Gebruik van een hoog-Bandbreedte AFM voor Onderzoek, Onderzoek en Dynamica

Door AZoNano

Inhoudstafel

Inleiding
Onderzoek
Onderzoek
Dynamica
Toekomstige Toepassingen van Snelle Weergave AFM
Ongeveer Bruker

Inleiding

Er zijn drie zeer belangrijke toepassingsgebieden die van een hoge Microscoop van de bandbreedte AtoomKracht met (AFM) identiek gegevenskwaliteit, bedrijfskosten, krachtcontrole en gemak van gebruik als typische AFM profiteren. Deze kunnen onder onderzoek, onderzoek en dynamica worden geclassificeerd. Voor elk van deze categorieën, werd de Afmeting FastScan toegepast.

Onderzoek

Een onderzoek van een materiaal wordt typisch ondernomen om de representatieve morfologie van een heterogeene, onbekende steekproef te begrijpen. Dit is een zeer typische situatie wanneer het gebruiken van een AFM (of om het even welke de microscopietechniek) op een nieuwe steekproef. Vooral voor ingewikkelde (b.v., biologisch materiaal) steekproeven, wordt het belangrijkste deel van weergavetijd vaak doorgebracht bekijkend genoeg steekproefoppervlakte om wat belangrijk is, eerder dan het vangen van de definitieve beelden te begrijpen die de steekproef vertegenwoordigen. Het Behandelen van een groter gebied van de steekproef, met genoeg detail en binnen een aanvaardbare hoeveelheid tijd laat een betere, evenwichtigere mening van de delen en hun respectieve rollen toe.

Het Toepassen van een hogere bandbreedte AFM naar dit doel kan op de volgende manieren worden gedaan:

  • Voor een ruwe steekproef, kunnen meer plaatsen en imaged met een kortere hoeveelheid tijd bezig zijn.
  • Het vermogen van de het beeldbekleding van MIRO van de software NanoScope kan worden gebruikt om spoor van alle aftasten binnen één context, en met betrekking tot een overzichts optisch beeld te houden.
  • Voor een vrij vlakke steekproef, een andere manier om de steekproef te onderzoeken is een zeer groot aftastengebied met zeer hoge pixelresolutie te vangen. De gegevens kunnen dan worden gezoemd in en geanalyseerd (zelfs zonder verdere hulpmiddeltijd te gebruiken) en de representatieve gebieden kunnen worden overdreven en worden gepubliceerd.
  • Een zeer belangrijk voordeel van deze methode is dat het mogelijk om over de beste schaal en frame is te beslissen na het nemen van alle gegevens. De gegevens in figuur 1 worden getoond bestaan uit één 16 megapixelbeeld van een waaier van het 20 die micronaftasten op een PTFE polymeerfilm, in 8 minuten, met gegevensgezoem wordt verworven van diverse interessante morfologie, evenals fasegegevens voor twee die van hen.

Figuur 1. 20mm, 16MP beeld van PTFE (verlaten die) polymeerfilm, in 8 minuten wordt verworven. Recht: Veelvoudig gegevensgezoem dat detail en fasegegevens tonen. Het Onderzoeken van een steekproef betekent te onderzoeken en te begrijpen het is de representatieve morfologie, en documenteert hen in de beelden van de publicatiekwaliteit. Voor voldoende vlakke steekproeven, één onderzoeksmethode is een groot, high-resolution aftasten te nemen dat offline voor de representatieve morfologie kan worden onderzocht, die dan worden overdreven en kan worden gepubliceerd.

Onderzoek

Het is gemakkelijk om de ruimte van mogelijke fenomenen in onderzoekstoepassingen te begrijpen, nochtans om het gebiedsdeel van een inputparameter of een procesparameter en de nanoscale te begrijpen morfologie of een bezit moet zich begrijpen en worden gekwantificeerd. Het is belangrijk voor beeld een aantal plaatsen op veelvoudige steekproeven en om het bezit of de morfologie effectief te analyseren en te kwantificeren. De snelheid van de Weergave is essentieel als ook multi-steekproeflading en de automatisering, de betrouwbare verrichting zonder interventie van de gebruiker, het gegevensbeheer en de analyse van het partijbeeld zijn even belangrijk.

Figuur 2 toont een voorbeeld van onderzoek AFM van de farmaceutische industrie. Hier wordt het actieve farmaceutische ingrediënt (API) gecombineerd (geformuleerd) met een (inactieve) vulstof om een amorf vast lichaam, met de doelstelling te vormen om de API oplosbaarheid na opname te maximaliseren. Bij kamertemperatuur, is de amorfe formulering stevig (bevroren) maar zou het anders afzonderlijk faseren. om de mogelijke fasescheiding met bulktechnieken waar te nemen moeten de vrij macroscopische (~100nm) scheiding en de herkristallisatie van API eerst voorkomen. De Afmeting FastScan AFM kan de indicatoren van instabiliteit op veel kleinere grootteschaal verkrijgen, veel vroeger.

Figuur 2. Het Scherm van twaalf amorfe kandidaten van de drugformulering (gebroken film, 3μm aftasten, vijf plaatsen per kandidaat). De analyse van de Partij toont materiële specifieke ruwheid met strakke foutenbars; de vulstoffen met API lading zijn meer vlot dan spaties. Het Dit typescherm wordt gebruikt om samenstellingsverenigbaarheid te verifiëren, en stabiliteit/houdbaarheidsperiode snel te voorspellen, voorbij het korte spanning verouderen. (De hoffelijkheid van Steekproeven van M.E. Lauer, F. Hoffmann-La Roche, Bazel, Zwitserland.)

Dynamica

De „typische“ discipline voor hoge snelheid AFM is de tijd-vastbesloten studie van dynamische processen op de schaal van proteïnen en DNA. Deze toepassing is de oorzaak van een groot deel van het aanvankelijke begrip van hoe te om AFMs sneller te maken, terwijl het handhaven van niet destructieve uiteinde-steekproef krachten. Men ontdekte dat het essentieel was om cantilevers kleiner te maken. Het dan wordt noodzakelijk om het gebruik van kleinere cantilevers toe te laten, sneller, gegevens af te tasten en sneller te vangen. In deze jacht voor snelheid, vond men dat de uitvoerbare frame tariefschalen ruwweg met de afmetingen van de cantilevers. Het ook schalen met de gegevenskwaliteit, met het aantal lijnen, en met het aanvaardbare die pixelonduidelijke beeld door losse te volgen (het parachuteren) wordt veroorzaakt. Het Bereiken van frame tarieven meer dan 1fps wordt typisch bereikt door stijgende weergavebandbreedte, en door beeldkwaliteit voor snelheid uit te wisselen. Opdat FastScan om te zijn meer dan een filmmachine met één doel, het belangrijk was om volledige prestaties AFM bij verhoogde bandbreedte te hebben, maar verder - van resolutie voor snelheid op de manier van andere hoge snelheid AFMs kunnen handel drijven, en superieure controle van uiteinde-steekproef krachten handhaven aan hoge aftastentarieven.

Figuur 3 toont drie frames van een tijdopeenvolging van 2100 die frames, aan een tarief van 1 frame per seconde die, van DNA in bufferoplossing wordt gevangen, los verbindend aan en op een APS-Behandeld micasubstraat verspreidt. Men kan verschillende moties van DNA, met inbegrip van een „glijdende“ motie van DNA langs zijn contour zien, en ongeveer loodrecht aan de aftastenrichting. Dit toont aan dat de band van DNA aan het substraat los genoeg is om het toe te staan om zich te bewegen, en de verspreiding wordt niet overheerst door de heen-en-weer aftastenmotie van het uiteinde AFM. Dit zou goede fundamenten voor de observatie van complexere steekproefsystemen, zoals DNA-Eiwitcomplexen, ATP-Gedreven systemen, enz. moeten leggen.

Figuur 3. DNA los verbindend die aan mica door APS-method wordt behandeld. TappingMode in bufferoplossing. Sonde: Breedband-c. 1 Getoonde frame/s. is 3 van 2100 frames, die de verspreiding van DNA tonen meer dan 35 minuten. Deze studie van steekproefdynamica toont 1 weergave frame/s, met het typische, project-specifieke compromis van frame tarief en beeldkwaliteit aan. Het Goede volgen moet worden gehandhaafd om uiteindeeffect op de los verbindende, breekbare steekproef te minimaliseren. (De hoffelijkheid van de Steekproef van Y. Lyubchenko, Universteit van Medische CTR van Nebraska., de V.S.)

Toekomstige Toepassingen van Snelle Weergave AFM

Het idealistische begrip van snellere weergave AFM is bijna oud zo zoals AFM zelf. Een aantal implementaties voor specifieke toepassingen hebben aangetoond dat de grote verhogingen van AFM weergavesnelheid mogelijk zijn. De Hogere snelheid AFM is niet genaderd als bepaalde reeks toepassingen, door bepaalde gebieden van onderzoek en op bepaalde steekproeven, maar met het geloof dat men eerder altijd beeld sneller, nochtans ten koste van kwaliteit, steekproefgrootte of delicatesse, bruikbaarheid, of geen bedrijfskosten. Wij verwachten dat een snellere AFM nieuwe gebieden van onderzoek over de volledige waaier van toepassingen, van routine industriële aan moleculaire biofysica zal openstellen. Beduidend zal het onderzoekers aan snel en efficiënt bekijken toelaten en een steekproef bij nanoscale begrijpen, gebruikend de breedte en inhoudsrijkdom van de techniek AFM.

Ongeveer Bruker

Verstrekt Nano Oppervlakten van Bruker de Atoomproducten van de Kracht van de Microscoop/van de Microscoop van de Sonde van het Aftasten (AFM/SPM) die van andere in de handel verkrijgbare systemen voor hun robuuste ontwerp en handigheid, terwijl het handhaven van de hoogste resolutie duidelijk uitkomen. NANOS die hoofd meet, dat deel al onze instrumenten uitmaakt, wendt een unieke vezeloptische interferometer voor het meten van de cantileverafbuiging aan, die de opstelling zo compact maakt dat het neen groter is dan een standaarddoelstelling van de onderzoekmicroscoop.

Deze informatie is afkomstig geweest, herzien en die van materialen door Bruker Nano Oppervlakten aangepast worden verstrekt.

Voor meer informatie over deze bron, te bezoeken gelieve Nano Oppervlakten Bruker.

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

Last Update: 23. January 2014 11:07

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit