7月27日消息，紐約大學阿布扎比分校GAO級微流體和微設備實驗室 (AMMLab) 的一組研究人員開發了一種新型原子力顯微鏡 (AFM) 探針，它們具有真正的三維形狀，他們稱之為 3DTIP。

AFM 技術使科學家能夠以以前沒有的精度觀察、測量和操作樣品，甚至可以應用于微米和納米級實體。另外，使用單步 3D 打印工藝制造的新 3DTIP 應用領域比硅基探針更廣泛。

圖片來源：CC0 公共領域

原子力顯微鏡 (AFM) 是一種通過在表面上掃描物理探針來表征樣品的技術，產生令人印象深刻的分辨率，比光學顯微鏡所能達到的分辨率高 1,000 倍。AFM 是包括生物醫學科學在內的許多學科的基本儀器，其應用范圍從表征活細菌和哺乳動物細胞、分析 DNA 分子、實時研究蛋白質以及對分子成像直至亞原子分辨率。


AFM探針由一個末端帶有微型尖部的微型懸臂梁組成，是該技術的核心。它通過吸引力和排斥力來感知和感受樣品表面，就像我們使用指尖一樣，但分辨率低至原子水平。商用 AFM 探針由硅制成，使用微電子行業中典型的傳統半導體制造工藝，受到二維設計和冗長的生產步驟的限制。這些當前很先進的探頭是剛性的、易碎的，并且只能以某些形狀提供。它們不適合探測哺乳動物細胞等軟物質。


在發表在Advanced Science雜志上的論文中，研究人員展示了他們用于生產基于雙光子聚合 3D 打印的下一代 AFM 探針的專有技術。由此產生的 3DTIP 比基于硅的對應物更柔軟，這使得它們更適合 AFM 應用，這些應用涉及與細胞、蛋白質和 DNA 分子的更溫和的相互作用。重要的是，3DTIP 的材料特性使其能夠實現比類似尺寸的普通硅探針快 100 倍以上的掃描速度。因此，3DTIP 可能會為獲取實時捕獲蛋白質、DNA 甚至更小分子的生物活性的視頻打開大門。

“我們為下一代 AFM 探針開發了一種新技術，采用新材料、改進的設計和生產工藝、新穎的 3D 形狀和定制原型，以實現以應用為中心的 AFM 探針的無縫生產周期，”該項目的負責人，紐約大學機械工程和生物工程副教授 Mohammad Qasaimeh 說：“只需一步即可生成具有創新 3D 設計的定制 AFM 探針，這提供了無限的多學科研究機會。”


“我們的 3DTIP 能夠使用常見的 AFM 模式以及在空氣和液體環境下獲得高分辨率、高速 AFM 成像，”該研究的**作者 AMMLab 和博士后助理 Ayoub Glia 說：“通過聚焦離子束蝕刻和碳納米管內含物對 3DTIP 的尖部進行精煉，大大擴展了它們在高分辨率 AFM 成像中的功能，達到埃級。”


該研究的作者希望 3DTIP 的多功能功能可以將下一代 AFM 尖部帶入常規和GAO級 AFM 應用，并擴大高速 AFM 成像和生物力測量的領域。

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來源：賢集網
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