專利名稱:基于原子力顯微鏡的重新定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了基于原子力顯微鏡的重新定位技術(shù)即樣品的一個很小的區(qū)域(如10μm×10μm)用原子力顯微鏡成像后，從樣品架上移走，樣品經(jīng)過一系列處理(物理或化學(xué))然后重新放到樣品架上，通過重新定位技術(shù)依然能找到該樣品原來研究過的區(qū)域，通過該項技術(shù)可以研究一個樣品同一區(qū)域在物理或化學(xué)處理前后的變化。
背景技術(shù)：
原子力顯微鏡是在納米尺度上研究物體表面形貌的一種重要工具，已廣泛應(yīng)用于各種納米材料的研究。但是它有一個很大的限制當(dāng)樣品從原子力顯微鏡的樣品架上取走后，然后再放上去，幾乎不可能再找到原來成過像的區(qū)域。利用原子力顯微鏡技術(shù)研究樣品(尤其是生物化學(xué)樣品)隨時間的演化過程或化學(xué)反應(yīng)時重定位技術(shù)顯得尤為重要。譬如要研究化學(xué)修飾(溴化乙啶，EB)對DNA分子徑向壓彈性的影響。首先要對單個DNA成像，測量這根DNA分子的力學(xué)性質(zhì)，然后取走樣品，在襯底上滴加EB分子，讓EB分子充分插入到DNA的堿基對中，這樣可以比較這根DNA分子化學(xué)修飾前后力學(xué)性質(zhì)的變化。由于原子力顯微鏡自身不能識別原來的特征形貌，這類對照實驗成功與否很關(guān)鍵的一步就是能否找到原來的研究過的區(qū)域，這就必須要用到重定位技術(shù)。雖然專利號為99126338.3的中國專利“掃描探針顯微鏡樣品定位方法”報道了一種方法，其是在透明基底的一面劃分出微小區(qū)域并標識不同的數(shù)字、外文字母或各種數(shù)學(xué)符號等標識符以示區(qū)別，或者將坐標軸方格紙的小方格內(nèi)標上各種標識符之后，用雙面膠或膠水等粘貼于透明基底的反面，或者利用刻蝕技術(shù)，將透明的基底一面刻蝕坐標和格子，不但很好地識別了滴加樣品的表面和未滴加樣品的表面，而且掃描樣品時也有明確的針對性，但是其缺陷在于需要在襯底片的背面進行刻劃或利用現(xiàn)有的材料如坐標紙進行標記，導(dǎo)致襯底片的損傷或刻度模糊，定位不夠快捷便利，另外，尚不能很好地排除原子力顯位鏡的針尖形狀對測量的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種操作簡單、觀察清楚方便、使用快捷、并能提高和改善測量精度的基于原子力顯微鏡的重新定位方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種基于原子力顯微鏡的重新定位方法，其特征在于步驟依次為1)選擇圓柱形金屬片，在金屬片的中心位置挖出圓柱形的中心孔，并在金屬片的圓周表面或圓環(huán)面上標上角度分度；2)選擇與中心孔大小適配的圓柱形標尺，標尺的表面呈扇形分隔成多個區(qū)域，區(qū)域上標上各自的標記，并在標尺的圓周表面標上角度分度；3)用透明材料做成的襯底片粘接固定在標尺上面，然后將標尺放置在金屬片中做成載片；4)當(dāng)載上標本樣品的載片第一次進行掃描時，記下標本樣品所在的區(qū)域的標記和分度，樣品和載片被取走后，經(jīng)過一定處理后，旋轉(zhuǎn)一定角度，重新放到原子力顯微鏡的樣品架上，首先在原子力顯微鏡的CCD顯示屏上找到該標記的區(qū)域，調(diào)節(jié)針尖與樣品的位置，使針尖剛好落到該區(qū)域，然后進行掃描，從而找到樣品移走前的位置，實現(xiàn)原子力顯微鏡的重新定位。
所述的金屬片直徑為14-18mm，厚度為6-10mm，中心孔直徑10-12mm，深度4-5mm。
所述的標尺其分隔區(qū)域時分成多個環(huán)形，每個區(qū)域的扇角在10-30度范圍，即提高區(qū)域的數(shù)量，也便于實際操作和使用。
所述的襯底片采用云母片或玻璃片等透明材料，它便于實際使用，并降低使用成本。
所述的角度分度在10-30度范圍作為一主要單位。
所述的粘接是用雙面膠進行粘接固定，它使用方便，成本低，效果好。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于操作十分簡單，而且可以反復(fù)使用，采用了持久耐用并且廉價的刻度標尺，使重新定位更加快捷便利，觀察清楚，而費用低廉；重定位的精度很高，小于1μm，因為人眼的分辨要小于0.5mm，經(jīng)500倍CCD光學(xué)系統(tǒng)放大后就可以分辨1μm的物體，采用旋轉(zhuǎn)的刻度，通過角度變化進行測量，可以來消除原子力顯微鏡針尖的角度和形狀對測量影響，提高測量精度；適用范圍廣，不但可以用在AFM成像，還可以用在配有CCD光學(xué)系統(tǒng)的STM成像。



圖1金屬片立體示意圖；圖2金屬片俯視圖；圖3金屬片上標尺示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
如圖1-3所示意，本發(fā)明提出了基于原子力顯微鏡的重新定位方法，即當(dāng)樣品從原子力顯微鏡的樣品架上取走后，經(jīng)過一系列處理如包括化學(xué)反應(yīng)、物理處理等，然后再放到樣品架上，依然能再找到原來成過像的區(qū)域。所采用的設(shè)備材料為原子力顯微鏡，CCD光學(xué)系統(tǒng)(放大倍速500-1000倍)、金屬片、雙面膠、透明的襯底片如云母片，玻璃片。具體實驗步驟如下1 選擇圓柱形金屬片，在金屬片的中心位置挖出圓柱形的中心孔，并在金屬片的圓周表面或圓環(huán)面上標上角度分度，金屬片直徑為16mm，厚度為10mm，中心孔直徑12mm，深度5mm，見圖1；2 選擇與中心孔大小適配的圓柱形標尺，標尺的表面呈扇形分隔成多個區(qū)域，分隔區(qū)域時分成了多個環(huán)形(圖示3個)，每個區(qū)域的扇角在30度，在各自區(qū)域上標上各自標號作為標記，并在標尺的圓周表面標上角度分度，一般以30度為單位，呈圓周均勻分布，見圖2；3 用透明材料做成的襯底片用雙面膠粘接固定在標尺上面，然后將標尺放置在金屬片中做成載片，進行第一次掃描時，需要將金屬片的零刻度與標尺的零刻度對齊，透明的襯底片可以采用云母片、玻璃片等材料；4 當(dāng)載上標本樣品的載片第一次進行掃描時，記下標本樣品所在的區(qū)域的標記及分度，樣品和載片被取走后，經(jīng)過一定處理后，旋轉(zhuǎn)一定角度后重新放到原子力顯微鏡的樣品架上，首先在原子力顯微鏡的CCD顯示屏上找到該標號的區(qū)域，調(diào)節(jié)針尖與樣品的位置，使針尖剛好落到該區(qū)域，然后進行掃描，從而找到樣品移走前的位置，實現(xiàn)原子力顯微鏡的重新定位，這樣可以對照處理前后的區(qū)別，通過多次的這種旋轉(zhuǎn)一定角度后進行對比測量，能有效消除原子力顯微鏡針尖的角度和形狀對測量的影響，提高測量精度。
具體應(yīng)用例子，如λDNA購自華美生物工程公司，用雙蒸水稀釋到5ng/ml，將2ml左右的DNA溶液置于Ni2+修飾過的云母片上，用動態(tài)分子梳技術(shù)拉直。
用常規(guī)原子力顯微鏡對樣品進行成像，記錄對樣品感興趣的區(qū)域同時記下標記和刻度分度，也可以利用圖像本身的特征信息，將樣品從樣品架上取走以后，經(jīng)化學(xué)修飾如EB修飾后放到樣品架上，根據(jù)上述的實驗步驟可以找到原來那塊樣品感興趣的區(qū)域即原來標記的地方，這樣可以比較一塊樣品同一區(qū)域經(jīng)化學(xué)修飾前后的差異，在測量中，可以旋轉(zhuǎn)標尺轉(zhuǎn)過一定角度再進行測量，以消除針尖造成的誤差，提高測量精度。
權(quán)利要求
1.一種基于原子力顯微鏡的重新定位方法，其特征在于步驟依次為1)選擇圓柱形金屬片，在金屬片的中心位置挖出圓柱形的中心孔，并在金屬片的圓周表面或圓環(huán)面上標上角度分度；2)選擇與中心孔大小適配的圓柱形標尺，標尺的表面呈扇形分隔成多個區(qū)域，區(qū)域上標上各自的標記，并在標尺的圓周表面標上角度分度；3)用透明材料做成的襯底片粘接固定在標尺上面，然后將標尺放置在金屬片中做成載片；4)當(dāng)載上標本樣品的載片第一次進行掃描時，記下標本樣品所在區(qū)域的標記與分度，樣品和載片被取走后，經(jīng)過一定處理后，旋轉(zhuǎn)一定角度，重新放到原子力顯微鏡的樣品架上，首先在原子力顯微鏡的CCD顯示屏上找到該標記的區(qū)域，調(diào)節(jié)針尖與樣品的位置，使針尖剛好落到該區(qū)域，然后進行掃描，從而找到樣品移走前的位置，實現(xiàn)原子力顯微鏡的重新定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的重新定位方法，其特征在于所述的金屬片直徑為14-18mm，厚度為6-10mm，中心孔直徑10-12mm，深度4-5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的重新定位方法，其特征在于所述的標尺其分隔區(qū)域時分成多個環(huán)形，每個區(qū)域的扇角在10-30度范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的重新定位方法，其特征在于所述的襯底片采用云母片或玻璃片等透明材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的重新定位方法，其特征在于所述的角度分度主單位在10-30度范圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的重新定位方法，其特征在于所述的粘接是用雙面膠進行粘接固定。
專利摘要
一種基于原子力顯微鏡的重新定位方法，其步驟依次為選擇圓柱形金屬片，在其中心位置挖出中心孔，并在金屬片的圓周上標上分度；選擇與中心孔適配的標尺，標尺的表面呈扇形分隔成多個區(qū)域，在區(qū)域上標上標記，并在標尺的圓周標上分度；將襯底片粘接固定在標尺上，然后將標尺放置在金屬片中做成載片；當(dāng)載上標本樣品的載片第一次進行掃描時，記下標本樣品所在的區(qū)域的標記，樣品和載片被取走后，經(jīng)過一定處理后，旋轉(zhuǎn)一定角度后重新放到原子力顯微鏡的樣品架上，首先找到該標記的區(qū)域，調(diào)節(jié)針尖剛好落到該區(qū)域，然后進行掃描，從而找到樣品移走前的位置，實現(xiàn)重新定位，它具有操作簡單、使用方便快捷等優(yōu)點，適合在原子力顯微鏡上推廣應(yīng)用。
文檔編號G01Q10/00GKCN1779435SQ200410084487
公開日2006年5月31日 申請日期2004年11月22日
發(fā)明者周星飛, 孫潔林, 李民乾, 胡鈞 申請人:寧波大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan