Sensing force and charge at the nanoscale with a single-molecule tether.
Sensing force and charge at the nanoscale with a single-molecule tether.
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使用单分子系链在纳米尺度上感测力和电荷。
DOI：
10.1039/d1nr01970h
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发表时间：
2021-08-07
期刊：
影响因子：
6.7
通讯作者：
Faez S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Meng X ;Kukura P ;Faez S
测量分子的电泳率是研究生物分子过程的一种强有力的实验方法。在单粒子测量的背景下，一个常见的挑战是吞吐量，这限制了可获得的统计数据。在这里，我们提出了一种基于拴系双链DNA的并行成像和跟踪的分子作用力传感器和电荷探测器，其功能是带电纳米颗粒与外部电场相互作用。以纳米级的精度和微秒级的时间分辨率跟踪拴系粒子的位置，使我们能够检测和量化下至亚皮牛顿尺度的电泳力。此外，我们证明这种方法适合于检测由于添加带电生物分子或改变pH而引起的粒子电荷状态的变化。我们的方法为在单分子水平上研究结构和电荷动力学提供了另一种途径。以纳米级的精度和微秒级的时间分辨率跟踪系留纳米粒子的位置，使研究人员能够检测和量化精确到亚皮牛顿尺度的电泳力。
Measuring the electrophoretic mobility of molecules is a powerful experimental approach for investigating biomolecular processes. A frequent challenge in the context of single-particle measurements is throughput, limiting the obtainable statistics. Here, we present a molecular force sensor and charge detector based on parallelised imaging and tracking of tethered double-stranded DNA functionalised with charged nanoparticles interacting with an externally applied electric field. Tracking the position of the tethered particle with simultaneous nanometre precision and microsecond temporal resolution allows us to detect and quantify the electrophoretic force down to the sub-piconewton scale. Furthermore, we demonstrate that this approach is suitable for detecting changes to the particle charge state, as induced by the addition of charged biomolecules or changes to pH. Our approach provides an alternative route to studying structural and charge dynamics at the single molecule level. Tracking the position of tethered nanoparticles with simultaneous nanometre precision and microsecond temporal resolution allows researchers to detect and quantify electrophoretic forces down to the sub-piconewton scale.
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影响因子：
14.8
作者：
Larson J;Kirk M;Drier EA;O'Brien W;MacKay JF;Friedman LJ;Hoskins AA
通讯作者：
Hoskins AA
DOI：
10.1073/pnas.211400898
发表时间：
2001-10-23
影响因子：
11.1
作者：
Ando, T;Kodera, N;Toda, A
通讯作者：
Toda, A
影响因子：
13.3
作者：
Katan, Allard J.;Vlijm, Rifka;Dekker, Cees
通讯作者：
Dekker, Cees
影响因子：
10.8
作者：
De Vlaminck, Iwijn;Henighan, Thomas;Dekker, Cees
通讯作者：
Dekker, Cees
影响因子：
3.4
作者：
Halvorsen, Ken;Wong, Wesley P.
通讯作者：
Wong, Wesley P.