超高速視頻級(jí)原子力顯微鏡
原子力顯微鏡（Atomic Force Microscope ，AFM），一種可用來研究包括絕緣體在內(nèi)的固體材料表面結(jié)構(gòu)的分析儀器。它通過檢測(cè)待測(cè)樣品表面和一個(gè)微型力敏感元件之間的極微弱的原子間相互作用力來研究物質(zhì)的表面結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。將一對(duì)微弱力敏感的微懸臂一端固定，另一端的微小針尖接近樣品，這時(shí)它將與其相互作用，作用力將使得微懸臂發(fā)生形變或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化。掃描樣品時(shí)，利用傳感器檢測(cè)這些變化，就可獲得作用力分布信息，從而以納米級(jí)分辨率獲得表面形貌結(jié)構(gòu)信息及表面粗糙度信息。
技術(shù)特征：
超高速視頻級(jí)原子力顯微鏡
利用微懸臂感受和放大懸臂上尖細(xì)探針與受測(cè)樣品原子之間的作用力，從而達(dá)到檢測(cè)的目的，具有原子級(jí)的分辨率。由于原子力顯微鏡既可以觀察導(dǎo)體，也可以觀察非導(dǎo)體，從而彌補(bǔ)了掃描隧道顯微鏡的不足。原子力顯微鏡是由IBM公司蘇黎世研究中心的格爾德·賓寧于一九八五年所發(fā)明的，其目的是為了使非導(dǎo)體也可以采用類似掃描探針顯微鏡（SPM）的觀測(cè)方法。原子力顯微鏡（AFM）與掃描隧道顯微鏡（STM）大的差別在于并非利用電子隧穿效應(yīng)，而是檢測(cè)原子之間的接觸，原子鍵合，范德瓦耳斯力或卡西米爾效應(yīng)等來呈現(xiàn)樣品的表面特性。
應(yīng)用領(lǐng)域：
應(yīng)用包括：利用 HS-AFM可在納米尺度動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)記錄生物大分子的運(yùn)動(dòng)以及分子間相互作用，包括：
√ 掃描速度快 | √ 探針小，適用于生物樣品 | √ 自動(dòng)校正，適合長(zhǎng)時(shí)間測(cè)樣 |
◆ 掃描速度可達(dá) 20 frame/s ◆ 有 4 種掃描臺(tái)可供選擇 | ◆ 懸臂探針共振頻率高，彈簧系 數(shù)小。避免了對(duì)生物樣品等的損傷 | ◆ 懸臂探針可自動(dòng)漂移校準(zhǔn)， 適用于長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)。 |
plasmid DNA250nm * 250nm Bacteriorhodopsin40nm * 40nm myosinⅡ500nm * 500nm IgG antibody150nm * 150nm
lipid membrane：3500nm * 3500nm 350nm poly beads3000nm * 3000nm E.coli：3000nm * 3000nm 350nm poly beads：900nm * 900nm
Video imaging of walking myosin V 實(shí)時(shí)觀察myosin V蛋白的運(yùn)動(dòng)
N. Kodera et al. Nature 468, 72 (2010). Kanazawa University
Real-space and real-time dynamics of CRISPR-Cas9 實(shí)時(shí)顯示CRISPR基因編輯
Mikihiro et al. Nature Communications, (2017). Kanazawa University
案例：
設(shè)備規(guī)格及參數(shù)：
掃描速度：50 ms/frame (20 frames/sec)
壓電掃描器：X: 0.7µm, Y:0.7µm, Z: 0.4µm
樣品大小：1.5mm in diameter
掃描環(huán)境：In liquid/In air
控制系統(tǒng)：PID control, Dynamic PID control
significant Function：Scanner active dumping，Drift correction for cantilever excitation
light response for D69N實(shí)時(shí)觀察
rotorless F1-ATPase實(shí)時(shí)觀察
dendrite growth inneuron 實(shí)時(shí)觀察
walking myosin V實(shí)時(shí)觀察
可選配置
光照裝置：Light irradiation unit for the experiments with caged compounds. Variable wavelength: 350-560nm
寬掃描臺(tái)：1frames/s；XY：4µm×4µm, Z：0.7µm
超寬掃描臺(tái)Amplified：0.1frames/s；XY：30µm×30µm, Z：1.2µm
微流控系統(tǒng)：The observation solutions can be exchanged whilecontinuing AFM observation.
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