Uso de uma Alto-Largura de faixa AFM para a Avaliação, a Selecção e a Dinâmica

Por AZoNano

Índice

Introdução
Avaliação
Exame
Dinâmica
Aplicações Futuras da Imagem Lactente Rápida do AFM
Sobre Bruker

Introdução

Há três áreas de aplicação chaves que tiram proveito de um Microscópio Atômico da Força da largura de faixa alta (AFM) com qualidade dos dados, custos de operação, controle de força e conveniência idênticos do uso como um AFM típico. Estes podem ser classificados sob a selecção, a avaliação e a dinâmica. Para cada um destas categorias, a Dimensão FastScan era aplicada.

Avaliação

Uma avaliação de um material é empreendida tipicamente compreender as morfologias representativas de uma amostra heterogênea, desconhecida. Esta é uma situação muito típica ao usar um AFM (ou alguma técnica da microscopia) em uma amostra nova. Especialmente para (amostras complicadas por exemplo, do matéria biológico), o maior parte do tempo da imagem lactente é passado frequentemente que olha bastante superfície da amostra para compreender o que é importante, um pouco do que capturando as imagens finais que representam a amostra. Cobrir uma área maior da amostra, com bastante detalhe e dentro de uma quantidade de tempo aceitável permite uma ideia melhor, mais equilibrada das peças e seus papéis respectivos.

Aplicar uma largura de faixa mais alta AFM para este objetivo pode ser feita das seguintes maneiras:

  • Em uma amostra áspera, mais locais podem ser contratados e imaged em uma quantidade de tempo mais curto.
  • A capacidade da folha de prova da imagem do MIRO do software de NanoScope pode ser utilizada para manter-se a par de todas as varreduras dentro de um contexto, e com relação a uma imagem óptica da vista geral.
  • Em uma amostra razoavelmente lisa, uma outra maneira de examinar a amostra é capturar uma área muito grande da varredura com definição muito alta do pixel. Os dados podem então ser zumbidos em e as áreas analisadas (mesmo sem usar o tempo mais adicional da ferramenta) e representativas podem ser ampliadas e publicado.
  • Uma vantagem chave deste método é que é possível decidir na melhor escala e na moldação após ter tomado todos os dados. Os dados mostrados em figura 1 compreendem uma imagem de 16 megapixel de uma escala de uma varredura de 20 mícrons em um filme do polímero de PTFE, adquirida em 8 minutos, com dados zumbem de várias morfologias interessantes, assim como de dados da fase para dois deles.

Figura 1. 20mm, imagem 16MP do filme do polímero de PTFE (esquerdo), adquirida em 8 minutos. Direito: Os dados Múltiplos zumbem mostrando dados do detalhe e da fase. Que Examina uma amostra meios explorá-los e compreender é morfologias representativas, e documentá-los em imagens da qualidade da publicação. Em amostras suficientemente lisas, um método da avaliação é tomar uma grande, varredura de alta resolução que possa ser explorada off line para as morfologias representativas, que podem então ser ampliadas e publicado.

Exame

É fácil compreender o espaço de fenômenos possíveis em aplicações da selecção, porém a fim compreender a dependência de um parâmetro da entrada ou um parâmetro de processo e uma morfologia ou uma propriedade do nanoscale deve ser compreendida e determinado. É importante para a imagem um número de locais em amostras múltiplas e para analisar e determinar eficazmente a propriedade ou a morfologia. A velocidade da Imagem Lactente é essencial como igualmente a carga da multi-amostra e a automatização, operação segura sem a intervenção da análise de imagem do usuário, da gestão de dados e do grupo é igualmente importante.

Figura 2 mostra um exemplo da selecção do AFM da indústria farmacêutica. O ingrediente farmacêutico activo (API) é combinado Aqui (formulado) com um excipiente (inactivo) para formar um sólido amorfo, com o objectivo de maximizar a solubilidade do API após a ingestão. Na temperatura ambiente, a formulação amorfa é contínua (congelada) mas de outra maneira poria em fase separado. A fim observar a separação de fase possível com técnicas maiorias, a separação (~100nm) e a re-cristalização relativamente macroscópicas do API devem primeiramente ocorrer. A Dimensão FastScan AFM pode obter os indicadores da instabilidade em uma escala muito menor do tamanho, muito mais cedo.

Figura 2. Tela de doze candidatos amorfos da formulação da droga (filme fraturado, varreduras de 3μm, cinco locais pelo candidato). A análise do Grupo mostra a aspereza específica material com as barras de erro apertadas; os excipientes com carga do API são mais lisos do que placas. Este tipo tela é usado para verificar a compatibilidade composta, e para prever ràpida a estabilidade/vida útil, após o breve envelhecimento do esforço. (Cortesia das Amostras de M.E. Lauer, de F. Hoffmann-La Roche, de Basileia, Suíça.)

Dinâmica

A disciplina “típica” para o AFM de alta velocidade é o estudo tempo-resolved de processos dinâmicos na escala das proteínas e do ADN. Esta aplicação é responsável para uma grande parte da compreensão inicial de como fazer AFMs mais rápido, ao manter forças não-destrutivas da ponta-amostra. Descobriu-se que era essencial fazer modilhões menores. Torna-se então necessário permitir o uso de modilhões menores, fazer a varredura mais rapidamente, e capturar mais rapidamente dados. Nesta caça para a velocidade, encontrou-se que a taxa de quadro realizável escala aproximadamente com as dimensões dos modilhões. Ele igualmente escalas com a qualidade dos dados, com o número de linhas, e com o borrão aceitável do pixel causado frouxamente seguindo (salto de pára-quedas). Conseguir taxas de quadro mais do que 1fps é conseguida tipicamente aumentando a largura de faixa da imagem lactente, e trocando a qualidade da imagem para a velocidade. A fim de que o FastScan a ser mais do que uma máquina do filme da único-finalidade, ele fosse importante ter o desempenho completo do AFM na largura de faixa aumentada, mas poder promover a definição das trocas para a velocidade na maneira do outro AFMs de alta velocidade, e manter o controle superior de forças da ponta-amostra em taxas de varredura altas.

Figura 3 mostra três quadros de uma seqüência do tempo de 2100 quadros, capturada a uma taxa de 1 frame por segundo, do ADN na solução de amortecedor, limitado frouxamente a e difundindo em uma carcaça APS-tratada de mica. Um pode ver os movimentos diferentes do ADN, incluindo um “deslizamento” do movimento do ADN ao longo de seu contorno, e aproximadamente perpendicular ao sentido de varredura. Isto mostra que o emperramento do ADN à carcaça é frouxamente bastante permitir que se mova, e difusão não é dominado pelo movimento para a frente e para trás da varredura da ponta do AFM. Isto deve colocar uma boa fundação para a observação de uns sistemas mais complexos da amostra, tais como complexos da ADN-proteína, sistemas ATP-conduzidos, Etc.

Figura 3. ADN limitada frouxamente à mica tratada pelo APS-método. TappingMode na solução de amortecedor. Ponta De Prova: De faixa larga-c. 1 frame/s. Mostrado é 3 de 2100 quadros, mostrando a difusão do ADN sobre 35 minutos. Este estudo da dinâmica da amostra demonstra 1 imagem lactente de frame/s, com o típico, projecta trocas específicas da taxa de quadro e da qualidade da imagem. O Bom seguimento deve ser mantido para minimizar o impacto da ponta na amostra frouxamente limitada, frágil. (Cortesia da Amostra de Y. Lyubchenko, Univ. do CTR Médico de Nebraska., dos EUA.)

Aplicações Futuras da Imagem Lactente Rápida do AFM

A noção idealista de uma imagem lactente mais rápida do AFM é quase tão velha quanto o AFM próprio. Um número de aplicações para aplicações específicas mostraram que os grandes aumentos na velocidade da imagem lactente do AFM são possíveis. Uma velocidade Mais Alta AFM não foi aproximada como um determinado grupo de aplicações, por determinados campos de pesquisa e em determinadas amostras, mas com a fé que uma um pouco sempre imagem mais rapidamente, de qualquer modo não às expensas da qualidade, o tamanho da amostra ou a guloseima, a usabilidade, ou os custos de operação. Nós esperamos que um AFM mais rápido abrirá áreas de investigação novas sobre a série de aplicações completa, de industrial rotineiro à biofísica molecular. Significativamente permitirá pesquisadores para olhar a rapidamente e eficientemente e compreender uma amostra no nanoscale, usando a largura e a riqueza do índice da técnica do AFM.

Sobre Bruker

As Superfícies Nano de Bruker fornecem os produtos Atômicos do Microscópio da Força/do Microscópio Ponta De Prova da Exploração (AFM/SPM) que estão para fora de outros sistemas disponíveis no comércio para seus projecto e acessibilidade robustos, enquanto mantendo o mais de alta resolução. A cabeça de medição de NANOS, que é peça de todos nossos instrumentos, emprega um interferómetro original da fibra óptica para medir a deflexão do modilhão, que faz o estojo compacto da instalação assim que é não maior do que um objetivo padrão do microscópio da pesquisa.

Esta informação foi originária, revista e adaptada dos materiais fornecidos por Superfícies Nano de Bruker.

Para obter mais informações sobre desta fonte, visite por favor Superfícies Nano de Bruker.

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

Last Update: 23. January 2014 11:25

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