Uso di una Alto-Larghezza di banda AFM per l'Indagine, la Selezione e la Dinamica

Da AZoNano

Indice

Introduzione
Indagine
Schermatura
Dinamica
Applicazioni Future di Rappresentazione Rapida del AFM
Circa Bruker

Introduzione

Ci sono tre campi di applicazione chiave che traggono giovamento da un Microscopio Atomico della Forza di alta larghezza di banda (AFM) con qualità di dati, costo di gestione, controllo di forza e convenienza identici di uso come AFM tipico. Questi possono essere classificati nell'ambito di selezione, dell'indagine e della dinamica. Per ciascuna di queste categorie, la Dimensione FastScan era applicata.

Indagine

Un'indagine di un materiale è decisa tipicamente per capire le morfologie rappresentative di un campione eterogeneo e sconosciuto. Ciò è una situazione molto tipica quando usando un AFM (o qualsiasi tecnica di microscopia) su un nuovo campione. Particolarmente per (i campioni complicati per esempio, del biomateriale), la maggior parte di tempo della rappresentazione è passata spesso che esamina abbastanza superficie del campione per capire che cosa è importante, piuttosto che catturando le immagini definitive che rappresentano il campione. Riguardando una più grande area del campione, di abbastanza dettaglio ed all'interno di un lasso di tempo accettabile permette ad una migliore, visualizzazione saldata delle parti ed ai loro rispettivi ruoli.

L'Applicazione della larghezza di banda più alta AFM verso questo scopo può essere fatta nei seguenti modi:

  • Su un campione ruvido, più siti possono essere impegnati ed imaged in un più breve lasso di tempo.
  • La capacità del foglio di prova di immagine del MIRO del software di NanoScope può essere utilizzata per tenersi al corrente di tutte le scansioni all'interno di un contesto e relativamente ad un'immagine ottica di generalità.
  • Su un campione equo piano, un altro modo esaminare il campione è di catturare un'area molto grande di scansione con risoluzione molto alta del pixel. I dati possono poi essere zumati in e le aree analizzate (anche senza usando ulteriore tempo dello strumento) e rappresentative possono essere ingrandette e pubblicate.
  • Un vantaggio chiave di questo metodo è che è possibile da decidere di migliori disgaggio e inquadratura dopo la cattura di tutti i dati. I dati come appare figura 1 comprendono un'immagine di 16 megapixel un intervallo di scansione di 20 micron su una pellicola del polimero di PTFE, acquistata in 8 minuti, con i dati zumano di varie morfologie interessanti come pure di dati di fase per due di loro.

Figura 1. 20mm, immagine 16MP della pellicola del polimero di PTFE (sinistra), acquistata in 8 minuti. Destra: I dati Multipli zumano mostrando i dati di fase e del dettaglio. L'Esame medie del campione per esplorarla e capire è le morfologie rappresentative e per documentarle nelle immagini di qualità della pubblicazione. Sui campioni sufficiente piani, un metodo di indagine è di catturare una grande, scansione ad alta definizione che può essere esplorata fuori linea per le morfologie rappresentative, che possono poi essere ingrandette e pubblicate.

Schermatura

È facile da capire lo spazio dei fenomeni possibili nelle applicazioni della selezione, comunque per capire la dipendenza di un parametro dell'input o un parametro trattato e una morfologia o i beni del nanoscale deve essere capita e quantificata. È importante all'immagine una serie di siti sui campioni multipli e efficacemente analizzare e quantificare i beni o la morfologia. La velocità della Rappresentazione è essenziale come egualmente caricamento del multi-campione e l'automazione, l'operazione affidabile senza intervento dell'analisi sulla base di immagini dell'utente, della gestione di dati ed in lotti è ugualmente importante.

Figura 2 mostra un esempio della selezione del AFM dall'industria farmaceutica. Qui l'ingrediente farmaceutico attivo (API) si combina (formulato) con un eccipiente (inattivo) per formare un solido amorfo, con l'obbiettivo dell'elevazione della solubilità dell'API dopo ingestione. Alla temperatura ambiente, la formulazione amorfa è solido (congelata) ma sincronizzerebbe altrimenti separato. Per osservare la separazione di fase possibile con le tecniche in serie, la separazione (~100nm) e la ricristallizzazione relativamente macroscopiche dell'API devono in primo luogo accadere. La Dimensione FastScan AFM può ottenere molto più presto gli indicatori di instabilità su un disgaggio molto più di piccola dimensione.

Cifra 2. uno Schermo di dodici candidati amorfi di formulazione della droga (pellicola fratturata, scansioni di 3μm, cinque siti per candidato). L'analisi In Lotti mostra la rugosità specifica materiale con le barre di errore strette; gli eccipienti con il caricamento di API sono più lisci degli spazii in bianco. Questo tipo schermo è usato per verificare la compatibilità composta e per predire rapido la stabilità/durata di prodotto in magazzino, dopo breve invecchiamento di sforzo. (Cortesia dei Campioni di M.E. Lauer, di F. Hoffmann-La Roche, di Basilea, della Svizzera.)

Dinamica

La disciplina “tipica„ per il AFM ad alta velocità è lo studio del tempo risolto sui trattamenti dinamici sul disgaggio delle proteine e del DNA. Questa applicazione è responsabile di grande parte della comprensione iniziale di come rendere AFMs più veloce, mentre mantiene le forze non distruttive del suggerimento-campione. È stato scoperto che era essenziale per rendere le travi a mensola più piccole. Poi diventa necessario permettere all'uso di più piccole travi a mensola, scandire più velocemente e catturare i dati più velocemente. In questa caccia per la velocità, è stato trovato che i disgaggi realizzabili di frame per secondo approssimativamente con le dimensioni delle travi a mensola. anche disgaggi con la qualità di dati, con il numero delle righe e con il mosso accettabile del pixel causato liberamente tenendo la carreggiata (paracadutare). Il Raggiungimento dei frami per secondo più di 1fps è raggiunto tipicamente aumentando la larghezza di banda della rappresentazione e vendendo la qualità di immagine con velocità. Affinché il FastScan da essere più di un commputer a funzione speciale di film, sia importante da avere prestazione completa del AFM alla larghezza di banda aumentata, ma da potere più ulteriormente controbilanciare la risoluzione per la velocità nel modo dell'altro AFMs ad alta velocità e mantenere il controllo superiore delle forze del suggerimento-campione alle alte tariffe di scansione.

Figura 3 mostra tre fotogrammi da una sequenza di tempo di 2100 telai, catturata ad un tasso di 1 fotogramma al secondo, di DNA nella soluzione tampone, limitato senza bloccare a e diffondentesi su un substrato APS-trattato della mica. Uno può vedere i moti differenti del DNA, compreso “uno scivolamento„ del moto del DNA lungo il suo contorno ed approssimativamente perpendicolare alla direzione di scansione. Ciò indica che l'associazione del DNA al substrato è abbastanza liberamente di permettere che si muova e la diffusione non è dominata tramite il moto avanti e indietro di scansione del suggerimento del AFM. Ciò dovrebbe gettare la buona base per l'osservazione dei sistemi più complessi del campione, quali i complessi della DNA-proteina, dai i sistemi guidati da trifosfato di adenosina, Ecc.

Figura 3. DNA limitata senza bloccare a mica trattata dal APS-metodo. TappingMode nella soluzione tampone. Sonda: A banda larga-c. 1 frame/s. Indicato è 3 di 2100 telai, mostrando la diffusione del DNA oltre 35 minuti. Questo studio sulla dinamica del campione dimostra la 1 rappresentazione di frame/s, con il tipico, aggetta la compensazione specifica di qualità di immagine e di frame per secondo. Buon tenere la carreggiata deve essere mantenuto per minimizzare l'impatto del suggerimento sul campione senza bloccare limitato e fragile. (Cortesia del Campione di Y. Lyubchenko, Università del CTR Medico del Nebraska., U.S.A.)

Applicazioni Future di Rappresentazione Rapida del AFM

La nozione idealistica della rappresentazione più veloce del AFM è quasi vecchia quanto il AFM stesso. Una serie di implementazioni per le applicazioni specifiche hanno indicato che i grandi aumenti nella velocità della rappresentazione del AFM sono possibili. L'Più Alta velocità AFM non si è avvicinata a come determinato insieme delle applicazioni, da determinati campi di ricerca e su determinati campioni, ma con la fede che una piuttosto sempre immagine più velocemente, comunque non a scapito di qualità, dimensione o squisitezza del campione, impiego possibile, o costo di gestione. Ci attendiamo che un AFM più veloce aprirà le nuove aree di indagine sopra l'intervallo delle applicazioni completo, dall'industriale sistematico alla biofisica molecolare. Permetterà Significativamente ai ricercatori esaminare a rapidamente ed efficientemente e capire un campione al nanoscale, facendo uso della larghezza e della ricchezza del contenuto della tecnica del AFM.

Circa Bruker

Le Superfici Nane di Bruker fornisce i prodotti Atomici del Microscopio della Forza/del Microscopio Sonda di Scansione (AFM/SPM) che stanno fuori da altri sistemi disponibili nel commercio per la loro progettazione e facilità di uso robuste, mentre mantenendo il più di alta risoluzione. La testa di misurazione di NANOS, che fa parte di tutti gli nostri strumenti, impiega un interferometro a fibra ottica unico per la misurazione della deformazione a mensola, che fa il compatto di impostazione così che è non più grande di un obiettivo standard del microscopio della ricerca.

Questi informazioni sono state originarie, esaminate ed adattate dai materiali forniti dalle Superfici Nane di Bruker.

Per ulteriori informazioni su questa sorgente, visualizzi prego le Superfici Nane di Bruker.

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

Last Update: 23. January 2014 11:14

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