单个黄原胶分子的样品制备与原子力显微镜检测.pdf

第31卷第12期 核 技 术 Vbl．31．No．12 2008年12月 NUCLEAR Decell】【ber2008 TECHNIQUES 单个黄原胶分子的样品制备与原子力显微镜检测 1(中国科学院上海应用物理研究所，单分子探测与操纵实验室上海201800) 2(天津科技大学食品工程与生物技术学院天津300457) 3(河南工业大学粮油食品学院郑州450052) 4(上海交通大学生命科学技术学院上海200240) 5(中国科学院研究生院北京100049) 摘要本文发展了一种新的黄原胶分子样品制备方法——多步旋涂法，并采用此方法在4种原子力显微镜研 究中常用的衬底(裸云母、3一氨丙基三已氧基硅烷处理的云母、镍离子处理的云母和高序热解石墨)上制备了分 散的单个黄原胶分子。利用原子力显微镜对单个黄原胶分子高度的检测和分析结果显示衬底的电学特性和亲 疏水性质对黄原胶分子的形貌有显著影响。 关键词黄原胶，样品制备，旋涂法，原子力显微镜 中图分类号Q539，TS20 黄原胶(Xallthall)是极为重要的细胞外生物多糖分散性很好的黄原胶分子，但易引入污染物，且难 (生物大分子)，由其配制的溶液，在较广范围的盐 以推广到其它衬底。现有的黄原胶分子触M研究 浓度和pH环境下具有良好的流变性，因此，它被 基本均采用裸云母为衬底。近期研究表明，DNA分 广泛用于工业生产…，如食品工业中的乳化剂。人 子等在不同衬底上有明显的高度差异[101，展示了基 们通常用圆二色谱、光散射、核磁共振、中子散射 于不同衬底研究单个生物分子性质的前景。 等方法研究多糖分子的生物、化学和物理特性，但 本文发展了具有普适性的单个黄原胶分子样品 是，这些方法只能得到大量分子的平均行为信息…。 制备法——多步旋涂法，并比较分析了黄原胶分子 纳米技术的发展使人们能从单个分子水平研究 在不同衬底上的形貌差异。我们在原子力显微镜研 生物分子，这非常有助于了解生物分子的结构与功 究常用的四种衬底——裸云母、3．氨丙基三已氧基 能的关系【2】。原子力显微镜(朋mI)口1的垂直分辨和 侧向分辨率分别可达O．01nm和O．1nm，工作条件 母(Ni．Mica)怕1和高序热解石墨(HOPQmgllly oriented 可为气一固、液一固界面，高温、低温，大气、真 p)rrolytic 空等H】。触M的这些优点为在单个分子水平上研究 的黄原胶分子，研究了衬底表面的电学特性以及亲， 生物分子提供了新的机遇。最近的研究表明，AFM 疏水性对单个黄原胶分子形貌的影响。 不仅可实时观察发生在单个生物分子水平上的生物 化学反应【5】，而且还可对单个生物分子进行操纵， 1材料和方法 如对DNA分子进行切割和拾取【6，7J。 1．1 材料 黄原胶分子的AfM研究始于十多年前【7，8】。众 所周知，AFM研究的样品制备十分关键，而单分子 分散的黄原胶分子的制备尚存在困难。人们常用直 (3一锄inopr叩yl 接沉积法和喷涂法制备黄原胶样品，但由于黄原胶 公司；裸云母购自四川美丰云母工业有限责任公司； 分子本身的物理化学性质，样品中黄原胶分子往往 N撕onalcall 封口膜(P越lfihn膜)购自美国AmericaIl 聚集在一起，很难得到分散性好的黄原胶分子[8．9