作為微納尺度的力學(xué)工具,原子力顯微鏡技術(shù)被越來(lái)越多地應(yīng)用于生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究,推動(dòng)了該交叉學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展。利用多種測(cè)量模式與改進(jìn)的探針,原子力顯微鏡可以在液體中對(duì)亞細(xì)胞、細(xì)胞、組織等多個(gè)尺度的生命物質(zhì)進(jìn)行力學(xué)測(cè)量,研究其在衰老、癌變等生命過(guò)程中力學(xué)性質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化。本文綜述了原子力顯微鏡的力學(xué)測(cè)量原理、生物力學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法,以及在單細(xì)胞的整體與局部、液-液相分離液滴、上皮囊泡組織等力學(xué)測(cè)量中的應(yīng)用,分析了復(fù)雜流體與微納尺度流動(dòng)對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量的影響,并對(duì)該領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)行了展望。 

【文章來(lái)源】：實(shí)驗(yàn)流體力學(xué). 2020,34(02)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

原子力顯微鏡示意圖

圖2展示了典型的振幅A和相位φ隨驅(qū)動(dòng)頻率ω變化的曲線。當(dāng)驅(qū)動(dòng)頻率ω為系統(tǒng)的共振頻率ω0=(kc/m)1/2時(shí)，振幅A=F0/（ξω0），相位φ=-90°。不同于靜態(tài)模式的力靈敏度受到布朗運(yùn)動(dòng)熱噪聲的限制，在動(dòng)態(tài)模式下，原子力顯微鏡的力靈敏度可進(jìn)一步提高。原子力顯微鏡在動(dòng)態(tài)模式下利用鎖相技術(shù)跟蹤驅(qū)動(dòng)頻率ω或相位φ，僅檢測(cè)驅(qū)動(dòng)頻率ω附近帶寬為ΔB范圍內(nèi)的信號(hào)，從而消除其他頻率的背景噪聲。因此，動(dòng)態(tài)模式的力靈敏度大小為[42]:

如圖3(a）所示，原子力顯微鏡探針懸臂的長(zhǎng)度通常為100～200μm，末端有一個(gè)微米尺度的錐型尖端，尖端的最小曲率為10nm量級(jí)，以提供納米級(jí)的空間分辨率。但對(duì)于生物樣品（如活細(xì)胞），一方面，鋒利的尖端容易刺破細(xì)胞膜，對(duì)細(xì)胞造成損傷；另一方面，生物介質(zhì)和細(xì)胞表面的生物大分子極易吸附于探針表面，產(chǎn)生極強(qiáng)的黏附性并造成空間分辨率的降低。因此，在使用原子力顯微鏡進(jìn)行生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)前，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)象對(duì)探針尖端形狀及表面進(jìn)行適當(dāng)修飾。另外，原子力顯微鏡的生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)生物樣品的制備和實(shí)驗(yàn)條件也有一定的特殊要求，本節(jié)對(duì)具體的實(shí)驗(yàn)條件和方法給出建議。2.1 特殊形狀探針的制備

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3510773