专利名称:基于原子力显微镜的重新定位方法
技术领域：
本发明涉及了基于原子力显微镜的重新定位技术即样品的一个很小的区域(如10μm×10μm)用原子力显微镜成像后，从样品架上移走，样品经过一系列处理(物理或化学)然后重新放到样品架上，通过重新定位技术依然能找到该样品原来研究过的区域，通过该项技术可以研究一个样品同一区域在物理或化学处理前后的变化。
背景技术：
原子力显微镜是在纳米尺度上研究物体表面形貌的一种重要工具，已广泛应用于各种纳米材料的研究。但是它有一个很大的限制当样品从原子力显微镜的样品架上取走后，然后再放上去，几乎不可能再找到原来成过像的区域。利用原子力显微镜技术研究样品(尤其是生物化学样品)随时间的演化过程或化学反应时重定位技术显得尤为重要。譬如要研究化学修饰(溴化乙啶，EB)对DNA分子径向压弹性的影响。首先要对单个DNA成像，测量这根DNA分子的力学性质，然后取走样品，在衬底上滴加EB分子，让EB分子充分插入到DNA的碱基对中，这样可以比较这根DNA分子化学修饰前后力学性质的变化。由于原子力显微镜自身不能识别原来的特征形貌，这类对照实验成功与否很关键的一步就是能否找到原来的研究过的区域，这就必须要用到重定位技术。虽然专利号为99126338.3的中国专利“扫描探针显微镜样品定位方法”报道了一种方法，其是在透明基底的一面划分出微小区域并标识不同的数字、外文字母或各种数学符号等标识符以示区别，或者将坐标轴方格纸的小方格内标上各种标识符之后，用双面胶或胶水等粘贴于透明基底的反面，或者利用刻蚀技术，将透明的基底一面刻蚀坐标和格子，不但很好地识别了滴加样品的表面和未滴加样品的表面，而且扫描样品时也有明确的针对性，但是其缺陷在于需要在衬底片的背面进行刻划或利用现有的材料如坐标纸进行标记，导致衬底片的损伤或刻度模糊，定位不够快捷便利，另外，尚不能很好地排除原子力显位镜的针尖形状对测量的影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种操作简单、观察清楚方便、使用快捷、并能提高和改善测量精度的基于原子力显微镜的重新定位方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种基于原子力显微镜的重新定位方法，其特征在于步骤依次为1)选择圆柱形金属片，在金属片的中心位置挖出圆柱形的中心孔，并在金属片的圆周表面或圆环面上标上角度分度；2)选择与中心孔大小适配的圆柱形标尺，标尺的表面呈扇形分隔成多个区域，区域上标上各自的标记，并在标尺的圆周表面标上角度分度；3)用透明材料做成的衬底片粘接固定在标尺上面，然后将标尺放置在金属片中做成载片；4)当载上标本样品的载片第一次进行扫描时，记下标本样品所在的区域的标记和分度，样品和载片被取走后，经过一定处理后，旋转一定角度，重新放到原子力显微镜的样品架上，首先在原子力显微镜的CCD显示屏上找到该标记的区域，调节针尖与样品的位置，使针尖刚好落到该区域，然后进行扫描，从而找到样品移走前的位置，实现原子力显微镜的重新定位。
所述的金属片直径为14-18mm，厚度为6-10mm，中心孔直径10-12mm，深度4-5mm。
所述的标尺其分隔区域时分成多个环形，每个区域的扇角在10-30度范围，即提高区域的数量，也便于实际操作和使用。
所述的衬底片采用云母片或玻璃片等透明材料，它便于实际使用，并降低使用成本。
所述的角度分度在10-30度范围作为一主要单位。
所述的粘接是用双面胶进行粘接固定，它使用方便，成本低，效果好。
与现有技术相比，本发明的优点在于操作十分简单，而且可以反复使用，采用了持久耐用并且廉价的刻度标尺，使重新定位更加快捷便利，观察清楚，而费用低廉；重定位的精度很高，小于1μm，因为人眼的分辨要小于0.5mm，经500倍CCD光学系统放大后就可以分辨1μm的物体，采用旋转的刻度，通过角度变化进行测量，可以来消除原子力显微镜针尖的角度和形状对测量影响，提高测量精度；适用范围广，不但可以用在AFM成像，还可以用在配有CCD光学系统的STM成像。
图1金属片立体示意图；图2金属片俯视图；图3金属片上标尺示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1-3所示意，本发明提出了基于原子力显微镜的重新定位方法，即当样品从原子力显微镜的样品架上取走后，经过一系列处理如包括化学反应、物理处理等，然后再放到样品架上，依然能再找到原来成过像的区域。所采用的设备材料为原子力显微镜，CCD光学系统(放大倍速500-1000倍)、金属片、双面胶、透明的衬底片如云母片，玻璃片。具体实验步骤如下1 选择圆柱形金属片，在金属片的中心位置挖出圆柱形的中心孔，并在金属片的圆周表面或圆环面上标上角度分度，金属片直径为16mm，厚度为10mm，中心孔直径12mm，深度5mm，见图1；2 选择与中心孔大小适配的圆柱形标尺，标尺的表面呈扇形分隔成多个区域，分隔区域时分成了多个环形(图示3个)，每个区域的扇角在30度，在各自区域上标上各自标号作为标记，并在标尺的圆周表面标上角度分度，一般以30度为单位，呈圆周均匀分布，见图2；3 用透明材料做成的衬底片用双面胶粘接固定在标尺上面，然后将标尺放置在金属片中做成载片，进行第一次扫描时，需要将金属片的零刻度与标尺的零刻度对齐，透明的衬底片可以采用云母片、玻璃片等材料；4 当载上标本样品的载片第一次进行扫描时，记下标本样品所在的区域的标记及分度，样品和载片被取走后，经过一定处理后，旋转一定角度后重新放到原子力显微镜的样品架上，首先在原子力显微镜的CCD显示屏上找到该标号的区域，调节针尖与样品的位置，使针尖刚好落到该区域，然后进行扫描，从而找到样品移走前的位置，实现原子力显微镜的重新定位，这样可以对照处理前后的区别，通过多次的这种旋转一定角度后进行对比测量，能有效消除原子力显微镜针尖的角度和形状对测量的影响，提高测量精度。
具体应用例子，如λDNA购自华美生物工程公司，用双蒸水稀释到5ng/ml，将2ml左右的DNA溶液置于Ni2+修饰过的云母片上，用动态分子梳技术拉直。
用常规原子力显微镜对样品进行成像，记录对样品感兴趣的区域同时记下标记和刻度分度，也可以利用图像本身的特征信息，将样品从样品架上取走以后，经化学修饰如EB修饰后放到样品架上，根据上述的实验步骤可以找到原来那块样品感兴趣的区域即原来标记的地方，这样可以比较一块样品同一区域经化学修饰前后的差异，在测量中，可以旋转标尺转过一定角度再进行测量，以消除针尖造成的误差，提高测量精度。
权利要求
1.一种基于原子力显微镜的重新定位方法，其特征在于步骤依次为1)选择圆柱形金属片，在金属片的中心位置挖出圆柱形的中心孔，并在金属片的圆周表面或圆环面上标上角度分度；2)选择与中心孔大小适配的圆柱形标尺，标尺的表面呈扇形分隔成多个区域，区域上标上各自的标记，并在标尺的圆周表面标上角度分度；3)用透明材料做成的衬底片粘接固定在标尺上面，然后将标尺放置在金属片中做成载片；4)当载上标本样品的载片第一次进行扫描时，记下标本样品所在区域的标记与分度，样品和载片被取走后，经过一定处理后，旋转一定角度，重新放到原子力显微镜的样品架上，首先在原子力显微镜的CCD显示屏上找到该标记的区域，调节针尖与样品的位置，使针尖刚好落到该区域，然后进行扫描，从而找到样品移走前的位置，实现原子力显微镜的重新定位。
2.根据权利要求
1所述的重新定位方法，其特征在于所述的金属片直径为14-18mm，厚度为6-10mm，中心孔直径10-12mm，深度4-5mm。
3.根据权利要求
1所述的重新定位方法，其特征在于所述的标尺其分隔区域时分成多个环形，每个区域的扇角在10-30度范围。
4.根据权利要求
1所述的重新定位方法，其特征在于所述的衬底片采用云母片或玻璃片等透明材料。
5.根据权利要求
1所述的重新定位方法，其特征在于所述的角度分度主单位在10-30度范围。
6.根据权利要求
1所述的重新定位方法，其特征在于所述的粘接是用双面胶进行粘接固定。
专利摘要
一种基于原子力显微镜的重新定位方法，其步骤依次为选择圆柱形金属片，在其中心位置挖出中心孔，并在金属片的圆周上标上分度；选择与中心孔适配的标尺，标尺的表面呈扇形分隔成多个区域，在区域上标上标记，并在标尺的圆周标上分度；将衬底片粘接固定在标尺上，然后将标尺放置在金属片中做成载片；当载上标本样品的载片第一次进行扫描时，记下标本样品所在的区域的标记，样品和载片被取走后，经过一定处理后，旋转一定角度后重新放到原子力显微镜的样品架上，首先找到该标记的区域，调节针尖刚好落到该区域，然后进行扫描，从而找到样品移走前的位置，实现重新定位，它具有操作简单、使用方便快捷等优点，适合在原子力显微镜上推广应用。
文档编号G01Q10/00GKCN1779435SQ200410084487
公开日2006年5月31日 申请日期2004年11月22日
发明者周星飞, 孙洁林, 李民乾, 胡钧 申请人:宁波大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan