目的以课题组纯化获得的蛋白样本为观察对象,对比原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)及扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)的观察结果,并总结AFM观察生物大分子的主要问题和解决方法。方法将蛋白样本使用PBS稀释...目的以课题组纯化获得的蛋白样本为观察对象,对比原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)及扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)的观察结果,并总结AFM观察生物大分子的主要问题和解决方法。方法将蛋白样本使用PBS稀释至15 nmol·L^(-1),分别固定于载玻片、硅片和云母片上烘干,制成固相观察样本,SEM样本在观察前镀铂,使用AFM及SEM观察蛋白质表面结构,计算样本高度,对比结果差异。结果带正电的蛋白样本在观察时由于AFM探针的斥力会向右偏移;云母片能很好地消除蛋白正电荷从而避免样本移动;PBS能为蛋白样本提供良好的稳定环境,但PBS盐结晶会干扰探针运行和成像清晰度;SEM样本需要镀铂后观察,无法达到AFM的精度。结论使用AFM和SEM均可在体外环境直接观察蛋白质结构,AFM能提供更高精度的观察结果;在蛋白样本稳定性允许的情况下首选超纯水为溶剂载体,乙醇等挥发性液体也可作为溶剂载体,AFM的应用可为药理学生物大分子互作研究提供一新途径。展开更多
为解决原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)系统更换探针后光路调整复杂耗时、精度不足的问题,本文首次提出通过精密控制探针与探针夹装配位置来实现更换的探针相对AFM系统原光路位置的一致,进而实现免去AFM系统换针后调整光路...为解决原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)系统更换探针后光路调整复杂耗时、精度不足的问题,本文首次提出通过精密控制探针与探针夹装配位置来实现更换的探针相对AFM系统原光路位置的一致,进而实现免去AFM系统换针后调整光路步骤。该系统的光路一致性组件采用光束偏转法对探针位置与偏转进行放大与监测,并使用高精度位移与角度调节平台进行探针相对于探针夹的方位调整。通过实物搭建对探针一致性效果进行了验证,并对紫外光(Ultraviolet,UV)胶水固化过程导致探针位置偏移影响;探针不同偏移量时产生的探测器噪音对AFM系统成像质量影响进行了系统分析。实验结果表明:经由该系统装配的探针平均位置精度接近1.1μm;并且在AFM系统中更换一致性探针仅需8 s。该系统实现了高精度且质量稳定的探针一致性装配,极大地简化了AFM系统重新校准光路的操作步骤,其与自动换针装置配合可有效提升工业计量型AFM的操作与测量性能。展开更多
目的应用原子力显微镜(atomic force microscopy,AFM)定量测量Hela细胞的生物力学特性,比较在不同加载条件下Hela细胞的力学性质,提高人们对单细胞力学行为的认识,有助于了解疾病的发生、发展及预后,为癌症的病理生理学研究提供基础。...目的应用原子力显微镜(atomic force microscopy,AFM)定量测量Hela细胞的生物力学特性,比较在不同加载条件下Hela细胞的力学性质,提高人们对单细胞力学行为的认识,有助于了解疾病的发生、发展及预后,为癌症的病理生理学研究提供基础。方法应用AFM测量Hela细胞在不同针尖形状(球形和锥形)和不同加载速率下的力-位移曲线。应用Hertz和Sneddon方程分别拟合球形和锥形的力曲线确定其表面弹性模量。基于Mooney-Rivlin模型将Sneddon接触模型扩展,得到一个非线性压痕方程,并用锥形针尖的力曲线进行拟合验证其合理性。结果在相同加载速率下,Hertz方程拟合得到的细胞表面弹性模量比Sneddon方程拟合得到的小,且低估锥形针尖与细胞的接触面积会高估其表面弹性模量;在相同针尖形状下,细胞表面弹性模量随加载速率的增加而增大。用非线性压痕方程拟合所得弹性模量与Sneddon方程拟合力曲线截短部分得到的结果吻合较好。结论研究表明细胞的表面弹性模量受针尖形状和加载速率的影响较大,因此仅用细胞的弹性特征描述其力学性质的研究思路不够准确稳定,有必要用细胞的黏弹性力学特征作为诊断、检测疾病的重要指标来反映细胞的健康程度。本文引入的Mooney-Rivlin非线性力压痕关系可用于模拟AFM压痕行为。展开更多
微波功率器件在无线通信技术领域扮演着重要角色,而宽禁带半导体材料对微波功率器件的研究起着关键作用。氮化镓作为宽禁带半导体的代表,具有介电常数小、载流子饱和速率高、热导率高等优良特性。文章通过对氮化镓外延材料进行深入的原...微波功率器件在无线通信技术领域扮演着重要角色,而宽禁带半导体材料对微波功率器件的研究起着关键作用。氮化镓作为宽禁带半导体的代表,具有介电常数小、载流子饱和速率高、热导率高等优良特性。文章通过对氮化镓外延材料进行深入的原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)分析,能够更精准地表征氮化镓外延材料,从而助力微波功率器件的发展。展开更多
文摘目的以课题组纯化获得的蛋白样本为观察对象,对比原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)及扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)的观察结果,并总结AFM观察生物大分子的主要问题和解决方法。方法将蛋白样本使用PBS稀释至15 nmol·L^(-1),分别固定于载玻片、硅片和云母片上烘干,制成固相观察样本,SEM样本在观察前镀铂,使用AFM及SEM观察蛋白质表面结构,计算样本高度,对比结果差异。结果带正电的蛋白样本在观察时由于AFM探针的斥力会向右偏移;云母片能很好地消除蛋白正电荷从而避免样本移动;PBS能为蛋白样本提供良好的稳定环境,但PBS盐结晶会干扰探针运行和成像清晰度;SEM样本需要镀铂后观察,无法达到AFM的精度。结论使用AFM和SEM均可在体外环境直接观察蛋白质结构,AFM能提供更高精度的观察结果;在蛋白样本稳定性允许的情况下首选超纯水为溶剂载体,乙醇等挥发性液体也可作为溶剂载体,AFM的应用可为药理学生物大分子互作研究提供一新途径。
文摘为解决原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)系统更换探针后光路调整复杂耗时、精度不足的问题,本文首次提出通过精密控制探针与探针夹装配位置来实现更换的探针相对AFM系统原光路位置的一致,进而实现免去AFM系统换针后调整光路步骤。该系统的光路一致性组件采用光束偏转法对探针位置与偏转进行放大与监测,并使用高精度位移与角度调节平台进行探针相对于探针夹的方位调整。通过实物搭建对探针一致性效果进行了验证,并对紫外光(Ultraviolet,UV)胶水固化过程导致探针位置偏移影响;探针不同偏移量时产生的探测器噪音对AFM系统成像质量影响进行了系统分析。实验结果表明:经由该系统装配的探针平均位置精度接近1.1μm;并且在AFM系统中更换一致性探针仅需8 s。该系统实现了高精度且质量稳定的探针一致性装配,极大地简化了AFM系统重新校准光路的操作步骤,其与自动换针装置配合可有效提升工业计量型AFM的操作与测量性能。
文摘目的应用原子力显微镜(atomic force microscopy,AFM)定量测量Hela细胞的生物力学特性,比较在不同加载条件下Hela细胞的力学性质,提高人们对单细胞力学行为的认识,有助于了解疾病的发生、发展及预后,为癌症的病理生理学研究提供基础。方法应用AFM测量Hela细胞在不同针尖形状(球形和锥形)和不同加载速率下的力-位移曲线。应用Hertz和Sneddon方程分别拟合球形和锥形的力曲线确定其表面弹性模量。基于Mooney-Rivlin模型将Sneddon接触模型扩展,得到一个非线性压痕方程,并用锥形针尖的力曲线进行拟合验证其合理性。结果在相同加载速率下,Hertz方程拟合得到的细胞表面弹性模量比Sneddon方程拟合得到的小,且低估锥形针尖与细胞的接触面积会高估其表面弹性模量;在相同针尖形状下,细胞表面弹性模量随加载速率的增加而增大。用非线性压痕方程拟合所得弹性模量与Sneddon方程拟合力曲线截短部分得到的结果吻合较好。结论研究表明细胞的表面弹性模量受针尖形状和加载速率的影响较大,因此仅用细胞的弹性特征描述其力学性质的研究思路不够准确稳定,有必要用细胞的黏弹性力学特征作为诊断、检测疾病的重要指标来反映细胞的健康程度。本文引入的Mooney-Rivlin非线性力压痕关系可用于模拟AFM压痕行为。
文摘微波功率器件在无线通信技术领域扮演着重要角色,而宽禁带半导体材料对微波功率器件的研究起着关键作用。氮化镓作为宽禁带半导体的代表,具有介电常数小、载流子饱和速率高、热导率高等优良特性。文章通过对氮化镓外延材料进行深入的原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)分析,能够更精准地表征氮化镓外延材料,从而助力微波功率器件的发展。
