對調查、審查和動力的高帶寬 AFM 的使用

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簡介
調查
篩選
動力
迅速 AFM 想像的將來的應用
關於 Bruker

簡介

有受益於有使用相同的數據質量、運作成本、 (AFM)力控制和便利的高帶寬基本強制顯微鏡作為典型的 AFM 的三關鍵應用程序方面。 這些可以被分類在審查、調查和動力下。 對於這些類別中的每一個,維數 FastScan 是應用的。

調查

材料的調查典型地執行瞭解一個異種,未知的範例的有代表性的形態學。 這是非常典型的情形,當曾經 AFM (或任何顯微學技術) 時在一個新的範例。 特別是為複雜 (即,生物材料) 範例,經常花費查看足够的範例表面的想像時間的大部分瞭解什麼是重要的,而不是獲取表示這個範例的最終圖像。 包括這個範例的更大的面積,用足够的詳細資料和在可接受的時間內啟用零件的一張更好,被平衡的視圖和他們的各自角色。

運用往此目標的更高的帶寬 AFM 可以下列的方法執行:

  • 在一個粗礪的範例,更多站點可以是從事和印象的在短暫的時間。
  • NanoScope 軟件的 MIRO 圖像重疊功能可以使用記錄所有掃描在一個環境之內和關於概覽光學圖像。
  • 在一個相當平面的範例,另一個方式調查這個範例將獲取與非常高像素解決方法的一非常大掃描區。 數據可能然後迅速移動到,并且被分析的 (甚而沒有使用進一步工具時間) 和有代表性的區可以被擴大化和被發布。
  • 此方法的一個關鍵好處是決定最佳的等級和構成是可能的在採取所有數據以後。 在圖顯示的這個數據 1 上包括一個 16-megapixel 圖像在 PTFE 聚合物影片的 20 微米掃描範圍,獲取在 8 分鐘之內,與數據迅速移動多種有趣形態學,以及階段數據為二他們。

圖 1. 20mm, 16MP PTFE 聚合物影片圖像 (左),獲取在 8 分鐘之內。 權利: 多個數據迅速移動顯示詳細資料和階段數據。 調查樣品平均的測試和瞭解它是有代表性的形態學和提供他們在發行質量圖像。 在充分地平面的範例,一個調查方法將採取可以為有代表性的形態學測試脫機,可能然後被擴大化和被發布的大,高分辨率掃描。

篩選

瞭解可能的現象空間在審查應用的是容易的,然而為了必須瞭解和定量瞭解輸入參數的相關性或一個過程參數和 nanoscale 形態學或者屬性。 對圖像是重要多個範例的一定數量的站點和有效分析和定量屬性或形態學。 想像速度也是重要的作為多範例裝載,并且自動化、可靠的運算沒有這個用戶的干預,數據管理和批圖像分析是同樣重要的。

圖 2 顯示 AFM 審查的示例從工業製藥的。 這裡有效的配藥成份 (API)結合 (公式化) 以 (非活動) 賦形劑在攝取以後形成一種無定形的固體,以便於最大化 API 的可溶性。 在室溫,無定形的公式化是固定的 (凍結),但是它將否則逐步採用單獨。為了觀察與批量技術的可能的分相,相對地 API 的宏觀 (~100nm) 分隔和再結晶必須首先發生。 維數 FastScan AFM 可能得到不穩定性指示符在一更加小型的等級的,前。

數值 2. 十二名無定形的藥物公式化候選人 (破裂的影片、 3μm 掃描,五個站點屏幕每名候選人)。 批分析顯示與嚴密的誤差棒的物質特定坎坷; 與 API 負荷的賦形劑比空白平穩。 此類型屏幕用於驗證複合兼容性和在簡要重點老化以後迅速地預測穩定性/儲存期限。 (M.E. Lauer, F. Hoffmann La Roche,巴塞爾,瑞士的範例禮貌。)

動力

高速 AFM 的 「典型的」學科是動態過程的定期解決的研究在蛋白質和脫氧核糖核酸等級的。 此應用對最初的瞭解的一個大部分負責對如何使 AFMs 更加快速,當維護非破壞性的技巧範例強制時。 發現使懸臂更小是重要的。 啟用使用更小的懸臂,快速地瀏覽和快速地獲取數據然後變得必要。 在速度的此搜索,發現可達成的幀率大致稱與懸臂的維數。 也它縮放比例與數據質量,與行數和與寬鬆跟蹤造成的可接受的像素迷離 (跳傘)。 達到幀率更比 1fps 典型地達到通過增加想像帶寬和通過圖像質量用速度交換。 為了是的 FastScan 更多比一個單一效能的電影設備,它是重要有充分的 AFM 性能在增加的帶寬,但是能促進速度的折衷方案解決方法用其他高速 AFMs 方式和維護技巧範例強制優越控制以高掃瞄速率。

圖 3 在緩衝溶液顯示從 2100 個框架時間順序的三個框架,被獲取以 1 個每秒傳輸幀數的速率,脫氧核糖核酸,鬆散一定對和散開在一個 APS 對待的雲母基體。一能看到脫氧核糖核酸的不同的行動,包括 「下滑」脫氧核糖核酸的行動沿其等高的,和近似垂直對掃描方向。 這向顯示對這個基體的脫氧核糖核酸的捆綁是足够寬鬆允許它移動和擴散沒有由 AFM 技巧的反覆掃描行動控制。 這應該打更加複雜的範例系統的觀察的一個好基礎,例如脫氧核糖核酸蛋白質複雜、 ATP 主導的系統等等。

圖 3. 脫氧核糖核酸鬆散一定對 APS 方法對待的雲母。 在緩衝溶液的 TappingMode。 探測: 寬頻C。 顯示的 1 个 frame/s. 是 3 2100 個框架,顯示脫氧核糖核酸的擴散 35 分鐘。 範例動力的此研究展示 1 frame/s 想像,與典型,設想幀率和圖像質量特定折衷方案。 必須維護好跟蹤使對這個鬆散一定,脆弱的範例的技巧影響減到最小。 (Y. Lyubchenko,大學內布拉斯加醫療 Ctr。,美國範例禮貌。)

迅速 AFM 想像的將來的應用

更加快速的 AFM 想像的理想主義的飾物是幾乎一樣老像 AFM。 特定應用的一定數量的實施向顯示在 AFM 想像速度的巨大增量是可能的。 更高的速度 AFM 未處理作為某一套應用,由某些研究領域和在某些範例,然而與信念一個相當總是會快速地圖像,然而不犧牲質量、樣本大小或者纖巧、可用性或者運作成本。 我們期望更加快速的 AFM 將打開新的調查區域在全方位的應用,定期行業到分子生物物理學。 使用 AFM 技術的廣度和目錄豐厚它將極大使研究員迅速和高效查看和瞭解範例在 nanoscale。

關於 Bruker

Bruker 納諾表面提供從他們的穩健設計和易用的其他商業可用的系統引人注意,維護最高分辨率的基本強制顯微鏡/掃描探測顯微鏡 (AFM/SPM) 產品。 NANOS 評定的題頭,是所有我們的儀器的一部分,使用評定的懸臂式偏折一臺唯一光導纖維的干涉儀,如此做設置協定它大於一個標準研究顯微鏡目的沒有。

此信息是來源,覆核和適應從 Bruker 納諾表面提供的材料。

關於此來源的更多信息,请請參觀 Bruker 納諾表面。

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

Last Update: 23. January 2014 11:05

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