Stretching single DNA-molecules with temperature-stabilized optical tweezers

Show full item record

Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201003041452
Title: Stretching single DNA-molecules with temperature-stabilized optical tweezers
Author: Rahikkala, Antti
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Science, Department of Physics
Thesis level: master's thesis
Abstract: This thesis consists of two parts; in the first part we performed a single-molecule force extension measurement with 10kb long DNA-molecules from phage-λ to validate the calibration and single-molecule capability of our optical tweezers instrument. Fitting the worm-like chain interpolation formula to the data revealed that ca. 71% of the DNA tethers featured a contour length within ±15% of the expected value (3.38 µm). Only 25% of the found DNA had a persistence length between 30 and 60 nm. The correct value should be within 40 to 60 nm. In the second part we designed and built a precise temperature controller to remove thermal fluctuations that cause drifting of the optical trap. The controller uses feed-forward and PID (proportional-integral-derivative) feedback to achieve 1.58 mK precision and 0.3 K absolute accuracy. During a 5 min test run it reduced drifting of the trap from 1.4 nm/min in open-loop to 0.6 nm/min in closed-loop.Tämä tutkielma koostuu kahdesta osasta; ensimmäisessä osassa tutkimme optinen pinsetti-laitteistomme kalibraatiota ja soveltuvuutta yksittäismolekyylikokeisiin 10kb pituisien λ-faagista peräisin olevien DNA-molekyylien voima-venytyskokeilla. Mittauksiin sovitettiin 'worm-like chain'-interpolaatio malli, joka osoitti, että n. 71%:lla löydetyistä DNA ketjuista oli pituus 15% sisällä odotetusta pituudesta (3.38 µm). Vain 25%:lla DNA:sta oli sitkeyspituus 30-60 nm odotetun arvon ollessa 40-60 nm. Tutkielman toisessa osassa rakensimme lämpötilakontrollerin, jonka tarkoituksena oli poistaa lämpötilavaihteluiden aiheuttama 'ajelehtiminen' optisilla pinseteillä kiinnipidetyn mikroskooppisen pallon paikassa. Kontrolleri käyttää 'feedforward-' ja takaisinkytkentäsilmukoita saavuttaakseen 1.58 mK sisäisen tarkkuuden ja 0.3 K ulkoisen tarkkuuden. Viiden minuutin kokeen aikana pallo ajelehti 1.4 nm/min avoimella silmukalla ja 0.6 nm/min suljetulla silmukalla.
URI: URN:NBN:fi-fe201003041452
http://hdl.handle.net/10138/20983
Date: 2010
Discipline: Physics
Fysiikka
Fysik
Rights: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Publikationen är skyddad av upphovsrätten. Den får läsas och skrivas ut för personligt bruk. Användning i kommersiellt syfte är förbjuden.
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
stretchi.pdf 5.361Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record