AFM液相成像技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于消除了毛細(xì)作用力,針尖粘滯力,更重要的是可以在接近生理?xiàng)l件下考察DNA的單分子行為。DNA分子在緩沖溶液或水溶液中與基底結(jié)合不緊密,是液相AFM面臨的主要困難之一、硅烷化試劑,如3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和陽(yáng)離子磷脂雙層修飾的云母基底固定DNA分子,再在緩沖液中利用AFM成像,可以解決這一難題。在氣相條件下陽(yáng)離子參與DNA的沉積已經(jīng)發(fā)展十分成熟,適于AFM觀察。在液相條件下,APTES修飾的云母基底較常用。DNA的許多構(gòu)象諸如彎曲,超螺旋,小環(huán)結(jié)構(gòu),三鏈螺旋結(jié)構(gòu),DNA三通接點(diǎn)構(gòu)象,DNA復(fù)制和重組的中間體構(gòu)象,分子開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)和藥物分子插入到DNA鏈中的相互作用都地被AFM考察,獲得了許多新的理解。二極管激光器(LaserDiode)發(fā)出的激光束經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)聚焦在微懸臂(Cantilever)背面;合肥原子力顯微鏡測(cè)試廠家
敲擊模式介于接觸模式和非接觸模式之間,是一個(gè)雜化的概念。懸臂在試樣表面上方以其共振頻率振蕩,針尖是周期性地短暫地接觸/ 敲擊樣品表面。這就意味著針尖接觸樣品時(shí)所產(chǎn)生的側(cè)向力被明顯地減小了。因此當(dāng)檢測(cè)柔嫩的樣品時(shí),AFM的敲擊模式是好的選擇之一。一旦AFM開(kāi)始對(duì)樣品進(jìn)行成像掃描,裝置隨即將有關(guān)數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng),如表面粗糙度、平均高度、峰谷峰頂之間的最大距離等,用于物體表面分析。同時(shí),AFM 還可以完成力的測(cè)量工作,測(cè)量懸臂的彎曲程度來(lái)確定針尖與樣品之間的作用力大小。銅陵原子力顯微鏡測(cè)試系統(tǒng)另一端有一微小的針尖,針尖與樣品表面輕輕接觸,由于針尖原子與樣品表面原子間存在極微弱的排斥力;
原子力顯微鏡是在1986年由掃描隧道顯微鏡(ScanningTunnelingMicroscope)的發(fā)明者之一的葛賓尼(GerdBinnig)博士在美國(guó)斯坦福大學(xué)與C.FQuate和C.Gerber等人研制成功的。[1]它主要由帶針尖的微懸臂、微懸臂運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置、監(jiān)控其運(yùn)動(dòng)的反饋回路、使樣品進(jìn)行掃描的壓電陶瓷掃描器件、計(jì)算機(jī)控制的圖像采集、顯示及處理系統(tǒng)組成。微懸臂運(yùn)動(dòng)可用如隧道電流檢測(cè)等電學(xué)方法或光束偏轉(zhuǎn)法、干涉法等光學(xué)方法檢測(cè),當(dāng)針尖與樣品充分接近相互之間存在短程相互斥力時(shí),檢測(cè)該斥力可獲得表面原子級(jí)分辨圖像,一般情況下分辨率也在納米級(jí)水平。AFM測(cè)量對(duì)樣品無(wú)特殊要求,可測(cè)量固體表面、吸附體系等。
在AFM 觀察包裹有紫膜的噬菌調(diào)理素蛋白(BR) 的研究中,AFM 儀器的改進(jìn),檢測(cè)技術(shù)的提高和制樣技術(shù)的完善得到了集中的體現(xiàn)。在細(xì)胞中,分子馬達(dá)可以將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng),防止因?yàn)椴祭蔬\(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的細(xì)胞中具有方向性的活動(dòng)出現(xiàn)錯(cuò)誤,這些活動(dòng)包括:肌漿球蛋白,運(yùn)動(dòng)蛋白,動(dòng)力蛋白,螺旋酶,DNA 聚合酶和RNA 聚合酶等分子馬達(dá)蛋白的共同特點(diǎn)是沿著一條線性軌道執(zhí)行一些與生命活動(dòng)息息相關(guān)的功能,比如肌肉的收縮,細(xì)胞的分化過(guò)程中染色體的隔離,不同細(xì)胞間的細(xì)胞器的置換以及基因信息的解碼和復(fù)制等。由于分子馬達(dá)本身的微型化,它們?nèi)菀资芨叩臒崮芎痛蟮牟▌?dòng)的影響,了解馬達(dá)分子如何正常有序工作就成為一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。利用AFM,人們已經(jīng)知道了肌動(dòng)蛋白結(jié)合蛋白的結(jié)構(gòu)信息和細(xì)胞運(yùn)動(dòng)過(guò)程中肌動(dòng)蛋白骨架調(diào)控功能。從而使樣品伸縮,調(diào)節(jié)探針和被測(cè)樣品間的距離,反過(guò)來(lái)控制探針-樣品相互作用的強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)反饋控制。
接觸模式(Contact Mode):優(yōu)點(diǎn):掃描速度快,是能夠獲得“原子分辨率”圖像的AFM垂直方向上有明顯變化的質(zhì)硬樣品,有時(shí)更適于用Contact Mode掃描成像。缺點(diǎn):橫向力影響圖像質(zhì)量。在空氣中,因?yàn)闃悠繁砻嫖揭簩拥拿?xì)作用,使針尖與樣品之間的粘著力很大。橫向力與粘著力的合力導(dǎo)致圖像空間分辨率降低,而且針尖刮擦樣品會(huì)損壞軟質(zhì)樣品(如生物樣品,聚合體等)。非接觸模式:優(yōu)點(diǎn):沒(méi)有力作用于樣品表面。缺點(diǎn):由于針尖與樣品分離,橫向分辨率低;為了避免接觸吸附層而導(dǎo)致針尖膠粘,其掃描速度低于Tapping Mode和Contact Mode AFM。通常用于非常怕水的樣品,吸附液層必須薄,如果太厚,針尖會(huì)陷入液層,引起反饋不穩(wěn),刮擦樣品。由于上述缺點(diǎn),non-contact Mode的使用受到限制。輕敲模式:優(yōu)點(diǎn):很好的消除了橫向力的影響。降低了由吸附液層引起的力,圖像分辨率高,適于觀測(cè)軟、易碎、或膠粘性樣品,不會(huì)損傷其表面。缺點(diǎn):比Contact Mode AFM 的掃描速度慢。它通過(guò)檢測(cè)待測(cè)樣品表面和一個(gè)微型力敏感元件之間的極微弱的原子間相互作用力來(lái)研究物質(zhì)的表面結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。銅陵原子力顯微鏡測(cè)試系統(tǒng)
會(huì)使得懸臂cantilever擺動(dòng),當(dāng)激光照射在微懸臂的末端時(shí),其反射光的位置也會(huì)因?yàn)閼冶蹟[動(dòng)而有所改變;合肥原子力顯微鏡測(cè)試廠家
AFM液相成像技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于消除了毛細(xì)作用力,針尖粘滯力,更重要的是可以在接近生理?xiàng)l件下考察DNA的單分子行為。DNA分子在緩沖溶液或水溶液中與基底結(jié)合不緊密,是液相AFM面臨的主要困難之一。硅烷化試劑,如3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和陽(yáng)離子磷脂雙層修飾的云母基底固定DNA分子,再在緩沖液中利用AFM成像,可以解決這一難題。在氣相條件下陽(yáng)離子參與DNA的沉積已經(jīng)發(fā)展十分成熟,適于AFM觀察。在液相條件下,APTES修飾的云母基底較常用。DNA的許多構(gòu)象諸如彎曲,超螺旋,小環(huán)結(jié)構(gòu),三鏈螺旋結(jié)構(gòu),DNA三通接點(diǎn)構(gòu)象,DNA復(fù)制和重組的中間體構(gòu)象,分子開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)和藥物分子插入到DNA鏈中的相互作用都地被AFM考察,獲得了許多新的理解、合肥原子力顯微鏡測(cè)試廠家