使用碳纳米管AFM针尖的蛋白质高分辨率成像

原子力显微镜(AFM)是分析生物分子结构的有效手段,而目前使用的探针针尖的性质限制了高分辨率图像的获得。该文将碳纳米管安装到原子力显微镜的传统针尖上,制作出碳纳米管针尖以解决这个问题。运用碳纳米管针尖在大气常温条件下获得了由3个单元组成的小鼠抗体IgG蛋白质的Y形结构,并且分子的尺寸与X射线晶体衍射的结果非常接近,这种效果用传统针尖是无法获得的。获得的蛋白质分子超微结构的高分辨率图像为研究蛋白质分子功能提供了有价值的信息。     

原子力显微镜与磷脂双层膜作用实验结果理论分析

 利用原子力显微镜研究生物膜力学性质,已经成为研究生物膜稳定性的重要技术。通常,原子力显微镜探针和磷脂双层膜相互作用力谱曲线包括非线性部分和线性部分,其中线性部分的物理机制仍不完全清楚。将磷脂双层膜看作弹性半空间,基于相互作用原理,系统地研究了原子力显微镜探针与磷脂双层膜相互作用过程,理论结果包含了能够表征磷脂双层膜稳定性的重要参数：杨氏模量和泊松系数,以及原子力显微镜探针尖端半径。不仅合理地揭示了H. J. Bütt的实验结果曲线中线性部分的物理机制,还指出,通过增加离子浓度,磷脂双层膜的杨氏模量增大和泊松系数减小,从而导致原子力显微镜探针与磷脂双层膜之间的相互作用力随着离子浓度增加而增加。     

基于原子力显微镜微探针的新型超灵敏传感器

近年来基于原子力显微镜(atomic force microscopy,AFM)微探针发展的新型超灵敏传感器引起了研究人员的极大兴趣,已成为这一研究领域的前沿方向之一.基于AFM微探针的新型传感器主要是利用AFM的高分辨率、可以测定极微弱的力和AFM微探针悬臂对极微弱力敏感等特性.如利用AFM的高分辨率的特性,通过测定样品表面覆盖度、高度等的变化,发展了新型免疫传感器、DNA传感器等;利用AFM可以测定极微弱的力,通过测定分子对间的相互作用,发展了各种新型微探针力传感器;利用AFM微探针悬臂的对极微弱力敏感,将分子识别反应的力学信号转化为AFM探针微悬臂的纳米机械响应,发展了形式多样的新型化学、生物传感器.文中从AFM微探针信号转换原理的角度分类综述了这一前沿研究方向的重要进展.     

扫描探针显微镜在材料表征的应用

作为一种广泛应用的表面表征工具,扫描探针显微镜(SPM)不仅可以表征三维形貌,还能定量地研究表面的粗糙度、孔径大小和分布及颗粒尺寸,在许多学科均可发挥作用.综述了国外最新的几种扫描探针显微表征技术,包括扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)和近场扫描光学显微镜(SNOM)等方法,以纳米材料为主要研究对象,展示了这几种技术在表征纳米材料的结构和性能方面的应用.     

硼掺杂对碳纳米管形貌和结构的影响

以Fe3O4纳米粒子为催化剂,CH4,B2H6和H2为气源,采用电子回旋共振微波等离子体化学气相沉积技术(ECR CVD)在多孔硅基底上制备出了掺硼碳纳米管薄膜·使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能量色散X射线谱(EDX)和X射线光电子谱(XPS)对样品的形貌、结构及组分进行表征·结果表明:通入B2H6后,纳米管的形貌和结构均发生了变化·生长气氛中硼的存在使得高取向性密集碳纳米管转变为较为分散且取向性很差的纳米管·从中空结构转变为类竹节结构,同时多壁管外径增大,管壁增厚,表面变得粗糙,并导致纳米管的生长速度降低,长度减小·     

基于原子力显微镜微探针的新型超灵敏传感器

近年来基于原子力显微镜(atomic force microscopy, AFM)微探针发展的新型超灵敏传感器引起了研究人员的极大兴趣，已成为这一研究领域的前沿方向之一．基于AFM微探针的新型传感器主要是利用AFM的高分辨率、可以测定极微弱的力和AFM微探针悬臂对极微弱力敏感等特性．如利用AFM的高分辨率的特性，通过测定样品表面覆盖度、高度等的变化，发展了新型免疫传感器、DNA传感器等；利用AFM可以测定极微弱的力，通过测定分子对间的相互作用，发展了各种新型微探针力传感器；利用AFM微探针悬臂的对极微弱力敏感，将分子识别反应的力学信号转化为AFM探针微悬臂的纳米机械响应，发展了形式多样的新型化学、生物传感器．文中从AFM微探针信号转换原理的角度分类综述了这一前沿研究方向的重要进展．     

柔性衬底上铝背电极制备及相关特性研究

采用射频磁控溅射技术在聚酰亚胺柔性衬底上制备硅基薄膜太阳能电池用铝背电板,研究了不同溅射功率和工作气压条件对铝电极薄膜性能的影响.利用原子力显微镜分析表征了薄膜的表面形貌和粗糙度,薄膜的电学性能和光学性能分别采用四探针测量仪和紫外可见近红外分光光度计进行分析表征.测试结果表明:随着溅射功率的增加,薄膜表面均方根粗糙度迅...     

硅表面改性及其生物学研究

为了增加海马神经元在以硅为基底的微电子器件表面的黏附和生长,采用化学方法对集成电路的衬底材料硅进行了表面改性,并对改性前后的硅表面进行了x射线光电子能谱分析、原子力显微镜形貌分析和接触角测定.用改良的考马斯亮蓝法对硅片和改性后的硅片进行了蛋白质吸附研究,并采用荧光显微镜观察了胎鼠海马神经细胞在改性前后硅表面的黏附行为.结果表明,改性后的硅表面接触角减小,粗糙度增加.蛋白质吸附结果表明硅的改性能减少蛋白质的吸附.海马神经细胞在改性硅前后表面的黏附行为研究表明,未改性的硅片上几乎不能黏附海马神经细胞,而改性后硅片上能显著增加海马神经细胞的黏附和生长,并能形成神经细胞网络.     

MOCVD Al_xGa_(1-x)N/GaN超晶格结构的界面与表面表征

采用掠入射X射线反射谱技术和原子力显微镜表面形貌技术对AlxGa1-xN/GaN超晶格结构的界面与表面进行了表征,将反射谱数据与X射线衍射结果结合获得了垒层组分及阱层宽度与界面粗糙度的关系.掠入射X射线反射谱的显著强度振荡与原子力显微镜所观察到的台阶流动形貌表明了平整的界面和表面的存在.研究发现,低Al组分(x=0.15)阱宽小的样品界面与表面粗糙度最小.     

一种基于石墨烯基丝网印刷电极的免标记DNA生物传感器

作者基于色胺功能化的石墨烯修饰的丝网印刷电极构建了一种新型的快速、便携、低成本的免标记电化学生物传感器,用于检测目标DNA单链.研究使用还原氧化石墨烯和色胺通过π-π作用结合,使用戊二醛将其固定到电极表面,并连接氨基修饰的单链DNA探针,制成传感器.运用XPS、拉曼光谱、荧光光谱、高分辨率透射电镜、原子力显微镜等手段表征其组成、形貌以及相互作用.电化学阻抗谱用于表征传感器的测试性能等.本课题构建的DNA生物传感器具有高灵敏度和特异性,检出限低达10~(-11) mol/L,线性区间为10~(-7)～10~(-11) mol/L.