原子力顯微鏡的在生物領(lǐng)域的應(yīng)用

 新聞資訊     |      2022-06-28 11:26:21

近年來,人們逐漸探索使用原子力顯微鏡進(jìn)行納米觀測和生物樣品的微觀操作。以下是對納米技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域取得的顯著成就的回顧。

一、形態(tài)結(jié)構(gòu)

作為一種新的形態(tài)結(jié)構(gòu)成像技術(shù),原子力顯微鏡AFM實(shí)現(xiàn)了對生物樣品在接近自然生理?xiàng)l件下的觀察。這主要是由于以下特點(diǎn):

①與掃描電子顯微鏡(sem)和透射電子顯微鏡(tem)相比,樣品制備過程簡單,不需要染色、包埋、電鍍和電子束輻照處理

②除了觀察在大氣中干燥和固定的樣品,它還可以對液體中的樣品成像;

③可以通過根據(jù)不同觀察者的要求,調(diào)節(jié)樣品所處的溫度、濕度、大氣、真空等觀察生活條件。


 原子力顯微鏡下的氧化石墨烯.png


二、 力學(xué)特性

由于原子力顯微鏡可以測量每個(gè)掃描點(diǎn)的高度和力,這意味著不僅可以獲得生物樣品的表面形貌和三維結(jié)構(gòu),而且可以獲得表面硬度、粘彈性和摩擦力等力學(xué)性能的表面圖。

 

 三、顯微操作

原子力顯微鏡AFM利用力敏感探針尖部和樣品之間的作用力來形成表面圖像。一端固定有對弱力敏感的彈性微懸臂,另一端放有微針尖。針尖與樣品表面有輕微的接觸。由于尖部原子與樣品表面原子之間的作用力很弱(10 ^-8 ~ 10 ^-6 n) ,微懸臂梁會發(fā)生輕微的彈性變形。

原子力顯微鏡的圖像也可以采用“等高”模式獲得,即在X、Y掃描過程中,針尖與參考水平面的距離保持不變,探測器直接測量微懸臂梁在Z方向的變形進(jìn)行成像。這種方法可以使用更高的掃描速度,因?yàn)樗皇褂梅答伃h(huán),而反饋環(huán)通常在觀察原子和分子圖像時(shí)使用得更多,但不適合表面起伏較大的樣品。