Besproken Onderwerpen
Achtergrond
Inleiding
Het Bimodale Voorbeeld van het Beeld
Achtergrond
De Bimodale Dubbele weergave AC™ staat hoge resolutie, uiterst - lage krachtweergave door de eerste en tweede cantileverresonanties te gebruiken toe. De Bimodale Dubbele AC weergave verstrekt verhoogd samenstellingscontrast en, in tegenstelling tot conventionele AC die (wijze onttrekken) weergave terug, koppelt de combinatie van eerste wijze en de tweede wijzeomvang met faseweergave staat hoge resolutie bij uiterst zacht, pico-Newton niveaukrachten toe. In dit voorbeeld, is de ultrastructuur van een collageenvezel imaged gebruikend het Onderzoek mfp-3D™ AFM van het Asiel.
Inleiding
In conventionele omvangmodulatie AFM (ook genoemd onttrekkend wijze of AC weergave), is de fase van de cantileverschommeling indicatief van de cantileverdissipatie omdat lijn verhindert contrast conservatieve uiteinde-steekproef interactie terugkoppel. Anderzijds, wordt de omvang van de cantilever beïnvloed door zowel topografie als samenstellingskrachten, resulterend in gemengde topografische en samenstellingsinformatie in de hoogtebeelden. Onlangs, is de combinatie van eerst en tweede resonantieopwindingen (bimodale weergave) uitgerust aan afzonderlijk topografisch en samenstellingscontrast. Één significant voordeel van bimodale weergave is dat de krachten tussen het uiteinde en de steekproef uiterst klein zijn, toestaand duidelijke en niet destructieve differentiatie van samenstelling, zelfs op zachte biologische steekproeven.
Figuur 1 toont de typische opstelling van de microscoop voor bimodale weergave. De cantilever wordt gedreven bij de eerste en tweede resonanties en de resulterende reactie wordt ontdekt met afzonderlijke slot-ins, die de omvang en de fase opbrengen bij de twee frequenties. Typisch, wordt de omvang van de eerste wijze gebruikt voor het controleren van Z van de microscoop terugkoppelt lijn.
.jpg)
Figuur 1. In bimodale Dubbele AC, wordt de cantilever zowel gedreven als bij twee (of meer) frequenties gemeten. Het sinusoïdale „schok“ voltage bedraagt een som voltages frequenties f1 en f2. De cantileverafbuiging bevat dan informatie bij allebei van die frequenties, zoals aangetoond in de rode kromme. De omvang en de fase bij de twee frequenties worden dan gescheiden opnieuw door twee lockins en aan het controlemechanisme doorgegeven. Het controlemechanisme kan één gebruiken of allebei van de resonerende frequenties om in werking te stellen koppelen lijn terug.
Het Bimodale Voorbeeld van het Beeld
Type I collageenmolecules vormt trek-draagt structurele vezels die in bindweefsel en de extracellulaire matrijs zeer gemeenschappelijk zijn. De structuur van de fibrilverpakking van collageen is gedebatteerd sinds enige tijd. De het meest meestal toegelaten structuur van de vezels beantwoordt aan het model van Hodge en Petruska, waar de molecules van collageen op een gewankelde manier worden geschikt, die tot een typisch 68 NMpatroon leiden. Nochtans is deze gewankelde regeling nooit duidelijk aangetoond, en andere modellen zijn voorgesteld. Meer onlangs is AFM gebruikt aan de vezels van het beeldcollageen, en de nieuwere modellen zijn voorgesteld. Een paar studies AFM hebben ook de assemblage van molecules dynamisch gevolgd, maar geen inzicht werd gegeven op het moleculaire niveau.
In Figuur 2, gebruiken wij bimodale weergave die de ultrastructuur van een collageenvezel te sonderen uit een pees van de rattenstaart wordt gehaald. De staart werd mechanisch ontleed in buffer PBS. De gehaalde collageenvezels werden verscheurd en werden gedeponeerd op een micaoppervlakte. Na het spoelen met gedeioniseerd water, waren de vezels imaged. Een cantilever AC240 (Olympus) werd bimodally gedreven gebruikend de Dubbele AC techniek op een Onderzoek mfp-3D AFM van het Asiel. De eerste resonantie bedroeg 72.1kHz en setpoint was 5nm. De tweede resonantie bedroeg 437.5kHz en de omvang was nominaal ~1nm. De topografische gegevens tonen het zeer typische 65nm het verbinden patroon, terwijl de tweede wijzeomvang gedetailleerde eigenschappen aan de oppervlakte van de vezels op de nanometerschaal toont.
.jpg)
Figuur 2. Bimodale beelden van de (a) die topografie uit het terugkoppelen op de eerste wijzeomvang wordt verkregen, (b) eerste wijzefase en (c) tweede wijzeomvang van een collageenvezel (300nm aftastengrootte). Het Beeld (d) toont een gezoem in een gebied van het tweede beeld van de wijzeomvang en die (e) toont een sectie volgens de rode lijn wordt genomen. De eerste wijzefase is vrij eentonig. De tweede wijzeomvang toont een fijne structuur met een resolutie van 23nm. De witte bar in beelden (a) en (d) is lange 50nm.
Merk op dat het fundamentele signaal van de resonantiefase vrij eentonig is. De kleine verlengde structuren zichtbaar in het tweede kanaal van de wijzeomvang zijn op lengteschaal verenigbaar met individuele molecules binnen de vezels. De ronde eigenschappen konden aan de einddelen beantwoorden die van de molecules de hoogste laag van de vezel vormen. Wij voorzien dat deze techniek zal helpen de regeling van de molecules ontcijferen wanneer toegepast op de visualisatie van echt - tijdweergave van het groeien vezels in vivo.
.jpg)
Bron: Het Onderzoek van het Asiel
Voor meer informatie over deze bron te bezoeken gelieve het Onderzoek van het Asiel