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(wú)特殊要求,可測(cè)量固體表面、吸附體系等。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;廊坊原子力顯微鏡測(cè)試公司
橫向力顯微鏡(LFM)是在原子力顯微鏡(AFM)表面形貌成像基礎(chǔ)上發(fā)展的新技術(shù)之一。工作原理與接觸模式的原子力顯微鏡相似。當(dāng)微懸臂在樣品上方掃描時(shí),由于針尖與樣品表面的相互作用,導(dǎo)致懸臂擺動(dòng),其擺動(dòng)的方向大致有兩個(gè):垂直與水平方向。一般來(lái)說(shuō),激光位置探測(cè)器所探測(cè)到的垂直方向的變化,反映的是樣品表面的形態(tài),而在水平方向上所探測(cè)到的信號(hào)的變化,由于物質(zhì)表面材料特性的不同,其摩擦系數(shù)也不同,所以在掃描的過(guò)程中,導(dǎo)致微懸臂左右扭曲的程度也不同,檢測(cè)器根據(jù)激光束在四個(gè)象限中,(A+C)-(B+D)這個(gè)強(qiáng)度差值來(lái)檢測(cè)微懸臂的扭轉(zhuǎn)彎曲程度。而微懸臂的扭轉(zhuǎn)彎曲程度隨表面摩擦特性變化而增減(增加摩擦力導(dǎo)致更大的扭轉(zhuǎn))。激光檢測(cè)器的四個(gè)象限可以實(shí)時(shí)分別測(cè)量并記錄形貌和橫向力數(shù)據(jù)。聊城原子力顯微鏡測(cè)試廠家?guī)в嗅樇獾奈冶蹖?duì)應(yīng)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(yùn)動(dòng);
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可以用來(lái)對(duì)細(xì)胞進(jìn)行形態(tài)學(xué)觀察,并進(jìn)行圖像的分析。通過(guò)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)紅細(xì)胞膜分子形態(tài)學(xué)的影響;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)。
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、;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);衡水原子力顯微鏡測(cè)試價(jià)格
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。廊坊原子力顯微鏡測(cè)試公司
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,生命科學(xué)開(kāi)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);廊坊原子力顯微鏡測(cè)試公司