Изучение биологических объектов методами атомно-силовой микроскопии. Нагорнов Ю.С. - 4 стр.

UptoLike

Составители:

Рубрика:

ВВЕДЕНИЕ

В последние годы, благодаря появлению нанотехнологий, диагностика в медицине

продвинулась на существенно новый уровень - в мир наноструктур. Столь распространенное в

настоящее время понятие «нанотехнологии» столетия назад казалось недостижимым, однако

человечество неукоснительно шло по пути открытия наноструктур. Первые исследователи

наблюдали микромир, используя лишь естественную оптическую систему, доставшуюся им от

природы, однако глаз способен различать детали объекта, отстоящие друг от друга не менее

чем на 0,08 мм. Затем человечество стало открывать инструменты, позволяющие заглянуть в

неизведанный мир. При археологических раскопках в древнем Вавилоне находили

двояковыпуклые линзы - самые простые оптические приборы; линзы были изготовлены из

отшлифованного горного хрусталя. В конце XVII века был изобретен микроскоп, который к

концу XIX века достиг предела своего разрешения — с помощью светового микроскопа можно

видеть детали, расстояние между которыми составляет до 0,2 мкм. Следующим этапом

погружения в глубь микромира стал электронный микроскоп, позволивший получить

разрешение до 0,1–0,01 нм. В конце ХХ века человечеству казалось, что достигнут предел

возможностей, но в 1959 г. профессор Ричард Фейнман в своей знаменитой лекции «There’s

Plenty of Room at the Bottom» показал перспективы для дальнейшего развития. И уже в 1981 г.

Герд Биннинг и Генрих Рорер создают сканирующий туннельный микроскоп, который

позволил ученым увидеть отдельный атом. Через пять лет после этого изобретения один из его

разработчиков - Г. Биннинг совместно с К. Куэйтом и К. Гербером разработали новый тип

микроскопа, который назвали атомно-силовым микроскопом (АСМ). АСМ позволяет

наблюдать рельеф поверхности с большим пространственным разрешением — несколько

ангстрем вдоль поверхности и сотые доли ангстрема по высоте. С его помощью удалось

увидеть трехмерную структуру микромира.

Атомно-силовая микроскопия в настоящее время становится одним из самых

перспективных методов изучения структурных особенностей макромолекул. АСМ позволяет

получать изображения объектов с высоким разрешением, сопоставимым с уровнем

рентгеноструктурного анализа, в условиях, при которых макромолекулы не подвергаются

жесткой обработке и проявляют свою природную активность. Кроме того, АСМ дает

возможность не только визуализировать объекты на молекулярном уровне, но и изучать

свойства индивидуальных макромолекул: распределение поверхностных зарядов, подвижность

отдельных участков, конформационные изменения в зависимости от условий, силу

специфического взаимодействия между молекулами.