[發明專利]基于SiO2微球運動信息分析其表面電荷密度的方法

有效

• 申請號: 201711406291.4
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108254632B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 張魯凝;曾永霞
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01R29/24
• 分類號: G01R29/24
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊元焱

本發明涉及一種基于SiO₂微球運動信息分析其表面電荷密度的方法，包括以下步驟：(1)將SiO₂微球溶液放置于樣品測試裝置內，用光鑷系統捕獲單個SiO₂微球的位置變化；(2)通過四象限檢測器將SiO₂微球的位置變化轉化為電信號，通過信號采集卡采集電信號；(3)再通過對SiO₂微球運動信息的電信號進行數據處理，得到SiO₂微球的阻力系數，進而分析其表面電荷密度。與現有技術相比，本發明樣品制備簡單，通過采用光鑷系統采集微球運動信息，實現單個SiO₂微球表面電荷密度的實時分析，避免機械器臂干擾，可操控特定表面電荷密度的SiO₂微球，有望應用于細胞膜上帶不同電荷細胞的分類和篩選。

技術領域

本發明涉及SiO₂微球表面電荷密度分析方法，具體涉及一種基于SiO₂微球運動信息分析其表面電荷密度的方法。

背景技術

癌癥是一種嚴重威脅人類生命與健康的疾病。對癌癥的預防、發現和治療是國內外研究熱點之一。相比于正常細胞，癌細胞的細胞膜結構和通透性發生改變，癌細胞表面帶大量負電荷，而細胞表面電荷與細胞信號傳導密切相關，導致癌細胞產生侵襲、轉移。測量細胞表面電荷的方法有膜片鉗技術、測量細胞電導率法、激光電泳技術，但大都無法實現對單個癌細胞的無損傷操作和癌細胞表面電荷的實時檢測。

固體浸在液體環境中時，固液界面上會有電荷存在。帶電機理的類型有：電離、吸附、晶格取代。通過單個SiO₂微球在不同PH值溶液中的運動狀態變化，研究溶液PH值對單個SiO₂微球表面電荷密度的影響，這對研究改變癌細胞表面電荷的方法、癌細胞表面電荷對其運動模式的影響或者細菌表面電荷對其黏附過程的影響具有重要的指導意義。

目前對于固液界面電荷的研究已經有很多報道。Dove和Craven利用電位滴定法測定SiO₂膠體粒子表面電荷密度隨溶液PH的變化，并研究了不同離子在膠體表面吸附對其表面電荷密度的影響。結果表明溶液PH值越大，SiO₂膠體粒子所帶負電荷越多，但是測量得到的是大量膠體粒子表面電荷密度的平均值，無法實現對單個膠體粒子的測量和操縱。表面電荷密度的變化會導致三相接觸角的大小發生改變，H.Horiuchi和A.Nikolov用接觸角測量法研究了PH值對SiO₂圓片表面電荷密度的影響。Jing D和Bhushan B利用原子力顯微鏡技術測量了SiO₂圓片表面電荷密度隨溶液PH的變化，并研究了固液界面表面電荷對邊界滑移的影響，但這些研究的都是宏觀的固體SiO₂圓片，并沒有涉及單個SiO₂微球表面電荷密度的測量及溶液PH值對SiO₂微球表面電荷密度的影響。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述問題而提供一種基于SiO₂微球運動信息分析其表面電荷密度的方法。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種基于SiO₂微球運動信息分析其表面電荷密度的方法，包括以下步驟：

(1)將SiO₂微球溶液放置于樣品測試裝置內，用光鑷系統捕獲單個SiO₂微球的位置變化；

(2)通過四象限檢測器將SiO₂微球的位置變化轉化為電信號，通過信號采集卡采集電信號；

(3)再通過對SiO₂微球運動信息的電信號進行數據處理，得到SiO₂微球的阻力系數，進而分析其表面電荷密度。

進一步地，步驟(1)中所述光鑷系統的捕獲激光為975nm的遠紅外激光。