Utilisation d'une Bande passante élevée AFM pour l'Étude, l'Examen Critique et la Dynamique

Par AZoNano

Table des matières

Introduction
Étude
Examiner
Dynamique
Futures Applications de la Représentation Rapide d'AFM
Au Sujet de Bruker

Introduction

Il y a trois domaines d'application principaux qui tirent bénéfice d'un Microscope Atomique de Force de largeur de bande élevée (AFM) avec la qualité des données identique, les frais d'exploitation, le contrôle de force et le confort d'utilisation de l'utilisation comme AFM typique. Ceux-ci peuvent être classifiés sous l'examen critique, l'étude et la dynamique. Pour chacune de ces catégories, la Cote FastScan était appliquée.

Étude

Une étude d'un matériau est type entreprise pour comprendre les morphologies représentatives d'un échantillon hétérogène et inconnu. C'est une situation très typique en utilisant un AFM (ou toute technique de microscopie) sur un échantillon neuf. Particulièrement pour les échantillons compliqués (par exemple, de matière biologique), la partie principale de temps de représentation est souvent passée regardant assez de surface témoin pour comprendre ce qui est importante, plutôt que capturant les images finales qui représentent l'échantillon. Couvrir un plus grand domaine de l'échantillon, d'assez de petit groupe et dans un laps de temps acceptable active une meilleure, plus équilibrée vue des pièces et leurs rôles respectifs.

L'Application d'une bande passante élevée AFM vers cet objectif peut être faite des voies suivantes :

  • Sur un échantillon brut, plus de sites peuvent être engagés et imagés dans un laps de temps plus court.
  • La capacité de transparent d'image du MIRO du logiciel de NanoScope peut être employée pour maintenir toutes les échographies à moins d'un contexte, et par rapport à une image optique de synthèse.
  • Sur un échantillon assez plat, une autre voie d'étudier l'échantillon est de capturer une zone très grande d'échographie avec la définition très élevée de pixel. Les données peuvent alors être changées de plan dans et des zones analysées (même sans utiliser davantage de temps d'outil) et représentatives peuvent être magnifiées et publiées.
  • Un avantage clé de cette méthode est qu'il est possible de décider de la meilleure échelle et de l'encadrement après la prise de toutes les données. Les données représentées sur le schéma 1 comportent une image du megapixel 16 d'un domaine d'échographie de 20 microns sur un film de polymère de PTFE, saisie en 8 mn, avec des données changent de plan des morphologies intéressantes variées, ainsi que des données de phase pour deux d'entre eux.

Le Schéma 1. 20mm, image 16MP du film de polymère de PTFE (gauche), saisie en 8 mn. Droite : Les données Multiples changent de plan affichant des données de petit groupe et de phase. Étudiant un échantillon des moyens de les explorer et comprendre est des morphologies représentatives, et de les documenter dans des images de qualité de publication. Sur les échantillons suffisamment plats, une méthode d'étude est de prendre une grande, à haute résolution échographie qui peut être explorée off-line pour les morphologies représentatives, qui peuvent alors être magnifiées et publiées.

Examiner

Il est facile de comprendre l'espace des phénomènes possibles dans des applications d'examen critique, toutefois afin de comprendre la dépendance d'un paramètre de puissance d'entrée ou un paramètre de processus et une morphologie ou une propriété de nanoscale doit être comprise et mesurée. Il est important pour l'image un certain nombre de sites sur les échantillons multiples et pour effectivement analyser et mesurer la propriété ou la morphologie. La vitesse de Représentation est essentielle en tant qu'également charge de multi-échantillon et l'automatisation, l'exécution fiable sans intervention de l'utilisateur, la gestion des données et l'analyse d'image en lots sont également importantes.

Le Schéma 2 affiche un exemple de l'examen critique d'AFM de l'industrie pharmaceutique. Ici l'ingrédient pharmaceutique actif (API) est combiné (préparé) avec un excipient (inactif) pour former un solide amorphe, en vue de maximiser la solubilité de l'API après la consommation. À la température ambiante, la formulation amorphe est solide (congelée) mais autrement elle mettrait indépendant en phase. Afin d'observer la séparation de phase possible avec des techniques en vrac, la séparation et la recristallisation relativement macroscopiques (~100nm) de l'API doivent d'abord se produire. La Cote FastScan AFM peut obtenir les indicateurs de l'instabilité sur une échelle beaucoup plus de petite taille, beaucoup plus précoces.

Chiffre 2. Écran de douze candidats amorphes de formulation de médicament (film rompu, échographies de 3μm, cinq sites selon le candidat). L'analyse En Lots affiche la rugosité particulière matérielle avec les barres d'erreur serrées ; les excipients avec la charge d'API sont plus lisses que des blancs. Ce type écran est employé pour vérifier la compatibilité composée, et pour prévoir rapidement la stabilité/durée de conservation, après le bref vieillissement de stress. (Accueil d'Échantillons de M.E. Lauer, de F. Hoffmann-La Roche, de Bâle, de la Suisse.)

Dynamique

La discipline « particulière » pour la haute vitesse AFM est l'étude temps-resolved des procédés dynamiques sur l'échelle des protéines et de l'ADN. Cette application est responsable d'une grande partie de la compréhension initiale de la façon rendre AFMs plus rapide, tout en mettant à jour les forces non destructives d'extrémité-échantillon. On l'a découvert qu'il était essentiel de rendre des encorbellements plus petits. Il devient alors nécessaire d'activer l'utilisation de plus petits encorbellements, de balayer plus rapidement, et de capturer des données plus rapidement. Dans cette chasse pour la vitesse, on l'a constaté que les échelles réalisables de débit d'images rugueux avec les cotes des encorbellements. Il également échelles avec la qualité des données, avec le nombre de lignes, et avec le flou acceptable de pixel provoqué en cheminant lâchement (parachutage). La Réalisation des débits d'images de plus que 1fps est type réalisée en augmentant la largeur de bande de représentation, et en exploitant la qualité des images la vitesse. Pour que le FastScan à être plus qu'une machine à but unique de film, il ait été important pour avoir la pleine performance d'AFM à la largeur de bande accrue, mais pour pouvoir promouvoir la définition de compromis pour la vitesse de la voie de l'autre AFMs ultra-rapide, et mettre à jour le contrôle supérieur des forces d'extrémité-échantillon aux tarifs d'échographie élevés.

Le Schéma 3 affiche trois cadres d'une séquence de temps de 2100 cadres, capturée à un taux de 1 image par seconde, d'ADN dans la solution tampon, desserré lié à et diffusant sur un substrat Aps-traité de mica. On peut voir différents mouvements de l'ADN, y compris un « glissement » du mouvement de l'ADN le long de sa forme, et environ perpendiculaire à la direction du balayage. Ceci prouve que le grippement de l'ADN au substrat est assez lâchement de lui permettre de déménager, et diffusion n'est pas dominé par le mouvement de va-et-vient d'échographie de l'extrémité d'AFM. Ceci devrait jeter de bons fondements pour l'observation des systèmes plus complexes témoin, tels que des composés d'ADN-protéine, des systèmes motivés par l'ATP, Etc.

Le Schéma 3. ADN bondissent desserré au mica traité par l'Aps-méthode. TappingMode dans la solution tampon. Sonde : À bande large-c. 1 frame/s. Affiché est 3 de 2100 cadres, affichant la diffusion de l'ADN plus de 35 mn. Cette étude de dynamique d'échantillon explique 1 représentation de frame/s, avec le typique, projette le compromis particulier du débit d'images et de la qualité des images. Le Bon cheminement doit être mis à jour pour réduire à un minimum l'incidence d'extrémité sur l'échantillon desserré lié et fragile. (Accueil d'Échantillon de Y. Lyubchenko, Université de CTR Médical du Nébraska., ETATS-UNIS.)

Futures Applications de la Représentation Rapide d'AFM

La notion idéaliste d'une représentation plus rapide d'AFM est presque aussi vieille que l'AFM lui-même. Un certain nombre de réalisations pour des applications particulières ont prouvé que les augmentations grandes de la vitesse de représentation d'AFM sont possibles. Une vitesse Plus Élevée AFM n'a pas été approchée comme certain ensemble d'applications, par certains domaines de la recherche et sur certains échantillons, mais avec la foi qu'on plutôt toujours image plus rapidement, toutefois pas aux dépens de la qualité, la taille de l'échantillon ou la délicatesse, la facilité d'utilisation, ou les frais d'exploitation. Nous comptons qu'un AFM plus rapide ouvrira des périmètres d'investigation neufs au-dessus du large éventail d'applications, de l'industriel courant à la biophysique moléculaire. De Manière Significative elle activera des chercheurs regarder à rapidement et efficacement et comprendre un échantillon au nanoscale, utilisant la largeur et la richesse de teneur de la technique d'AFM.

Au Sujet de Bruker

Les Surfaces Nanoes de Bruker fournit les produits Atomiques de Microscope de Force/de Microscope Sonde de Lecture (AFM/SPM) qui restent à l'extérieur d'autres systèmes disponibles dans le commerce pour leur design et facilité d'utilisation robustes, tout en mettant à jour le plus de haute résolution. Le chef de mesure de NANOS, qui fait partie de tous nos instruments, utilise un seul interféromètre fibreoptique pour mesurer le fléchissement en porte-à-faux, qui effectue le contrat d'installation ainsi qu'il n'est pas plus grand qu'un objectif normal de microscope de recherches.

Cette information a été originaire, révisée et adaptée des matériaux fournis par des Surfaces de Nano de Bruker.

Pour plus d'informations sur cette source, visitez s'il vous plaît les Surfaces de Nano de Bruker.

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

Last Update: 23. January 2014 11:09

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