カバーされるトピック
背景
導入
二頂画像の例
背景
二頂二重 AC™イメージ投射は第 1 及び第 2 片持梁共鳴の使用によって高リゾリューション、極端に低い力イメージ投射を可能にします。 二頂二重 AC イメージ投射は高められた合成対照を提供し、慣習的な AC (叩くモード) イメージ投射とは違って、段階イメージ投射との最初モードのフィードバックおよび第 2 モードの振幅の組合せは非常に穏やかで高リゾリューション、 pico ニュートンの水平な力を可能にします。 この例では、コラーゲンのファイバーの超微細構造は保護所の研究 MFP-3D™ AFM を使用して視覚化されています。
導入
慣習的な振幅変調 AFM ではフィードバックループが保守的な先端サンプル相互作用から対照を防ぐので (また叩くモードか AC イメージ投射呼出される)、片持梁振動の段階は片持梁消滅を表しています。 一方では、片持梁の振幅は高さの画像の混合された地勢および合成情報に終って地形および合成力両方によって、影響されます。 最近、第 1 及び第 2 共鳴刺激 (二頂イメージ投射) の組合せは地勢および合成対照を分けるために利用されました。 二頂イメージ投射の 1 つの重要な利点は、および構成の非破壊的な微分明らかに割り当てます、先端とサンプル間の力が非常に小さいことで柔らかい生物的サンプルに。
図 1 は二頂イメージ投射のための顕微鏡の典型的なセットアップを示します。 片持梁は第 1 で運転され、第 2 共鳴および生じる応答は別のロックインと検出され、 2 つの頻度の振幅そして段階をもたらします。 通常、最初のモードの振幅は顕微鏡の Z のフィードバックループを制御するために使用されます。
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図 1。 二頂二重 AC では、片持梁は 2 つの (またはもっと) 頻度で運転され、測定されます。 正弦 「振動」の電圧は頻度 f1 および F2 に電圧の合計です。 片持梁偏向は赤いカーブに示すようにそれらの頻度の両方でそれから情報を、含んでいます。 2 つの頻度の振幅そして段階は 2 ロックインでそれから再度分かれて、コントローラに渡されます。 コントローラは共振周波数の 1 つまたはフィードバックループを作動させるのに両方を使用できます。
二頂画像の例
I のコラーゲンの分子形式抗張ベアリングに結合組織および細胞外のマトリックスで非常に共通である構造ファイバーをタイプして下さい。 コラーゲンの原繊維のパッキング構造はしばらくの間討論されてしまいました。 ファイバーの最も一般に受け入れられた構造はコラーゲンの分子がぐらつかせた方法で配列される典型的な 68 nm にパターンを導く Hodge および Petruska のモデルに、対応します。 ただしこのぐらつかせた整理は決してはっきり示されないし、他のモデルは提案されました。 もっと最近 AFM は画像のコラーゲンのファイバーに使用され、新型車は提案されました。 少数の AFM の調査はまた分子のアセンブリに動的に続きましたが、洞察力は分子レベルで与えられませんでした。
図 2 では、私達はラットテールの腱から得られるコラーゲンのファイバーの超微細構造を厳密に調べるのに二頂イメージ投射を使用します。 テールは PBS バッファで機械的に切り裂かれました。 得られたコラーゲンのファイバーは雲母の表面でバラバラにされ、沈殿しました。 脱イオンされた水での洗浄の後で、ファイバーは視覚化されていました。 AC240 片持梁 (オリンパス) は保護所の研究 MFP-3D AFM の二重 AC 技術を使用して bimodally 運転されました。 最初の共鳴は 72.1kHz にあり、セット・ポイントは 5nm でした。 第 2 共鳴は 437.5kHz にあり、振幅は名目上 ~1nm でした。 地勢データは第 2 モードの振幅はナノメーターのスケールのファイバーの表面で詳しい機能を示すが、非常に典型的な 65nm バンディングパターンを示します。
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最初のモードの振幅の図 2. 反映から得られる (a) 地形の二頂画像、 (b) 最初モード段階および (c) 第 2 コラーゲンのファイバー (300nm スキャンサイズ) のモードの振幅。 第 2 モードの振幅の画像の領域へのズームレンズおよび (e) が赤線に沿って取られるセクションを示すことを画像 (d) は示します。 最初のモード段階は比較的特徴のないです。 第 2 モードの振幅は 2-3nm の解像度の微細構造を示します。 画像 (a) および (d) の白い棒は長く 50nm です。
基本的な共鳴段階のシグナルが比較的特徴のないことに注目して下さい。 第 2 モードの振幅チャネルで目に見える小さく細長い構造はファイバーの中の個々の分子に一貫した長さのスケールにあります。 円形機能はファイバーの最上層を形作る分子のターミナル部分に対応できます。 私達は生体内の成長するファイバーのリアルタイムイメージ投射の視覚化に適用されたときこの技術が分子の整理の解読を助けることを予想します。
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ソース: 保護所の研究
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