原子力显微镜(AFM)在空气中对DNA进行观察时,针尖很容易对其造成损伤,从而影响图象质量.为探索此问题的解决办法,本研究在空气、水和无水乙醇中对DNA进行成象,同时对针尖的结构进行了扫描电镜观察.取100μg/ml质粒pQE30水溶液20μl滴加在新鲜剥离的云母基底上,吸附1 min,用滤纸吸去基底上的多余残液,氮气吹干后在空气中成像;pQE30分别溶于去离子水和无水乙醇,质量浓度为100μg/ml,各取100μl加入液体池中成象.成象时均采用MultiMode AFM(NanoscopeⅢa)的敲击模式,并记录力曲线结果发现在液体中DNA的图象分辨率优于在空气中,在无水乙醇中优于在水中;针尖与DNA样品间的相互作用力越大,成象的分辨率越低;多次使用后针尖磨损,分辨率降低.这一结果为选择DNA的理想AFM成象环境,研究生理条件下DNA的结构和功能提供了实验基础.

研究在光学显微镜下,运用两个独立的三维工作台分别控制针尖和碳纳米管的位置,将碳纳米管吸附在传统的原子力显微镜针尖上.首先将碳纳米管粘附在导电的胶带上,然后用涂胶的针尖与其接触将碳纳米管粘附到针尖上,最后运用电蚀的方法优化碳纳米管针尖的长度,以达到高分辨率的要求.运用制作的碳纳米管针尖对硅表面的深槽进行成像,获得了传统针尖无法得到的信息.

碳纳米管具有很小的半径、较高的纵横比、高的柔软性能、独特的化学结构和确定的电子特性,这一系列性质使得它很适合用作原子力显微镜针尖.针尖的制作原先是手工操作,目前应用较广泛的是化学汽相沉积法(CVD).这种针尖使原子力显微镜的分辨率得到很大的提高,纳米操纵能力大大加强.