受弹性生物试件约束的矩形AFM悬臂梁的热响应

摘要

原子力显微术(Atomic force microscopy,AFM)是在分子与细胞水平上研究生物学问题的一个日益重要的工具。利用AFM测定生物样本的力学特性,其精度受环境热噪声的影响。我们分析了其探针受弹性生物试件(如蛋白质和DNA分子)约束的矩形AFM悬臂梁的热动力响应过程,发现该耦合系统为试件弹簧与悬臂梁弹簧的并联系统,导出悬臂梁的偏转与位移间的解析关系式,并给出考虑了窄谱效应的用于估计生物样本刚度的有理函数逼近式,从而提出一种的从AFM悬臂梁的热动力响应特征中提取生物样本刚度的新方法。