СТРУКТУРЫ ЭЛЕКТРОРАСПЫЛЕННЫХ ПОЛИМЕРОВ, ВЫЯВЛЯЕМЫЕ МЕТОДОМ АТОМНОЙ СИЛОВОЙ МИКРОСКОПИИ
Морозов В. Н., Морозова Т. Я.
Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, 142292 Пущино; Лаборатория микроскопии биомолекул, Нью-йоркский университет, Нью-Йорк, 10003 США
Атомная силовая микроскопия
была использована для наблюдения формы полимерных ионов и полимерных
кластеров, формируемых при электрораспылении (ЭР) растворов полимеров.
Образцы готовили, нанося указанные продукты ЭР на поверхность
свежесколотой слюды двумя способами. В первом из них была использована
поверхностная проводимость слюды. Во втором поверхность слюды
периодически разряжали потоком противоионов после каждого цикла
нанесения продуктов ЭР. Сканирование выполняли в контактной моде
в атмосфере сухого азота, используя Наноскоп-II с 9-микронным
сканером. Было обнаружено, что ЭР синтетических линейных полимеров,
(полиэтиленоксиды, полиакриламид, поливиниловый спирт, поли-N-винилпирролидон)
и линейных природных полимеров (двух- и одно-цепочечные ДНК) приводило
к образованию двух основных типов структур, глобулярных и фибриллярных,
в зависимости от концентрации, знака заряда иона, растворителя
и других условий ЭР. Только глобулы с размерами, соответствующими
единичным молекулам наблюдались при распылении растворов низкой
концентрации. Увеличение концентрации приводило сначала к появлению
полимолекулярных кластеров, а затем, при дальнейшем увеличении
концентрации, к появлению вытянутых фибриллярных структур. Толщина
таких фибрилл варьировала от величины соответствующей одной полимерной
цепи (0,2 - 0,3 нм) до величины, которую можно приписать только
пучку полимерных цепей (> 0,6 нм). При еще большем повышении
концентрации наблюдали появление разветвленных структур, глобул
с петлевыми отростками (булавки), структур подобных бусам, в которых
глобулярные элементы равномерно распределены вдоль длины вытянутых
фибрилл. Анализ структуры продуктов ЭР полимерных молекул позволил
сделать заключение о том, что образование вытянутой структуры
полимерных ионов, постулированное в масс-спектрометрии, происходит
не при самом ЭР разбавленных растворов полимеров, а на последующих
стадиях дегидратации этих ионов в масс-спектрометре.