对调查、审查和动力的高带宽 AFM 的使用

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简介
调查
筛选
动力
迅速 AFM 想象的将来的应用
关于 Bruker

简介

有受益于有使用相同的数据质量、运作成本、 (AFM)力控制和便利的高带宽基本强制显微镜作为典型的 AFM 的三关键应用程序方面。 这些可以被分类在审查、调查和动力下。 对于这些类别中的每一个,维数 FastScan 是应用的。

调查

材料的调查典型地执行了解一个异种,未知的范例的有代表性的形态学。 这是非常典型的情形,当曾经 AFM (或任何显微学技术) 时在一个新的范例。 特别是为复杂 (即,生物材料) 范例,经常花费查看足够的范例表面的想象时间的大部分了解什么是重要的,而不是获取表示这个范例的最终图象。 包括这个范例的更大的面积,用足够的详细资料和在可接受的时间内启用零件的一张更好,被平衡的视图和他们的各自角色。

运用往此目标的更高的带宽 AFM 可以下列的方法执行:

  • 在一个粗砺的范例,更多站点可以是从事和印象的在短暂的时间。
  • NanoScope 软件的 MIRO 图象重叠功能可以使用记录所有扫描在一个环境之内和关于概览光学图象。
  • 在一个相当平面的范例,另一个方式调查这个范例将获取与非常高象素解决方法的一非常大扫描区。 数据可能然后迅速移动到,并且被分析的 (甚而没有使用进一步工具时间) 和有代表性的区可以被扩大化和被发布。
  • 此方法的一个关键好处是决定最佳的等级和构成是可能的在采取所有数据以后。 在图显示的这个数据 1 上包括一个 16-megapixel 图象在 PTFE 聚合物影片的 20 微米扫描范围,获取在 8 分钟之内,与数据迅速移动多种有趣形态学,以及阶段数据为二他们。

图 1. 20mm, 16MP PTFE 聚合物影片图象 (左),获取在 8 分钟之内。 权利: 多个数据迅速移动显示详细资料和阶段数据。 调查样品平均的测试和了解它是有代表性的形态学和提供他们在发行质量图象。 在充分地平面的范例,一个调查方法将采取可以为有代表性的形态学测试脱机,可能然后被扩大化和被发布的大,高分辨率扫描。

筛选

了解可能的现象空间在审查应用的是容易的,然而为了必须了解和定量了解输入参数的相关性或一个过程参数和 nanoscale 形态学或者属性。 对图象是重要多个范例的一定数量的站点和有效分析和定量属性或形态学。 想象速度也是重要的作为多范例装载,并且自动化、可靠的运算没有这个用户的干预,数据管理和批图象分析是同样重要的。

图 2 显示 AFM 审查的示例从工业制药的。 这里有效的配药成份 (API)结合 (公式化) 以 (非活动) 赋形剂在摄取以后形成一种无定形的固体,以便于最大化 API 的可溶性。 在室温,无定形的公式化是固定的 (冻结),但是它将否则逐步采用单独。为了观察与批量技术的可能的分相,相对地 API 的宏观 (~100nm) 分隔和再结晶必须首先发生。 维数 FastScan AFM 可能得到不稳定性指示符在一更加小型的等级的,前。

数值 2. 十二名无定形的药物公式化候选人 (破裂的影片、 3μm 扫描,五个站点屏幕每名候选人)。 批分析显示与严密的误差棒的物质特定坎坷; 与 API 负荷的赋形剂比空白平稳。 此类型屏幕用于验证复合兼容性和在简要重点老化以后迅速地预测稳定性/储存期限。 (M.E. Lauer, F. Hoffmann La Roche,巴塞尔,瑞士的范例礼貌。)

动力

高速 AFM 的 “典型的”学科是动态过程的定期解决的研究在蛋白质和脱氧核糖核酸等级的。 此 应用 对 最初 的 了解 的 一 个 大 部分 负责 对 如何 使 AFMs 更加 快速 , , 当 维护 非 破坏性 的 技巧 范例 强制 时 。 发现使悬臂更小是重要的。 启用使用更小的悬臂,快速地浏览和快速地获取数据然后变得必要。 在速度的此搜索,发现可达成的帧率大致称与悬臂的维数。 也它缩放比例与数据质量,与行数和与宽松跟踪造成的可接受的象素迷离 (跳伞)。 达到帧率更比 1fps 典型地达到通过增加想象带宽和通过图象质量用速度交换。 为了 是 的 FastScan 更多 比 一 个 单一 效能 的 电影 设备 , 它 是 重要 有 充分 的 AFM 性能 在 增加 的 带宽 , , 但是 能 促进 速度 的 折衷 方案 解决 方法 用 其他 高速 AFMs 方式 和 维护 技巧 范例 强制 优越 控制 以 高 扫瞄 速率 。

图 3 在缓冲溶液显示从 2100 个框架时间顺序的三个框架,被获取以 1 个每秒传输帧数的速率,脱氧核糖核酸,松散一定对和散开在一个 APS 对待的云母基体。一能看到脱氧核糖核酸的不同的行动,包括 “下滑”脱氧核糖核酸的行动沿其等高的,和近似垂直对扫描方向。 这向显示对这个基体的脱氧核糖核酸的捆绑是足够宽松允许它移动和扩散没有由 AFM 技巧的反复扫描行动控制。 这应该打更加复杂的范例系统的观察的一个好基础,例如脱氧核糖核酸蛋白质复杂、 ATP 主导的系统等等。

图 3. 脱氧核糖核酸松散一定对 APS 方法对待的云母。 在缓冲溶液的 TappingMode。 探测: 宽频C。 显示的 1 个 frame/s. 是 3 2100 个框架,显示脱氧核糖核酸的扩散 35 分钟。 范例动力的此研究展示 1 frame/s 想象,与典型,设想帧率和图象质量特定折衷方案。 必须 维护 好 跟踪 使 对 这 个 松散 一定 , 脆弱 的 范例 的 技巧 影响 减到 最 小 。 (Y. Lyubchenko , 大学 内布拉斯加 医疗 Ctr 。 , 美国 范例 礼貌 。 )

迅速 AFM 想象的将来的应用

更加快速的 AFM 想象的理想主义的饰物是几乎一样老象 AFM。 特定应用的一定数量的实施向显示在 AFM 想象速度的巨大增量是可能的。 更高的速度 AFM 未处理作为某一套应用,由某些研究领域和在某些范例,然而与信念一个相当总是会快速地图象,然而不牺牲质量、样本大小或者纤巧、可用性或者运作成本。 我们期望更加快速的 AFM 将打开新的调查区域在全方位的应用,定期行业到分子生物物理学。 使用 AFM 技术的广度和目录丰厚它将极大使研究员迅速和高效查看和了解范例在 nanoscale。

关于 Bruker

Bruker 纳诺 表面 提供 从 他们 的 稳健 设计 和 易用 的 其他 商业 可用 的 系统 引人注意 , , 维护 最 高 分辨率 的 基本 强制 显微镜 / 扫描 探测 显微镜 (AFM/SPM ) 产品 。 NANOS 评定的题头,是所有我们的仪器的一部分,使用评定的悬臂式偏折一台唯一光导纤维的干涉仪,如此做设置协定它大于一个标准研究显微镜目的没有。

此信息是来源,复核和适应从 Bruker 纳诺表面提供的材料。

关于此来源的更多信息,请参观 Bruker 纳诺表面。

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

Last Update: 23. January 2014 11:03

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