原子力显微镜观察大豆异黄酮类小分子纳米形貌及与血小板的相互作用

通过原子力显微镜观察水溶液中分散的大豆异黄酮类小分子(三羟基异黄酮-Lys-Lys-PD)形貌,及其与未活化、活化的血小板相互作用后血小板的形貌变化。结果:三羟基异黄酮-Lys-Lys-PD在水溶液中呈均匀颗粒分布,且颗粒分布比较均一,与未血小板作用后,其在血小板表面的形貌依然可以通过AFM考察,且能够明显观察到其与活化的血小板作用后,血小板的伪足与聚集状态明显减少。     

原子力显微镜在细胞生物学中应用的现状

原子力显微镜(AFM)是近十几年来表面成像技术最重要的进展之一.AFM具有原子级分辨率,它的产生和发展为细胞生物学研究提供了一种有效的工具.本文介绍原子力显微镜在细胞生物学中应用的现状,包括细胞固定,细胞成像,力检测及细胞操纵,并对原子力显微镜技术的发展进行展望.     

原子力显微镜成像技巧的探讨

原子力显微镜(Atomic Force Microscopy,AFM)的一个重要应用是对样品表面的微纳米尺寸特征进行成像,在扫描的过程中,实际成像图是原子力探针和样品共同卷积的结果,所以探针的选择、样品的制备直接决定成像质量。本文总结了探针的弹性系数、曲率半径、悬臂镀层对成像的影响,以及制样、装样时可能存在的问题,因此为获得更准确的成像,需要克服样品可能存在的这些问题,并选择适合的探针对其成像。     

光学原子力显微镜中的蒙特卡罗方法

扫描探针显微镜(Scanning probe microscopy,SPM)是显微镜的一个分支,它利用物理探针扫描标本形成样本表面图像.而原子力显微镜(Atomic force microscopy,AFM)是SPM中一种多功能的表面成像和测量工具,对导电、不导电、真空中、空气中或流体中的各种样本均可测量.原子力显微镜最面临的最大挑战之一是评估其在表面测量过程中所伴随的不确定度.本研究通过XYZ Phase的标定,对一台光学原子力显微镜进行了校准.该方法旨在克服在评估一些无法实验确定的不确定部件时遇到的困难,如尖端表面相互作用力和尖端几何.运用蒙特卡罗方法来确定根据相关容差和概率密度函数(PDFs)随机绘制参数而引起的相关不确定度.整个过程遵循《测量不确定度表示指南》(GUM)补编2.经本方法验证,原子力显微镜的评估不确定度为10nm左右.     

光学原子力显微镜中的蒙特卡罗方法（英文）

扫描探针显微镜(Scanning probe microscopy, SPM)是显微镜的一个分支,它利用物理探针扫描标本形成样本表面图像。而原子力显微镜(Atomic force microscopy, AFM)是SPM中一种多功能的表面成像和测量工具,对导电、不导电、真空中、空气中或流体中的各种样本均可测量。原子力显微镜最面临的最大挑战之一是评估其在表面测量过程中所伴随的不确定度。本研究通过XYZ Phase的标定,对一台光学原子力显微镜进行了校准。该方法旨在克服在评估一些无法实验确定的不确定部件时遇到的困难,如尖端表面相互作用力和尖端几何。运用蒙特卡罗方法来确定根据相关容差和概率密度函数(PDFs)随机绘制参数而引起的相关不确定度。整个过程遵循《测量不确定度表示指南》(GUM)补编2。经本方法验证,原子力显微镜的评估不确定度为10 nm左右。     

基于分子动力学的原子力显微镜表面成像

基于非接触式原子力显微镜针尖扫描成像机理,应用分子动力学方法采用非刚性针尖-表面原子团簇相互作用模型,模拟超低温环境下,非接触式原子力显微镜单晶硅针尖扫描单晶硅(111)-(7×7)表面成像过程.仿真计算采用两种原子间经验势函数描述针尖-表面原子间相互作用,两种晶向针尖末端模型都实现了对单晶硅(111)-(7×7)表面原子级分辨率仿真成像,在某些超原子级分辨率仿真图像中在单晶硅(111)-(7×7)表面Adatom原子位置出现了的双月牙峰形结构,模拟计算与成像试验文献中得到的图像基本一致.同时对采用确定的势函数及确定的晶向针尖末端,实现稳定成像的扫描针尖-表面距离进行讨论.扫描过程中针尖和被测表面形貌轻微改变,对扫描成像结果影响不大.     

基于精确探针模型的AFM图像重构研究

原子力显微镜技术已在纳米成像中得到了普遍应用.但实验表明,AFM图像在水平方向分辨率较低,其中探针针尖形貌是影响扫描图像分辨率的关键因素之一.为了提高AFM扫描图像的分辨率,改善成像质量,一种可行的方法是通过建立探针模型后,重构扫描图像.在已有的探针建模方法中,普遍采用盲建模算法.针对目前盲建模算法中降噪阈值难以优化问题,提出了一种降噪阈值最优估计新方法.该方法可以使盲建模算法更准确地建立扫描方向上的探针形貌轮廓,进而完成3D探针模型.通过应用AFM探针扫描多空铝和标准栅格实验,介绍了探针针尖形貌精确建模的方法.然后使用数学形态学的腐蚀运算对标准栅格的AFM成像进行了重构,验证了上述方法的有效性.实验结果证明,重构后的图像中降低了探针针尖形貌的失真影响,可以显著改善扫描探针显微镜成像的水平分辨率.     

原子力显微镜在生物医学中的应用

原子力显微镜 (AFM)是近十几年来表面成像技术中最重要的进展之一。它具有非常高的分辨率。本文将阐述原子力显微镜的工作原理 ,分析原子力显微镜在生物医学中的应用现状 ,包括生物医学样品的表面形貌观测 ,在液体中的观测 ,生物分子之间力谱曲线的观测 ,以及生物医学样品制备技术等。     

原子力显微镜在生物分子力学性质方面的研究

原子力显微镜在生物纳米研究领域有广泛应用,包括对生物样品的形貌成像、超微结构、机械性能和相互作用等方面的研究。利用其非修饰和修饰探针进行样品扫描,可以得到样品表面形貌和样品表面某一特定点的力与距离的关系曲线,从而得到相关生物分子的力学性质。目前国际上应用原子力显微镜对生物分子力学特性方面的研究已经成为最热门的研究课题之一,在生物医学和临床医学方面有重要研究意义。本文简述了原子力显微镜的力曲线原理,并对近年来应用原子力显微镜在探测生物分子力学性质方面的研究进展进行了综述。     

大范围快速AFM的高速高精度控制系统

针对原子力显微镜难以同时实现快速、高精度、大范围扫描成像的不足,逐渐出现了带两级扫描器的原子力显微镜。基于自行研制的大范围快速原子力显微镜(含两级扫描器),为其设计了一种以DSP_FPGA为核心的高速高精度控制系统。包括DSP和FPGA间数据传输模式和相互配置等关键技术的设计,然后嵌入PI控制器,最后用实验验证了控制系统的有效性。     

原子力显微镜在活体微生物实时动态观测中的应用

本文运用原子力显微镜的实时成像技术,通过探索制样条件和调节仪器参数,对活体大肠杆菌进行原位实时动态观测。文中探讨研究了生理盐水、PBS磷酸缓冲液以及Tris-HCl缓冲液洗涤之后细菌的形态变化。结果表明,采用Tris-HCl缓冲液洗涤后的细菌仍然保持良好的状态,菌体饱满光滑,没有出现干瘪塌陷或是形成多细胞聚集体的现象,能够真实反映细菌的形态以及表面微结构。另外,调节原子力显微镜回馈信号的积分增益和力学参数,比较长时间实时动态观测下细菌形貌的差异,优化仪器参数设置。经过两个小时的连续观察,细菌依然保持良好的状态,菌体完整饱满,表面平整光滑,实现了活体微生物的原位实时动态观测。     

小鼠肝脏超薄切片的原子力显微成像

利用原子力显微镜（AFM）对透射电镜生物制样的超薄切片进行扫描成像,研究细胞内的超微结构。对小鼠肝脏组织进行常规的透射电镜生物制样处理,Epon 812包埋聚合,钻石刀切片70nm厚超薄切片,移到新鲜解离的云母上。所得图像能够清晰分辨细胞和亚细胞结构,并获得细胞内亚细胞器的粘弹性等物理性质,为进一步研究细胞的结构和功能提供了新的技术方法。     

原子力显微镜控制参数对光栅清晰度的影响

原子力显微镜的发明是固体材料成像技术一次重大的飞跃,通过使用原子力显微镜对样品表面扫描成像,能够获得真实的三维图像[1],在扫描图像时需要设置好每个参数,不同的参数对原子力显微镜的成像会产生不同的影响。主要探究了积分增益以及比例增益对原子力显微镜成像光栅清晰度的影响,以图像中心距(ACM)清晰度算法和点锐度清晰度(EAV)算法作为评价的标准。实验表明,积分增益和比例增益越大,系统噪声会不断增加,相应的图像会变得越不清晰,最终保持不变。     

湿度对液桥中毛细力和能量耗散的影响

原子力显微镜(AFM)在扫描图像过程中会产生赝像的重要因素是:在探针和基底表面接触过程中,两者之间会生成一种带有黏附力的结构,称之为液桥。在大气环境下,不同的湿度条件能够影响液桥的形成和断裂,而液桥的存在会使得原子力显微镜在扫描成像过程中,悬臂梁自由端的受力和能量产生变化,最终干扰扫描成像的质量。研究不同湿度对于针尖和基底之间的毛细力F_(max)、能量耗散η的影响,选择最佳的成像条件,可以提高AFM工作的准确性和可靠性。     

一种高效、简便原子力显微镜液体中原位实验方法

原子力显微镜从1986年发明以来,由于其在显微成像术中的独特优势,受到愈来愈多的来自各个学科领域研究人员的高度注视。目前所报道的有关原子力显微镜原位动态观察的方法在实际操作中需要较高的技巧性。本文介绍一种原子力显微镜的原位成像方法,能够做到在液体中高效、简便观察生物样品。     

纳米管探针机械性能在纳米表征中的优势研究

碳纳米管探针是原子力显微镜新一代探针,在纳米表征领域有重要的应用价值.本文系统的研究了碳纳米管原子力显微镜探针和普通硅探针的机械性能对探针表征能力的影响.通过对比两种探针的耐磨损实验及对小鼠IgG蛋白成像研究发现,碳纳米管探针具有良好的弹性弯曲能力,耐磨损,而且能显著减小成像时对柔软的生物样品的损伤.发现纳米管探针具有很好的塑性,利用聚焦离子束的照射可以精确优化纳米管探针的角度,解决了碳纳米管探针角度精确调控的技术瓶颈,充分发挥纳米管探针的高分辨率优势.     

计量型原子力显微镜的位移测量系统(英文)

针对纳米结构表征和纳米制造的质量控制需要,中国计量科学研究院设计并搭建了一台计量型原子力显微镜用于纳米几何结构的测量.为了将位移精确溯源到国际单位米,研制了单频8倍程干涉仪测量位移,样品表面形貌则由接触式原子力显微镜测量.一个立方体反射镜与原子力显微镜的测头固定,作为干涉仪的参考镜.两个互相垂直的干涉仪用于测量样品与探针在x-y方向的相对位置.样品台置于具有三面反射镜的零膨胀玻璃块上,由压电陶瓷位移台驱动.另外两台干涉仪测量样品与探针在z方向的位移,探针针尖位于干涉仪光束的交点以减小Abbe误差.由于光学器件的缺陷产生的相位混合会引起非线性误差,采用谐波分离法拟合干涉信号来修正误差,修正后干涉仪测量误差减小为0.7 nm.     

原子力显微镜在膜研究中的应用与展望

原子力显微镜(AFM)以其无可比拟的优势在膜科学领域中得到了广泛的应用。它不仅可以在空气,液体等不同环境中获得膜的表面三维形貌,同时还能定量地研究膜表面的粗糙度、膜孔结构,并且能用力曲线来评价膜污染机制。本文简介了原子力显微镜的的工作原理,并结合近年来原子力显微镜在膜研究中的发展,对其在膜表面表征、膜污染研究等重要方面进行了举例介绍。     

分布式原子力显微系统

在药理成分或者不同剂量的药物以及新配方对细胞进行可行性分析时,由于低速成像和细胞培养时间的差异所带来的误差是不可避免的。为了获得更加精确的结果,我们提出了分布式原子力显微系统,把两个原子力显微镜集成到一个操作系统中,研究人员可以在一个操作界面上对两个原子力显微镜同时操作。通过这种方式,有望实现对同一时刻不同细胞在相同生长环境,相同细胞在同一时刻不同生长环境以及不同细胞在同一时刻同一生长环境下生长状态的分析。因此,获取样品的效率可以显著提高。     

原子力显微镜发展近况及其应用

扫描隧道显微镜(简称STM)和原子力显微镜(简称AFM),它们也可统称为扫描探针显微镜(简称SPM)。原子力显微镜(AFM) 是近十几年来表面成像技术中最重要的进展之一。与扫描电子显微镜相比,它具有较高的分辨率。本文将讨论原子力显微镜的工作原理、原子力显微镜的发展概况和应用。