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Introduzione
Esempio Bimodale di Immagine
Sfondo
La rappresentazione Doppia Bimodale di AC™ permette l'alta risoluzione, estremamente - la rappresentazione bassa della forza usando le prime e seconde risonanze a mensola. La rappresentazione Doppia Bimodale di CA fornisce il contrasto composizionale aumentato e, a differenza della rappresentazione convenzionale di CA (modo di spillatura), la combinazione di primo feedback del modo e di seconda ampiezza del modo con la rappresentazione di fase permette l'alta risoluzione ad estremamente delicato, forze livellate di pico-Newton. In questo esempio, l'ultrastruttura di una fibra del collageno è imaged facendo uso della Ricerca MFP-3D™ AFM dell'Asilo.
Introduzione
Nella modulazione di ampiezza convenzionale AFM (anche chiamato modo di spillatura o rappresentazione di CA), la fase dell'oscillazione a mensola è indicativa della dissipazione a mensola perché il ciclo di feedback impedisce il contrasto le interazioni conservatrici del suggerimento-campione. D'altra parte, l'ampiezza della trave a mensola è influenzata con sia la topografia che le forze composizionali, con conseguente informazioni topografiche e composizionali miste nelle immagini di altezza. Recentemente, la combinazione di prime e seconde eccitazioni di risonanza (rappresentazione bimodale) è stata sfruttata per separare il contrasto topografico e composizionale. Un vantaggio significativo della rappresentazione bimodale è che le forze fra il suggerimento ed il campione sono estremamente piccole, concedendo chiaramente e differenziazione non distruttiva di composizione, anche sui campioni biologici molli.
Figura 1 mostra l'impostazione tipica del microscopio per la rappresentazione bimodale. La trave a mensola è guidata al primo e le seconde risonanze e la risposta risultante è individuata con l'blocco-Istituto centrale di statistica separato, rendendo l'ampiezza e la fase alle due frequenze. Tipicamente, l'ampiezza del primo modo è usata per gestire il ciclo di feedback della Z del microscopio.
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Figura 1. Nel CA Doppio bimodale, la trave a mensola sia è guidata che misurata a due (o più) frequenze. La tensione sinusoidale “di scossa„ è una somma delle tensioni alle frequenze f1 e F2. La deformazione a mensola poi contiene le informazioni ad entrambe quelle frequenze, secondo le indicazioni della curva rossa. L'ampiezza e la fase alle due frequenze poi sono separate ancora dai due lockins e sono passate sopra al regolatore. Il regolatore può usare una o entrambe le frequenza di risonanza per gestire un ciclo di feedback.
Esempio Bimodale di Immagine
Le molecole del Collagene di Tipo I formano le fibre strutturali del di tensione-cuscinetto che sono molto comuni in tessuto connettivo e nella matrice extracellulare. La struttura dell'imballaggio della fibrilla del collageno è stata dibattuta per un po di tempo. La struttura il più comunemente accettata delle fibre corrisponde al modello di Hodge e di Petruska, in cui le molecole del collageno sono sistemate in un modo vacillato, piombo a 68 nanometro un reticolo tipico. Tuttavia questa disposizione vacillata non è stata dimostrata mai chiaramente ed altri modelli sono stati proposti. Più recentemente il AFM è stato usato alle fibre del collageno di immagine ed i più nuovi modelli sono stati proposti. Alcuni studi del AFM egualmente hanno seguito dinamicamente il montaggio delle molecole, ma nessuna comprensione è stata data al livello molecolare.
Nella Figura 2, usiamo la rappresentazione bimodale per sondare l'ultrastruttura di una fibra del collageno estratta da un tendine della coda di ratto. La coda è stata divisa meccanicamente in buffer di PBS. Le fibre estratte del collageno sono state staccate e depositato state su una superficie della mica. Dopo avere risciacquato con acqua deionizzata, le fibre erano imaged. AC240 una trave a mensola (Olympus) bimodally è stata guidata facendo uso della tecnica Doppia di CA su una Ricerca MFP-3D AFM dell'Asilo. La prima risonanza era a 72.1kHz ed il del punto vincente era 5nm. La seconda risonanza era a 437.5kHz e l'ampiezza era nominalmente ~1nm. I dati topografici mostrano il disegno a strisce molto tipico 65nm, mentre la seconda ampiezza del modo mostra le funzionalità dettagliate alla superficie delle fibre sul disgaggio di nanometro.
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Figura 2. immagini Bimodali della topografia (a) ottenuta dal controllo in feed back sulla prima ampiezza di modo, (b) prima fase di modo e (c) secondo ampiezza di modo di una fibra del collageno (dimensione di scansione 300nm). Immagine (d) mostra uno zoom in una regione della seconda immagine di ampiezza del modo e (e) mostra una sezione catturata seguendo la linea rossa. La prima fase del modo è relativamente priva di caratteristiche particolare. La seconda ampiezza del modo mostra una struttura fine con una risoluzione di 2-3nm. La barra bianca nelle immagini (a) e (d) è lungamente 50nm.
Si Noti che il segnale fondamentale di fase di risonanza è relativamente privo di caratteristiche particolare. Le piccole strutture prolungate visibili nel secondo canale di ampiezza del modo sono su un disgaggio di lunghezza coerente con le diverse molecole dentro le fibre. Le funzionalità rotonde hanno potuto corrispondere alle parti terminali delle molecole che formano il livello superiore della fibra. Anticipiamo che questa tecnica contribuirà a decifrare la disposizione delle molecole una volta applicata alla visualizzazione della rappresentazione in tempo reale delle fibre in vivo crescenti.
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Sorgente: Ricerca dell'Asilo
Per ulteriori informazioni su questa sorgente visualizzi prego la Ricerca dell'Asilo