AFM功能化成像与分子识别研究进展.pdf

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1、2012年第31卷第5期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)＼＼综述与评论}cAFM功能化成像与分子识别研究进展徐小媛，叶学松(浙江大学生物医学工程系。浙江杭州310027)摘要：在过去的几十年间，AFM在高分辨率分子成像与单分子检测上的应用得到了很大进展。AFM单分子力光谱学(SMFS)模式可以用于研究聚合物结构变化，生物信号传导过程的分子识别或蛋白折叠过程。提出了使用AFM进行功能化修饰和SMFS用于定位表面蛋白与多糖，研究表面蛋白的分子延展性的一

2、些进展，并展望了研究前景与难点。关键词：AFM；分子成像；功能化；单分子力光谱学中图分类号：Q503文献标识码：A文章编号：1000--9787(2012)05-0001-03ResearchprogressofAFMfunctionalizedimagingandmolecularrecognitionXUXiao—yuan，YEXue-song(DepartmentofBiomedicalEngineering，Zh~iangUniversity，Hangzhou310027，China)Abstra

3、ct：Inthepastdecades，AFMhavegreatadvancesinhighresolutionmolecularimagingandsinglemoleculedetectionapplications．AFMsinglemolecularforcespectroscopy(SMFS)aveavailabletoexplorepolymerstructuralchanges，molecularidentificationofbio-signaltransmissionorproteinf

4、oldingprocessandunfoldingprocess，theevidenceoftherelationbetweenstructuralchangesandfunctionsisprovided．SomeprogressesarementionedsuchasusingAFMinfunctionalizationdecoration，inlocatingusingSMFSsurfaceproteinandpolysaccharideandtheirelasticity．Prospectsare

5、alsoprovidedconcerningfutureworkanddificultiesinAFMapplication．Keywords：AFM；molecularimaging；functionalization；singlemolecularforcespectroscopy(SMFS)0引言和轻敲模式下的相图，其中相图对于材料表面性质的探测自从1986年，由BinnigG发明AFM以来J，它就使得起到很大的作用J。对材料表面纳米水平上的成像和分子间相互作用的机械学AFM单分子光谱学(SMFS)

6、可用于医学生理细胞研究与动力学研究成为可能。在材料科学中，由于AFM具备在中，包括生物信息传递过程的分子识别等。生物特异性检任何基底，如金属、半导体、绝缘体、有机材料或无机材料，测通常所用的技术有放射免疫测定法(RIA)J、酶联免疫不需要限定尺寸和几何形貌等优势；在生命科学中，AFM吸附实验(ELISA)和荧光免疫检测(FIA)J。但是这些可以在液态和生理条件下操作，具有出色的纳米高分辨率，常规方法，目标被测物难以达到ng或pg水平上，更别说单迅速被应用到生物活性过程和分子折叠及结构(包括蛋白分子水平上。

7、质与DNA)的研究中。这几年的研究热点是使用化学本文就AFM进行高分辨率分子成像和单分子检测方修饰过的AFM针尖来进行单分子识别过程，通过改变被测法，检测之前基底与针尖的功能化上的研究现状和进展进基底表面物质的构型影响针尖与基底分子结合个数的多少行综述，并讨论展望了研究前景。和被测相互作用力的大小。这个力的大小决定于：样品的1AFM探针和扫描基底的功能化研究进展性质、探针和样品间的距离、探针几何构型J、样品表面的抗原一抗体，配体一受体，生物素一抗生物素和互补核苷污染。针尖以光栅模式在表面移动以生成图像，扫

8、描过程酸序列的相互作用研究中的困难是，虽然在AFM针尖上固可以生成表面形貌的三维形貌图、接触模式下的摩擦力图定了配体，但是却不一定能实现抗体一抗原识别过程。原收稿日期：2011_075基金项目：新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET-06--0527)；浙江省自然科学基金资助项目(Z1080300)2传感器与微系统第31卷因在于针尖配体移动性的缺乏和被测物之间非特异性的粘pH，离子强度，也会被基底亲疏水性、粗糙度、曲率半径附