原子力显微镜

摘要： 背景:目前临床治疗长骨骨折的主要手段是石膏或夹板外固定及接骨板或者髓内钉等内固定,同时也可服用加速骨折愈合的药物或者在患处外敷药物.目的:探讨夹板外固定联合散巴布剂对于桡骨骨干骨折的恢复是否有改善作用.方法:取18只新西兰大白兔,制作左侧桡骨完全性骨折模型,分成3组,未干预组不进行任何干预,夹板固定组用夹板外固定处理,散巴布剂组使用夹板外固定处理并辅助散巴布剂药物外敷(每天换药一次),每组6只.术后2,4,6周,取骨痂位置制备样品,应用原子力显微镜检测骨痂粗糙度和颗粒度.结果 与结论:①夹板固定组、散巴布剂组可以明显观察到骨痂的粗糙表面和明显的颗粒结构,这些矿物颗粒附着在胶原纤维上,呈现出鱼鳞状,其中散巴布剂组的胶原结构远远小于夹板固定组;②随着愈合时间的增长,骨痂矿物颗粒尺寸逐渐减小,散巴布剂组同期骨矿化颗粒尺寸较夹板固定组小47.5％-69.6％;同时随着愈合时间的推移骨痂粗糙度逐渐降低,散巴布剂组术后2周的骨痂粗糙度较夹板固定组小约69％,术后6周两组骨痂粗糙度趋于近似;③结果 表明散巴布剂对骨折愈合具有促进作用.

摘要： 背景:目前,肌动蛋白与肌球蛋白Ⅱ这两种重要细胞骨架蛋白的作用已被广泛研究,但其在细胞力学调控中的作用还尚不完善.目的:阐明肌动蛋白与肌球蛋白Ⅱ在细胞力学性能调节中的作用.方法:用原子力显微镜测量HeLa细胞长、短轴末端区域的表面弹性模量随时间的改变,通过肌动蛋白纤维抑制剂Cytochalasin D、肌球蛋白Ⅱ的ATP酶活性抑制剂blebbsitatin以及肌球蛋白Ⅱ收缩活性增强剂Calysulin A处理HeLa细胞,利用共聚焦显微镜测量HeLa细胞内肌动蛋白纤维、肌球蛋白Ⅱ的聚集区域改变以及Rho A活化特征.结果 与结论:①各处理组HeLa细胞长、短轴末端的表面弹性模量会出现趋势性变化,并且对侧末端模量变化不一致;②肌动蛋白纤维聚合受抑制会降低表面弹性模量,但肌球蛋白Ⅱ收缩活性增强会显著增加表面弹性模量;③HeLa细胞表面弹性模量随肌动蛋白聚集增强,受到Rho A活化的调节,但不随肌球蛋白Ⅱ的聚集改变;④结果表明,HeLa细胞因肌动蛋白、肌球蛋白Ⅱ引起的细胞力学性能改变不仅表现为数值改变,还体现在细胞力学性能的非对称升降,这些改变受到肌动蛋白纤维的分布区域以及肌球蛋白Ⅱ收缩活性的调节.

摘要： 采用水煮法测定TAFPACK-Super(TPS)改性沥青与凝灰岩集料之间的黏附性等级,并通过原子力显微镜(AFM)测定基质沥青及三种TPS掺量(3%、6%、12%)改性沥青的纳观黏附特性。结果表明:TPS改性剂可以提高沥青与集料间的黏附性等级,而凝灰岩集料表面水分和尘土减小了沥青与集料间黏附作用。TPS改性剂改善了基质沥青表面的纳观黏附力与黏附功,增强了沥青的黏附性能。

摘要： 目的运用原子力显微镜(AFM)分析不同能量密度激光辐照对人牙本质表面有机质及微纳米晶体结构的影响。方法收集新鲜拔除的无龋、无损伤、无脱矿及无发育不良的人第三磨牙,制作厚度为1.0 mm的牙本质切片样本,样本采用随机区组设计,用6.18、8.04、9.89、11.1 J·cm^(-2)能量密度的激光面扫描人牙本质,运用AFM的相位成像技术及扫描电镜的能谱仪分析该激光照射前后的牙本质表面有机物成分及微纳米晶体结构改变。结果经AFM相位成像技术分析,随着激光照射能量密度的增加,牙本质表面有机质所占的比例减少,无机质所占的比例增加;但牙本质表面无熔融现象,牙本质羟磷灰石纳米晶体颗粒相互团聚,但仍可见颗粒间存在清晰的界限及颗粒形态,未见完全融合、增大的颗粒。能谱仪分析表明,牙本质表面元素主要为Ca、P、O、C、Na、Mg、Cl等,LSD检验结果显示,激光照射后C、O、Na元素及C/Ca比值下降,Ca、P元素及Ca/P比值升高(P<0.05)。结论6.18、8.04、9.89、11.1 J·cm^(-2)能量密度的激光辐照人牙本质,会造成牙本质表面有机质的减少,但不会明显改变牙本质微纳米晶体结构。

摘要： 原子力显微镜是一种原子级高分辨、高灵敏度的新型测量仪器,在微观领域及特殊领域被广泛应用。由于在测量样品形貌的时候存在扫描速度慢、耗时长的缺点,可通过引入软件PID反馈控制和硬件PID反馈控制等方法来有效提高其扫描速度。

摘要： 本文主要通过原子力显微镜(AFM)和Langmuir单层膜技术研究不同浓度的髓鞘碱性蛋白(MBP)与"脂筏"(PC/SM/Cholesterol)模型相互作用形成仿生膜的物理特性。利用表面压缩模量(C_(s)^(-1))和二维维里状态方程对π-A曲线进行分析,计算了MBP与"脂筏"单层膜分子间相互作用的第二维里系数。根据二维维里状态方程分析可得随着亚相中MBP浓度的增加,第二维里系数的值也随之变大,这说明在低的表面压力下,MBP吸附到"脂筏"模型脂膜中,且分子间的相互作用为空间排斥力。压缩模量的值表明,亚相中MBP的浓度越大,MBP与"脂筏"单层膜分子之间的作用力越强,且MBP分子将携带更多的"脂筏"分子进入亚相与其发生疏水相互作用,使得单层膜更加稀疏,可压缩性更大。AFM的表面形貌结果和曲线的分析结果相呼应,表明亚相不同浓度的MBP对"脂筏"单层膜排列和构象有着显著的影响。亚相中不同浓度的MBP与"脂筏"分子间相互作用的热力学研究为维持髓鞘结构和功能的稳定提供了有用的信息和理论基础。

摘要： 为了探索沥青老化过程中组分与微观形貌的演变趋势,以5种不同油源的基质沥青为研究对象,对其进行薄膜烘箱老化试验和压力老化试验。随后对各沥青样品进行组分分离试验,并采用原子力显微镜对其微观形貌进行观测分析。结果表明:沥青老化过程中轻质组分向重质组分迁移,胶体指数呈下降趋势,且重质组分含量多的沥青组分变化较小;沥青表面微观形貌中的"蜂状结构"变得模糊,且表面粗糙度以及凸起部位最大高度下降。此外,胶体指数的下降也使得沥青更趋于凝胶结构,皮尔逊相关系数分析表明了沥青老化过程中组分的变化率与微观形貌的演变存在较强的正相关性,即组分指数变化率越大,微观形貌参数变化率也相应越大。

摘要： 为了研究凝灰岩沥青混合料的水稳定性,以外掺的方式加入TPS改性剂,制备密级配AC-16型沥青混合料,进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验,分析TPS掺量对凝灰岩沥青混合料水稳定性能的影响规律,并借助原子力显微镜(AFM)测试沥青的微观表面形貌。结果表明:TPS改性剂改变了沥青表面微观形貌与“蜂状结构”分布状态,提高了沥青自身的黏聚力。TPS改性剂能增强沥青和凝灰岩集料之间的黏附作用,改善凝灰岩沥青混合料的水稳定性。

摘要： 煤孔隙结构是煤层气勘探开发与煤矿安全研究中的关键问题之一。构造煤相比于原生结构煤非均质性强,是煤储层研究中的热点和难点。采用原子力显微镜,结合NanoScope Analysis和Gwyddion分析软件,对脆性变形序列构造煤的孔隙结构和表面粗糙度特征进行研究。结果表明:构造作用整体上促进了脆性变形煤孔隙的发育,但不同脆性变形构造煤受构造作用影响的程度存在明显差异。根据煤受构造作用影响的程度,脆性变形煤孔隙结构演化可划分为强弱2个阶段:弱脆性变形阶段(原生结构煤—碎裂煤—片状煤—碎斑煤)构造作用对煤体的孔隙结构影响较小,平均孔数量缓慢增长,平均孔径缓慢减小,该阶段构造作用主要促进了100~200 nm大孔的发育;强脆性变形阶段(碎斑煤—碎粒煤—薄片煤)构造作用对煤体孔隙结构产生了显著影响,平均孔数量迅速增长,平均孔径迅速减小,这一阶段构造作用主要促进了10~50 nm介孔和50~100 nm大孔的发育。这表明脆性变形构造煤孔隙结构并非简单的线性演变。不同脆性变形煤的算术平均粗糙度和均方根粗糙度参数分别为3.00~6.05 nm和3.94~7.62 nm,其中,弱脆性变形阶段粗糙度整体较高且无明显变化,而强脆性变形阶段粗糙度迅速降低。通过AFM剖面分析,建立了煤表面孔隙形态的数学模型。基于该模型的算术平均粗糙度模拟结果表明,大孔是煤表面粗糙度的主要贡献者,构造作用主要通过影响煤中的孔隙结构,进而影响煤的表面粗糙度。

摘要： 为了满足本科实验教学的需要,采用基于石英音叉的自感应探针替代传统的基于激光检测的微悬臂探针,实现音叉型自感应探针的自激发、自检测和频率调制的成像控制方式,从而研制出原理清晰、简单易用的原子力显微镜教学仪器,显著降低实验仪器的使用难度.该原子力显微镜教学仪器不仅能够使用2种自感应探针,还可兼容使用传统的基于激光检测的微悬臂探针,具备传统原子力显微镜的所有功能.基于该原子力显微镜设计了面向本科实验教学的基础实验项目以及扩展实验内容,从而解决了基于原子力显微镜的本科教学实验中目前所存在的仪器操作复杂和教学内容单薄的问题,提升了原子力显微镜实验项目的教学效果.

摘要： 凭借独特的尺寸效应和理化性质,纳微颗粒在生物医药领域的应用日益广泛,其与细胞的相互作用也备受关注,对其进行定量测量和机制研究愈发重要.目前,原子力显微镜(atomic force microscopy,AFM)由于具有高灵敏度(皮牛级)、高分辨率(纳米级)以及在生理环境中可进行实时检测等优势成为检测颗粒与细胞相互作用的重要工具.利用AFM检测颗粒与细胞相互作用,有助于确定作用过程中的重要参数,解释颗粒在药物递送、免疫响应和细胞力学等应用方面深层次的机制.本文中,笔者就原子力显微镜检测颗粒与细胞相互作用及其应用进行系统的综述,并对其未来的发展方向进行展望.

摘要： 清开灵注射剂在当代治疗SARS病毒、禽流感病毒及艾滋病毒方面均有极好的疗效.经118批体内外实验,6000次生化指标,测试筛选出8个中成药,其中清开灵注射液在退热、抗内毒素治肺水肿和化学性肺损伤、多脏功能损害及血小板下降等方面都有明显作用,在流感病毒性肺炎、全氟异丁烯性肺损伤、内毒素致热、多脏器衰竭、急性呼吸窘迫综合症和急性肺纤维化模型进行的实验都表明,清开灵注射液有较好的效果.由于有清开灵注射液的配合,使我国在全世界最凶残的SARS病毒面前与世界相比损失最小.但为什么后期清开灵注射剂,在临床的应用中又成了"杀人的武器"?本文用现代的原子力显微镜已查明是清开灵注射剂由于多组成内部聚集形成大颗粒而临床致病.如今单位药的中药注射剂均平安无事,已给予证实.我国能用上原子力显微镜应感谢师昌绪院士.

摘要： 在本文中,原子力显微镜的微悬臂梁的前两种模态的谐振频率和敏感度是基于修改后的偶应力理论和欧拉梁理论研究,且微悬臂梁由功能梯度材料构成.通过Hamilton原理,推导出高阶控制方程和边界条件.根据解析求解,讨论了样品表面接触刚度,长度尺度参数和梯度指数对悬臂微梁的弯曲振动特性的影响.

摘要： 本文简要介绍了原子力显微镜(AFM)的测试原理、测试优点及工作模式,重点概述了AFM在减水剂研究中的应用,同时对测试过程中实验条件对测试的影响进行了概括,期望其可以在此方面的研究中得到更广泛的应用.

摘要： 针对原子力显微镜中针尖-样品系统间力学特性的复杂性,本文采用分子动力学方法,建立了针尖-样品系统的分子动力学模型,采用混合势(多体势EAM势和Morse对偶势)模拟了它们间的相互作用力,绘制了力-距离曲线并获得了力-距离关系表达式;详细的讨论了不同参数对针尖-样品间相互作用力的影响及变化规律.结果表明:不同样品材料对针尖的受力影响较大,力-距离曲线波动明显,分析中应区别对待;在表面效应的作用下,当针尖离开样品表面时,仍有部分样品原子吸附在针尖表面.

摘要： 伊毛缟石是一种具有管状形貌的纳米级含水铝硅酸盐矿物.其单管由一层卷曲的、内部羟基被孤立原硅酸根基团取代的三水铝石层构成,内径约1nm,外径约2nm.由于具有独特管状结构和表面官能团(管内为硅羟基,管外为铝羟基),伊毛缟石在复合材料,液晶,催化和气体吸附、分离与储存等领域具有广泛的应用前景,近年来正越来越受到研究者们的关注.本研究采用原子力显微镜(AFM)对伊毛缟石溶剂热合成体系进行研究，重点探索前体物质（铝离子和原硅酸根离子水解、聚合、反应生成的羟基铝硅酸盐）转化为管状伊毛缟石的过程和机制。本研究以结晶氯化铝为铝源，原硅酸钠为硅源，在酸性介质中加热至98°C后保温120小时合成伊毛缟石。在不同保温时间段提取合成液，将新剥离云母片浸于所取合成液中，然后将云母片用超纯水冲洗，晾干后置于AFM下观察。

摘要： 目的：应用原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)观察中等强度耐力运动后青年与老年小鼠股骨组织微结构的变化,并探讨耐力运动对预防和改善骨质疏松的适宜年龄阶段. 方法：不同月龄清洁级雄性C57小鼠40只,平均分为3月龄青年组和16月龄老年组,每组再平均分为对照组和运动组.青年及老年运动组使用转棒仪跑步运动12周,运动参数15r/min,25min日.对照组正常饲养.实验结束后处死各组小鼠取股骨,石蜡包埋切片后通过AFM观察小鼠股骨皮质骨组织微结构. 结果：青年对照组可见骨陷窝环绕哈弗系统排列规则,有骨小管与其相沟通,钙磷晶体部分呈小柱状,部分呈团状分布;与青年对照组相比青年运动组可见骨陷窝数量及大小变化,表面粗糙度显著降低(P<0.05),提示骨组织表面平滑度增加,骨量增加;与青年对照组相比老年对照组可见骨陷窝数量大小变化,钙磷晶体数量减少,表面粗糙度显著增高(P<0.05),提示存在骨质疏松;与老年对照组相比老年运动组可见骨陷窝及钙磷晶体数量及大小无明显改变,表面粗糙度改变无统计学意义. 结论：中等强度耐力运动可以改善青年小鼠骨组织微结构,提高骨质量,但对已经发生骨质疏松的老年小鼠骨微结构无明显改善.提示老年骨质疏松的运动预防可能需要从成年开始.

摘要： 刺激响应与动态可逆是近年来超分子自组装研究的热点.刚-柔体系超分子通过氢键等非共价键作用力的相互作用自组装形成纳米大小的各种聚集体,在细微局部环境变化时(如调节光刺激,热响应,PH等),可发生动态可逆的形貌变化.本文设计侧链含有羧基的低聚物，通过调节PH控制自组装结构的可逆变化。利用原子力显微镜（AFM）对其在水溶液中的自组装行为进行了研究。

摘要： 聚丙烯(PP)是目前产量最高、应用最广泛的高分子材料之一,为了提高其抗冲击性能,人们在PP的聚合过程中同时在反应器内合成增韧成份并与PP直接共混,得到的这种釜内合金被称为高抗冲聚丙烯(HIPP),其抗冲性能相比于PP有显著提高,已经广泛应用于家电、汽车零部件、家具、包装材料等领域.通常认为HIPP组成和内部的微结构与最终的应用性能直接相关，尤其是其中的橡胶相的内部结构、分散情况及其与PP本体间的相互作用是HIPP在具备高韧性的同时基本保持刚性的关键。文中基于光热诱导共振现象(photothermal induced resonance)而设计的原子力-红外光谱(AFM-IR)在一套设备上集成了原子力显微镜和红外光谱功能，在观察样品形貌的同时可以获得其化学组成信息，将红外光谱的空间分辨率提高到约50nm，为分析具有多组分、多相、多级结构的聚合物体系提供了新的有力手段。本报告将介绍建立原子力-红外光谱定量分析技术并以此研究HIPP体系的进展。

摘要： 一般炭黑的形貌主要通过各种电镜进行表征,最终以二维平面的形式展示出来.本文阐述一种新颖的3D打印对炭黑微观形貌进行研究,首先是结合原子力显微镜(AFM)技术,采集得到的炭黑表面高度的图像并导出为三维点云数据,将此三维点云数据导入计算机辅助软件(MATLAB 2012,3DMax)中获得三维模型,最后将三维模型导入3D打印机获得宏观可见的三维实体模型.该技术填补了炭黑微观结构到宏观实体模型的国内外研究空白,并且有前景应用于研究高分子链、生物细胞和DNA链,为3D打印技术开辟了一个新的方向。

摘要： 本发明提供一种原子力显微镜扫描器，包括扫描器本体、至少一个弹性件、对应每一个所述弹性件设置的调节件以及旋转压紧件，所述扫描器本体中设有卡槽，所述卡槽中设有扫描探针，所述调节件设于所述扫描器本体上，每一所述弹性件套设于一个所述调节件上，每个所述弹性件包括第一移动端以及与所述第一移动端相对的第二移动端，所述第一移动端与所述调节件连接，所述第二移动端与所述旋转压紧件连接，所述调节件旋转带动所述弹性件压缩并旋转，以使所述第二移动端带动所述旋转压紧件旋转后压紧所述扫描探针。本发明解决了扫描探针在更换过程中容易损失的技术问题。

摘要： 本发明提供一种真空原子力显微镜的耦合系统及真空原子力显微镜。该耦合系统包括：真空室；激励光源，位于所述真空室外，发射激励激光用于使探针振动；检测光源，位于所述真空室外，发射检测激光用于检测所述探针偏转信息；光线传输装置，部分设置于所述真空室外，部分设置于所述真空室外，所述光线传输装置可将接收所述激励激光与所述检测激光，所述光线传输装置还可传输所述探针反射的所述激励激光与所述检测激光，并偏转走所述激励激光；光电位置转换器，用于接收所述检测激光，并根据所述检测激光计算所述探针的受力。实现真空环境下的可靠测量，降低测量过程中的噪声，保证测量结果准确。同时，结构简单，可降低耦合系统的复杂程度。

摘要： 本发明公开了一种原子力显微镜探针、原子力显微镜及探针的制备方法。原子力显微镜探针包括探针本体和设置在探针本体的针尖一侧的接触体，接触体具有连接段和接触段，接触段具有接触端面；接触段为二维材料，且接触端面为原子级光滑且平整的单晶界面。本发明的原子力显微镜探针可精确地检测受测样品的各种性质。

摘要： 本发明涉及一种基于光纤的原子力显微镜探头及原子力显微镜系统，基于光纤的原子力显微镜探头包括探针和微悬臂梁，探针位于微悬臂梁的一端，所述微悬臂梁位于光纤的一端，微悬臂梁通过一连接臂与光纤一端面之间形成光纤F‑P腔，微悬臂梁用来感应探针与样品之间距离的变化，当微悬臂梁发生形变引起所述光纤F‑P腔的腔长发生变化时，反射光强度被光纤F‑P腔所调制。

摘要： 本发明提供一种真空原子力显微镜的耦合系统及真空原子力显微镜。该耦合系统包括：真空室；激励光源，位于所述真空室外，发射激励激光用于使探针振动；检测光源，位于所述真空室外，发射检测激光用于检测所述探针偏转信息；光线传输装置，部分设置于所述真空室外，部分设置于所述真空室外，所述光线传输装置可将接收所述激励激光与所述检测激光，所述光线传输装置还可传输所述探针反射的所述激励激光与所述检测激光，并偏转走所述激励激光；光电位置转换器，用于接收所述检测激光，并根据所述检测激光计算所述探针的受力。实现真空环境下的可靠测量，降低测量过程中的噪声，保证测量结果准确。同时，结构简单，可降低耦合系统的复杂程度。

摘要： 本发明公开了一种原子力显微镜探针、原子力显微镜及探针的制备方法。原子力显微镜探针包括探针本体和设置在探针本体的针尖一侧的接触体，接触体具有连接段和接触段，接触段具有接触端面；接触段为二维材料，且接触端面为原子级光滑且平整的单晶界面。本发明的原子力显微镜探针可精确地检测受测样品的各种性质。

摘要： 本发明提供一种原子力显微镜扫描器，包括扫描器本体、至少一个弹性件、对应每一个所述弹性件设置的调节件以及旋转压紧件，所述扫描器本体中设有卡槽，所述卡槽中设有扫描探针，所述调节件设于所述扫描器本体上，每一所述弹性件套设于一个所述调节件上，每个所述弹性件包括第一移动端以及与所述第一移动端相对的第二移动端，所述第一移动端与所述调节件连接，所述第二移动端与所述旋转压紧件连接，所述调节件旋转带动所述弹性件压缩并旋转，以使所述第二移动端带动所述旋转压紧件旋转后压紧所述扫描探针。本发明解决了扫描探针在更换过程中容易损失的技术问题。

摘要： 本发明涉及一种基于光纤的原子力显微镜探头及原子力显微镜系统，基于光纤的原子力显微镜探头包括探针和微悬臂梁，探针位于微悬臂梁的一端，所述微悬臂梁位于光纤的一端，微悬臂梁通过一连接臂与光纤一端面之间形成光纤F‑P腔，微悬臂梁用来感应探针与样品之间距离的变化，当微悬臂梁发生形变引起所述光纤F‑P腔的腔长发生变化时，反射光强度被光纤F‑P腔所调制。

摘要： 本实用新型提供用于原子力显微镜刀尖测量的显微对准装置，包括：显微成像组件，位于原子力显微镜的测量探针上方或下方，用以获取测量探针的针尖与待测刀具的刀尖相对位置形成的成像部位的第一轮廓像；侧方成像组件，设置所述测量探针一侧，用以获取所述成像部位的第二轮廓像；根据第一轮廓像及第二轮廓像配合待测刀尖的位置调整，以使得所述针尖对准所述刀尖。本实用新型还提供一种原子力显微镜。采用显微成像组件、侧方成像组件同时工作，获取针尖与刀尖相对位置形成的成像部位的两个方位的轮廓像，以使得针尖与刀尖精准对准，且操作便捷，提高工作效率。

摘要： 本实用新型涉及一种原子力显微镜用电解池及原子力显微镜。该原子力显微镜用电解池包括电解池本体，还包括环形对电极和片状工作电极，电解池本体的侧壁的内壁面上设置有支撑结构，所述支撑结构具有在水平姿态下设置所述环形对电极的支撑面，片状工作电极平行间隔设置在环形对电极的下方，环形对电极的中心孔形成在电化学测试时供测试探针穿过的检测通道。该电解池利用支撑结构实现环形对电极与片状工作电极平行设置，在电化学检测时，探针穿过环形对电极的中心孔对工作电极的表面形貌进行观察，探针的移动不影响对电极的位置，可实现检测过程的有效、可靠进行，对电极的安装、拆卸方便，提高了原子力显微镜电化学原位表征的效率。