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、;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。無(wú)錫原子力顯微鏡測(cè)試系統(tǒng)
原子力顯微鏡(AtomicForceMicroscope,AFM),一種可用來(lái)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。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)。將一對(duì)微弱力極端敏感的微懸臂一端固定,另一端的微小針尖接近樣品,這時(shí)它將與其相互作用,作用力將使得微懸臂發(fā)生形變或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化。掃描樣品時(shí),利用傳感器檢測(cè)這些變化,就可獲得作用力分布信息,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;莆田原子力顯微鏡測(cè)試廠家由探針得到探針-樣品相互作用的強(qiáng)度,來(lái)改變加在樣品掃描器垂直方向的電壓;
二極管激光器(Laser Diode)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,并從微懸臂背面反射到由光電二極管構(gòu)成的光斑位置檢測(cè)器(Detector)。在樣品掃描時(shí),由于樣品表面的原子與微懸臂探針的原子間的相互作用力,微懸臂將隨樣品表面形貌而彎曲起伏,反射光束也將隨之偏移,因而,通過(guò)光電二極管檢測(cè)光斑位置的變化,就能獲得被測(cè)樣品表面形貌的信息。
在系統(tǒng)檢測(cè)成像全過(guò)程中,探針和被測(cè)樣品間的距離始終保持在納米(10e-9米)量級(jí),距離太大不能獲得樣品表面的信息,距離太小會(huì)損傷探針和被測(cè)樣品,反饋回路(Feedback)的作用就是在工作過(guò)程中,由探針得到探針-樣品相互作用的強(qiáng)度,來(lái)改變加在樣品掃描器垂直方向的電壓,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。因此,反饋控制是本系統(tǒng)的主要工作機(jī)制。本系統(tǒng)采用數(shù)字反饋控制回路,用戶在控制軟件的參數(shù)工具欄通過(guò)以參考電流、積分增益和比例增益幾個(gè)參數(shù)的設(shè)置來(lái)對(duì)該反饋回路的特性進(jìn)行控制。
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、AFM在整個(gè)掃描成像過(guò)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。
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(guò)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(guò)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(guò)AFM成像了解其動(dòng)態(tài)過(guò)程。距離太大不能獲得樣品表面的信息,距離太小會(huì)損傷探針和被測(cè)樣品,反饋回路的作用就是在工作過(guò)程中;無(wú)錫原子力顯微鏡測(cè)試系統(tǒng)
從而達(dá)到檢測(cè)的目的,具有原子級(jí)的分辨率。無(wú)錫原子力顯微鏡測(cè)試系統(tǒng)
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(guò)重,有時(shí)會(huì)影響Scanner的動(dòng)作,請(qǐng)不要放過(guò)重的試樣。試樣的大小以不大于試樣臺(tái)的大小(直徑20 mm)為大致的標(biāo)準(zhǔn)。稍微大一點(diǎn)也沒(méi)問(wèn)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。無(wú)錫原子力顯微鏡測(cè)試系統(tǒng)