کاربرد میکروسکوپ نیروی اتمی در تحقیقات زیستی
کاربرد میکروسکوپ نیروی اتمی در تحقیقات زیستی
میکروسـکوپ نیـروی اتمـی بـه یکـی از پرکاربردتریـن ابزارهـای تصویربـرداری در حوزههـای فیزیـک، زیستشناسـی و علوم مـواد تبدیـل شده اسـت. ایـن روش مبتنـیبـر نقشـهبرداری از میـدان نیـروی اتمـی روی سـطح مـواد بـا اسـتفاده از پروبهـای غیرمخـرب اسـت و امـکان بررسـی دقیـق توپوگرافـی و ایجـاد تصویر سـه بعدی از سـطح نمونـه را فراهـم میکند. یکـی از مزایای اصلـی میکروسـکوپ نیـروی اتمـی انعطافپذیـری شـرایط اسـتفاده از آن اسـت، به طـوریکـه تصویربـرداری با ایـن روش هم در محیـط معمولـی و هـم در مایـع بـا کمتریـن کاهش در وضـوح انجام میشـود. میکروسـکوپ نیروی اتمـی یـک روش توپولوژیکی سـه بعدی بـا وضـوح اتمـی بـالا برای سـنجش سـختی سـطح و همچنین نوعـی میکروسـکوپ پروب روبشـی اسـت و روش میدان نزدیـک آن براسـاس تعامـل بیـن یـک پـروب و اتمهـای سـطح نمونـه عمـل میکنـد. روشهـای متعـددی بـرای اصـلاح پـروب ایـن میکروسـکوپ وجـود دارد کـه بـه بررسـی ویژگیهـای سـطحی از جملـه اندازهگیـری اصطـکاک، نیروهـای چسـبندگی، خـواص ویسکوالاسـتیک، تعییـن مـدول یانـگ و تصویربـرداری از خـواص مغناطیسـی یـا الکترواسـتاتیکی کمـک میکنـد. ایـن روش قـادر اسـت هـر نـوع نمونـهای به عنـوان مثـال، پلیمرهـا، مولکولهـای جـذب شـده، فیلمهـا، الیـاف و پودرهـا را در هـوا، در یـک محیـط کنتـرل شـده و یـا در یک محیـط مایـع تحلیل کنـد. در دهـه گذشـته، میکروسـکوپ نیـروی اتمـی به عنـوان ابـزاری قدرتمنـد بـرای دسـتیابی بـه جزئیـات نانوسـاختاری و خـواص زیسـتمکانیکی نمونههـای زیسـتی ماننـد مولکولهـای زیسـتی و سـلولها ظهـور کرده اسـت.
سرفصلها:
سرفصلها:
- مقدمه
- اصول AFM
- حالتهای عملکرد AFM
- مزایای AFM در زیستشناسی و ژنتیک
- کاربردهای پزشکی و دارویی با روش AFM
- کاربرد AFM در دندانپزشکی
- نتیجهگیری
لطفا برای مشاهده متن کامل مقاله ابتدا وارد سایت شوید
منابـــع و مراجــــع
۱ - Binnig, G., C.F. Quate,C. Gerber, Atomic force microscope. Phys Rev Lett, 1986. 56(9): p. 930-933.
۲ - Jayakumar, S., Application of atomic force microscopy in conservative dentistryendodontics - A short review. IP Indian Journal of ConservativeEndodontics, 2023. 7: p. 160-162.
۳ - Silikas, N., et al., AFM as a tool in dental research. MicroscopyAnalysis, 2001. 82: p. 19-21.
۴ - Vahabi, S., B. Nazemi Salman,A. Javanmard, Atomic force microscopy application in biological research: a review study. Iran J Med Sci, 2013. 38(2): p. 76-83.
۵ - McClelland, G.M., R. Erlandsson,S. Chiang. Atomic Force Microscopy: General Principlesa New Implementation. in Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation. 1987. Boston, MA: Springer US.
۶ - Wiesendanger, R., Scanning Probe MicroscopySpectroscopy. Scanning Probe MicroscopySpectroscopy, by Roland Wiesendanger, pp. 659. ISBN 0521418100. Cambridge, UK: Cambridge University Press, November 1994., 1994.
۷ - Piner, R.D., et al., "Dip-Pen" nanolithography. Science, 1999. 283(5402): p. 661-3.
۸ - Xia, Y.G.M. Whitesides, Extending Microcontact Printing as a Microlithographic Technique. Langmuir, 1997. 13(7): p. 2059-2067.
۹ - Pelling, A.E., et al., Local nanomechanical motion of the cell wall of Saccharomyces cerevisiae. Science, 2004. 305(5687): p. 1147-50.
۱۰ - Hörber, J.K.M.J. Miles, Scanning probe evolution in biology. Science, 2003. 302(5647): p. 1002-5.
۱۱ - Greenleaf, W.J., M.T. Woodside,S.M. Block, High-resolution, single-molecule measurements of biomolecular motion. Annu Rev Biophys Biomol Struct, 2007. 36: p. 171-90.
۱۲ - Charras, G.T.M.A. Horton, Single cell mechanotransductionits modulation analyzed by atomic force microscope indentation. Biophys J, 2002. 82(6): p. 2970-81.
۱۳ - Dufrêne, Y.F., Using nanotechniques to explore microbial surfaces. Nat Rev Microbiol, 2004. 2(6): p. 451-60.
۱۴ - Jiang, Y., et al., PreparationCharacterization of Hollow Spheres with Cubic Mesoporous Shell. Advanced Materials Research, 2013. 785-786: p. 382-385.
۱۵ - Rabinovich, Y., et al., Atomic force microscopy measurement of the elastic properties of the kidney epithelial cells. J Colloid Interface Sci, 2005. 285(1): p. 125-35.
۱۶ - Mathur, A.B., G.A. Truskey,W.M. Reichert, Atomic forcetotal internal reflection fluorescence microscopy for the study of force transmission in endothelial cells. Biophys J, 2000. 78(4): p. 1725-35.
۱۷ - Hoh, J.H.C.A. Schoenenberger, Surface morphologymechanical properties of MDCK monolayers by atomic force microscopy. J Cell Sci, 1994. 107 ( Pt 5): p. 1105-14.
۱۸ - Berdyyeva TK, Woodworth CD, Sokolov I. Human epithelial cells increase their rigidity with ageing in vitro: direct measurements. Phys Med Biol. 2005;50:81-92.
۱۹ - Zhao, L., D. Schaefer,M.R. Marten, Assessment of elasticitytopography of Aspergillus nidulans spores via atomic force microscopy. Appl Environ Microbiol, 2005. 71(2): p. 955-60.
۲۰ - Osada, T., et al., Clinical laboratory implications of single living cell mRNA analysis. Adv Clin Chem, 2004. 38: p. 239-57.
۲۱ - Uehara H, Osada T, Ikai A. Quantitative measurement of mRNA at different loci within an individual living cell. Ultramicroscopy. 2004;100:197-201.
۲۲ - Uehara, H., et al., mRNA detection of individual cells with the single cell nanoprobe method compared with in situ hybridization. J Nanobiotechnology, 2007. 5: p. 7.
۲۳ - Hu, M., et al., Nanostructurenanomechanics analysis of lymphocyte using AFM: resting, activated to apoptosis. Journal of Biomechanics, 2009. 42(10): p. 1513-1519.
۲۴ - Firtel M, Henderson G, Sokolov I. Nanosurgery: observation of peptidoglycan strands in Lactobacillus helveticus cell walls. Ultramicroscopy. 2004;101:105-9.
۲۵ - Muller, D.J., AFM: a nanotool in membrane biology. Biochemistry, 2008. 47(31): p. 7986-98.
۲۶ - Mingeot-Leclercq, M.P., et al., Atomic force microscopy of supported lipid bilayers. Nat Protoc, 2008. 3(10): p. 1654-9.
۲۷ - Li, G., N. Xi,D.H. Wang, Probing membrane proteins using atomic force microscopy. J Cell Biochem, 2006. 97(6): p. 1191-7.
۲۸ - Oberleithner, H., et al., Visualizing life on biomembranes by atomic force microscopy. Kidney Int, 1995. 48(4): p. 923-9.
۲۹ - Liu, H., et al., Visualization of enzymatic hydrolysis of cellulose using AFM phase imaging. EnzymeMicrobial Technology, 2009. 45(4): p. 274-281.
۳۰ - Wright, C.I. Armstrong, The application of atomic force microscopy force measurements to the characterisation of microbial surfaces. SurfaceInterface Analysis, 2006. 38: p. 1419-1428.
۳۱ - Ohnesorge, F.M., et al., AFM review study on pox virusesliving cells. Biophys J, 1997. 73(4): p. 2183-94.
۳۲ - Dunlap, D.D., et al., Nanoscopic structure of DNA condensed for gene delivery. Nucleic Acids Res, 1997. 25(15): p. 3095-101.
۳۳ - Lieber, S.C., et al., Aging increases stiffness of cardiac myocytes measured by atomic force microscopy nanoindentation. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2004. 287(2): p. H645- 51.
۳۴ - Oberleithner, H., et al., Viewing the renal epithelium with the atomic force microscope. Kidney Blood Press Res, 1996. 19(3-4): p. 142-7.
۳۵ - Iscru, D.F., et al., Changes in surface topologies of chondrocytes subjected to mechanical forces: an AFM analysis. J Struct Biol, 2008. 162(3): p. 397-403.
۳۶ - Valois, C.R., et al., Atomic force microscopy study of gutta-percha cone topography. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod, 2004. 98(2): p. 250-5.
۳۷ - Cross, S.E., et al., Atomic force microscopy study of the structure-function relationships of the biofilm-forming bacterium Streptococcus mutans. Nanotechnology, 2006. 17(4): p. S1-7.
۳۸ - Hannig, M., et al., Atomic force microscopy study of salivary pellicles formed on enamelglass in vivo. Colloid & Polymer Science, 2001. 279: p. 479-483.
۳۹ - Sanches, R.P., et al., AFM characterization of bovine enameldentine after acid-etching. Micron, 2009. 40(4): p. 502-6.
۴۰ - El Feninat, F., et al., A tapping mode AFM study of collapsedenaturation in dentinal collagen. Dent Mater, 2001. 17(4): p. 284-8.
۴۱ - Finke, M., et al., Mechanical properties of in situ demineralised human enamel measured by AFM nanoindentation. Surface Science, 2001. 491: p. 456-467.
۴۲ - Choi, S., et al., Effects of fluoride treatment on phosphoric acid-etching in primary teeth: an AFM observation. Micron, 2010. 41(5): p. 498-506.
۴۳ - Domke, J., et al., Substrate dependent differences in morphologyelasticity of living osteoblasts investigated by atomic force microscopy. Colloids Surf B Biointerfaces, 2000. 19(4): p. 367-379.
۴۴ - Kah, J.C., et al., Early diagnosis of oral cancer based on the surface plasmon resonance of gold nanoparticles. Int J Nanomedicine, 2007. 2(4): p. 785-98.
۴۵ - Docheva, D., et al., Researching into the cellular shape, volumeelasticity of mesenchymal stem cells, osteoblastsosteosarcoma cells by atomic force microscopy. J Cell Mol Med, 2008. 12(2): p. 537-52.
