纳米生物复合材料相关实验中所涉及到的实验技术与概念解析.docx

凝胶电泳：凝胶电泳的原理比较简单。当一种分子被放置在电场当中时，它们就会以一定的速度移向适当的电极，这种电泳分子在电场作用下的迁移速度，叫做电泳的迁移率。它同电场的强度和电泳分子本身所携带的净电荷数成正比。也就是说，电场强度越大、电泳分子所携带的净电荷数量越多，其迁移的速度也就越快，反之则较慢。由于在电泳中使用了一种无反应活性的稳定的支持介质，如琼脂糖凝胶和聚丙烯酰胺胶等，从而降低了对流运动，故电泳的迁移率又是同分子的摩擦系数成反比的。已知摩擦系数是分子的大小、极性及介质粘度的函数，因此根据分子大小的不同、构成或形状的差异，以及所带的净电荷的多少，便可以通过电泳将蛋白质或核酸分子混合物中的各种成分彼此分离开来。在生理条件下，核酸分子中糖-磷酸骨架中的磷酸基因呈现出离子状态，从这种意义上讲，DＮＡ和RNA多核苷酸链可叫做多聚阴离子(Polyanions)。因此，当核酸分子被放置在电场中时，它们就会向正电极的方向迁移。由于糖-磷酸骨架结构上的重复性质，相同数量的双链DNA几乎具有等量的净电荷，因而它们能以同样的速度向正电极方向迁移。在一定的电场强度下，DNA分子的这种迁移速度，亦即电泳的迁移率，取决于核酸分子本身的大小和构型，分子量较小的DNA分子比分子量较大的DNA分子迁移要快些。这就是应用凝胶电泳技术分离DNA片段的基本原理。光热效应：光热效应指材料受光照射后，光子能量与晶格相互作用，振动加剧，温度升高，由于温度的变化而造成物质的电学特性变化。利用光热效应的探测器：热敏电阻、热电偶、热电堆和热释电探测器等。其中，红色光的热效应最大。荧光分析法：利用某些物质被紫外光照射后处于激发态，激发态分子经历一个碰撞及发射的去激发过程所发生的能反映出该物质特性的荧光，可以进行定性或定量分析的方法。荧光分析的最大特点是：分析灵敏度高、选择性强和使用简便。荧光共振能量转移（FRET）：荧光共振能量转移是指在两个不同的荧光基团中，如果一个荧光基团（供体Donor）的发射光谱与另一个基团（受体Acceptor）的吸收光谱有一定的重叠，当这两个荧光基团间的距离合适时（一般小于100?），就可观察到荧光能量由供体向受体转移的现象，即以前一种基团的激发波长激发时，可观察到后一个基团发射的荧光。金纳米粒子的特性:与块体金不同，金纳米粒子的价带和导带是分开的。当金的粒子尺寸足够小时，会产生量子尺寸效应，导致金纳米粒子向绝缘体转化，并能够形成不同能级间的驻电子波。若能级间隔超出一定的范围同时发生单电子跃迁，将表现出特殊的光学和电子学特性。(1) 表面等离子共振特性表面等离子共振是金纳米粒子最重要的性质之一，在水溶液和玻璃中，金纳米粒子呈现出深红色，便是其发生表面等离子共振的结果。它的产生是由于金纳米粒子表面导带中电子共振的结果，这种共振与入射光的电磁场有关。随着金纳米粒子的尺寸和形状发生变化，其表面等离子共振峰位置和形状也不同，因此可以通过吸收峰的位置以及溶液的颜色变化，判断金纳米粒子的产生、粒径大小和表面自组装情况。(2) 荧光特性金纳米粒子产生荧光的方式主要有两种，一种是将具有荧光性质的分子组装到金纳米粒子表面，该荧光团在激发下发光；另外一种是表面组装的分子吸收能量后通过分子内的能量传递给金纳米粒子，使金纳米粒子产生辐射发光。研究发现，在金纳米粒子表面组装上不同的分子后，会在金纳米粒子表面发生荧光共振能量转移。（两种荧光现象的发光主体不同）(3) 电化学特性由于金属纳米粒子的禁带和导带之间存在带隙，当纳米粒子的粒径足够小时，会产生量子尺寸效应，使金属从导体向绝缘体转换并产生不连续能级。对于有机单分子层保护的金纳米粒子，表面会存在双电层电容，这相当于一个纳米尺寸的电极，其双电层电容值随着粒子表面烷基链长度减少而逐渐增加。(4) 超分子与分子识别特性金纳米粒子表面的可控组装为分子识别提供了重要的方法和路径。金纳米粒子可以与很多基团通过范德华力、氢键、静电吸附、π－π键、抗原抗体等相互作用结合，此时紫外－可见光谱、红外光谱、荧光光谱等谱图中代表该识别体的特征峰会发生变化，进而实现识别、检测、分析的目的。另外，金纳米粒子与被识别体的官能团结合后也可以诱导超分子结构的形成，使其作为化学和生物分析的传感器，既能识别小分子和离子，又能识别生物大分子。量子尺寸效应：量子尺寸效应--是指当粒子尺寸下降到某一数值时，费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级或者能隙变宽的现象。表面等离子共振：表面等离子共振技术，英文简写SPR。应用SPR原理检测生物传感芯片上配位体与分析物之间的相互作用情况，广泛应用于各个领域。细胞MTT测试：商品名：噻唑蓝。是一种黄颜色的染料。MTT主要有两个用途：1．药物（也包括其他处理方式如放射线照射）对体外培养的细胞毒性的测定；2．细胞增殖及细胞活性