चुंबकीय चिमटी, एक शक्तिशाली अणु हेरफेर तकनीक, जैविक अणुओं में (चुंबकीय टोक़ चिमटी करार दिया एक विन्यास का उपयोग) और टोक़ (एक चुंबकीय चिमटी आज़ादी की परिक्रमा बुलाया विन्यास का उपयोग) मोड़ के प्रत्यक्ष माप के लिए अनुकूलित किया जा सकता. इस तरह के मापन के प्रदर्शन के लिए दिशानिर्देश डीएनए और एसोसिएटेड Nucleo प्रोटीन filaments का अध्ययन करने के लिए आवेदन पत्र सहित दिए गए हैं.
एकल अणु तकनीक यह संभव वास्तविक समय में समाधान में व्यक्तिगत जैविक अणुओं के व्यवहार की जांच करने के लिए बनाते हैं. इन तकनीकों में ऐसे परमाणु शक्ति माइक्रोस्कोपी के रूप में तथाकथित बल स्पेक्ट्रोस्कोपी दृष्टिकोण, ऑप्टिकल चिमटी, खींच प्रवाह, और चुंबकीय चिमटी शामिल हैं. इन तरीकों में से, चुंबकीय चिमटी एक निरंतर खींच बल को बनाए रखते हुए टोक़ लागू करने की क्षमता के आधार पर स्वयं को प्रतिष्ठित किया है. यहां, यह साफ है कि कैसे इस तरह के एक "पारंपरिक" चुंबकीय चिमटी प्रयोगात्मक विन्यास, अनुप्रस्थ क्षेत्र की भयावहता को कम करने के लिए अपने क्षेत्र विन्यास का एक सरल संशोधन के माध्यम से, एक जैविक अणु में मोड़ की डिग्री को मापने के लिए अनुकूलित किया जा सकता. जिसके परिणामस्वरूप विन्यास आज़ादी की परिक्रमा चुंबकीय चिमटी करार दिया है. इसके अतिरिक्त, यह क्षेत्र विन्यास के आगे संशोधन & # के बीच मध्यवर्ती एक परिमाण के साथ एक अनुप्रस्थ क्षेत्र प्राप्ति कर सकते हैं कि कैसे दिखाया गया है8220; पारंपरिक "चुंबकीय चिमटी और यह संभव सीधे एक जैविक अणु में संग्रहित टोक़ को मापने के लिए बनाता है जो आज़ादी की परिक्रमा चुंबकीय चिमटी,. यह विन्यास चुंबकीय टोक़ चिमटी करार दिया है. साथ वीडियो आज़ादी की परिक्रमा चुंबकीय चिमटी और चुंबकीय टोक़ चिमटी में पारंपरिक चुंबकीय चिमटी का रूपांतरण पूरा किया जा सकता है कि कैसे विस्तार से बताते हैं, और इन तकनीकों के उपयोग को दर्शाता है. यह बहुत शक्तिशाली साधन की बहुमुखी प्रतिभा का विस्तार करते हुए इन रूपांतरों पारंपरिक चुंबकीय चिमटी की सभी शक्तियों को बनाए रखने.
हाल के वर्षों में, एकल अणु तकनीक उनके कैनेटीक्स और अंतर्निहित mechanochemistry में अंतर्दृष्टि उपज processive मोटर प्रोटीन और अन्य एंजाइमों के अध्ययन में उनके व्यापक प्रयोज्यता साबित किया है. बल स्पेक्ट्रोस्कोपी के संदर्भ में महत्वपूर्ण योगदान परमाणु शक्ति माइक्रोस्कोपी खींच प्रवाह, और ऑप्टिकल और चुंबकीय चिमटी द्वारा किया गया है. ऑप्टिकल और चुंबकीय चिमटी (एमटी), विशेष रूप से उच्च स्थानिक और लौकिक संकल्प के साथ आणविक हेरफेर के मामले में काफी लचीलापन के संयोजन में सफल रहा है. यहाँ, हम एक सतह और superparamagnetic मोती 1-3 के बीच सीमित जैविक अणुओं के लिए दोनों खींच बलों और torques आवेदन कर सकते हैं, जो माउंट पर ध्यान केंद्रित.
चुंबकीय चिमटी (एमटी, चित्रा 1 ए) के मैकेनिकल न्यूक्लिक एसिड के गुण के साथ ही प्रोटीन के साथ उनकी बातचीत दोनों की निगरानी के लिए इस्तेमाल किया गया है कि एक बहुत बहुमुखी एकल अणु तकनीक हैं. एमटी कई ताकत हैसमग्र सादगी और मजबूती प्रायोगिक कार्यान्वयन की, टोक़ की सतही आवेदन, प्राकृतिक संचालन और निरंतर बल मोड 4 में सीधा अंशांकन, माप 5, 6 समानांतर एक्सटेंशन, और नमूना हीटिंग और photodamage के अभाव सहित,. अन्य एकल अणु तरीकों की तुलना में, मीट्रिक टन ≈ 10 एफ एन जितनी कम बलों पर बल निर्भरता मापन प्रदर्शन और straightforwardly सुपर कॉइलिंग की डिग्री नियंत्रित करने की क्षमता के लिए एक रास्ता प्रदान करते हैं. टन मुख्यतः न्यूक्लिक एसिड 7, 8 को शामिल जैविक प्रक्रियाओं की जांच के लिए एक प्रायोगिक उपकरण के रूप में इस्तेमाल किया गया है, वे भी प्रोटीन 9-13 या कोशिकाओं 10, 14-17 के यांत्रिक गुणों के अध्ययन में आवेदन मिल गया है. कई उपयोगी संदर्भ एक मीट्रिक टन 4, 18-20 निर्माण और कैसे चलता है कि उपलब्ध हैं.
Howevएर, पारंपरिक मीट्रिक टन वे टोक़ आवेदन करते हैं, वे सीधे टोक़ उपाय नहीं है, सीधे घूर्णी गति को ट्रैक, और नहीं है. इसके अलावा, वे न्यूक्लिक एसिड तार से मुक्त रोटेशन विवश. यहाँ, हम चुंबक चिमटी के दो एक्सटेंशन उपस्थित थे. पहला, करार दिया आज़ादी का चक्कर लगाने वाले चुंबकीय चिमटी (FOMT, चित्रा 1 बी) 21, की अनुमति देता है पगहा धुरी के चारों ओर घूर्णी गति में बाधा के बिना संतुलन कोण उतार चढ़ाव और सीमित न्यूक्लिक एसिड अणुओं के मोड़ में परिवर्तन की माप,. दूसरा, चुंबकीय टोक़ चिमटी एकल biomolecules 22-27 के लिए दोनों बलों और torques लागू करते हैं और सीधे उपाय करने की क्षमता है जो (MTT, चित्रा -1 सी), करार दिया.
निम्नलिखित प्रोटोकॉल में, हम पाठक उसकी / उसके स्वभाव एक 'पारंपरिक' मीट्रिक टन साधन पर है कि अनुमान है. हम निर्माण और चलाने के लिए स्थापित एक लाख टन है, साथ ही करने के बारे में संदर्भ के लिए चर्चा करने के लिए पाठक उल्लेख consideचुंबकीय मोती, मैग्नेट, और ट्रैकिंग दिनचर्या के चयन में ध्यान में रखा जाना चाहिए कि राशन. इसके अलावा, 1 वर्गों और प्रोटोकॉल पाठ के 2 हम आम तौर पर तैयार है और मीट्रिक टन में इस्तेमाल के लिए एक डीएनए नमूने के रूप में अच्छी तरह से पारंपरिक मीट्रिक टन में एक डीएनए पर प्रदर्शन किया जा सकता है कि प्रारंभिक माप सेते क्या करते हैं. प्रोटोकॉल पाठ की धारा 3 और 4 के एक मीट्रिक टन साधन आसानी से अनुकूलित और FOMT और MTT माप के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है वर्णन कैसे.
MTT या FOMT का उपयोग कर प्रयोगों चल रहा है, विकल्पों की एक संख्या आदि की माला, मैग्नेट, ट्रैकिंग प्रोटोकॉल, किए जाने के लिए सबसे अच्छा विकल्प ब्याज के प्रयोग पर निर्भर करेगा के बारे में किए जाने की जरूरत है. नीचे, हम एक विशेष रूप से प्रयोग के लिए चयन की सुविधा चाहिए, जो विभिन्न विकल्पों के साथ कि व्यापार नापसंद का वर्णन. अगला, हम MTT और FOMT प्रयोगों के संरेखण और चल रहा है के साथ आने वाली कई महत्वपूर्ण कदम का वर्णन. अन्त में, हम मौजूदा तरीकों के संबंध के साथ ही भविष्य के अनुप्रयोगों के साथ MTT और FOMT के महत्व पर चर्चा की.
पिछले MTT और FOMT प्रयोगों के शुरू करने के विचार
किसी भी प्रयोग के उपयोग के लिए चुंबकीय मनका का एक प्रकार का चयन करने के लिए एक आवश्यकता है. एक कई वाणिज्यिक उपलब्ध streptavidin लेपित superparamagnetic मोती, उदाहरण के लिए, 0.25 मीटर त्रिज्या मोती, 0.5 माइक्रोन त्रिज्या मोती, या 1.4 माइक्रोन त्रिज्या मोती (ओं के बीच चयन कर सकते हैं) सामग्री तालिका ee. बड़ा मोती (लगभग मात्रा के रूप में स्केलिंग) छोटे मोतियों की तुलना में वृद्धि हुई चुंबकीय क्षण होगा और इसलिए उनके उपयोग उच्च बलों के आवेदन की सुविधा होगी (हमारे उपकरणों में हासिल की विशिष्ट बलों के लिए, 1 टेबल देखें). मार्कर मोती का उपयोग कोणीय ट्रैकिंग वांछित है, जब हम आम तौर पर 1.4 मीटर त्रिज्या के साथ काम करते हैं और (इसी लगाव प्रोटोकॉल के लिए पैरा 1.9 देखें) मार्कर मोती के रूप में 0.5 माइक्रोन त्रिज्या गैर चुंबकीय biotinylated मोती का उपयोग करें. छोटे मोतियों का उपयोग विशेष रूप से मनका रोटेशन τ के लिए विशेषता timescale के रूप में सी अपने वसंत निरंतर γ / कश्मीर θ से अधिक प्रणाली के खींचें के अनुपात के बराबर होती है, FOMT के लिए सिफारिश की है; महत्वपूर्ण बात, ~ आर मनका 3, यानी त्रिज्या की तीसरी शक्ति के रूप में साथ कोणीय माप समय के पैमाने तराजू के लिए प्रासंगिक घूर्णी खींचें गुणांक (के लिए 2 टेबल देखेंलक्षण समय कई FOMT में मनका डीएनए संयोजन और MTT माप) के लिए तराजू. लागू किया जा सकता है कि अधिक से अधिक बल में उनके साथ कटौती बेलनाकार चुंबकों 27 के एक से फ़्लिप ढेर का उपयोग करके संबोधित किया जा सकता है. बहरहाल, FOMT माप में यह कभी कभी सबसे अच्छा प्राप्त अस्थायी समाधान और अधिकतम लागू बल के बीच समझौता करने के लिए आवश्यक हो सकता है.
इसके अतिरिक्त, एक प्रयोग एक चुंबक विन्यास का चयन की आवश्यकता है. पारंपरिक चुंबकीय चिमटी विन्यास (चित्रा 1 ए) में, हम आम तौर पर मैग्नेट 4 के बीच एक 0.5 या 1 मिमी के अंतराल के साथ खड़ी अभिविन्यास में 5x5x5 मिमी घन मैग्नेट की एक जोड़ी का उपयोग करें. मैग्नेट एक्स (y) अक्ष के साथ स्थान दिया गया है जब, यह मुख्य रूप से एक्स (y) अक्ष के साथ निर्देश दिया है कि एक चुंबकीय क्षेत्र पैदावार. FOMT प्रयोगों के लिए, एक cylindrically के आकार का चुंबक जिसका केंद्र चुंबकीय क्षेत्र में मुख्य रूप से निर्देशित है पर चयन किया गया हैZ अक्ष (चित्रा 1 बी). अभ्यास में, हम 6 मिमी की कुल मोटाई के लिए तीन तरह के cylindrically मैग्नेट के आकार, 6 मिमी की एक व्यास और एक 2 मिमी व्यास केंद्रीय छेद के साथ प्रत्येक के एक ढेर का उपयोग करें. उच्च खींच बलों वांछित रहे हैं, नीचे चुंबक विपरीत आकर्षण संस्कार के साथ खड़ी है, जिसमें एक "से फ़्लिप ढेर" चुंबक विन्यास पसंद किया जाता है. MTT विन्यास (चित्रा 1C) को प्राप्त करने के लिए, हम FOMT विन्यास, 4 मिमी व्यास और 7 मिमी की ऊंचाई के साथ आम तौर पर एक ठोस सिलेंडर के मुख्य चुंबक ढेर की ओर करने के लिए एक अतिरिक्त चुंबक जोड़ें. , हमारे उपकरणों में हासिल की अधिक से अधिक बलों चुंबक विन्यास पर निर्भर देखने के लिए कैसे 1 टेबल देखने के लिए.
MTT और FOMT प्रयोगों के संरेखण
चुंबकीय मोतियों एक (लगभग) समान रूप से सतह functionalized है के बाद से (आमतौर पर streptavidin) और क्रियाशील n दोनों की कुर्की के बादucleic एसिड tethers और मार्कर मोती (मामले में मार्कर मनका आधारित कोणीय ट्रैकिंग कार्यरत है) पगहा और / या मार्कर मनका चुंबकीय मनका के लिए देते हैं, जहां समाधान में सरल ऊष्मायन के माध्यम से, एक नियंत्रण नहीं करता तब होती है. चुंबकीय मोती बाहरी क्षेत्र की दिशा के साथ संरेखित करने के लिए जाता है कि एक वरीय आकर्षण संस्कार धुरी है. हम वरीय आकर्षण संस्कार अक्ष उत्तरी और दक्षिणी ध्रुवों के रूप में मोती की सतह intersects अंक जहां निरूपित, तो डीएनए पगहा करीब भूमध्य रेखा से जुड़ा हुआ है, जहां मोती बंद करने के लिए या थोड़ा की तुलना में बड़ा एक त्रिज्या के साथ एक परिपत्र वलय बाहर ट्रेस करेगा FOMT में मनका त्रिज्या; इसके विपरीत, दक्षिण ध्रुव के करीब से जुड़े रहे हैं मोती समीकरण 3-5 का उपयोग चक्र की फिटिंग रोकना कर सकते हैं, जो FOMT में बहुत छोटे त्रिज्या के साथ एक परिपत्र वलय पर उतार चढ़ाव हो जाएगा. हम साधारण गोलाकार ज्यामिति द्वारा भूमध्य रेखा के पास संलग्न की संभावना बिल्कुल खंभे पर एक लगाव से ज्यादा बड़ा है कि ध्यान दें; इसलिए, सबसे बीईएडीएस सीमित किया जाएगा (एक्स, वाई) आधारित कोणीय ट्रैकिंग सफलतापूर्वक बाहर किया जा सकता है कि इस तरह के.
इसी प्रकार का एक तर्क मापकला मार्कर आधारित कोणीय नज़र रखने के लिए मार्कर मोतियों की कुर्की के लिए रखती है. मार्कर मनका कोण पर नज़र रखने में सक्षम बनाता है कि चुंबकीय मनका की छवि में एक विषमता पैदा करने के लिए प्रयोग किया जाता है. मार्कर मनका मनका (यानी सीधे ऊपर या नीचे पर) के उत्तर या दक्षिण ध्रुव पर बिल्कुल जुड़ा हुआ है, तो जिसके परिणामस्वरूप छवि अभी भी rotationally सममित है और कोणीय ट्रैकिंग प्रोटोकॉल में विफल रहता है. हालांकि, एक ही गोलाकार ज्यामिति तर्क से, एक मार्कर मनका डंडे से एक में सीधे संलग्न करने के लिए मौका अपेक्षाकृत छोटा है; हम अभ्यास में सबसे मार्कर मोती कोणीय ट्रैकिंग सक्षम करने के लिए एक पर्याप्त विषमता दे पाते हैं. अंत में, हम पारंपरिक चुंबकीय चिमटी में क्षेत्र दिशा (एक्स, वाई) विमान में है कि ध्यान दें; इसलिए, मनका के पसंदीदा आकर्षण संस्कार अक्ष वीं में पंक्ति में होगाई (एक्स, वाई) विमान और उत्तर और दक्षिण डंडे, ऊपर के रूप में परिभाषित, मनका के पक्ष में होने की संभावना नहीं के खंभे के ऊपर और नीचे में हैं जहां FOMT या MTT, में स्थिति. जा रहे हैं
FOMT प्रयोगों में, एक महत्वपूर्ण कदम रेडियल चुंबकीय क्षेत्र मनका से निकटता में नगण्य है कि इस तरह बेलनाकार चुंबक के संरेखण है. इस संरेखण एक समय में एक ही मनका के लिए किया जाता है. FOMT में मनका गति समान रूप से एक परिपत्र वलय पर वितरित किया जाता है कि क्या न्यायाधीश, माप समय 20 · τ सी से अधिक होना चाहिए. Τ सी 8 KBP डीएनए और एक 0.5 मिमी त्रिज्या मनका के लिए ~ 45 सेकंड के बराबर होती है, माप समय संरेखण के अंतिम चरण में ~ 900 सेकंड है. 1.9 KBP डीएनए की तुलना, उपयोग और 0.25 मिमी त्रिज्या मोती के लिए τ सी बीस गुना तक ~ 2 सेकंड (भी 2 टेबल देखें) कम कर देता है.
एफ के दौरान ट्रैकिंग के लिए गंभीर कदम और विचारOMT और MTT प्रयोगों
मनका के विमान में उतार चढ़ाव को ट्रैक करने के लिए अपने (एक्स, वाई) की स्थिति यानी, हम बाद के समय के अंतराल में 35, 36 पर एक मनका द्वारा प्रदर्शित तीव्रता प्रोफाइल के एक पार सहसंबंध विश्लेषण को रोजगार. यह कुछ नैनोमीटर 20 की शुद्धता के लिए उप पिक्सेल संकल्प पर बाहर किया जा सकता है. Z में मनका के प्रस्ताव को ट्रैक करने के लिए, हम आम तौर पर न्यूक्लिक एसिड 20 से जुड़ी मनका के विवर्तन के छल्ले इमेजिंग जबकि उद्देश्य के फोकल प्लेन (OFP) सही ऊर्ध्वाधर दिशा में स्थानांतरित कर दिया है, जिसमें प्रथम, Gosse और Croquette द्वारा बनाया गया एक विधि का उपयोग करें . इस तरीके में, एक अंशांकन प्रोफाइल मनका और OFP 19 के बीच की दूरी को मनका के विवर्तन पैटर्न correlating उत्पन्न होता है. इस अंशांकन प्रोफाइल interpolated जाता है, मनका के ऊर्ध्वाधर विस्थापन भी कुछ एनएम 20 तक की शुद्धता के साथ मापा जा सकता है.हम और अधिक परिष्कृत ट्रैकिंग एल्गोरिदम 37, 38 के साथ ही कई मोती 5, 6, 37 की ट्रैकिंग समानांतर उनके आवेदन का वर्णन है कि अतिरिक्त संदर्भ पाठक देखें.
कोणीय निर्देशांक में (एक्स, वाई) पदों के रूपांतरण पर निर्भर करता है कि कोणीय ट्रैकिंग का उपयोग करते हैं, हम के रूप में आगे बढ़ने के लिए सलाह. मनका उपयोग, एक परिपत्र वलय बाहर निशान, जिसमें एक समय का पता लगाने से (एक्स मैं, वाई मैं) के पदों (जहां मैं बाद में माप अंक अर्थ इंडेक्स) वृत्त केंद्र (एक्स 0, y 0) और त्रिज्या आर सर्कल फिट करने के लिए कम करके (चित्रा 2A):
(3)
योग सभी डेटा बिंदुओं पर चलाता है. Fitti के बादएनजी एक्स 0, y 0, और आर सर्कल, का उपयोग कर समय का पता लगाने में प्रत्येक डेटा बिंदु के ध्रुवीय निर्देशांक (नि. मैं, θ मैं) का निर्धारण:
(4)
(5)
एक चरण ± की छलांग π जहां उपयुक्त जोड़ने के लिए, यानी कोण θ "खोलना" को ध्यान रखना चाहिए कि नोट. (नि., θ) निर्देशांक (एक्स, वाई) से ढाले और रूपांतरण के लिए कस्टम लिखा कोड अनुरोध पर लेखकों से उपलब्ध है. FOMT में, मनका एक परिपत्र वलय बाहर निशान का पता लगाने में जो एक समय मोटे संरेखण (cf. कदम 3.3) को प्राप्त करने और मनका के थर्मल उतार चढ़ाव की रिकॉर्डिंग के द्वारा प्राप्त किया जा सकता है. MTT, थर्मल fluctu मेंations परिपत्र वलय को ट्रेस करने के लिए अपर्याप्त हैं; इसके बजाय, समीकरण 3-5 का उपयोग वृत्त फिट करने के लिए कई मुड़ता द्वारा घुमाया मैग्नेट (आमतौर पर 0.1 हर्ट्ज पर) धीरे धीरे कर रहे हैं, जहां एक समय का पता लगाने का उपयोग करें.
हम (MTT के लिए, यह एक कोणीय ट्रैकिंग मार्कर (चित्रा 1C, चित्रा -1, चित्रा 3 ए) के माध्यम से या कोणीय निर्देशांक में (एक्स, वाई) पदों के रूपांतरण के माध्यम से यानी उचित कोणीय ट्रैकिंग दृष्टिकोण, का चयन करने के लिए महत्वपूर्ण है कि ध्यान दें चित्रा -1, चित्रा 2 बी). आम तौर पर (एक्स, वाई) की दशा और मार्कर मोतियों के उपयोग से कोणीय ट्रैकिंग के accuracies तुलना कर रहे हैं, यह रूप में वर्णित है कि crosstalk, (एक्स, वाई) में और कोण में एक मनका के उतार चढ़ाव के बीच होता है एहसास करने के लिए महत्वपूर्ण है जैनसेन एट अल 32: इस प्रकार, (एक्स, वाई) के पदों से कोणीय ट्रैकिंग प्रदान की ही मान्य है (एक्स में ब्राउनियन उतार चढ़ाव, वाई) समन्वय कोणीय में अनिश्चितता, और (एक्स, वाई) ट्रैकिंग ओर चुंबक की स्थिति के समायोजन के माध्यम से घूर्णी जाल कठोरता की ट्यूनिंग की आवश्यकता हो सकती इसके समुचित उपयोग करने के लिए केवल negligibly योगदान करते हैं. आमतौर पर, उच्च जाल कठोरता का उपयोग मार्कर मोती का उपयोग कोणीय ट्रैकिंग का उपयोग आवश्यक है. मार्कर मोती का उपयोग (कदम 1.9 में अनुलग्नक प्रोटोकॉल देखें) प्रयोग करने योग्य tethers की संख्या कम कर सकते हैं जो एक अतिरिक्त लगाव कदम की आवश्यकता है. मार्कर मनका आधारित ट्रैकिंग का उपयोग करते हैं, यह एक मार्कर मनका अच्छे परिणाम के लिए भूमध्य रेखा के पास जुड़ा हुआ है है जो चुंबकीय मोतियों का चयन करने के लिए महत्वपूर्ण है.
FOMT और MTT का महत्व मौजूदा तरीकों और अनुप्रयोगों की तुलना में दृष्टिकोण
ऊपर में, हम आसानी से MTT या FOMT में साधन कन्वर्ट करने के लिए चुंबक विन्यास को संशोधित, एक, पारंपरिक मीट्रिक टन से शुरू कर सकते हैं कैसे पता चला है. यह सीधा एमodification, एक कोणीय ट्रैकिंग मार्कर का उपयोग वांछित है जब कोणीय ट्रैकिंग की शुरूआत के साथ हो सकता है, जो इस पर निर्भर करता है, टोक़ लागू टोक़ उपाय, या मोड़ मापने के लिए उपयोगकर्ता परमिट के रूप में, दोनों विन्यास का एक तत्काल मजबूत बिंदु है हाथ में प्रयोग. परिचय में उल्लेख किया है, FOMT और भी समानांतर माप 5, की क्षमता से लाभ विशेष रूप से MTT के साथ, विशेष रूप से उनकी सादगी, मीट्रिक टन की मौजूदा ताकत के कई से MTT लाभ दोनों 6 (इन दी रूप में आसानी से FOMT में हासिल नहीं कर रहे हैं बेलनाकार चुंबक के केंद्र के लिए सम्मान के साथ पगहा के संरेखण की आवश्यकता). विशेष रूप से, MTT और FOMT अन्य तकनीकों, विशेष रूप से नैनो गढ़े कणों 22, 39, 40, जटिल ऑप्टिकल डिजाइन 41, या सीमित भीतर अतिरिक्त मोतियों की शुरूआत (डीएनए) अणु 42 के साथ इसके विपरीत, की आवश्यकता नहीं है. ओवहाँ तकनीक है फिर भी इस तरह के उच्च अस्थायी समाधान 27, 43, 44 के रूप में अन्य लाभ प्रदान कर सकता है. डीएनए पर आणविक मोटर्स के व्यवहार दोनों से प्रभावित है और स्थानीय मोड़ और टोक़ के लिए परिणाम है के रूप में FOMT और MTT दोनों जीनोम प्रसंस्करण के अध्ययन में भविष्य अनुप्रयोगों का पता लगाना चाहिए. अतिरिक्त अनुप्रयोगों डीएनए नैनो 27 के उभरते हुए क्षेत्र में या जैविक प्रसंस्करण 7, 45 में सक्रिय रोटरी मोटर्स के व्यापक क्षेत्र में पाया जा सकता है.
M270 (नि. मनका = 1.4 माइक्रोन) | MyOne (नि. मनका = 0.5 माइक्रोन) | Ademtech (नि. मनका = 0.25 माइक्रोन) | |
परम्परागत मीट्रिक टन (घन 5 एक्स 5 एक्स 5 मिमी 3 मैग्नेट की जोड़ी, 1 मिमी खाई, ऊर्ध्वाधर संरेखण) | 70 पी.एन. | 8 पी.एन. | 1.6 पी.एन. |
FOMT या MTT * (तीन बेलनाकार चुंबकों के ढेर, 6 मिमी व्यास, 2 मिमी व्यास जीएपी) | 9 पी.एन. | 1 पी.एन. | 0.2 पी.एन. |
FOMT या MTT * (तीन बेलनाकार चुंबकों के ढेर, 6 मिमी व्यास, 1 मिमी व्यास जीएपी) | 18 पी.एन. | 2 पी.एन. | 0.4 पी.एन. |
FOMT या MTT * (पिछले एक साथ तीन बेलनाकार चुंबकों के ढेर से फ़्लिप, 1 मिमी व्यास जीएपी) | ~ 50 पी.एन. | 9 पी.एन. | 1.8 पी.एन. |
* MTT में छोटे पक्ष चुंबक की उपस्थिति खींच बल पर एक नगण्य प्रभाव पड़ता है
तालिका 1. अधिकतम बलों आम तौर पर विभिन्न चुंबक विन्यास और मनका प्रकार के लिए हासिल की.
आर मनका = 1.4 माइक्रोन | आर मनका = 0.5 माइक्रोन | आर मनका =0.25 माइक्रोन | |
घर्षण गुणांक * | 120 पी.एन. · एनएम · सेकंड | 5.5 पी.एन. · एनएम · सेकंड | 0.7 पी.एन. · एनएम · सेकंड |
लक्षण समय के पैमाने: FOMT, 10 KBP डीएनए ** | 1200 सेकंड | 55 सेकंड | 7 सेकंड |
लक्षण समय के पैमाने: FOMT, 1 KBP डीएनए | 120 सेकंड | 5.5 सेकंड | 0.7 सेकंड |
लक्षण समय के पैमाने: MTT, कश्मीर क्ष = 100 पी.एन. · एनएम / रेड | 1.2 सेकंड | 0.06 सेकंड | 0.007 सेकंड |
लक्षण समय के पैमाने: MTT, कश्मीर क्ष = 1000 पी.एन. · एनएम / रेड | 0.12 सेकंड | 0.006 सेकंड = 6 मिसे | 0.0007 एस = 0.7 मिसे |
* "भूमध्य रेखा" के माध्यम से एक धुरी के बारे में रोटेशन के लिए घर्षण गुणांक (चित्रा 1 बी में दिखाया स्थिति यानी), 14 द्वारा दिए · पी · घंटे · घंटे बफर का चिपचिपापन है जहां आर मनका 3,.
** FOMT में, घूर्णी जाल कठोरता डीएनए की मरोड़ कठोरता, कश्मीर क्ष द्वारा दिया जाता है, डीएनए = सी · सी प्रभावी मरोड़ हठ लंबाई है जहां कश्मीर बी टी एल / सी,, (यहां 80 एनएम मान लिया एक मध्यवर्ती बल शासन, एफ ~ 1 पीएन) और एल सी की विशेषता है जो डीएनए, आधार जोड़ी प्रति 0.34 एनएम की लंबाई समोच्च है.
तालिका 2. घर्षण गुणांक और विशेषता समय FOMT और MTT के लिए तराजू.
The authors have nothing to disclose.
इस काम के टीयू डेल्फ्ट, वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए नीदरलैंड संगठन (NWO), इस मामले पर फंडामेंटल रिसर्च फाउंडेशन के लिए, और यूरोपीय विज्ञान फाउंडेशन द्वारा समर्थित किया गया.
Sandblaster | Great Lake Orthodontics | 190-070 Microetcher II | |
Nitrocellulose | Life Technologies | LC2001 | |
Magnetic particle concentrator | Life Technologies | 12002D | |
Non-magnetic latex beads (0.5 μm radius) | Polysciences | 17010 | |
Non-magnetic latex beads (1.5 μm radius) | Sanbio | PV05N/2179 | |
Antidigoxigenin | Roche | 11 214 667 001 | |
Streptavidin-coated superparamagnetic beads (0.25 μm radius) | Ademtech | 3150 | |
Streptavidin-coated superparamagnetic beads (0.5 μm radius, “MyOne”) | Life Technologies | 650.01 | |
Streptavidin-coated superparamagnetic beads (1.4 μm radius, “M270”) | Life Technologies | 653.05 | |
Biotin-coated latex beads (0.5 μm radius) | Life Technologies | F-8768 | |
Cubic magnets for conventional tweezers | Supermagnete | W-05-N50-G | |
Cylindrical magnet for MTT and FOMT | Supermagnete | R-06-02-02G | |
Side magnet for MTT | Supermagnete | S-04-07-N | |
Linear stage | Physik Instrumente | M-126.PD | |
Rotary stage | Physik Instrumente | C-150 | |
High-resolution automated sample stage | Physik Instrumente | P-733.2D | |
Software for coding analysis routines | The Mathworks | Matlab | custom-written routines are available from the authors |