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,檢測技術(shù)的提高和制樣技術(shù)的完善得到了集中的體現(xiàn)。在細胞中,分子馬達可以將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械運動,防止因為布朗運動導致的細胞中具有方向性的活動出現(xiàn)錯誤,這些活動包括:肌漿球蛋白,運動蛋白,動力蛋白,螺旋酶,DNA 聚合酶和RNA 聚合酶等分子馬達蛋白的共同特點是沿著一條線性軌道執(zhí)行一些與生命活動息息相關的功能,比如肌肉的收縮,細胞的分化過程中染色體的隔離,不同細胞間的細胞器的置換以及基因信息的解碼和復制等。由于分子馬達本身的微型化,它們?nèi)菀资芨叩臒崮芎痛蟮牟▌拥挠绊?,了解馬達分子如何正常有序工作就成為一項具有挑戰(zhàn)性的任務。利用AFM,人們已經(jīng)知道了肌動蛋白結(jié)合蛋白的結(jié)構(gòu)信息和細胞運動過程中肌動蛋白骨架調(diào)控功能。積分增益和比例增益幾個參數(shù)的設置來對該反饋回路的特性進行控制;江西原子力顯微鏡測試技術(shù)
AFM液相成像技術(shù)的優(yōu)點在于消除了毛細作用力,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三通接點構(gòu)象,DNA復制和重組的中間體構(gòu)象,分子開關結(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;衡水原子力顯微鏡測試價格由探針得到探針-樣品相互作用的強度,來改變加在樣品掃描器垂直方向的電壓;
原子力顯微鏡的基本原理是:將一個對微弱力極敏感的微懸臂一端固定,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,通過在掃描時控制這種力的恒定,帶有針尖的微懸臂將對應于針尖與樣品表面原子間作用力的等位面而在垂直于樣品的表面方向起伏運動。利用光學檢測法或隧道電流檢測法,可測得微懸臂對應于掃描各點的位置變化,從而可以獲得樣品表面形貌的信息。我們以激光檢測原子力顯微鏡(AtomicForceMicroscopeEmployingLaserBeamDeflectionforForceDetection,Laser-AFM)來詳細說明其工作原理。
AFM對RNA的研究還不是很多。結(jié)晶的轉(zhuǎn)運RNA和單鏈病毒RNA以及寡聚Poly(A)的單鏈RNA分子的AFM圖像已經(jīng)被獲得。因為在于不同的緩沖條件下,單鏈RNA的結(jié)構(gòu)變化十分復雜,所以單鏈RNA分子的圖像不容易采集。(利用AFM成像RNA分子需要對樣品進行特殊和復雜的處理。Bayburt等借鑒Ni2+固定DNA的方法在緩沖條件下獲得了單鏈Pre-mRNA分子的AFM圖像。他們的做法如下:(1)用酸處理被Ni2+修飾的云母基底以增加結(jié)合力;(2)RNA分子在70℃退火,慢慢將其冷卻至室溫再滴加在用酸處理過的Ni2+-云母基底上。采用AFM單分子力譜技術(shù),在Mg2+存在的溶液中,Liphardt等研究了形貌多變的RNA分子的機械去折疊過程,發(fā)現(xiàn)了從發(fā)夾結(jié)構(gòu)到三螺旋連接體這些RNA分子三級結(jié)構(gòu)的過渡態(tài)。隨后他們又利用RNA分子證實了可逆非平衡功函和可逆平衡自由能在熱力學上的等效性。)掃描樣品時,利用傳感器檢測這些變化,就可獲得作用力分布信息;
原子力顯微鏡(AtomicForceMicroscope,簡稱AFM)利用微懸臂感受和放大懸臂上尖細探針與受測樣品原子之間的作用力,從而達到檢測的目的,具有原子級的分辨率。由于原子力顯微鏡既可以觀察導體,也可以觀察非導體,從而彌補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體也可以采用類似掃描探針顯微鏡(SPM)的觀測方法。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,而是檢測原子之間的接觸,原子鍵合,范德瓦耳斯力或卡西米爾效應等來呈現(xiàn)樣品的表面特性、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。三明原子力顯微鏡測試多少錢
在系統(tǒng)檢測成像全過程中,探針和被測樣品間的距離始終保持在納米(10e-9米)量級;江西原子力顯微鏡測試技術(shù)
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橋,將針尖與表面吸在一起,從而增加對表面的壓力;江西原子力顯微鏡測試技術(shù)