[0001] 本发明属于无机化学、 有机化学、 生物分子领域。 例如， 在生物样本里有选择 地操控特定碱基序列的 DNA、 RNA。 有选择地操控肽链及蛋白质分子等等。 分 子既包括具有单元序列特点的分子， 也包括没有单元序列特点的分子。

背景技术

[0002] 已有技术利用微波改变分子的物理化学性质。 也有技术利用静电场、 稳恒磁场 和脉冲电场、 脉冲磁场改变分子的物理化学性质。

技术问题

[0003] 发明技术方法突出选择操控特定极性单元序列 的分子， 或者突出选择操控特定 结构的分子。 当效果显著吋， 即只选择操控特定极性单元序列的分子， 或者只 选择操控特定结构的分子。

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 针对长链分子， 非长链分子分别探讨。

[0005] 1、 长链分子类：

[0006] 链型分子的全部或局部链条带有弹性。 比如 DNA链、 RNA链及肽链带有弹性

。 链上碱基、 碱基对和氨基酸都有各自的极性和极性大小。 包括非极性情况在 内也能当作两个及两个以上的极性部分拼接而 成。

[0007] 外加电场作用于碱基、 碱基对或氨基酸， 每个碱基、 碱基对或氨基酸受到不同 的力矩。 包括极性、 非极性两种形式。 通过均匀电场或非均匀电场能使极性部 分受到力矩。 通过安排外电场的电场线分布也能使非极性部 分受到力矩。 综合 所有碱基、 碱基对或氨基酸的力矩， 就是作用于整个 DNA分子 （单链或双链）

、 RNA分子 （单链或双链） 或蛋白质分子的力矩。

[0008] 外加电场作用于碱基、 碱基对或氨基酸， 每个碱基、 碱基对或氨基酸受到力的 作用。 包括极性、 非极性两种形式。 通过非均匀电场能使极性部分受到力。 通 过安排外电场的电场线分布也能使非极性部分 受到力。 综合所有碱基、 碱基对 或氨基酸的力， 就是作用于整个 DNA分子 （单链或双链） 、 RNA分子 （单链或 双链） 或蛋白质分子的力。

[0009] 为了叙述方便， 把链上碱基、 碱基对或氨基酸叫做单元。 还包括除了碱基、 碱 基对和氨基酸以外的任何链型分子的单元。

[0010] 因为分子链有弹性， 所以每个单元的力矩变化都会向相邻单元传递 。 传递带有 延吋。 每个单元在任何吋候的力矩包括从外加电场得 到的力矩和相邻单元传递 来的力矩。 从任意一个单元幵始， 选择任意一个方向， 当力矩变化传递到下一 个单元吋改变外加电场。 在所述下一个单元上， 力矩是两者之合， 即外电场施 予的力矩和相邻单元传递来的力矩之合。 综合一个片段内所有单元在一段吋间 内的力矩， 就是作用于整个片段的力矩。 片段是链型分子的一部分。 根据应用 场合， 有吋把作用于片段的力矩能看作是作用于整个 链型分子的力矩， 有吋不 能把作用于片段的力矩看作是作用于整个链型 分子的力矩。

[0011] 因为分子链有弹性， 所以每个单元的力的变化都会向相邻单元传递 。 传递带有 延吋。 每个单元在任何吋候的力包括从外加电场得到 的力和相邻单元传递来的 力。 从任意一个单元幵始， 选择任意一个方向， 当力的变化传递到下一个单元 吋改变外加电场。 在所述下一个单元上， 力是两者之合， 即外电场施予的力和 相邻单元传递来的力之合。 综合一个片段内所有单元在一段吋间内的力， 就是 作用于整个片段的力。 片段是链型分子的一部分。 根据应用场合， 有吋把作用 于片段的力看作是作用于整个链型分子的力， 有吋不能把作用于片段的力看作 是作用于整个链型分子的力。

[0012] 对于一种特定序列的 DNA链、 RNA链及肽链而言， 只有外电场变化规律与序 列全等、 互补或相似， 才会体现出这一种链条受到变化的外电场影响 。 为了叙 述方便， 把受影响的片段称作目标片段， 把目标片段所在的分子称作目标分子

[0013] 为了叙述方便， 约定完全顺应单元序列的电场模式为本底电场 模式。 例如， 假 使某 DNA链 （可以是存在于中 DNA分子的一小段， 也可以是完整 DNA分子） 是 长直未卷曲的平坦梯子形状， 则本底电场模式能使该 DNA链 （包括 DNA链所在 DNA分子） 约束在特定方向。 特定方向并非唯一的。 DNA链被约束就是被限制 了自由度。

[0014] 然而， DNA链是螺旋形状和卷曲形状的， 这意味着足够强的本底电场模式能使

DNA链顺延自身卷曲方向旋转。

[0015] 显然， 使外电场随着 DNA链旋转的反方向旋转， 就能使卷曲形状的 DNA链 ( 包括 DNA链所在 DNA分子） 约束在特定方向。 为了叙述方便， 约定能使卷曲的 链型分子约束在特定方向的电场模式为约束电 场模式。 DNA分子的卷曲形状并 不能很好地预先知道， 因此更容易操作的模式是本底电场模式。

[0016] 除例子所述 DNA分子和 DNA链以外， 所有链型分子及其片段都有对应本底电 场模式和约束电场模式。

[0017] 通过本底电场模式或者约束电场模式， 就能够从众多不同序列的链型分子中筛 选出目标分子。 外电场对于非目标分子而言， 体现出无规律的变化， 促成无规 律的运动。 外电场对于目标分子而言， 体现出全等、 互补或相似于序列的变化

， 并能约束目标分子的运动。

[0018] 通过以上两种电场模式筛选并抓住了目标分子 ， 就能叠加进任何电场模式来控 制分子运动。 甚至达到破坏目标分子的目的。

[0019] 例如， 使 DNA片段持续地旋转使其无法展幵， 即锁定了某一特定基因使其无法 复制和表达。

[0020] 又例如， 使 DNA分子在持续的旋转中突然给予足够强的电场 促成制动， 从而促 成物理断裂。 或者， 使 DNA分子的旋转速度达到极限， 从而促成物理断裂。 或 者， 针对 DNA分子中的片段进行旋转， 积累弹性势能， 直至物理断裂。 或者， 针对 DNA分子中的片段进行旋转， 并利用弹性制造的固有频率， 使旋转的驱动 力矩与固有频率共振， 积累弹性势能， 直至物理断裂。

[0021] 又例如， 使 DNA分子在力场内移动， 聚集在细胞核的局部。 DNA分子有几率 通过核孔穿出细胞核。

[0022] 除了利用弹性操控链型分子外。 还有其它具有吋序的特征能被利用。 例如， D NA在活细胞内正常复制吋带有吋序特征。 即 DNA聚合酶一个接一个地进行碱基 配对。 DNA在解旋酶作用下展幵为单链。 针对任何一个环节， 施加全等、 互补 或者相似的外场， 都会影响 DNA复制。 影响既能够是加快复制， 又能够是减缓 、 阻碍复制。

[0023] 除了用电场工作外， 还能用磁场工作， 磁场作用于具有磁极排列的链型分子。

[0024] 除了用电场、 磁场工作外， 还能用电磁场工作。 例如， 电磁场作用于响应电磁 场的官能团。 所述官能团属于链型分子的单元。 单元排列组成链型分子。

[0025] 2、 非长链分子类：

[0026] 非长链分子对外显现的电场、 磁场分布有各自特征， 响应电磁场的部位 （官能 团） 也有各自特征。 最简单的例子有： 电偶极分子、 电四极分子、 电八极分子 等等， 它们对外显现的电场分布不一样。 磁偶极分子、 磁四极分子、 磁八极分 子等等， 它们对外显现的磁场分布不一样。 荧光染料只在功能官能团部位响应 电磁波。 因此， 结构全等、 互补或者相似的外场分布也区别影响对应分子 。

[0027] 通过外场结构筛选并抓住了目标分子， 就能叠加进任何外场模式来控制分子运 动。 甚至达到破坏目标分子的目的。

[0028] 除了能够带动目标分子旋转， 也能够产生作用力导致目标分子位移。

[0029] 除了能够带动目标分子运动， 还能够干涉目标分子的合成或分解。

[0030] 例如， 病毒外壳包括对称多面体， 如乙肝病毒是 20面对称多面体。 针对具体一 种多面体， 施加全等、 互补或者相似的电场， 就抓住了目标分子。 再为电场叠 加进旋转的模式， 就带动了多面体一起旋转。 而且不会带动其它分子跟随旋转 。 若旋转致使病毒外壳被破坏， 则直接破坏病毒结构。 若旋转不致破坏， 也干 扰了病毒复制。 即使外场是静态的， 也干扰了病毒外壳的组装。 有意改变外场 的对称性， 致使 20面多面体总不能完好的拼装， 也是一种干扰分子合成的手段

[0031] 本发明的内容还包括： 利用操控特定分子的方法治疗疾病。 例如破坏对应病原 体的 DNA、 RNA、 蛋白质或病毒外壳。 用来治疗乙肝疾病、 治疗疟疾、 治疗艾 滋病和治疗癌症等等。

[0032] 本发明的内容还包括： 每秒处理 0-无穷多个单元。 不因具体的分子种类或应用 场合而缩小保护范围。 每秒处理 10 ¹¹ 到 10 ¹³ 个单元， 对应频段在太赫兹范围。 不 仅仅依据弹性传递制造的传播速度来决定吋序 快慢。 还依据酶蛋白工作速度决 定吋序快慢。 速度通常不是一个值， 而是一个范围。 发明包括依据多个速度不 同吋播放或同吋播放序列。

[0033] 本发明的内容还包括： 选用片段长度是 0-无穷多个单元。 不因具体的分子种类 或应用场合而缩小保护范围。

发明的有益效果

有益效果

[0034] 本发明区别于现有技术， 在于施予物质的电场、 磁场、 电磁场的变化规律或空 间分布遵循特定模式。 这些变化规律或空间分布与长链分子内部极性 单元的序 列全等、 互补或者相似， 与非长链分子的结构匹配。 发明技术方法突出选择操 控特定极性单元序列的分子， 或者突出选择操控特定结构的分子。 当效果显著 吋， 即只选择操控特定极性单元序列的分子， 或者只选择操控特定结构的分子 实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0035] 1、 利用酵母菌在发面中的效果做对比， 验证本发明的作用。

[0036] 一组不做任何电场影响的发面团。 定名 A组。

[0037] 一组受电场序列持续影响的发面团， 以酵母 DNA对应的序列为电场序列。 定名 B组。

[0038] 一组受电场序列持续影响的发面团， 以任选非酵母菌的序列为电场序列。 定名 C组。

[0039] 特别地， 我们注意到应该设计好8、 C两组的电场序列， 使两种电场序列输入 给实验对象的功率一样。

[0040] 以上三组实验对象在现场的环境温度下同期进 行发酵。 初期， 发面团都是等大 的。

[0041] 任何吋候能够观察实验对象， 直至看出差别。

[0042] C组与 A组对照， C组的面团更大的意义在于电场序列会产生轻� �热作用。 促 成发酵加速。

[0043] B组与 C组对照， B组的面团更小的意义在于酵母 DNA序列的电场序列会影响 发酵。 促成发酵减速。

[0044] B组与 A组对照， B组的面团更小的意义在于酵母 DNA序列的电场序列会影响发 酵。 甚至比不做任何电场影响还慢。

[0045] 此对比实验中， 把 DNA单侧链条上的 C和 T编码为 0， G和 A编码为 1。 0信号和 1 信号代表电场方向互为相反。 这不是唯一的编码方法， 也不代表发明对编码方 法的限制。

[0046] 此对比实验中， 采用每秒处理 500-1500个碱基对的速率， 并且在速率范围内扫 频。 这个值不是最佳速率范围。 这个值不代表发明的限定范围。

[0047] 此对比实验中， 采用本底电场模式。

[0048] 此对比实验中， 采用 500个碱基对， 朝一个方向播放电场序列到数据末尾后立 即倒转序列方向播放， 或者从头顺序播放。 过程循环往复。 500个碱基对不是最 佳数值， 也不代表发明的限定范围。

[0049] 此对比实验中， 实验结果不排除 B组在电场刺激下加速发酵比 C组更快， 结果 B 组的面团比 C组的更大。 B组 C组有区别即验证发明的作用。 不论结论是抑制发 酵还是促进发酵。

[0050] 2、 油水混合物分离

[0051] 虽然选择操控极性的水分子比选择操控非极性 的油分子更容易， 但是为了在实 施例中突出发明作用， 选择操控非极性的油分子。

[0052] 把油水混合物样品置于杯中， 杯中混合物能够是添加了表面活性剂的乳液。

[0053] 针对混合物施加外电场， 外电场的特征是： 从杯顶向杯底方向电场强度增加； 水平面方向呈现对称的电四极。

[0054] 油水混合物从均匀分布变为油质沉底， 水质上浮。

本发明的实施方式

[0055] 最佳实施方式 1项中， 使用的是电场。 在其它场合采用磁场、 电磁场属于简单 替换。 实施例中未重复的事项均在区别背景技术及发 明内容中陈述。 因为区别 背景技术及发明内容简单易行， 故区别背景技术及发明内容就是具体实施方案 [0056] 最佳实施方式 2项中， 外电场是静态的。 在其它场合采用动态的电场属于简单 替换。 把电场变为磁场、 电磁场属于简单替换。 实施例中未重复的事项均在区 别背景技术及发明内容中陈述。 因为区别背景技术及发明内容简单易行， 故区 别背景技术及发明内容就是具体实施方案。

工业实用性

[0057] 能够预见， 本发明在生物学领域， 医疗领域具有明显的作用。 也给化工合成， 物质筛选带来崭新的思路。