原子力顯微鏡的工作模式是以針尖與樣品之間的作用力的形式來分類的。主要有以下3種操作模式:接觸模式(contact mode) ,非接觸模式( non - contact mode) 和敲擊模式( tapping mode)。接觸模式從概念上來理解,接觸模式是AFM直接的成像模式。AFM 在整個掃描成像過程之中,探針針尖始終與樣品表面保持緊密的接觸,而相互作用力是排斥力。掃描時,懸臂施加在針尖上的力有可能破壞試樣的表面結構,因此力的大小范圍在10 - 10~10 - 6 N。若樣品表面柔嫩而不能承受這樣的力,便不宜選用接觸模式對樣品表面進行成像。非接觸模式非接觸模式探測試樣表面時懸臂在距離試樣表面上方5~10 nm 的距離處振蕩。這時,樣品與針尖之間的相互作用由范德華力控制,通常為10 - 12 N ,樣品不會被破壞,而且針尖也不會被污染,特別適合于研究柔嫩物體的表面。這種操作模式的不利之處在于要在室溫大氣環境下實現這種模式十分困難。因為樣品表面不可避免地會積聚薄薄的一層水,它會在樣品與針尖之間搭起一小小的毛細橋,將針尖與表面吸在一起,從而增加對表面的壓力。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;四川原子力顯微鏡測試廠家
對于蛋白質,AFM的出現極大的推動了其研究進展。AFM可以觀察一些常見的蛋白質,諸如白蛋白,血紅蛋白,胰島素及分子馬達和噬菌調理素吸附在圖同固體界面上的行為,對于了解生物相溶性,體外細胞的生長,蛋白質的純化,膜中毒有很大幫助。例如,Dufrene 等利用AFM 考察了吸附在高分子支撐材料表面上的膠原蛋白的組裝行為。結合X-射線光電子能譜技術和輻射標記技術,他們提出了一個定性解釋其層狀結構的幾何模型。AFM 實驗證實了膠原蛋白組裝有時連續,有時不連續的性質,通過形貌圖也提供了膠原蛋白纖維狀結構特征。Quist等利用AFM 研究了白蛋白和豬胰島素在云母基底上的吸附行為,根據AFM 圖上不同尺寸的小丘狀物質推測,蛋白質有時發生聚集,有時分散分布。Epand 等則利用AFM 技術研究了一類感冒病毒的紅血球凝集素,展示了一種膜溶原蛋白自組裝形成病毒折疊蛋白分子外域的實時過程。呂梁原子力顯微鏡測試價錢在原子力顯微鏡的系統中,可分成三個部分:力檢測部分、位置檢測部分、反饋系統。
AFM對RNA的研究還不是很多。結晶的轉運RNA和單鏈病毒RNA以及寡聚Poly(A)的單鏈RNA分子的AFM圖像已經被獲得。因為在于不同的緩沖條件下,單鏈RNA的結構變化十分復雜,所以單鏈RNA分子的圖像不容易采集。(利用AFM成像RNA分子需要對樣品進行特殊和復雜的處理。Bayburt等借鑒Ni2+固定DNA的方法在緩沖條件下獲得了單鏈Pre-mRNA分子的AFM圖像。他們的做法如下:(1)用酸處理被Ni2+修飾的云母基底以增加結合力;(2)RNA分子在70℃退火,慢慢將其冷卻至室溫再滴加在用酸處理過的Ni2+-云母基底上。采用AFM單分子力譜技術,在Mg2+存在的溶液中,Liphardt等研究了形貌多變的RNA分子的機械去折疊過程,發現了從發夾結構到三螺旋連接體這些RNA分子三級結構的過渡態。隨后他們又利用RNA分子證實了可逆非平衡功函和可逆平衡自由能在熱力學上的等效性。)
AFM液相成像技術的優點在于消除了毛細作用力,針尖粘滯力,更重要的是可以在接近生理條件下考察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。在氣相條件下陽離子參與DNA的沉積已經發展十分成熟,適于AFM觀察。在液相條件下,APTES修飾的云母基底較常用。DNA的許多構象諸如彎曲,超螺旋,小環結構,三鏈螺旋結構,DNA三通接點構象,DNA復制和重組的中間體構象,分子開關結構和藥物分子插入到DNA鏈中的相互作用都地被AFM考察,獲得了許多新的理解。掃描時,懸臂施加在針尖上的力有可能破壞試樣的表面結構,因此力的大小范圍在10-10~10-6N。
AFM液相成像技術的優點在于消除了毛細作用力,針尖粘滯力,更重要的是可以在接近生理條件下考察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;在氣相條件下陽離子參與DNA的沉積已經發展十分成熟,適于AFM觀察。在液相條件下,APTES修飾的云母基底較常用。DNA的許多構象諸如彎曲,超螺旋,小環結構,三鏈螺旋結構,DNA三通接點構象,DNA復制和重組的中間體構象,分子開關結構和藥物分子插入到DNA鏈中的相互作用都地被AFM考察,獲得了許多新的理解。這就造成偏移量的產生。在整個系統中是依靠激光光斑位置檢測器將偏移量記錄下并轉換成電的信號;三明原子力顯微鏡測試
帶有針尖的微懸臂將對應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動;四川原子力顯微鏡測試廠家
AFM可以用來對細胞進行形態學觀察,并進行圖像的分析。通過觀察細胞表面形態和三維結構,可以獲得細胞的表面積、厚度、寬度和體積等的量化參數等。例如,利用AFM可以對后的細胞表面形態的改變、造骨細胞在加入底物(鈷鉻、鈦、鈦釩等)后細胞形態和細胞彈性的變化、GTP對胰腺外分泌細胞囊泡高度的影響進行研究;利用AFM還可以對自由基損傷的紅細胞膜表面精細結構的研究,直接觀察到自由基損傷,以及加女貞子保護作用后,對紅細胞膜分子形態學的影響。四川原子力顯微鏡測試廠家