CN106124104A - 一种测量基因片段作用力的微悬臂梁装置 - Google Patents

一种测量基因片段作用力的微悬臂梁装置 Download PDF

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班书昊
庞明军
李晓艳
蒋学东
席仁强
谭邹卿
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    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes

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Abstract

本发明公开了一种测量基因片段作用力的微悬臂梁装置，属于基因片段相互作用力的检测与称量领域。它包括三层复合梁、固定端、基因片段A和基因片段B、微传感器；三层复合梁包括具有吸附能力但无摩擦力的无阻层、厚度为10‑20微米的水凝胶层、以及厚度为5‑6微米的硅层；无阻层位于水凝胶层的上部，硅层位于水凝胶层的底部；微传感器为分辨率为0.01微Pa的应力传感器，装设于三层复合梁的右端底部；无阻层的厚度为1‑2微米。本发明是一种结构简单、测量精度高、能够快速测量两个基因片段作用力的微悬臂梁装置。

Description

一种测量基因片段作用力的微悬臂梁装置
技术领域
本发明主要涉及基因片段相互作用力的检测与称量领域，特指一种测量基因片段作用力的微悬臂梁装置。
背景技术
基因是DNA分子上的一个功能片段，是遗传信息的基本单位，是决定一切生物物种最基本的因子；基因决定人的生老病死，是健康、靓丽、长寿之因，是生命的操纵者和调控者。基因的空间构型决定只基因片段之间的作用力大小，从某种意义上讲，可以通过检测相邻基因片段之间的作用力大小来识别基因的空间结构，以及基因是否受到病毒侵袭而发生部分变异。因此，设计一种能够快速检测基因片段之间作用力的装置具有重要的实用价值。
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、测量精度高、能够快速测量两个基因片段作用力的微悬臂梁装置。
为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种测量基因片段作用力的微悬臂梁装置，它包括三层复合梁、固定端、基因片段A和基因片段B、微传感器；所述三层复合梁包括由吸附能力但无摩擦力构成的无阻层、厚度为10-20微米的水凝胶层、以及厚度为5-6微米的硅层；所述无阻层位于所述水凝胶层的上部，所述硅层位于所述水凝胶层的底部。
本发明的基因片段A和基因片段B相邻地放置于所述无阻层的上部，且位于所述三层复合梁的中部；所述微传感器为分辨率为0.01微Pa的应力传感器，装设于所述三层复合梁的右端底部；所述无阻层的厚度为1-2微米。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)本发明的一种测量基因片段作用力的微悬臂梁装置，设有三层复合梁，具有显著弯曲变形的特征，能够提高基因片段作用力测量的精度。
(2)本发明的三层复合梁上设有无阻层，两个基因片段在相互作用力下可以沿着无阻层自由滑动，直至满足新的平衡。由此可知，本发明结构简单、测量精度高、实现了基因片段作用力的快速、准确测量。
附图说明
图1是本发明的一种测量基因片段作用力的微悬臂梁装置结构原理示意图。
图2是本发明的微悬臂梁装置测量基因片段作用力原理示意图。
图中，1—三层复合梁；11—无阻层；12—水凝胶层；13—硅层；2—固定端；3—平衡前的基因片段A；4—平衡前的基因片段B；5—平衡后的基因片段A；6—平衡后的基因片段B；7—弯曲挠度线A；8—弯曲挠度线B；9—微传感器。
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所示，本发明的一种测量基因片段作用力的微悬臂梁装置，包括三层复合梁1、固定端2、基因片段A和基因片段B、微传感器9；三层复合梁1包括由吸附能力但无摩擦力构成的无阻层11、厚度为10-20微米的水凝胶层12、以及厚度为5-6微米的硅层13；无阻层11位于水凝胶层12的上部，硅层13位于水凝胶层12的底部；基因片段A和基因片段B相邻地放置于无阻层11的上部，且位于三层复合梁1的中部；微传感器9为分辨率为0.01微Pa的应力传感器，装设于三层复合梁1的自由端底部；无阻层11的厚度为1-2微米。
参见图1和图2所示，将待测量的基因片段A和基因片段B放置于无阻层11上，即平衡前的基因片段A3、平衡前的基因片段B4，此时由于两个基因片段之间存在排斥力，故两基因片段分别向外运动；达到平衡时，变成了图2中的平衡后的基因片段A5、平衡后的基因片段B6；由于两个基因片段向外运动，在重力作用下是的三层复合梁1发生显著的弯曲变形，即由弯曲挠度线A7变成了弯曲挠度线B8，相应的微传感器9的读数也发生了改变；利用微传感器9的读数变化和悬臂梁的弯曲变形公式，可以计算出平衡后两基因片段之间的距离b，假设平衡前的距离为a，通过计算可以得到两个基因片段之间的作用力。

Claims (1)

1.一种测量基因片段作用力的微悬臂梁装置，其特征在于：包括固定端(2)、左端装设于所述固定端(2)上的三层复合梁(1)、基因片段A和基因片段B、微传感器(9)；所述三层复合梁(1)包括具有吸附能力但无摩擦力构的无阻层(11)、厚度为10-20微米的水凝胶层(12)、以及厚度为5-6微米的硅层(13)；所述无阻层(11)位于所述水凝胶层(12)的上部，所述硅层(13)位于所述水凝胶层(12)的底部；所述基因片段A和基因片段B相邻地放置于所述无阻层(11)的上部，且位于所述三层复合梁(1)的中部；所述微传感器(9)为分辨率为0.01微Pa的应力传感器，装设于所述三层复合梁(1)的右端底部；所述无阻层(11)的厚度为1-2微米。
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