N,N-双十二烷基壳聚糖/胆固醇混合单分子膜及自组装囊泡性质

研究了添加胆固醇对N,N-双十二烷基壳聚糖(N,N-dilauryl chitosan, DLCS)单分子膜以及自组装囊泡性质的影响. 结果表明, 引入少量胆固醇会导致DLCS膜的凝聚性下降; 当胆固醇含量增加到一定程度后, 混合膜的凝聚性增强. 添加胆固醇可显著改变DLCS载药囊泡的药物释放行为, 少量胆固醇可以提高载药囊泡的释放速率和平衡药物释放百分率; 而较高含量胆固醇则可抑制囊泡的释放速率和降低平衡药物释放百分率. 此外, 囊泡平衡药物释放率与其单分子膜压缩模量呈现一定线性关系, 这说明胆固醇的引入导致囊泡分子膜凝聚性的改变, 从而改变囊泡的通透性. 通过调节胆固醇的加入量, 可以制得药物释放行为在一定范围内可控的自组装囊泡.     

原子力显微镜在蛋白单分子结构与功能研究中的应用

原子力显微镜(AFM)以其超常的信噪比、空间分辨率和灵活的探测环境使得单个蛋白分子能在生理条件下成像,在蛋白单分子结构与功能研究中得到广泛地应用。论文介绍了AFM在分子马达、光合蛋白、分子伴侣等蛋白表面结构表征中的应用;AFM在蛋白单分子表面的粘弹性、电荷分布、分子间相互作用等物理属性研究中的进展;总结了AFM在蛋白分子功能研究和单分子操纵中的应用。     

碳纳米管原子力显微镜针尖在结构生物学研究中的应用

碳纳米管以其较小的半径、较高的纵横比和高的柔韧性成为原子力显微镜对结构生物学进行研究的理想针尖。新的制备方法获得了亚纳米级半径的碳纳米管针尖,运用它们得到了生物大分子及其复合物的生物结构,并获得了新的生物信息,这用传统的原子力显微镜针尖是无法实现的。     

OTS自组装单分子膜在玻璃表面形成程的AFM研究

运用原子力显微镜研究了十八烷基三氯硅烷在玻璃表面自组装形成单分子膜的过程.通过对样品表面的显微图像、表面平均粗糙度及前进接触角的测量分析,揭示了自组装单分子膜在玻璃表面的生长规律,并探索反应初期玻璃表面的吸附特点.     

利用原子力显微镜研究在单分子水平上DNA与组蛋白的相互作用

核小体是DNA被压缩成染色质的第一级压缩结构. 为了更深刻描述DNA与组蛋白的相互作用,利用透析方法将DNA和组蛋白构建成核小体,并且应用原子力显微镜进行单分子水平上的观察. 实验结果表明利用透析方法得到了核小体的“串珠型排列”,并且对在两种不同的结合条件下DNA与组蛋白的相互作用进行了观察和比较.     

微量滴定热量计的建立和混合表面活性剂囊泡形成的研究

结合LKB-2107微量安瓶热量计和改进的Thermometric微量滴定热量计, 建立一台具有1和3 mL容积的微量滴定热量计, 并用仪器的基线噪声、基线的稳定性、能当量的测量和能量与电压(V)-时间(t)积分面积的线性关系考察了热量计灵敏度和测量精度. 分别用蔗糖的稀释热和十二烷基硫酸钠(SDS)的胶束生成热检验仪器的可靠 性. 测定了SDS和双十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)的相互作用能, 并用量热结果讨论其相行为. 从量热实验得到, SDS与DDAB胶束的相互作用焓为?29.53 kJ/mol, SDS与DDAB反应生成盐的反应焓为?125.8 kJ/mol, 混合囊泡生成焓为41.23 kJ/mol, 囊泡再转化为富SDS胶束的焓变为32.10 kJ/mol.     

OTS自组装单分子膜在玻璃表面形成过程的AFM研究

运用原子力显微镜研究了十八烷工碱氯硅烷在玻璃表面自组装形成单分子膜的过程。通过对样品表面的显微图像,表面平均粗糙度及前进接触角的测量分析,揭示了自组装单分子膜在玻璃表面的生长规律,并探索反应初期玻璃表面的吸附特点。     

氧化钴在二氧化钛表面的单层分散及结构研究

利用X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)及扩展的X射线精细结构谱(EXAFS)对氧化钴在二氧化钛表面的分散及结构进行了系统研究。结果表明：氧化钴能够在二氧化钛表面实现单层分散,其分散阈值为每平方纳米的二氧化钛分布1．4个钴原子。当负载量小于分散阈值时,钴以二价存在并形成分立的钴氧六配位[CoO6];而当负载量大于分散阈值时,晶体Co3O4在二氧化钛表面形成,钴以两种形式存在,即分散态的钴氧六配位[CoO4]和晶态的Co3O4。实验还表明二氧化钛对二价钴具有明显的稳定作用。     

基于全氟酞菁铜和碗烯双分子体系在银和石墨表面自组装行为的低温扫描隧道显微镜研究

Corannulene (COR) is considered a promising molecular building block for organic electronics owing to its intriguing geometrical and electronic properties. Intensive research efforts have been devoted to understanding the assembly behavior and electronic structure of COR and its derivatives on various metal surfaces via low-temperature scanning tunneling microscopy (LT-STM). Here we report the formation of binary molecular networks of copper hexadecafluorophthalocyanine (F₁₆CuPc)-COR self-assembled on the highly oriented pyrolytic graphite (HOPG) and Ag (111) substrates. Intermolecular hydrogen bonding between F₁₆CuPc and COR facilitates the formation of binary molecular networks on HOPG and further induces a preference for bowl-down configured COR molecules. This observed configuration preference disappears on Ag (111) substrate, where COR molecules lie on the substrate with their bowl openings pointing up and down randomly. We propose that strong interfacial interactions between the molecule and Ag (111) surface constrain the bowl inversion of the COR molecule, which thus retains its initial configuration upon adsorption.     

Magnesium-Free Immobilization of DNA Origami Nanostructures at Mica Surfaces for Atomic Force Microscopy

DNA origami nanostructures (DONs) are promising substrates for the single-molecule investigation of biomolecular reactions and dynamics by in situ atomic force microscopy (AFM). For this, they are typically immobilized on mica substrates by adding millimolar concentrations of Mg²⁺ ions to the sample solution, which enable the adsorption of the negatively charged DONs at the like-charged mica surface. These non-physiological Mg²⁺ concentrations, however, present a serious limitation in such experiments as they may interfere with the reactions and processes under investigation. Therefore, we here evaluate three approaches to efficiently immobilize DONs at mica surfaces under essentially Mg²⁺-free conditions. These approaches rely on the pre-adsorption of different multivalent cations, i.e., Ni²⁺, poly-l-lysine (PLL), and spermidine (Spdn). DON adsorption is studied in phosphate-buffered saline (PBS) and pure water. In general, Ni²⁺ shows the worst performance with heavily deformed DONs. For 2D DON triangles, adsorption at PLL- and in particular Spdn-modified mica may outperform even Mg²⁺-mediated adsorption in terms of surface coverage, depending on the employed solution. For 3D six-helix bundles, less pronounced differences between the individual strategies are observed. Our results provide some general guidance for the immobilization of DONs at mica surfaces under Mg²⁺-free conditions and may aid future in situ AFM studies.     

电化学原子力显微镜的应用

评述了电化学原子力显微镜的原理和技术及其在现场电化学和电分析化学领域的应用,如观察电镀、腐蚀和防腐的过程,电化学沉积膜的形成和特点,测定两表面间的静电力等,指出其存在的一些缺陷,并对经过改造后的电化学原子力显微镜进行了综述。     

原子力显微镜在高分子领域的应用

原子力显微镜在其发现不久即应用于高分子领域,弥补了扫描隧显微镜不能观测非导电样品的缺欠,因而受到重视,应用范围也不断扩展。最近几年,原子力显微镜的应用已由对聚合物表面几何形貌的观测发展到深入研究高分子的米级结构和表面性能等新领域,并由此导出了若干新概念和新方法。本文仅对当前原子力显微镜应用于高分子和高分子材料研究的几个重要方面举例进行介绍。     

失效原子力显微镜硅针尖再生

原子力显微镜的传统商品硅针尖在使用过程中极易因磨损而失效，本文研究了一种在实验室条件下简易可行的回收利用失效硅针尖的方法。在原子力显微镜的敲击模式下使用曲率半径大于100 nm的失效硅针尖对生长单壁碳纳米管的样品表面进行扫描，把样品表面的单壁碳纳米管管束粘接到硅针尖上，可制得直径在5～20 nm的碳纳米管针尖。实验对碳纳米管针尖和新的商品硅针尖进行了成像对比，所制备的碳纳米管针尖不仅在成像分辨率而且在成像稳定性上都优于新的商品硅针尖。     

基于原子力显微镜的单分子力谱在生物研究中的应用

原子力显微镜被广泛应用于生物研究领域,基于原子力显微镜的单分子力谱可以在单分子、单细胞水平上研究生物分子内和分子间的相互作用。 本文介绍了原子力显微镜单分子力谱在生物分子间相互作用、蛋白质去折叠、细胞表面生物分子、细胞力学性质和基于单分子力谱成像等研究中的最新进展。     

二氧化钛纤维表面担载Pt纳米结构的原子力显微镜研究

通过原子力显微镜研究了二氧化钛纤维表面担载Pt的表面形貌及其结构.结果表明,TiO2纤维表面担载的Pt具有微米尺度的近似六边形或者近似长方形的结构,与在单晶TiO2(110)表面的Pt纳米簇形貌相似,但尺度较大.TiO2纤维担载的Pt表面明显存在不同高度的台阶结构,台阶高度以2~4倍Pt(111)晶面面间距的高度为主.由Pt在TiO2纤维表面的形貌与纤维的纳米晶粒排布有序性推测可知,Pt与TiO2纤维存在强的相互作用,可能正是这种强相互作用和表面台阶结构才使TiO2表面担载的Pt虽是微米尺寸但仍具有高光催化活性.     

qPlus型非接触原子力显微技术进展及前沿应用

原子力显微镜(AFM)通过探测针尖与样品之间的相互作用力获得样品表面的结构信息。基于qPlus传感器的非接触原子力显微镜(NC-AFM)在传统AFM的基础上进一步提升了空间分辨率,为研究表面物理和化学过程提供了一种新的成像和谱学研究技术。本文首先介绍NC-AFM的基本构造、高分辨成像机制和力谱测量等工作原理,总结了近年来NC-AFM在表面在位化学反应、低维材料表征和表面电荷分布测量等方面的应用,探讨了NC-AFM技术的发展与完善,展望了NC-AFM面临的机遇和挑战。     

微电极上单核沉积的现场电化学原子力显微镜研究

用现场电化学原子力显微镜（ＥＣＡＦＭ）观察玻碳微电极上银单核电化学成核与生长的不同阶段的行为,结果表明银单核在玻碳边缘生成以（１００）面择优的晶粒,证实了成核过程强烈地信赖于玻碳棋底的状态,有成核历史的基底沉积多核,经特殊方法“清洗”的基底沉积单核,本工作首次把ＥＣＡＦＭ应用于微电极系统的研究,对微是极上的单核生长进行实时观察;同非现场测量进行比较,演示一种轩单晶微电极的可行方法。     

Persistence Length of Cartilage Aggrecan Macromolecules Measured via Atomic Force Microscopy

Tapping mode atomic force microscopy (TMAFM) was employed to directly calculate the persistence length of individual fetal bovine epiphyseal and mature nasal cartilage aggrecan monomers, as well as their constituent chondroitin sulfate glycosaminoglycan chains.