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蚌埠原子力顯微鏡測(cè)試技術(shù)

來源: 發(fā)布時(shí)間:2024-06-03

原子力顯微鏡(AtomicForceMicroscope,簡(jiǎn)稱AFM)利用微懸臂感受和放大懸臂上尖細(xì)探針與受測(cè)樣品原子之間的作用力,從而達(dá)到檢測(cè)的目的,具有原子級(jí)的分辨率。由于原子力顯微鏡既可以觀察導(dǎo)體,也可以觀察非導(dǎo)體,從而彌補(bǔ)了掃描隧道顯微鏡的不足。原子力顯微鏡是由IBM公司蘇黎世研究中心的格爾德·賓寧于一九八五年所發(fā)明的,其目的是為了使非導(dǎo)體也可以采用類似掃描探針顯微鏡(SPM)的觀測(cè)方法。原子力顯微鏡(AFM)與掃描隧道顯微鏡(STM)差別在于并非利用電子隧穿效應(yīng),而是檢測(cè)原子之間的接觸,原子鍵合,范德瓦耳斯力或卡西米爾效應(yīng)等來呈現(xiàn)樣品的表面特性。原子力顯微鏡,一種可用來研究包括絕緣體在內(nèi)的固體材料表面結(jié)構(gòu)的分析儀器。蚌埠原子力顯微鏡測(cè)試技術(shù)

DNA和蛋白質(zhì)分子的特定相互作用在分子生物學(xué)中起著關(guān)鍵作用。蛋白質(zhì)與DNA結(jié)合的精確位點(diǎn)圖譜和不同細(xì)胞狀態(tài)下結(jié)合位點(diǎn)的測(cè)定對(duì)于了解復(fù)雜細(xì)胞體系的功能與機(jī)理,特別是基因表達(dá)的控制都十分關(guān)鍵。AFM作為一種高度分辨達(dá)0。1nm,寬度分辨率為2nm左右的表面分析技術(shù),已用于表征各類DNA-蛋白質(zhì)的復(fù)合物。低濕度大氣條件下,Rees等利用AFM在接觸模式下考察了λ2PL啟動(dòng)子在啟動(dòng)和關(guān)閉轉(zhuǎn)錄過程中對(duì)DNA鏈彎曲程度的影響。此外,這個(gè)小組還研究了另外一種λ2轉(zhuǎn)錄因子,Cro-蛋白對(duì)DNA彎曲的影響。為了研究Jun蛋白的結(jié)合是否會(huì)引起DNA鏈的彎曲,Becker等利用AFM研究了包含一個(gè)AP21結(jié)合位點(diǎn)的線性化質(zhì)粒DNA與Jun蛋白的復(fù)合物。Aizawa小組對(duì)DNA蛋白激酶Ku亞結(jié)構(gòu)域和雙鏈DNA斷裂的相關(guān)性進(jìn)行了研究。Kasas等研究了大腸桿菌RNA聚合酶(RNAP)轉(zhuǎn)錄過程中的動(dòng)態(tài)酶活性。他們的方法是在Zn2+存在的條件下,RNAP能夠松散或緊密地與DNA模板進(jìn)行結(jié)合,通過AFM成像了解其動(dòng)態(tài)過程。蚌埠原子力顯微鏡測(cè)試技術(shù)從而使樣品伸縮,調(diào)節(jié)探針和被測(cè)樣品間的距離,反過來控制探針-樣品相互作用的強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)反饋控制。

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)樣品無特殊要求,可測(cè)量固體表面、吸附體系等;

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,生命科學(xué)開始向定量科學(xué)方向發(fā)展。大部分實(shí)驗(yàn)的研究重點(diǎn)已經(jīng)變成生物大分子,特別是核酸和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其相關(guān)功能的關(guān)系。因?yàn)锳FM的工作范圍很寬,可以在自然狀態(tài)(空氣或者液體)下對(duì)生物醫(yī)學(xué)樣品直接進(jìn)行成像,分辨率也很高。因此,AFM已成為研究生物醫(yī)學(xué)樣品和生物大分子的重要工具之一。AFM應(yīng)用主要包括三個(gè)方面:生物細(xì)胞的表面形態(tài)觀測(cè);生物大分子的結(jié)構(gòu)及其他性質(zhì)的觀測(cè)研究;生物分子之間力譜曲線的觀測(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);

原子力顯微鏡研究對(duì)象可以是有機(jī)固體、聚合物以及生物大分子等,樣品的載體選擇范圍很大,包括云母片、玻璃片、石墨、拋光硅片、二氧化硅和某些生物膜等,其中常用的是新剝離的云母片,主要原因是其非常平整且容易處理。而拋光硅片要用濃硫酸與30%雙氧水的7∶3 混合液在90 ℃下煮1h。利用電性能測(cè)試時(shí)需要導(dǎo)電性能良好的載體,如石墨或鍍有金屬的基片。試樣的厚度,包括試樣臺(tái)的厚度,為10 mm。如果試樣過重,有時(shí)會(huì)影響Scanner的動(dòng)作,請(qǐng)不要放過重的試樣。試樣的大小以不大于試樣臺(tái)的大?。ㄖ睆?0 mm)為大致的標(biāo)準(zhǔn)。稍微大一點(diǎn)也沒問題。但是,值約為40 mm。如果未固定好就進(jìn)行測(cè)量可能產(chǎn)生移位。請(qǐng)固定好后再測(cè)定。以供SPM控制器作信號(hào)處理;宿州原子力顯微鏡測(cè)試系統(tǒng)

從而以納米級(jí)分辨率獲得表面形貌結(jié)構(gòu)信息及表面粗糙度信息;蚌埠原子力顯微鏡測(cè)試技術(shù)

原子力顯微鏡(AtomicForceMicroscope,簡(jiǎn)稱AFM)利用微懸臂感受和放大懸臂上尖細(xì)探針與受測(cè)樣品原子之間的作用力,從而達(dá)到檢測(cè)的目的,具有原子級(jí)的分辨率。由于原子力顯微鏡既可以觀察導(dǎo)體,也可以觀察非導(dǎo)體,從而彌補(bǔ)了掃描隧道顯微鏡的不足。原子力顯微鏡是由IBM公司蘇黎世研究中心的格爾德·賓寧于一九八五年所發(fā)明的,其目的是為了使非導(dǎo)體也可以采用類似掃描探針顯微鏡(SPM)的觀測(cè)方法。原子力顯微鏡(AFM)與掃描隧道顯微鏡(STM)差別在于并非利用電子隧穿效應(yīng),而是檢測(cè)原子之間的接觸,原子鍵合,范德瓦耳斯力或卡西米爾效應(yīng)等來呈現(xiàn)樣品的表面特性、蚌埠原子力顯微鏡測(cè)試技術(shù)