超高速视频级原子力显微镜

原子力显微镜（Atomic Force Microscope ，AFM），一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。它通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物质的表面结构及性质。将一对微弱力敏感的微悬臂一端固定，另一端的微小针尖接近样品，这时它将与其相互作用，作用力将使得微悬臂发生形变或运动状态发生变化。扫描样品时，利用传感器检测这些变化，就可获得作用力分布信息，从而以纳米级分辨率获得表面形貌结构信息及表面粗糙度信息。

技术特征：

超高速视频级原子力显微镜

利用微悬臂感受和放大悬臂上尖细探针与受测样品原子之间的作用力，从而达到检测的目的，具有原子级的分辨率。由于原子力显微镜既可以观察导体，也可以观察非导体，从而弥补了扫描隧道显微镜的不足。原子力显微镜是由IBM公司苏黎世研究中心的格尔德·宾宁于一九八五年所发明的，其目的是为了使非导体也可以采用类似扫描探针显微镜（SPM）的观测方法。原子力显微镜（AFM）与扫描隧道显微镜（STM）大的差别在于并非利用电子隧穿效应，而是检测原子之间的接触，原子键合，范德瓦耳斯力或卡西米尔效应等来呈现样品的表面特性。

应用领域：

应用包括：利用 HS-AFM可在纳米尺度动态实时记录生物大分子的运动以及分子间相互作用，包括：    

plasmid DNA250nm * 250nm   Bacteriorhodopsin40nm * 40nm     myosinⅡ500nm * 500nm       IgG antibody150nm * 150nm

lipid membrane：3500nm * 3500nm   350nm poly beads3000nm * 3000nm E.coli：3000nm * 3000nm    350nm poly beads：900nm * 900nm

Video imaging of walking myosin V   实时观察myosin V蛋白的运动

N. Kodera et al. Nature 468, 72 (2010). Kanazawa University

Real-space and real-time dynamics of CRISPR-Cas9   实时显示CRISPR基因编辑

Mikihiro et al. Nature Communications,  (2017). Kanazawa University

案例：

设备规格及参数：    

扫描速度：50 ms/frame (20 frames/sec)  

压电扫描器：X: 0.7µm, Y:0.7µm, Z: 0.4µm

样品大小：1.5mm in diameter

扫描环境：In liquid/In air

控制系统：PID control, Dynamic PID control

significant Function：Scanner active dumping，Drift  correction for cantilever excitation

light response for D69N实时观察  

rotorless F1-ATPase实时观察

dendrite growth inneuron 实时观察

walking myosin V实时观察

可选配置

光照装置：Light irradiation unit for the experiments with caged compounds.  Variable wavelength: 350-560nm

宽扫描台：1frames/s；XY：4µm×4µm, Z：0.7µm  

超宽扫描台Amplified：0.1frames/s；XY：30µm×30µm, Z：1.2µm

微流控系统：The observation solutions can be exchanged whilecontinuing AFM observation.