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蚌埠原子力顯微鏡測試技術

來源: 發布時間:2024-06-03

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樣品的表面特性。原子力顯微鏡,一種可用來研究包括絕緣體在內的固體材料表面結構的分析儀器。蚌埠原子力顯微鏡測試技術

DNA和蛋白質分子的特定相互作用在分子生物學中起著關鍵作用。蛋白質與DNA結合的精確位點圖譜和不同細胞狀態下結合位點的測定對于了解復雜細胞體系的功能與機理,特別是基因表達的控制都十分關鍵。AFM作為一種高度分辨達0。1nm,寬度分辨率為2nm左右的表面分析技術,已用于表征各類DNA-蛋白質的復合物。低濕度大氣條件下,Rees等利用AFM在接觸模式下考察了λ2PL啟動子在啟動和關閉轉錄過程中對DNA鏈彎曲程度的影響。此外,這個小組還研究了另外一種λ2轉錄因子,Cro-蛋白對DNA彎曲的影響。為了研究Jun蛋白的結合是否會引起DNA鏈的彎曲,Becker等利用AFM研究了包含一個AP21結合位點的線性化質粒DNA與Jun蛋白的復合物。Aizawa小組對DNA蛋白激酶Ku亞結構域和雙鏈DNA斷裂的相關性進行了研究。Kasas等研究了大腸桿菌RNA聚合酶(RNAP)轉錄過程中的動態酶活性。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模板進行結合,通過AFM成像了解其動態過程。蚌埠原子力顯微鏡測試技術從而使樣品伸縮,調節探針和被測樣品間的距離,反過來控制探針-樣品相互作用的強度,實現反饋控制。

原子力顯微鏡是在1986年由掃描隧道顯微鏡(ScanningTunnelingMicroscope)的發明者之一的葛賓尼(GerdBinnig)博士在美國斯坦福大學與C.FQuate和C.Gerber等人研制成功的。[1]它主要由帶針尖的微懸臂、微懸臂運動檢測裝置、監控其運動的反饋回路、使樣品進行掃描的壓電陶瓷掃描器件、計算機控制的圖像采集、顯示及處理系統組成。微懸臂運動可用如隧道電流檢測等電學方法或光束偏轉法、干涉法等光學方法檢測,當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;

隨著科學技術的發展,生命科學開始向定量科學方向發展。大部分實驗的研究重點已經變成生物大分子,特別是核酸和蛋白質的結構及其相關功能的關系。因為AFM的工作范圍很寬,可以在自然狀態(空氣或者液體)下對生物醫學樣品直接進行成像,分辨率也很高。因此,AFM已成為研究生物醫學樣品和生物大分子的重要工具之一。AFM應用主要包括三個方面:生物細胞的表面形態觀測;生物大分子的結構及其他性質的觀測研究;生物分子之間力譜曲線的觀測;當針尖與樣品充分接近相互之間存在短程相互斥力時;

原子力顯微鏡研究對象可以是有機固體、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。利用電性能測試時需要導電性能良好的載體,如石墨或鍍有金屬的基片。試樣的厚度,包括試樣臺的厚度,為10 mm。如果試樣過重,有時會影響Scanner的動作,請不要放過重的試樣。試樣的大小以不大于試樣臺的大小(直徑20 mm)為大致的標準。稍微大一點也沒問題。但是,值約為40 mm。如果未固定好就進行測量可能產生移位。請固定好后再測定。以供SPM控制器作信號處理;宿州原子力顯微鏡測試系統

從而以納米級分辨率獲得表面形貌結構信息及表面粗糙度信息;蚌埠原子力顯微鏡測試技術

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