湖南原子力顯微鏡測(cè)試技術(shù)

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。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。湖南原子力顯微鏡測(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、；太原原子力顯微鏡測(cè)試非接觸模式非接觸模式探測(cè)試樣表面時(shí)懸臂在距離試樣表面上方5～10nm的距離處振蕩。

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)；

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)；所以在本系統(tǒng)中是使用微小懸臂（cantilever）來檢測(cè)原子之間力的變化量。

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(gè)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(shí)，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(duì)樣品表面進(jìn)行成像。非接觸模式非接觸模式探測(cè)試樣表面時(shí)懸臂在距離試樣表面上方5～10nm的距離處振蕩。這時(shí)，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(huì)被破壞，而且針尖也不會(huì)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?yàn)闃悠繁砻娌豢杀苊獾貢?huì)積聚薄薄的一層水，它會(huì)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(duì)表面的壓力。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；安陽(yáng)原子力顯微鏡測(cè)試服務(wù)

微懸臂頂端有一個(gè)尖銳針尖，用來檢測(cè)樣品－針尖間的相互作用力。湖南原子力顯微鏡測(cè)試技術(shù)

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。湖南原子力顯微鏡測(cè)試技術(shù)