一种原子力显微镜探针及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种原子力显微镜探针及其制备方法和应用，该探针采用交联剂修饰，所述交联剂为聚乙烯醇、聚乙二胺、聚丙二醇、聚丙二胺或聚乙烯中的至少一种。所述探针制备方法包括以下步骤：(1)清洗探针，除去针尖上的有机污染物；(2)将清洗干净的探针硅烷化；(3)将硅烷化的探针置于氯仿、三乙胺和交联剂的混合溶液中进行交联反应。所述探针应用包括以下步骤：S1、将探针、目标分子、催化剂置于溶液中反应；S2、反应后的探针采用磷酸盐缓冲溶液Ⅰ清洗后，保存于磷酸盐缓冲溶液Ⅱ中。本发明专利技术提供的原子力显微镜探针可以实现标准化、精确定量测定，且该探针可测定蛋白质、DNA、RNA和糖类等大分子。RNA和糖类等大分子。

【技术实现步骤摘要】
一种原子力显微镜探针及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及微观科学领域，具体涉及一种原子力显微镜探针及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]原子力显微镜(AFM)靠探测针尖和样品之间的作用力来获取样品表面信息。原子力显微镜的针尖上修饰特定的分子(例如抗体)，如果样品中有分子(例如对应的抗原)能与针尖上修饰的分子之间有特异性的作用力，那么它们之间的作用力就会被记录下来。修饰针尖的方法很多，常用的是用聚乙二醇或碳纳米管作为交联剂，将分子(例如抗体)连接到针尖上。
[0003]聚乙二醇的化学性质和物理性质上都是惰性的，这使得当针尖接近或远离样品表面时它可以很快且自由地重新定位，即使只有一个分子连接到针尖上也可以进行单分子力谱实验；而且，一般所用聚乙二醇的长度是6
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8nm，且它的伸缩性是非线性的。这些使得我们可以很容易地将特异性识别事件从非特异性事件(非线性的伸展峰)中分辨出来，且通过聚乙二醇连接的分子在多次实验中很难被损坏掉。
[0004]聚乙二醇修饰针尖的优势在抗体
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抗原体系中得到了体现，但是，聚乙二醇修饰针尖的实验结果很难定量，不同的实验室之间结果的差距有时候能达到三个数量级以上，不能实现标准化；聚乙二醇修饰针尖只能连接蛋白质等含氨基的物质，不能连接其它种类的分子；PEG过于柔软，有时候会错过识别事件，这就导致和基底上目标分子之间的特异性结合事件概率比较低，一般在25％以下。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有技术的前述缺陷，提供一种可以实现标准化、精确定量测定的原子力显微镜探针，且该探针可测定蛋白质、DNA、RNA和糖类等大分子。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种原子力显微镜探针，该探针采用交联剂修饰，所述交联剂为聚乙烯醇、聚乙二胺、聚丙二醇、聚丙二胺或聚乙烯中的至少一种。
[0007]本专利技术第二方面提供一种原子力显微镜探针的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0008](1)清洗探针，除去针尖上的有机污染物；
[0009](2)将清洗干净的探针硅烷化；
[0010](3)将硅烷化的探针置于氯仿、三乙胺和交联剂的混合溶液中进行交联反应。
[0011]优选地，所述混合溶液中，交联剂浓度为0.01
‑
1mg/mL。
[0012]优选地，所述交联反应时间为0.5h
‑
5h。
[0013]本专利技术第三方面提供一种原子力显微镜探针的应用，该应用包括以下步骤：
[0014]S1、将探针、目标分子、催化剂置于溶液中反应；
[0015]S2、反应后的探针采用磷酸盐缓冲溶液Ⅰ清洗后，保存于磷酸盐缓冲溶液Ⅱ中。
[0016]所述目标分子包括蛋白质、DNA、RNA和糖类分子中的至少一种。
[0017]本专利技术提供的原子力显微镜探针，不仅能够连接蛋白分子，也可以连接DNA、RNA和糖类分子，适用范围广。
[0018]本专利技术提供的原子力显微镜探针，能够精确定量实验结果，不同实验是之间的结果差异小，可以实现标准化测量。
[0019]本专利技术提供的原子力显微镜探针，克服了PEG过于柔软的缺点，不会错过识别事件，结合事件概率比较高，超过40％。
具体实施方式
[0020]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0021]如前所述，本专利技术第一方面提供一种原子力显微镜探针，该探针采用交联剂修饰。
[0022]根据本专利技术，优选地，所述交联剂为聚乙烯醇、聚乙二胺、聚丙二醇、聚丙二胺或聚乙烯中的至少一种；更优选为聚乙烯醇；采用前述交联剂，其适用范围广，能够连接包括蛋白质、DNA、RNA和糖类分子中的至少一种，且能够精确定量实验结果。
[0023]本专利技术第二方面提供一种原子力显微镜探针的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0024](1)清洗探针，除去针尖上的有机污染物；
[0025](2)将清洗干净的探针硅烷化；
[0026](3)将硅烷化的探针置于氯仿、三乙胺和交联剂的混合溶液中进行交联反应。
[0027]根据本专利技术，优选地，在紫外清洗机的臭氧环境中洗针尖20min，以除去针尖上的有机污染物。
[0028]根据本专利技术，优选地，所述混合溶液中，交联剂浓度为0.01
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1mg/mL更优选为0.05
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0.5mg/mL；前述交联剂浓度范围内，使制备的探针具有一定硬度，使探针能够精确定量实验结果。
[0029]根据本专利技术，优选地，所述交联反应时间为0.5h
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5h；采用前述交联时间，使制备的探针具有一定硬度，使探针能够精确定量实验结果。
[0030]本专利技术第三方面提供一种原子力显微镜探针的应用，该应用包括以下步骤：
[0031]S1、将探针、目标分子、催化剂置于溶液中反应；优选地，所述催化剂为NaCNBH3。
[0032]S2、反应后的探针采用磷酸盐缓冲溶液Ⅰ清洗后，保存于磷酸盐缓冲溶液Ⅱ中。
[0033]所述目标分子包括蛋白质、DNA、RNA和糖类分子中的至少一种。
[0034]以上详细描述了本专利技术的优选实施方式，但是，本专利技术并不限于此。在本专利技术的技术构思范围内，可以对本专利技术的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本专利技术所公开的内容，均属于本专利技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原子力显微镜探针，其特征在于，所述探针采用交联剂修饰；所述交联剂为聚乙烯醇、聚乙二胺、聚丙二醇、聚丙二胺或聚乙烯中的至少一种。2.根据权利要求1所述的探针，其中，所述交联剂为聚乙烯醇。3.根据权利要求1或2所述的原子力显微镜探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)清洗探针，除去针尖上的有机污染物；(2)将清洗干净的探针硅烷化；(3)将硅烷化的探针置于氯仿、三乙胺和交联剂的混合溶液中进行交联反应；所述交联剂为聚乙烯醇、聚乙二胺、聚丙二醇、聚丙二胺或聚乙烯中的至少一种。4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述交联剂为聚乙烯醇。5.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述混合溶液中，交联剂浓度为0.01
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟栋，钟海舰，方斌，赵丽，杜晓伟，刘骐源，
申请(专利权)人：赣南医学院，
类型：发明
国别省市：