[发明专利]基于SiO2微球运动信息分析其表面电荷密度的方法

说明书

本发明涉及一种基于SiO₂微球运动信息分析其表面电荷密度的方法，包括以下步骤：(1)将SiO₂微球溶液放置于样品测试装置内，用光镊系统捕获单个SiO₂微球的位置变化；(2)通过四象限检测器将SiO₂微球的位置变化转化为电信号，通过信号采集卡采集电信号；(3)再通过对SiO₂微球运动信息的电信号进行数据处理，得到SiO₂微球的阻力系数，进而分析其表面电荷密度。与现有技术相比，本发明样品制备简单，通过采用光镊系统采集微球运动信息，实现单个SiO₂微球表面电荷密度的实时分析，避免机械器臂干扰，可操控特定表面电荷密度的SiO₂微球，有望应用于细胞膜上带不同电荷细胞的分类和筛选。

技术领域

本发明涉及SiO₂微球表面电荷密度分析方法，具体涉及一种基于SiO₂微球运动信息分析其表面电荷密度的方法。

背景技术

癌症是一种严重威胁人类生命与健康的疾病。对癌症的预防、发现和治疗是国内外研究热点之一。相比于正常细胞，癌细胞的细胞膜结构和通透性发生改变，癌细胞表面带大量负电荷，而细胞表面电荷与细胞信号传导密切相关，导致癌细胞产生侵袭、转移。测量细胞表面电荷的方法有膜片钳技术、测量细胞电导率法、激光电泳技术，但大都无法实现对单个癌细胞的无损伤操作和癌细胞表面电荷的实时检测。

固体浸在液体环境中时，固液界面上会有电荷存在。带电机理的类型有：电离、吸附、晶格取代。通过单个SiO₂微球在不同PH值溶液中的运动状态变化，研究溶液PH值对单个SiO₂微球表面电荷密度的影响，这对研究改变癌细胞表面电荷的方法、癌细胞表面电荷对其运动模式的影响或者细菌表面电荷对其黏附过程的影响具有重要的指导意义。

目前对于固液界面电荷的研究已经有很多报道。Dove和Craven利用电位滴定法测定SiO₂胶体粒子表面电荷密度随溶液PH的变化，并研究了不同离子在胶体表面吸附对其表面电荷密度的影响。结果表明溶液PH值越大，SiO₂胶体粒子所带负电荷越多，但是测量得到的是大量胶体粒子表面电荷密度的平均值，无法实现对单个胶体粒子的测量和操纵。表面电荷密度的变化会导致三相接触角的大小发生改变，H.Horiuchi和A.Nikolov用接触角测量法研究了PH值对SiO₂圆片表面电荷密度的影响。Jing D和Bhushan B利用原子力显微镜技术测量了SiO₂圆片表面电荷密度随溶液PH的变化，并研究了固液界面表面电荷对边界滑移的影响，但这些研究的都是宏观的固体SiO₂圆片，并没有涉及单个SiO₂微球表面电荷密度的测量及溶液PH值对SiO₂微球表面电荷密度的影响。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种基于SiO₂微球运动信息分析其表面电荷密度的方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种基于SiO₂微球运动信息分析其表面电荷密度的方法，包括以下步骤：

(1)将SiO₂微球溶液放置于样品测试装置内，用光镊系统捕获单个SiO₂微球的位置变化；

(2)通过四象限检测器将SiO₂微球的位置变化转化为电信号，通过信号采集卡采集电信号；

(3)再通过对SiO₂微球运动信息的电信号进行数据处理，得到SiO₂微球的阻力系数，进而分析其表面电荷密度。

进一步地，步骤(1)中所述光镊系统的捕获激光为975nm的远红外激光。