CN105910945A - 一种称量dna分子质量的微悬臂梁装置 - Google Patents

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班书昊
庞明军
李晓艳
蒋学东
席仁强
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Abstract

本发明公开了一种称量DNA分子质量的微悬臂梁装置，属于有机大分子质量的检测与称量领域。它包括悬臂固定端、装设于悬臂固定端上的微悬臂梁、装设于微悬臂梁上侧自由端的微位移传感器A、装设于微悬臂梁下侧自由端的微位移传感器B；微悬臂梁包括DNA分子吸附层和微悬臂梁骨架；DNA分子吸附层位于微悬臂梁骨架的上方，并通过微悬臂梁分界面相连；待称量的DNA分子放置于微悬臂梁的DNA分子吸附层的上表面上，且靠近微悬臂梁的自由端；DNA分子吸附层的厚度约为5‑10微米，微悬臂梁骨架由液晶高弹体组成，其厚度为200‑300微米。本发明是一种结构简单、能够快速准确称量DNA分子质量的微悬臂梁装置。

Description

一种称量DNA分子质量的微悬臂梁装置
技术领域
本发明主要涉及有机大分子质量的检测与称量领域，特指一种称量DNA分子质量的微悬臂梁装置。
背景技术
DNA分子即脱氧核糖核酸，是染色体主要组成成分，同时也是主要遗传物质。人类的各种疾病的感染，多数都可以从相应的DNA分子结构和质量上有所体现，因此快速有效称量或检测出DNA的分子质量具有重要的意义。由于DNA分子相比宏观物体较小，其质量难以准确地测量，现有技术，对DNA分子质量的检测多数都基于光学结构的观察与分子量的换算，现有技术测试设备复杂，而且精度不高，难以识别变异后DNA分子的质量改变。因此，设计一种能够快速、准确检测DNA分子的装置具有重要的意义。
发明内容
本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、能够快速准确称量DNA分子质量的微悬臂梁装置。
为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种称量DNA分子质量的微悬臂梁装置，它包括悬臂固定端、装设于所述悬臂固定端上的微悬臂梁、装设于所述微悬臂梁上侧自由端的微位移传感器A、装设于所述微悬臂梁下侧自由端的微位移传感器B。
本发明的微悬臂梁包括DNA分子吸附层和微悬臂梁骨架；所述DNA分子吸附层位于所述微悬臂梁骨架的上方，并通过微悬臂梁分界面相连；待称量的DNA分子放置于所述微悬臂梁的所述DNA分子吸附层的上表面上，且靠近所述微悬臂梁的自由端；所述DNA分子吸附层的厚度约为5-10微米，所述微悬臂梁骨架由液晶高弹体组成，其厚度为200-300微米；所谓微位移传感器A与所述微位移传感器B的位移检测精度为十分之一微米；所述微悬臂梁的一端固定，另一端自由。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)本发明的一种称量DNA分子质量的微悬臂梁装置，设有高弹体组成的微悬臂梁，DNA分子作用于微悬臂梁的自由端，通过检测自由端的弯曲挠度，从而计算出DNA分子的重力或质量。
(2)本发明的一种称量DNA分子质量的微悬臂梁装置，结构简单、能够快速准确称量DNA分子质量。
附图说明
图1是本发明的一种称量DNA分子质量的微悬臂梁装置的无变形示意图。
图2是本发明的一种称量DNA分子质量的微悬臂梁装置的称量变形图。
图中，1—悬臂固定端；20—微悬臂梁分界面；21—DNA分子吸附层；22—微悬臂梁骨架；31—微位移传感器A；32—微位移传感器B；4—DNA分子模型。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1和图2所示，本发明的一种称量DNA分子质量的微悬臂梁装置,包括悬臂固定端1、装设于悬臂固定端1上的微悬臂梁、装设于微悬臂梁上侧自由端的微位移传感器A31、装设于微悬臂梁下侧自由端的微位移传感器B32；微悬臂梁包括DNA分子吸附层21和微悬臂梁骨架22。
参见图1和图2所示，DNA分子吸附层21位于微悬臂梁骨架22的上方，并通过微悬臂梁分界面20相连；待称量的DNA分子放置于微悬臂梁的DNA分子吸附层21的上表面上，且靠近微悬臂梁的自由端；DNA分子吸附层21的厚度约为5-10微米，微悬臂梁骨架22由液晶高弹体组成，其厚度为200-300微米；所谓微位移传感器A31与微位移传感器B32的位移检测精度为十分之一微米；微悬臂梁的一端固定，另一端自由。
微悬臂梁在无DNA分子作用时，读取微位移传感器A31与微位移传感器B32的读数，并取二者的平均值，假设为y0；当DNA分子放置于微悬臂梁的上侧靠近自由端时，由于DNA分子的重量，导致微悬臂梁发生弯曲，同时在微位移传感器A31与微位移传感器B32上产生相应的正应力；由于微悬臂梁对DNA分子重力敏感，故取微位移传感器A31与微位移传感器B32的平均值，假设为y1；同时假定微悬臂梁的抗弯刚度为EI，长度为l，则利用弯曲变形公式可得DNA分子的质量为：m＝3EI(y1-y0)/gl3。

Claims (1)

1.一种称量DNA分子质量的微悬臂梁装置，其特征在于：包括悬臂固定端(1)、装设于所述悬臂固定端(1)上的微悬臂梁、装设于所述微悬臂梁上侧自由端的微位移传感器A(31)、装设于所述微悬臂梁下侧自由端的微位移传感器B(32)；所述微悬臂梁包括DNA分子吸附层(21)和微悬臂梁骨架(22)；所述DNA分子吸附层(21)位于所述微悬臂梁骨架(22)的上方，并通过微悬臂梁分界面(20)相连；待称量的DNA分子放置于所述微悬臂梁的所述DNA分子吸附层(21)的上表面上，且靠近所述微悬臂梁的自由端；所述DNA分子吸附层(21)的厚度约为5-10微米，所述微悬臂梁骨架(22)由液晶高弹体组成，其厚度为200-300微米；所谓微位移传感器A(31)与所述微位移传感器B(32)的应力检测精度为十分之一微米；所述微悬臂梁的一端固定，另一端自由。
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