基于原子力顯微鏡石英叉探針細胞掃描成像的研究.pdf

1、細胞成像技術(shù)對生物學家理解生物系統(tǒng)及其動力學極為重要，傳統(tǒng)的細胞成像技術(shù)包括：光學顯微鏡，電子顯微鏡和原子力顯微鏡。原子力顯微鏡通過檢測原子之間相互作用力，其主要優(yōu)點在于成像精度高、成像范圍大，對樣品及環(huán)境適用范圍廣，已成為細胞表面成像的主要工具。
　　傳統(tǒng)的原子力顯微鏡通過激光反射來檢測探針和樣品之間的相互作用力，該方法存在著一定的局限性，如低Q因子的懸臂，較高的熱漂移以及繁瑣的激光校準程序，此外激光的使用也會在一定程度上對細胞

2、造成損害。為此本文提出了基于原子力顯微鏡的石英叉?zhèn)鞲衅骷夹g(shù)（TF-AFM），該技術(shù)不僅有效地規(guī)避了上述問題，還具有如下特點：高Q因子，低功耗，高空間分辨率，高溫度穩(wěn)定性以及高力靈敏度。
　　本文系統(tǒng)分析了石英叉的工作原理，詳述其電性能和機械性能，并借助COMSOL軟件對其機械模型進行仿真，仿真結(jié)果與理論模型吻合。通過正反對比QPS，A-probe，QTFs三種常用石英叉?zhèn)鞲衅鞯膬?yōu)缺點，選定QTFs作為本文中的石英叉?zhèn)鞲衅?，并利用?/p>

3、化學腐蝕方法制備石英叉?zhèn)鞲衅鳎瑢ζ銺因子檢測結(jié)果表明：在空氣中，QTFs石英叉?zhèn)鞲衅鞯腝因子在2000-8000(平均)范圍內(nèi)，而在水中，由于存在著水動態(tài)阻尼的影響，其Q因子在500-2000(平均)范圍內(nèi)。
　　文中詳述了基于原子力顯微鏡石英叉?zhèn)鞲衅鞒上裣到y(tǒng)的搭建，并開發(fā)了相應的程序，該系統(tǒng)可在輕敲和接觸模式下分別對活細胞掃描成像，為防止掃描過程中對細胞造成損害，所有的掃描圖像都采用輕敲模式，實驗過程中發(fā)現(xiàn)的問題及結(jié)果如下：1、