STM电子显微镜在分子生物学的应用简介

STM电子显微镜在分子生物学的应用简介

在分子生物学这个领域中，DNA 与蛋白质的研究仍有许多地方是个谜，这些往
往需要更进一步地了解蛋白质与 DNA 的立体结构。虽然我们可以用一套方法，很精
準地测出每一个核苷酸或是每一个胺基酸的位置，但从二维到三维转换的三级结构至
今还没有一定的法则。如果真的想建立，那么首先应该準确地量测分子与分子、原子与分子之间的关系

STM 从 1982 年发明至今已有二十多年，在这段日子里，愈来愈多领域将它视为
重要工具，

我们可以发现 DNA 分子不导电，那么，我们有没有方法量测 DNA 分子到原子级单位的準度呢？

我们可以利用 DNA 分子会吸附某些金属的性质来达成。只要能使 DNA 分子
吸附很薄的一层金属，STM 就可以操作的很顺利，间接完成研究。

研究还指出，以水蒸汽环绕在 DNA 四周有助于提升 DNA 导电度，使
STM 的观察结果更为显着。Bias voltage 控制在
10~15V，比一般 STM 操作还大，

增加导电电流。

DNA 扫瞄操作图。经过长期试验，把 DNA 放在云母上，附近
再以金原子吸附，潮湿环境(湿度：30~45%)助
导的效果最好，因此现今 DNA 实验室都采用图X 的模式探测

蛋白质分子在这方面的研究比 DNA 还要精彩，这是因为有
些蛋白质会与金属结合在一起，改变表面分子的能量分布，使穿
隧电流较大。，它的铜离子被 STM 探针
扫到时会产生较大的电流，然而当以锌离子取代铜离子时，电流
会比较小，这是因为能量比较低；铜离子还原成铜时电流-电压曲线也会改变。

因金属蛋白质的金属离子常常进行氧化还原反应，如果能準确控制离子何时起反应，

我们就能做出分子开关！蛋白质的双硫键可以与某些金属紧密结合，如果蛋白质中不含双
硫键(或是不多)，我们可以利用基因工程，做出经过转录转译后有双硫键的 DNA。

有了可以与金属稳定结合的蛋白质，分子开关是可以大量生产的。