基于原子力显微镜技术的生物大分子与纳米颗粒的力学性质研究

来源 :中国科学院上海应用物理研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:susan6918
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本论文首先从实验与理论两方面详细介绍了我们最近发展的振动模式扫描极化力显微镜(Vibrating mode scanning polarization force microscopy,VSPFM)技术,它能够在几十皮牛到几纳牛范围(精度~0.1 nN)内精确测量物体微小的形变(精度~0.1 nm),非常适合直接测量单个生物分子在小力区(<0.5 nN)的压弹性,另外通过改变环境湿度还可以测量生物分子的含水量对其弹性的影响,因此利用VSPFM技术可以为在单个生物大分子局域压弹性的研究中开辟一个新的领域.在介绍VSPFM技术的基础上,我们详细讨论了利用该技术测量单个DNA分子直径方向(与双螺旋方向垂直)的压弹性.研究结果表明同一根DNA分子上各个区域的压弹性差异很大,这可能是由于DNA分子本身结构的差异(碱基对序列不同)也可能是局域的环境不同(如温度、湿度不同)引起的.除了DNA分子压弹性的测量以外,论文还讨论了纳米颗粒状物体(PPV纳米颗粒与蛋白质分子)的弹性,同时与胶体金颗粒进行了比较,利用赫兹模型计算得到PPV纳米颗粒的压弹性模量大约为16±6MPa,略小于文献报道的PPV薄膜的弹性模量(~50 MPa),这可能是由于PPV成膜时分子间的侧向支撑使其变得相对较硬.
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