整齊截面即 為超微集成雙環(huán)碳電極。
4、 根據(jù)權利要求3所述的測試方法，其特征在于所述的碳層涂覆采用加熱裂解 CH4的方法，其厚度通過改變加熱裂解的時間進行調(diào)節(jié)，控制在5 10nm之間。
5、 根據(jù)權利要求4所述的測試方法，其特征在于所述的內(nèi)絕緣層(10)和外絕緣層 (ll)的浸漬包覆是將上述結構浸漬在絕緣漆中，5 15分鐘后取出，然后在80 100。C下 烘干，形成內(nèi)絕緣層(IO)、外絕緣層(ll)。
6、 根據(jù)權利要求1至5任意一項權利要求所述的測試方法，其特征在于所述的內(nèi) 環(huán)電極接輸入電信號，而外環(huán)電極接輸出電信號。
7、 一種研究DNA分子導電性的測試系統(tǒng)，其特征在于采用內(nèi)外層面為導電層的 電極，電極的一導電層連接信號發(fā)生器，另一導電層連接放大器，使電極的內(nèi)外導電層 之間建立起電場，在電場誘導下，自由分散在溶液中的DNA分子沿著場強的矢量方向 發(fā)生極化而形成帶正、負電的兩端，形成DNA分子在電極的內(nèi)外導電層之間的定向并 聯(lián)排列，放大器的信號輸出經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器，連接計算機進行分析處理，根據(jù)輸入電信號與輸出電信號的關系，從而研究DNA分子的導電性。
8、 根據(jù)權利要求7所述的測試系統(tǒng)，其特征在于電極采用雙環(huán)電極，其內(nèi)外導電 層分布在環(huán)狀電極基材的內(nèi)表面和外表面之間，呈現(xiàn)環(huán)形狀，構成了內(nèi)環(huán)電極和外環(huán)電 極。
9、 根據(jù)權利要求7或8所述的測試系統(tǒng)，其特征在于所述的雙環(huán)電極的結構為(1) 中心為玻璃毛細管基材(l);(2) 在玻璃毛細管基材(l)內(nèi)外壁通過加熱裂解有機物氣體形成有內(nèi)、外碳層，內(nèi)碳 層分別成為外導電層和內(nèi)導電層，內(nèi)導電層充當內(nèi)環(huán)碳電極(2)，經(jīng)導電膠(4)由導線(5) 引出，用環(huán)氧樹脂(6)固定在基材的上端；外導電層充當外環(huán)碳電極(3)，經(jīng)導電膠(7)由導線(8)引出，用環(huán)氧樹脂(9)固定在基材的外表面上；(3) 將上述結構浸漬包覆有內(nèi)絕緣層(10)和外絕緣層(11);(4) 涂覆有碳層和絕緣層的玻璃毛細管基材(l)前端垂直切斷，露出的整齊截面即為 超微集成雙環(huán)碳電極。
10、 根據(jù)權利要求9所述的測試系統(tǒng)，其特征在于所述的碳層涂覆采用加熱裂解 CH4的方法，其厚度通過改變加熱裂解的時間進行調(diào)節(jié)，控制在5 10nm之間。
11、 根據(jù)權利要求10所述的測試系統(tǒng)，其特征在于所述的內(nèi)絕緣層(10)和外絕緣層 (ll)的浸漬包覆是將上述結構浸漬在絕緣漆中，5 15分鐘后取出，然后在80 10(TC下 烘干，形成內(nèi)絕緣層(IO)、外絕緣層(ll)。
12、 根據(jù)權利要求ll所述的測試系統(tǒng)，其特征在于所述的內(nèi)環(huán)電極接輸入電信號， 而外環(huán)電極接輸出電信號。
13、 根據(jù)權利要求7至12任意一項權利要求所述的測試系統(tǒng)，其特征在于所述的 信號發(fā)生器發(fā)生的輸出信號分為兩路， 一路直接連接數(shù)字示波器被采集，另一路經(jīng)超微 集成雙環(huán)碳電極的內(nèi)環(huán)碳電極(2)從DNA分子一端進入，通過整個DNA分子，再經(jīng)外 環(huán)碳電極(3)得到輸出信號，該輸出信號經(jīng)微電流放大器放大后連接數(shù)字示波器被采集， 最后將數(shù)字示波器采集的模擬信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送入連接到計算機進行分析 處理和記錄。
全文摘要
本發(fā)明提出一種研究DNA分子導電性的測試方法和系統(tǒng)。該系統(tǒng)由信號發(fā)生器、數(shù)字示波器、超微集成雙環(huán)碳電極、微電流放大器、計算機組合構成，通過超微集成雙環(huán)碳電極形成靜電場，誘導DNA分子沿著場強的矢量方向發(fā)生極化而形成帶正、負電的兩端，定向并聯(lián)排列于內(nèi)、外環(huán)碳電極之間，輸入信號送入超微集成雙環(huán)碳電極后得到輸出信號，經(jīng)微電流放大器放大、數(shù)字示波器采集、A/D轉(zhuǎn)換后送入計算機，分析輸入信號與輸出信號之間的關系，即可研究DNA分子導電性。該系統(tǒng)與方法的作用力輕微而不損傷DNA分子，獲知整體的導電性，可實時監(jiān)測電子轉(zhuǎn)移過程，追蹤快速電子傳遞行為，避免接點質(zhì)量的影響，表面更新容易，儀器簡單。
文檔編號G01N27/02GK101464424SQ20071015999
公開日2009年6月24日 申請日期2007年12月18日 優(yōu)先權日2007年12月18日
發(fā)明者侯琳熙, 蘭梅花, 張會娜, 靜 段, 邃 王, 郭智勇, 魏丹毅 申請人:寧波大學