[发明专利]一种提高单个DNA分子AFM图像对比度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高单个DNA分子AFM图像对比度的方法。

背景技术

原子力显微镜(AFM)是研究生物大分子最有用的成像工具之一。利用它 不但可获得空气氛围中的生物分子(如DNA和蛋白质)形貌图像，而且可获 取近生理的液体环境下的生物分子形貌信息，这为研究生物分子的结构和相 互作用提供了有效的手段。空气中对生物分子的成像多采用轻敲模式，由于 受针尖压力、表面作用力等的影响，测得柔软生物分子高度值往往要比实际 小，减小针尖对测量物体的压力可提高高度测量的数值，这样能够较好地反 映出生物分子的真实信息。

目前为止，对如何提高DNA分子AFM图像对比度的方法报道很少，但是 已经有针对如何提高纳米材料(如多聚物)成像对比度的方法，主要采用两 种方法。其一，采取化学修饰的方法，对针尖进行修饰，通过改变针尖与扫 描对象作用力的方法，提高图像的对比度。其二，采用修饰纳米材料本身的 方法，使其尺度增加，达到提高成像对比度的目的。

发明内容

本发明的目的在于提出一种新的提高单个DNA分子AFM图像对比度的方 法，增加AFM图像上单个DNA分子的高度，从而提高DNA分子图像的对比度。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种提高单个DNA分子AFM图像对比度的方法，包括如下步骤：

(1)修饰云母衬底和制备DNA分子样品，使所述DNA分子固定在所述云 母衬底表面上；

(2)将所述DNA分子样品安装在AFM仪器上；

(3)用水溶液修饰AFM针尖1-10分钟；

(4)修饰后的AFM针尖取出后安装在扫描头上，对所述衬底上的DNA分 子进行扫描成像。

步骤(1)中，用10^-8-10^-10M纳米金(Nanogold)溶液或10^-2-10^-7M Ni 离子溶液修饰云母衬底10ul约1分钟后。采用分子梳的方法将所述DNA分 子拉直并固定在所述云母衬底表面上。

步骤(3)中，所述水溶液中含0.1-1％甘油。

或，所述水溶液是TE缓冲液(Tris-HCl)，其浓度是10^-2M，pH值是8.3。 所述TE缓冲液中可含有浓度2×10^-3M的MgCl₂或CaCl₂。

应用本发明的方法，扫描时修饰在AFM针尖上的溶液会转移到衬底上的 DNA分子上，DNA分子高度明显增加，但云母衬底变化较小，这一过程就是 蘸笔纳米刻蚀(DPN)的过程。这样，DNA分子与云母衬底的反差增大，所 以，图像的对比度有显著的提高。本发明的提高单个DNA分子AFM成像对比 度的方法简单方便，且在不同方法修饰的云母衬底表面上有效。

附图说明

图1a是本发明的第一个实施例的DPN前DNA的形貌图像；

图1b是图1a的横截面图像；

图1c是本发明的第一个实施例的DPN后DNA的形貌图像；

图1d为图c的横截面图像；

图2a是本发明的第二个实施例的DPN前DNA的形貌图像；

图2b是本发明的第二个实施例的DPN后DNA的形貌图像。

具体实施方式

下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好 地理解本发明的功能、特点。

本发明的提高单个DNA分子AFM图像对比度的方法，具体包括如下步骤：

(1)修饰云母衬底和制备DNA样品。本发明中，衬底为云母衬底，DNA 分子为线状DNA如lambda DNA或环状DNA如pBR322。用于修饰所述衬底 的试剂可以是纳米金球(或称为纳米金颗粒、金颗粒；来自英文的Au particle 或Nanogold)溶液或镍离子溶液。将DNA样品溶液滴在修饰的云母衬底上， 利用分子梳技术将DNA分子拉直并固定。修饰云母衬底的作用是使云母表面 带正电荷，这样带负电荷DNA分子就可固定在带负电荷的云母表面上了， 以用于AFM成像。通常的云母衬底，镍离子和纳米金球修饰的云母表面均 可用于本发明的方法。