Uso de una Alto-Anchura de banda AFM para la Encuesta, la Investigación y la Dinámica

Por AZoNano

Índice

Introducción
Encuesta
Blindaje
Dinámica
Aplicaciones Futuras de la Proyección De Imagen Rápida del AFM
Sobre Bruker

Introducción

Hay tres áreas de aplicación dominantes que se benefician de un Microscopio Atómico de la Fuerza de la alta anchura de banda (AFM) con calidad de los datos, gastos de explotación, mando de fuerza y la conveniencia idénticos del uso como AFM típico. Éstos se pueden clasificar bajo la investigación, la encuesta y dinámica. Para cada uno de estas categorías, la Dimensión FastScan era aplicada.

Encuesta

Una encuesta de un material se emprende típicamente para entender las morfologías representativas de una muestra heterogénea, desconocida. Esto es una situación muy típica al usar un AFM (o cualquier técnica de la microscopia) en una nueva muestra. Especialmente para las muestras complicadas (e.g., del biomaterial), el mayor parte de tiempo de la proyección de imagen está pasado a menudo que observa suficiente superficie de la muestra para entender cuál es importante, bastante que capturando las imágenes finales que representan la muestra. El Revestimiento de un área más grande de la muestra, con suficiente detalle y dentro de un periodo de tiempo aceptable activa una vista mejor, equilibrio de las piezas y sus papeles respectivos.

La Aplicación de una anchura de banda más alta AFM hacia esta meta se puede hacer de las siguientes maneras:

  • En una muestra áspera, más sitios pueden ser enganchados y reflejados en un periodo de tiempo más corto.
  • La capacidad del papel de la imagen del MIRO del software de NanoScope se puede utilizar para no perder de vista todas las exploraciones dentro de un contexto, y en relación a una imagen óptica de la reseña.
  • En una muestra bastante plana, otra manera de reconocer la muestra es capturar un área muy grande de la exploración con píxeles de resolución muy altos. Los datos pueden entonces empinadura en y las áreas analizadas (incluso sin usar tiempo adicional de la herramienta) y representativas pueden ser magnificadas y ser publicadas.
  • Una ventaja dominante de este método es que es posible decidir sobre la mejor escala y enmarcar después de tomar todos los datos. Los datos mostrados en el cuadro 1 comprenden una imagen del megapíxel 16 de un rango de la exploración de 20 micrones en una película del polímero de PTFE, detectada en 8 minutos, con datos empinadura de diversas morfologías interesantes, así como de datos de la fase para dos de ellos.

Cuadro 1. 20m m, imagen 16MP de la película del polímero de PTFE (izquierda), detectada en 8 minutos. La Derecha: Los datos Múltiples empinadura mostrando datos del detalle y de la fase. Que Reconoce una muestra medios de explorarlos y de entender es morfologías representativas, y de documentarlos en imágenes de la calidad de la publicación. En muestras suficientemente planas, un método de la encuesta es tomar una exploración grande, de alta resolución que se pueda explorar fuera de línea para las morfologías representativas, que pueden después ser magnificadas y ser publicadas.

Blindaje

Es fácil entender el espacio de fenómenos posibles en aplicaciones de la investigación, no obstante para entender la dependencia de un parámetro de la entrada de información o un parámetro de proceso y una morfología o una propiedad del nanoscale debe ser entendida y ser cuantificada. Es importante para la imagen varios sitios en muestras múltiples y analizar y cuantificar efectivo la propiedad o la morfología. La velocidad de la Proyección De Imagen es esencial como también cargamento de la multi-muestra y la automatización, operación segura sin la intervención del análisis de imagen del utilizador, de la gestión de datos y del tratamiento por lotes es igualmente importante.

El Cuadro 2 muestra un ejemplo de la investigación del AFM de la industria farmacéutica. Aquí el ingrediente farmacéutico activo (API) se combina (formulado) con un excipiente (inactivo) para formar un macizo amorfo, con el objetivo de maximizar la solubilidad del API después de la ingestión. En la temperatura ambiente, la formulación amorfa es sólida (congelada) pero organizaría de otra manera separado. Para observar la separación de fase posible con técnicas a granel, la separación (~100nm) y la recristalización relativamente macroscópicas del API deben primero ocurrir. La Dimensión FastScan AFM puede obtener los indicadores de la inestabilidad en una escala mucho más tamaño pequeño, mucho anterior.

Cuadro 2. Pantalla de doce candidatos amorfos de la formulación de la droga (película fracturada, exploraciones de los 3μm, cinco sitios por candidato). El análisis del Tratamiento Por Lotes muestra tosquedad específica material con las barras de desvío apretadas; los excipientes con la carga del API son más lisos que espacios en blanco. Este tipo pantalla se utiliza para verificar compatibilidad compuesta, y para predecir rápidamente estabilidad/la vida útil, después del envejecimiento abreviado de la tensión. (Cortesía de las Muestras de M.E. Lauer, de F. Hoffmann-La Roche, de Basilea, de Suiza.)

Dinámica

La disciplina “típica” para el AFM de alta velocidad es el estudio tiempo-resuelto de procesos dinámicos en la escala de proteínas y de la DNA. Esta aplicación es responsable de una parte grande de la comprensión inicial de cómo hacer AFMs más rápido, mientras que mantiene fuerzas no destructivas de la punta-muestra. Fue descubierto que era esencial hacer los voladizos más pequeños. Entonces llega a ser necesario activar el uso de voladizos más pequeños, de explorar más rápidamente, y de capturar datos más rápidamente. En esta caza para la velocidad, fue encontrado que las escalas realizables de la velocidad de fotogramas áspero con las dimensiones de los voladizos. Él también escalas con la calidad de los datos, con el número de líneas, y con la niebla aceptable del pixel causada flojamente siguiendo su trayectoria (el lanzarse en paracaídas). Lograr velocidades de fotogramas más que 1fps es lograda típicamente aumentando anchura de banda de la proyección de imagen, y negociando la calidad de la imagen para la velocidad. Para que el FastScan a ser más que una máquina de uso único de la película, él fuera importante tener funcionamiento completo del AFM en la anchura de banda creciente, pero poder fomentar la resolución del equilibrio para la velocidad de la manera del otro AFMs de alta velocidad, y mantener el mando superior de las fuerzas de la punta-muestra a los altos tipos de exploración.

El Cuadro 3 muestra tres bastidores de una serie del tiempo de 2100 bastidores, capturada hasta una tasa de 1 secuencia por segundo, de DNA en la solución tampón, limitada suelto a y difundiendo en un substrato APS-tratado de la mica. Uno puede ver diversos movimientos de la DNA, incluyendo “deslizar” el movimiento de la DNA a lo largo de su contorno, y aproximadamente perpendicular a la dirección de exploración. Esto muestra que el atascamiento de la DNA al substrato es flojamente bastante permitir que se mueva, y difusión no es dominada por el movimiento de adelante hacia atrás de la exploración de la punta del AFM. Esto debe descansar un buen asiento para la observación de sistemas más complejos de la muestra, tales como complejos de la DNA-proteína, sistemas ATP-impulsados, Etc.

Cuadro 3. DNA limitado suelto a la mica tratada por APS-método. TappingMode en la solución tampón. Antena: De banda ancha-c. 1 frame/s. Mostrado es 3 de 2100 bastidores, mostrando la difusión de la DNA durante 35 minutos. Este estudio de la dinámica de la muestra demuestra 1 proyección de imagen de frame/s, con el típico, proyecta el equilibrio específico de la calidad de la velocidad de fotogramas y de la imagen. El Buen seguir su trayectoria se debe mantener para disminuir impacto de la punta en la muestra suelto limitada, frágil. (Cortesía de la Muestra de Y. Lyubchenko, Univ. del CTR Médico de Nebraska., de los E.E.U.U.)

Aplicaciones Futuras de la Proyección De Imagen Rápida del AFM

La noción idealista de una proyección de imagen más rápida del AFM es casi tan vieja como el AFM sí mismo. Varias puestas en vigor para las aplicaciones específicas han mostrado que los grandes aumentos en velocidad de la proyección de imagen del AFM son posibles. Una velocidad Más Alta AFM no se ha acercado como cierto conjunto de aplicaciones, por ciertos campos de la investigación y en ciertas muestras, sino con la fe que una bastante siempre imagen más rápidamente, no obstante no a expensas de calidad, tamaño o delicadeza de muestra, utilidad, o los gastos de explotación. Contamos con que un AFM más rápido abra nuevas áreas de la investigación sobre la gama de aplicaciones completa, de industrial rutinario a la biofísica molecular. Permitirá Importante a investigadores de manera rápida y eficiente observar y entender una muestra en el nanoscale, usando la anchura y la riqueza del contenido de la técnica del AFM.

Sobre Bruker

Las Superficies Nanas de Bruker proporcionan a los productos Atómicos del Microscopio de la Fuerza/del Microscopio de la Antena de la Exploración (AFM/SPM) que se destacan de otros sistemas disponibles en el comercio para su diseño y facilidad de empleo robustos, mientras que mantiene el más de alta resolución. La carga de medición de NANOS, que es parte de todos nuestros instrumentos, emplea un interferómetro fibroóptico único para medir la desviación voladiza, que hace el compacto del ajuste tan que es no más grande que un objetivo estándar del microscopio de la investigación.

Esta información ha sido originaria, revisada y adaptada de los materiales proporcionados por las Superficies Nanas de Bruker.

Para más información sobre esta fuente, visite por favor las Superficies Nanas de Bruker.

Date Added: Jun 20, 2012 | Updated: Jan 23, 2014

Last Update: 23. January 2014 11:29

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