丰台显微镜 2000倍生物显微镜在生物研究中的应用

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     原子力显微镜(AFM)自问世以来，在生物学研究中发挥着不可替代的作用，是生命科学研究中不可缺少的技术，原子力显微镜(AFM)技术具有样品制备简单、操作环境多样、重复频率高等优点。本文主要综述了生物化学、细胞生物学、免疫学和材料超微结构在生物学中的应用。
    
     宾宁因发明了扫描探针显微镜而获得了诺贝尔物理学奖。这种显微镜的放大倍数远大于以往任何显微镜的放大倍数：光学显微镜的放大倍数一般不超过1000倍，放大极限为100101000钛。它允许直接观察物质的分子和原子，这为进一步探索微观世界提供了理想的工具。
    
     原子力显微镜（AFM）技术的优点是其在生物学上迅速发展的主要原因。因此，它比通常使用的生物技术（AFM）在各种环境中操作更具破坏性。第四，原子力显微镜（AFM）可以在纳米尺度上观察局部的电荷密度和物理性质，测量分子间相互作用（AFM）可以操纵单个生物。此外，原子力显微镜（AFM）获得的信息可以与分析技术和显微镜进行比较。
    
     原子力显微镜(AFM)还具有加工分子或原子的能力，如移动原子、切割染色体、穿孔细胞膜等。力显微镜
    
     原子力显微镜(AFM)通常采用氮化硅作为灵敏的弹性微悬臂梁,其有一个非常尖锐的探针用于扫描样品。点或原子之间的相互作用力通常用Lennard-Jone势来描述:U(r)=-U0{(r0Z)12-(r0Z)6}其中Z、U0和R0为能量。原子间距小于R0时，原子间作用力由吸引力变为排斥力，扫描力测试采用探针与表面之间的吸引力和排斥力。原子力显微镜（AFM）是以排斥和吸引为基础的，在原子力显微镜（AFM）实验中，F（Z）=2R0 B/3Z3，其中Z、R0近似于微球ti的半径。P，B（AFM）。激光二极管发射的激光束被悬臂反射并撞击分裂光电二极管。由于样品表面原子结构的起伏，可以得到样品表面的凹凸信号，得到感兴趣的原子结构图像，原子尺度表面形貌为原子力显微镜（AFM）。
    
     TM成像的出现是观察软、粘、脆性样品向前迈出的关键一步，TM-AFM50000～500000倍频段交替接触并离开表面，由于接触表面造成的能量损失，减弱了悬臂振动。振幅减小可以用来识别和测量表面状态。当通过表面凸起部分时，悬臂梁在小空间内振荡，同时振荡的振幅减小；相反，当通过深度时，悬臂梁的振幅减小。振幅增加，数字反馈回路使用。
    
     调整样品间距，以保持恒定的振幅和作用在样品上的力。TM-AFM必须选择合适的振荡频率（通常为5000-40000次/），以避免整个液晶盒被悬臂振荡上下驱动。方法是，当沿XZ方向从样品表面撤出然后接近，并且每次撤出的距离保持相等时，如果撤出足够远，则对样品的横向力不会累积，从而减少了TM-AFM成像的优点在于，它不仅可以防止由于与表面之间的粘附和扫描造成的样品损伤，而且可以与表面接触，获得高分辨率的图像。常规样品的测试。
    
     随着液体成像中样品处理技术的提高，利用原子力显微镜(AFM)观察复杂的生化过程成为可能。用原子力显微镜（AFM）观察蛋白质和DNA的相互作用：生物分子需要固定在基底上，这是原子力显微镜（AFM）的成像基础，而生化反应过程要求生物分子能够相对自由地运动。大量的非特异性DNA，RNA聚合酶（RNAP）与启动子之间仍存在较高的结合率，推测RNAP沿DNA的扩散是其原因之一。通过观察RNAP沿DNA的滑动以及不同DNA片段之间的转移，肝素可以终止这些过程，进一步证实了RNAP-。
    
     DNA相互作用是非特异性的，原子力显微镜（AFM）也可以实时观察转录过程。加入核苷酸后，沉积在云母上的细长复合物沿着DNA模板向一个方向移动。两个对比实验证实RNAP和DNA的相对移动与实际转录情况一致。对照中，微环DNA没有终止子。以云母为模板进行转录，用原子力显微镜（AFM）观察干燥后的RNA长链。PAGE分析表明，云母结合的化合物具有活性，原子力显微镜（AFM）测得的近似生物分子的转录速率和构象变化也是原子力显微镜（AFM）的重要观察内容。CA和原子力显微镜（AFM）扫描。在液体池中加入尿素后，悬臂的竖向波动显著增大。因此，原子力显微镜（AFM）可以直接记录由酶活性引起的构象变化。革兰氏阴性菌的外膜是由规则组装的蛋白通道组成的保护屏障。耐辐射球菌
    
     Nallypackedintermediate，HPI）蛋白。HPI被认为与营养素的摄取和代谢物的排泄有关。HPI的原子力显微镜（AFM）图像显示规则的六边形和中心孔状结构。液体成像显示HPI呈现两种不同的构象：打开虽然它的含义并不清楚，但它显示了原子力显微镜（AFM）在液体成像中的优势。
    
     原子力显微镜（AFM）在分子识别研究中有着广泛的应用。分子间相互作用在生物学领域非常普遍，如受体-配体结合、抗原-抗体结合、分子间的信息传递等。利用原子力显微镜(AFM)对互补DNA链、细胞粘附分子a之间的相互作用进行了研究。配体-受体相互作用。生物素和链霉亲和素亲和力高，其相互作用的热力学数据也很清楚。因此，生物素和抗生素蛋白链霉素是原子力显微镜（AFM）测定特异性相互作用力的良好例子。一个经典的实验，生物素化小牛血清白蛋白（生物素化）被使用。
    
     以牛血清白蛋白(BBSA)为包封微球,将微球悬臂固定于悬臂梁上形成BBSA功能探针,用生物素封闭和非生物素封闭的抗生素蛋白链霉素溶液测定BBSA功能探针与云母的粘附性。结果表明，在无生物素抗生素蛋白链霉素溶液中，从云母表面分离BBSA功能探针需要很大的力。该作用力为(0.2570.025)nN，与配体-受体的分离力一致，据此计算出有效断裂距离为(0.950.10)nm。并且样品可以用来识别相应分子在表面的位置，如抗生素链霉素。已经开发出商业化的修饰探针，为不同的目的封装不同的分子。因此，原子力显微镜将发挥更广泛的作用。角色。
    
     原子力显微镜(AFM)可以直接观察表面缺陷、表面重构、表面吸附剂的形态和位置以及由表面吸附剂引起的表面重构，原子力显微镜(AFM)可以用来观察许多不同的原子级平面结构。材料。例如，原子力显微镜（AFM）可用于研究DL-亮氨酸晶体。可以观察到表面晶体分子的有序排列。DL-亮氨酸晶体的晶格间距与X-射线衍射数据一致。此外，原子力显微镜（AFM）已成功地用于观察有机分子和吸附在基底上的生物样品，如山梨酸、DNA和蛋白质的表面。（L-赖氨酸）海藻酸钠（海藻酸钠）
    
     聚赖氨酸海藻酸钠(APA)胶囊膜具有半透性，可防止人体免疫系统成分进入由APA膜组成的胶囊内，从而不会对胶囊内的物质造成免疫系统损害，因此可用于保护tra。在体内移植组织，延长其在人体内的存活时间，同时具有缓释作用，APA膜的半透性与其表面超微结构密切相关。利用原子力显微镜(AFM)对APA薄膜的表面结构进行了研究。发现了APA表面的特殊结构，揭示了APA表面超微结构对半透性的重要意义。镜检（AFM）。
    
     原子力显微镜(AFM)可用于研究活细胞或固定化细胞(如红细胞、白细胞、细菌、血小板、心肌细胞、活肾上皮细胞和胶质细胞)的动态行为。在大多数研究中，样品直接放置在玻片上，不进行染色和固定。样品制备和操作环境简单，细胞膜的免疫金标记为细胞表面抗原的高分辨率定位开辟了道路。
    
     原子力显微镜(AFM)细胞成像，例如使用原子力显微镜(AFM)研究活体肾上皮细胞，可以在50nm细胞骨架元件、浆膜凹和膜结合丝的分辨率下观察到浆膜斑块。观察血小板的运动。用原子力显微镜(AFM)对迁移性上皮细胞浆膜进行实时成像，用原子力显微镜(AFM)观察细胞表面骨架结构。哺乳动物细胞在水中的分辨率为50 nm。在活细胞中，细胞形态的变化可以追溯到时间。药物（秋水仙碱）诱导的细胞骨架结构表面受体的交联（通过IgE抗体与IgE受体结合）也可以用来描述细胞。用原子力显微镜（AFM）观察了神经元和胶质细胞质膜下微丝的运动。由于图像的视觉、实时性和动态特性，提出了纳米外科的概念，即纳米级的细胞手动操作，以实现对病理细胞的外科手术。
    
     原子力显微镜（AFM）在生物学中的应用依赖于样品的制备和适合针-样品相互作用的缓冲溶液的研究。因此，原子力显微镜（AFM）在生物学中的应用前景是毋庸置疑的。大多数生物过程都比较快，原子力显微镜（AFM）时间分辨率的提高有助于观察这些过程，生命科学研究有其自身的特点。原子力显微镜(AFM)是原子力显微镜(AFM)的重要组成部分,它的高分辨力是原子力显微镜(AFM)的优点,在理论上可以达到原子水平,但至今尚未实现。如何制备较细的针尖将有助于进一步提高分辨率，随着样品制备技术的改进。
    
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