超高速视频级原子力显微镜

原子力显微镜（Atomic Force Microscope ，AFM），一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。它通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物质的表面结构及性质。将一对微弱力敏感的微悬臂一端固定，另一端的微小针尖接近样品，这时它将与其相互作用，作用力将使得微悬臂发生形变或运动状态发生变化。扫描样品时，利用传感器检测这些变化，就可获得作用力分布信息，从而以纳米级分辨率获得表面形貌结构信息及表面粗糙度信息。 技术特征： 超高速视频级原子力显微镜 利用微悬臂感受和放大悬臂上尖细探针与受测样品原子之间的作用力，从而达到检测的目的，具有原子级的分辨率。由于原子力显微镜既可以观察导体，也可以观察非导体，从而弥补了扫描隧道显微镜的不足。原子力显微镜是由IBM公司苏黎世研究中心的格尔德·宾宁于一九八五年所发明的，其目的是为了使非导体也可以采用类似扫描探针显微镜（SPM）的观测方法。原子力显微镜（AFM）与扫描隧道显微镜（STM）大的差别在于并非利用电子隧穿效应，而是检测原子之间的接触，原子键合，范德瓦耳斯力或卡西米尔效应等来呈现样品的表面特性。 应用领域： 应用包括：利用 HS-AFM可在纳米尺度动态实时记录生物大分子的运动以及分子间相互作用，包括： √扫描速度快 √探针小，适用于生物样品 √自动校正，适合长时间测样 ◆ 扫描速度可达 20 frame/s ◆ 有 4 种扫描台可供选择 ◆ 悬臂探针共振频率高，弹簧系 数小。避免了对生物样品等的损伤 ◆ 悬臂探针可自动漂移校准， 适用于长时间观测。 plasmid DNA250nm * 250nmBacteriorhodopsin40nm * 40nm myosinⅡ500nm * 500nmIgG antibody150nm * 150nm lipid membrane：3500nm * 3500nm350nm poly beads3000nm * 3000nmE.coli：3000nm * 3000nm350nm poly beads：900nm * 900nm Video imaging of walking myosin V 实时观察myosin V蛋白的运动 N. Kodera et al.Nature468, 72 (2010). Kanazawa University Real-space and real-time dynamics of CRISPR-Cas9 实时显示CRISPR基因编辑 Mikihiro et al.NatureCommunications, (2017). Kanazawa University 案例： 设备规格及参数： 扫描速度：50 ms/frame (20 frames/sec) 压电扫描器：X: 0.7µm, Y:0.7µm, Z: 0.4µm 样品大小：1.5mm in diameter 扫描环境：In liquid/In air 控制系统：PID control, Dynamic PID control significant Function：Scanner active dumping，Drift correction for cantilever excitation light response for D69N实时观察 rotorless F1-ATPase实时观察 dendrite growth inneuron 实时观察 walking myosin V实时观察 可选配置 光照装置：Light irradiation unit for the experiments with cagedcompounds. Variable wavelength: 350-560nm 宽扫描台：1frames/s；XY：4µm×4µm, Z：0.7µm 超宽扫描台Amplified：0.1frames/s；XY：30µm×30µm, Z：1.2µm 微流控系统：The observation solutions can be exchanged whilecontinuing AFM observation.