Атомно–силовой микроскоп

Атомно–силовая микроскопия позволяет получать трёхмерные изображения профилей поверхностей биологических объектов в нанометровом масштабе. С помощью атомно-силового микроскопа (АСМ) можно исследовать размеры и конформацию как единичных молекул, так и их конгломератов, фиксированных к твёрдым поверхностям. С помощью АСМ можно манипулировать отдельными молекулами (например, перемещать их с места на место). В основе работы АСМ лежит сканирование поверхности изучаемого объекта с помощью тончайшего зонда (иглы). Диаметр окончаний зондов составляет обычно 10-20 нм. Зонд закреплён на свободном конце выступающего кронштейна (кантилевера) (рис. 1-7). В ходе сканирования поверхности кантилевер изгибается. При этом между объектом и остриём зонда возникают небольшие силы взаимодействия [несколько пиконьютонов (пН) или наноньютонов (нН)]. Оптическая система, состоящая из диодного лазера и диодной линейки, весьма чувствительна к изгибам кантилевера. При перемещениях кантилевера силы взаимодействия изменяются, что проявляется в изменениях отражения лазерного луча. Перемещая образец под остриём зонда или зонд над образцом, получают полное изображение рельефа поверхности образца. Точность измерений достигает нескольких ангстрем. Атомно-силовой микроскоп способен выявлять рельеф образца с субнанометровым разрешением.

Рис. 1-7. Атомно-силовой микроскоп. Очень тонкое остриё, прикреплённое к миниатюрному кантилеверу, зондирует поверхность исследуемого объекта. Для сканирования поверхности образец перемещается с помощью пьезоэлектрического манипулятора. [120]