超微生物力学测量中的原子力显微镜技术

原子力显微镜不仅可以在分子水平上对作用力进行测量,得到表面形状的图像,而且也可以用于高分子的解旋和空间构象的研究,此外也可研究样品表面的其他物理特性如压弹性、粘弹性特性的研究。文章首先阐明了微观力学表征的生物学意义,接着强调了原子力显微镜探针与样品间相互作用的类型及其在生物力学量测量中的原理和过程,之后分别介绍了原子力显微镜在细胞间黏附力、生物分子间相互作用、单分子力谱等方面的应用成果,最后结合原子力显微镜的应用现状对微观生物力的原子力显微镜深入研究进行了展望。     

单细胞结构与功能的原子力显微镜研究

首先强调了研究单细胞的生物学意义;介绍了原子力显微镜作为一种显微探测和操纵工具的主要特点及其在生命科学特别是在单细胞研究中的巨大优势。回顾了国内外有关AFM在单细胞表面形态与结构、活细胞的力学响应和生理过程的监控、细胞间粘附力的测量和肿瘤的科学诊断等研究中的应用情况;并结合自己在肿瘤细胞形态研究中的经验和体会对AFM在细胞研究中的深入研究进行了探讨。     

生物物理新技术方法在蛋白结构与功能中的应用研究

现代物理技术与方法的发展为蛋白分子的研究提供了丰富而有效的手段。首先强调了技术与科学发展的辩证关系;介绍了在蛋白分子研究中的常用物理技术与方法如质谱技术、核磁共振技术、同步辐射X射线衍射技术、差示扫描量热技术的物理原理及其在大分子研究中的应用现状,并重点介绍了一些新兴的非常规研究手段诸如原子力显微镜、激光光镊技术的特点及其在蛋白研究中的最新应用和研究成果;通过对比诸多技术与方法近年来在国内外研究中的进展情况,对各种技术与方法的优缺点进行了阐述。     

原子力显微镜的基本原理及其方法学研究

简述了原子力显微镜探测物体表面形貌的基本原理,　具体地介绍了原子力显微镜的四大核心构件的属性与功能　:激光器、微悬臂、压电扫描器、光电检测器管;详细地阐述了该仪器探测运行的三种模式:接触模式、非接触模式、轻敲模式,并重点讲述了轻敲模式的独到之处;强调了原子力显微镜所能进行的参数分析和数据处理功能,同时将原子力显微镜同其它表面探测仪进行了比较,突出了AFM的优越性;并结合仪器的构造和工作原理,对仪器的改进和发展提出了一些建设性意见。     

一种双层多节细长棒式棉纤维力学模型

空气一纤维两相流的研究中,由于纤维模型不能完全真实地反映棉纤维的物理特性,因此数值模拟研究存在一定 的局限性。为了更准确地模拟棉纤维在气流场中运动,分析前人建立的纤维模型,采用高倍光学显微镜系统观测棉纤维 的微观结构,综合考虑棉纤维拉伸、扭转、弯曲、塑性、摩擦性等力学特征,提出一种双层多节细长棒式的棉纤维结构模 型。推导了相关的力学关系式,提出了该纤维结构模型中反映纤维力学性能的拉伸特性系数Ks、弯曲特性系数Kc、扭转 特性系数Kt、摩擦特性系数μ直径变化率ε共5个参数。该模型具有全面的纤维力学特性,完善了空气一纤维两相流问 题中棉纤维模型,文中的研究提高了数值模拟的真实性和准确性     

荧光法在生物大分子与荧光染料研究中的应用

荧光探针的广泛应用 ,对于研究水溶液中生物大分子的分子结构是一条有效途径。引入具有光学性质的物质 ,利用荧光光谱技术 ,可以测定水溶液中生物大分子的有关信息。本文综述了有机荧光探针技术的研究进展。     

聚吡咯薄膜的制备及其氨气敏感特性的研究

运用聚电解质自组装膜对基片表面进行化学改性,通过原位聚合法及自组装方法在基片表面沉积聚吡咯薄膜,利用紫外可见分光光度计(UV-Vis)和原子力显微镜(AFM)对聚吡咯薄膜进行了分析表征。采用平面叉指电极制备了PPy薄膜气体传感器,研究了其在常温下对有毒气体NH3的敏感性及对?30℃～+60℃温度范围内、5.9%R.H～59.6%R.H范围内的湿度其敏感特性的变化,讨论了薄膜沉积时间对气敏特性的影响。结果表明,该传感器对浓度为0～141ppm的NH3具有较高的灵敏度,对氨气的响应及恢复特性也很好,当沉积时间为20min时,该传感器的NH3敏感特性最好。     

聚酰胺共混改性研究的进展

聚酰胺大分子结构中含有大量酰基,大分子末端为氨基或羧基,其反应活性使其易于改性.国内外通过对聚酰胺与PE、PP、ABS、PPO、PC以及PA和弹性体的共混改性、制备方法的研究,改善了其耐热、力学以及机械加工等性能.     

新闻动态

我国研制成功纳米微操作机器人原子力显微镜中国人也有可能直接操作原子了——这不是梦想,一台能够在纳米尺度上操作的机器人系统样机由中国科学院沈阳自动化所研制成功,并于近日通过了由国家“863”自动化领域智能机器人专家组的验收。据介绍,纳米微操作是纳米技术的重要内容,其目的是在纳米尺度上按人的意愿对纳米材料实现移动、整形、刻画以及装配等工作。纳米微操作始于上世纪80年代,电子显微镜的发明,使得科学家能够探索原子世界的奥秘,开展微操作研究。原子力显微镜(AFM)是一种扫描探针显微镜(SPM),中国科学院沈阳自动化所研制的微…     

AA与生物大分子相互作用机理的光谱研究

对光谱探针天青A（AA）分别与硫酸化茯苓多糖（SP）、硫酸软骨素（CS）和透明质酸（HA）等大分子相互作用的吸收光谱进行了比较研究，探讨了CS等不同生物大分子与AA相互作用的机理及其与AA结合的功能基团，测算了SP和CS与AA最大结合数为62和151。研究结果表明，生物大分子的磺酸基和羧基与AA都能发生结合反应．其与AA结合的功能基团是磺酸基和羧基。     

可降解聚酯酰胺纳米复合材料的制备与表征

聚酯酰胺具有良好的机械性能和降解性,利用无机纳米材料可以改善聚合物的机械性能。利用纳米材料的增强作用原位复合多壁碳纳米管,制备聚酯酰胺和碳纳米管复合材料,对其复合行为和性能进行研究。考察多壁碳纳米管在聚酯酰胺中的分散,测试复合材料的热性能、机械性能以及复合材料吸水和降解性能。结果表明：多壁碳纳米管可以在聚酯酰胺中均匀分散,复合材料拉伸强度和断裂伸长均增加,降解性保持。     

多尺度材料模拟及其在含缺陷材料中的应用

多尺度建模与模拟是研究金属及合金特别是纳米结构晶体材料力学性能的重要手段。最近发展的有限温度下动态原子/离散位错耦合材料模拟方法,可进行跨原子、细观、宏观尺度的含缺陷晶体材料力学性能研究。文章应用该方法进行了微米尺寸含裂纹的fcc铝单晶材料在Ⅰ型断裂过程中的变形情况分析,获得了导致裂纹尖端发射位错的临界应力强度因子与温度及裂纹前端厚度之间的关系。     

智能化生物软组织实验系统的研究

报导了根据生物软组织材料的力学特性研制的由微机控制并进行数据处理的生物软组织材料力学测试系统。     

35钢代替16Mn用于钻杆管与法兰盘的对焊

本文介绍了35钢的钻杆管与35钢法兰盘对焊和16Mn钻杆管与35钢法兰盘对焊焊缝的力学性能的对比试验,在本厂同等焊接技术条件下得出:两者焊缝在热处理前后力学性能、显微组织相近,35钢钻杆管可以替代16Mn钻杆管.     

注塑工艺参数对聚偏氟乙烯拉伸性能和结晶性的影响

大量材料表明塑料的结晶性对机械性能影响显著,而结晶度的高低可以通过调整注塑工艺参数来控制,故可通 过调整注塑参数来控制材料结晶度,从而得到机械性能优良的材料。文中比较了同种注塑工艺下的材料近浇口、中心 处、远浇口3个位置的结晶度的大小,研究了注塑工艺参数对聚偏氟乙烯( PVDF)结晶性的影响,通过控制注射过程中注 射温度、注射压力、注射速度3个工艺参数,测量所得材料的拉伸性能以及结晶度,并比较两者关系。最后得出结论：抗 拉强度随结晶度的增加而增加,注射温度对于PVDF的拉伸性能影响最大,实际生产中为得到机械性能良好的材料,注 射温度宜控制在170 - 185℃．     

制备电镜生物样品的低温取代仪

本文介绍了一种用微型计算机控制的用于生物样品制备的低温取代仪。该仪不仅简单、价廉和自动化程度高,而且通过鼠肾脏的低温制备,从超微结构表明了该方法能够精确地控制取代温度,获得良好的取代效果。     

简支组合桁架夹芯板的力学性能研究

本文在试验的基础上研究了组合桁架夹芯板的力学性能,提出了考虑滑移效应的挠度计算公式和极限抗弯承载力计算公式.该公式对组合板进行计算的结果与试验值吻合良好,同时与不考虑组合作用所计算的结果进行对比发现,组合桁架夹芯板具有较好的力学性能,理论方法具有一定的应用价值.