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青海原子力顯微鏡測試技術(shù)

來源: 發(fā)布時間:2024-03-30

AFM可以用來對細(xì)胞進(jìn)行形態(tài)學(xué)觀察,并進(jìn)行圖像的分析。通過觀察細(xì)胞表面形態(tài)和三維結(jié)構(gòu),可以獲得細(xì)胞的表面積、厚度、寬度和體積等的量化參數(shù)等。例如,利用AFM可以對后的細(xì)胞表面形態(tài)的改變、造骨細(xì)胞在加入底物(鈷鉻、鈦、鈦釩等)后細(xì)胞形態(tài)和細(xì)胞彈性的變化、GTP對胰腺外分泌細(xì)胞囊泡高度的影響進(jìn)行研究。利用AFM還可以對自由基損傷的紅細(xì)胞膜表面精細(xì)結(jié)構(gòu)的研究,直接觀察到自由基損傷,以及加女貞子保護(hù)作用后,對紅細(xì)胞膜分子形態(tài)學(xué)的影響;而這些規(guī)格的選擇是依照樣品的特性,以及操作模式的不同,而選擇不同類型的探針。青海原子力顯微鏡測試技術(shù)

SFM除了形貌測量之外,還能測量力對探針-樣品間距離的關(guān)系曲線Zt(Zs)。它幾乎包含了所有關(guān)于樣品和針尖間相互作用的必要信息。當(dāng)微懸臂固定端被垂直接近,然后離開樣品表面時,微懸臂和樣品間產(chǎn)生了相對移動。而在這個過程中微懸臂自由端的探針也在接近、甚至壓入樣品表面,然后脫離,此時原子力顯微鏡(AFM)測量并記錄了探針?biāo)惺艿牧?,從而得到力曲線。Zs是樣品的移動,Zt是微懸臂的移動。這兩個移動近似于垂直于樣品表面。用懸臂彈性系數(shù)c乘以Zt,可以得到力F=c·Zt。如果忽略樣品和針尖彈性變形,可以通過s=Zt-Zs給出針尖和樣品間相互作用距離s。這樣能從Zt(Zs)曲線決定出力-距離關(guān)系F(s)。這個技術(shù)可以用來測量探針尖和樣品表面間的排斥力或長程吸引力,揭示定域的化學(xué)和機(jī)械性質(zhì),像粘附力和彈力,甚至吸附分子層的厚度。如果將探針用特定分子或基團(tuán)修飾,利用力曲線分析技術(shù)就能夠給出特異結(jié)合分子間的力或鍵的強(qiáng)度,其中也包括特定分子間的膠體力以及疏水力、長程引力等。揚(yáng)州原子力顯微鏡測試價錢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。

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條件下考察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。

原子力顯微鏡的工作模式是以針尖與樣品之間的作用力的形式來分類的。主要有以下3種操作模式:接觸模式(contactmode),非接觸模式(non-contactmode)和敲擊模式(tappingmode)、接觸模式從概念上來理解,接觸模式是AFM直接的成像模式。AFM在整個掃描成像過程之中,探針針尖始終與樣品表面保持緊密的接觸,而相互作用力是排斥力。掃描時,懸臂施加在針尖上的力有可能破壞試樣的表面結(jié)構(gòu),因此力的大小范圍在10-10~10-6N。若樣品表面柔嫩而不能承受這樣的力,便不宜選用接觸模式對樣品表面進(jìn)行成像。非接觸模式非接觸模式探測試樣表面時懸臂在距離試樣表面上方5~10nm的距離處振蕩。這時,樣品與針尖之間的相互作用由范德華力控制,通常為10-12N,樣品不會被破壞,而且針尖也不會被污染,特別適合于研究柔嫩物體的表面。這種操作模式的不利之處在于要在室溫大氣環(huán)境下實(shí)現(xiàn)這種模式十分困難。因為樣品表面不可避免地會積聚薄薄的一層水,它會在樣品與針尖之間搭起一小小的毛細(xì)橋,將針尖與表面吸在一起,從而增加對表面的壓力。力檢測部分在原子力顯微鏡(AFM)的系統(tǒng)中,所要檢測的力是原子與原子之間的范德華力。

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)動檢測裝置、監(jiān)控其運(yùn)動的反饋回路、使樣品進(jìn)行掃描的壓電陶瓷掃描器件、計算機(jī)控制的圖像采集、顯示及處理系統(tǒng)組成。微懸臂運(yùn)動可用如隧道電流檢測等電學(xué)方法或光束偏轉(zhuǎn)法、干涉法等光學(xué)方法檢測,當(dāng)針尖與樣品充分接近相互之間存在短程相互斥力時,檢測該斥力可獲得表面原子級分辨圖像,一般情況下分辨率也在納米級水平。AFM測量對樣品無特殊要求,可測量固體表面、吸附體系等;由探針得到探針-樣品相互作用的強(qiáng)度,來改變加在樣品掃描器垂直方向的電壓;安慶原子力顯微鏡測試多少錢

微懸臂通常由一個一般100~500μm長和大約500nm~5μm厚的硅片或氮化硅片制成。青海原子力顯微鏡測試技術(shù)

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;因為AFM的工作范圍很寬,可以在自然狀態(tài)(空氣或者液體)下對生物醫(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)用主要包括三個方面:生物細(xì)胞的表面形態(tài)觀測;生物大分子的結(jié)構(gòu)及其他性質(zhì)的觀測研究;生物分子之間力譜曲線的觀測。青海原子力顯微鏡測試技術(shù)

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