原子力显微镜对生理溶液中活细胞成像条件的研究

本文研究用原子力显微技术(AFM)在生理条件下对活细胞成像的基本方法,并对各种影响成像因素如针尖与细胞表面的非特异性相互作用、AFM悬臂弹性系数及细胞表面柔性等问题提供相应的解决方案。从而为AFM在成像的基础上对活细胞其它性质的研究提供基础。用本文方法清晰地显示了固定细胞与活细胞膜表面所具有的明显差别:活细胞膜完整平滑,固定细胞表面粗糙,边缘不整。

粗糙薄膜表面的原子力显微镜研究和多重分形分析(英文)

用一系列生成元模拟了具有不同特征的、与原子力显微镜图像相似的规则粗糙表面。详细讨论了规则粗糙表面多重分形谱参数的意义。并通过与方均根粗糙度 (rms)和简单分形维数D0 的比较 ,描述了多重分形分析的优点。

用原子力显微技术研究受体-配体间的相互作用

原子力显微镜(AFM)不仅能对纳米生物结构进行实时动态的形态和结构观察,而且还能以10-12N(pN)的精度对溶液中生物分子表面的相互作用力进行直接测量,逐渐成为一种研究受体-配体间相互作用的良好工具。本文简要综述用AFM研究受体-配体间作用力、受体-配体间相互作用的影响因素及对这些因素的处理方法。

原子力显微镜仍有巨大的发展潜力

10年来，以扫描探针显微技术（SPM）为代表的各种表面分析技术，尤其是原子力显微技术（AFM），在计量学及表面表征领域已成为科学家所利用的常规工具之一。在这10年中，原子力显微镜每年销售额的增长超过1亿美元。20世纪90年代末，生命科学分析仪器市场空前繁荣，涉及SPM领域的公司在此时期经历重要的重组和快速的发展，并在实验室仪器设备行业中受到高度的重视。尽管在此之后市场发展的速度缓慢下来，但其仍然是一个极具潜力的市场。

高速原子力显微术研究进展

自1986年发明原子力显微镜以来,它已成为材料、生物以及纳米科技等许多领域的重要工具。由于常规原子力显微镜成像速度缓慢,在动态过程观测、工业生产线原位测量以及高密度信息存储等领域的应用受到限制,因此发展高速原子力显微术近年来已引起国内外的高度关注。本文综述了高速原子力显微术关键技术(包括:微小探针、高速扫描器设计和控制方法)以及应用等方面的最近进展。

乙酰胆碱酯酶分子的原子力显微成像

本文研究了用原子力显微技术对乙酰胆碱酯酶进行成像的方法。在新鲜裂解的云母表面镀一层金膜，金膜与疏基丙酸（ＭＰＡ）的疏基形成Ｓ－Ａｕ键。使ＭＰＡ的游离羧基再通过碳二亚胺反应与ＡＣｈＥ的碱性氨基酸的氨基形成肽键连接，ＡＣｈＥ因而被固定于支持物表面。这样固定的ＡＣｈＥ可获得清晰成像而不脱落。

活体细胞骨架的原子力显微成像

为研究原子力显微术在生物医学中的应用,实现对活体细胞骨架纳米尺度的实时观察,采用轻敲模式和接触模式对体外培养的大鼠脑微血管内皮细胞进行成像。结果显示不同模式在分辨细胞超微结构及质膜下细胞骨架纤维束等方面各有特点,可从不同角度获取细胞骨架的信息。

利用红外光谱与原子力显微技术揭示纳米级大豆肽结构及其与溶解性的关系

以大豆分离蛋白为原料进行胃蛋酶水解,得到大豆肽。通过红外光谱、原子力显微镜对大豆蛋白和大豆肽的二级结构及微观结构进行分析,揭示结构与溶解性之间的关系。结果表明,与大豆分离蛋白相比,大豆肽二级结构主要以无规则卷曲为主,其α-螺旋和β-折叠结构含量低16.38%,而无序结构的β-转角和无规则卷曲含量高15.37%。大豆肽表面较平滑颗粒较分散,以单个分子状态存在,粒径为大豆分离蛋白的50%,在pH为4.0时,其溶解性为大豆分离蛋白的4.43倍。

牛血清蛋白在亲水硅片表面吸附的原子力显微成像

本文用原子力显微术 (AFM)研究了牛血清白蛋白 (BSA)在亲水硅片表面的吸附。硅片表面经亲水处理后 ,将牛血清蛋白 (BSA)吸附在表面 ,采用轻敲模式 ,可获得清晰的AFM图像。牛血清蛋白 (BSA)的AFM图像表明 :BSA在亲水硅片表面是单分子、水平吸附在硅片表面 ,且呈颗粒状 ;1mg ml的BSA在吸附 3 0min后为饱和吸附。BSA到达硅表面后 ,蛋白中可移动的带正电荷的基团可以趋向亲水表面 ,使BSA与硅表面的静电相互作用由斥力变为吸引力。

原子力显微技术的基本原理及药理学应用

PRINCI

原子力显微技术在细胞生物学中的应用

对近年来原子力显微技术(AFM)在细胞生物学中的应用大致归纳为几个方面进行了简单介绍,还指出了细胞表面结构难于识别、细胞内部结构难以原位观察等AFM应用于细胞生物学中的难题,并提出了“形状探针”的概念以及超薄切片的思路以解决这些难题。AFM在细胞生物学中的应用研究还远远不足,需要更多的科学工作者加入其中。

双模态振幅调制原子力显微术相互作用区转变研究

双模态振幅调制原子力显微术测试或成像过程中存在引力区和斥力区两种相互作用区.开展双模态振幅调制原子力显微术针尖样品相互作用区转变的研究,对于在特定作用区内成像的参数设置、相互作用区范围的控制,以及对成像结果的正确理解和解释尤为重要.将有限差分法和同相正交法相结合,采用数值模拟方法研究了探针模态自由振幅大小设定、样品力学性能变化以及模态激励频率的设置对双模态振幅调制原子力显微术相互作用区转变的影响.研究结果表明,探针模态自由振幅之和越大,则引力区向斥力区转变时的临界设定点越大,使探针位于引力区的设定点的范围越小.样品的弹性模量越大、黏度系数越小,探针在接近样品过程中引力区向斥力区转变发生越早,即引力区设定点的范围越小.偏离自由共振频率对探针进行激励时,引力区的范围均小于以自由共振频率激励时的引力区范围,探针运动状态的突变并不一定对应相互作用区的转变,且不能将相位值是否高于或低于90°作为判定探针位于引力区或斥力区的依据.

难溶性药用纳米微粒的原子力显微检测

建立用原子力显微镜(AFM)检测难溶性药用纳米微粒的方法。将纳米微粒配成一定浓度的悬浮液,以新鲜裂解的云母表面作为样品载体,在室温下用AFM的接触模式成像,用粒度分析软件进行粒度分析。以此方法对两种微粒(活性炭及氧化锌纳米微粒)进行了成像和测量,同时对两种样品进行透射电镜(TEM)观察。AFM检测结果显示,纳米活性炭微粒形态近似球形,表面较平滑,平均直径为(299±187)nm;纳米氧化锌微粒呈球形,平均直径(50±20)nm,与TEM检测结果具有较高一致性。该法简便可靠。

晶须增强纯铝基复合材料表面腐蚀形貌的原子力显微术观察

利用原子力显微镜观察了纯铝基复合材料早期腐蚀过程中表面形貌的变化特征.研究了Sicw/Al18B4O33w/Al两种复合材料的腐蚀行为.结果表明;两种复合材料在3.5％NaCl溶液中具有明显的点蚀倾向,且随腐蚀时间的增加,点蚀坑的尺寸显著增大.观察发现晶须与基体的界面是腐蚀易于发生的地方,点蚀首先在晶须的端部产生,随后沿着晶须与基体的界面扩展.SiCw/Al18B4O33w/Al复合材料的界面腐蚀机制存在较大的差别,这主要是由于二者界面结合状态不同造成的.

前列腺肿瘤组织的超声弹性与原子力显微成像

对前列腺肿瘤组织的力学特征在体进行了超声弹性成像,在此基础上,利用原子力显微成像对经超声介导采样的离体前列腺肿瘤组织进行盲样检测,并将成像诊断结果与临床石蜡切片HE染色病理进行了比较.实验结果表明离体前列腺肿瘤组织的弹性明显小于其正常对照组织,而且前列腺肿瘤恶性程度越高,其黏弹性越小.研究表明原子力显微成像技术能精准、快速获取离体组织的微观细胞力学特征,该特征信息将为肿瘤的早期筛查和快速诊断提供一种新方法.

基于原子力显微技术的混合料中沥青微尺度性能测试方法

以沥青混合料试件为研究对象,探讨了原子力显微样本的制备方法.选取最大纵向起伏度和表面粗糙度两个指标对不同储存条件下的样本制备效果进行评定,提出采用低温冷冻措施保证AFM(atomic force microscope)样本平整度的制样方法;利用原子力显微技术的力学性能量化模块AFMQNM(atomic force microscope-quantitative nano mechanical),选取沥青胶浆区域3个典型的观测区域,进行原子力显微测试及微尺度力学性能量化表征.研究结果表明,"冷冻保存、低温切割"的混合料试件样本制备方法能够满足AFM技术的观测要求;AFM-QNM技术可以在混合料试件中直接测试沥青(胶浆)和矿质集料的模量和黏附性质,可有效区分不同的材料组分.

原子力显微镜对纳米生物结构的观察和操纵

原子力显微镜不仅能对纳米生物结构进行观察,而且也能对其进行操纵。对纳米生物结构的观察已深入到生物大分子结构水平。原子力显微镜对生物大分子的操纵包括从染色质中提取DNA用于基因分析、对膜蛋白的结构进行观察、对蛋白构象进行可控操纵等。这些纳米技术的应用将揭示生物系统更多的结构和功能信息。

Al掺杂ZnO薄膜原子力显微图像的多重分形研究

用原子力显微镜观察溶胶-凝胶法制备Al掺杂ZnO薄膜的表面形貌,运用多重分形理论研究Al掺杂ZnO薄膜的原子力显微图像,多重分形谱可以很好地定量表征薄膜的表面形貌。结果显示:Al掺杂量为0.5 at.%的ZnO薄膜经550℃退火处理后,rms粗糙度为1.817,Al掺杂量为1.0 at.%的ZnO薄膜经600℃退火处理后,rms粗糙度增大到4.625,相应的分形谱宽Δα从0.019增大到0.287,分形参数Δf由-0.075变为0.124。

用原子力显微技术测定生物分子之间的相互作用力

原子力显微技术（ＡＦＭ）可直接测定生物大分子之间的作用力，为人们理解生命原理提供了一个新的手段。目前已用ＡＦＭ对一些在生命科学中具有重要意义的生物大分子之间的作用力进行了测定如：①配体受体之间的相互作用力；②运动蛋白之间的作用力；③细胞粘附糖蛋白之间的作用力；④核酸双链和碱基对氢键之间的相互作用力；⑤特殊化基团之间的作用力。本文综述其有关文献。