利用原子力显微镜探针的扫帚机理制备胶原蛋白纳米纤维阵列  被引量:4

Producing Collagen Nano-fibril Arrays by the Molecular Broom Mechanism of Atomic Force Microscopic Tip

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作  者:孙铭[1] 洪玮[1] 疏静[1] 李力[1] SUN Ming HONG Wei SHU Jing LI Li(School of Electronic Engineering and Optoelectronic Technology, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China)

机构地区:[1]南京理工大学电子工程与光电技术学院,南京210094

出  处:《分析化学》2016年第10期1471-1476,共6页Chinese Journal of Analytical Chemistry

基  金:国家自然科学基金项目(No.51303082);江苏省"高层次创新创业人才引进计划"项目资助~~

摘  要:利用原子力显微镜能够在微观尺度上对样品材料进行操控和加工的特性,发现并考察了一种自上而下的生物大分子纳米纤维阵列的制备方法。将50μg/m L的天然Ⅰ型鼠尾胶原蛋白溶液在云母晶面上形成胶原蛋白膜层,接着在原子力显微镜的接触模式下,利用探针对溶液中的胶原蛋白膜层施加100~1000 n N的力时,可以将膜层加工成具有特定取向的蛋白纳米纤维阵列。单根纤维的高度约2~5 nm,宽度在150~350 nm之间。根据纳米纤维阵列的结构与探针扫描方式的关系,对探针的制样原理进行了探讨,验证了原子力显微镜接触模式下的"分子扫帚"机理。此制备方法为生产细胞培养器皿、制备高特异性的生物探针,合成新型微纳材料提供了一种可行技术。By taking advantage of atomic force microscopes'( AFM) capability of manipulating and processing materials on the microscale,we discovered and investigated a top-down preparation method of biological macromolecular nano-fibril arrays. 50 μg / m L solution of rat tail type I collagen monomers was used to coat the mica surface to form a protein membrane. In the AFM Contact Mode,the AFM tip then manipulated the membrane with appropriate force between 100 n N and 1 m N,thus producing patterned collagen nano-fibril arrays with specific orientations. The nano-fibrils are averagely 2- 5 nm in height and 150- 350 nm in width.Based on the relationship between the structure of such nano-fibril arrays and the AFM scanning patterns,we investigated and discussed the formation of the protein fibril arrays, and verified the molecular broom mechanism of the AFM tip. This preparation method could potentially provide an efficient technique to manufacture cell culture vessels,produce biological probes with high specificities,and synthesize novel micro /nano materials as well.

关 键 词:胶原蛋白 原子力显微镜 扫帚机理 纳米纤维 自上而下 

分 类 号:TB383.1[一般工业技术—材料科学与工程]

 

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