Site Sponsors
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Technical Sales Solutions - 5% off any SEM, TEM, FIB or Dual Beam
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D

There is 1 related live offer.

5% Off SEM, TEM, FIB or Dual Beam

"Laser στόχευσης» για Νανοκλίμακα Μικροσκοπίας:

Published on November 9, 2010 at 6:36 PM

Οι ερευνητές χαρακτηρίζουν την νέα τεχνική τους ως μια τακτοποιημένη λύση για το "ψύλλους στα άχυρα" πρόβλημα της νανοκλίμακας μικροσκόπιο, αλλά είναι περισσότερο σαν τη διαφορά μεταξύ εύρεση του πίνακα καφέ σε ένα σκοτεινό δωμάτιο, είτε με τα πόδια γύρω μέχρι να πέσει πάνω του, ή χρησιμοποιώντας ένα φακό.

Σε ένα νέο έγγραφο, * μια ομάδα από JILA-μια κοινοπραξία του Εθνικού Ινστιτούτου Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST) και το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο-βρίσκει μικροσκοπικά συνελεύσεις των βιομορίων για τα επόμενα λεπτομερή απεικόνιση με το συνδυασμό οπτικά λέιζερ ακριβείας με μικροσκοπία ατομικής δύναμης.

"Laser στόχευσης» για νανοκλίμακα μικροσκόπιο: Στα αριστερά, τυπικά 900 τετραγωνικών θέα μικρόμετρο, χρησιμοποιώντας εστιασμένη ακτίνα λέιζερ, παρουσιάζει δυνητικά ενδιαφέρουσες πορφυρό μπάλωμα μεμβράνη, η οποία επισημαίνεται με την πλατεία. Δεξιά επάνω, κοντά οπτική εικόνα του κώδικα? Κάτω μέρος, ίδιο στόχο απεικονίστηκαν με AFM αποκαλύπτοντας τοπολογική λεπτομέρεια. Credit: Churnside, CU

Το ατομικό μικροσκόπιο δύναμης (AFM), έχει γίνει ένα από τα συνήθη εργαλεία της νανοτεχνολογίας. Η ιδέα είναι απατηλά απλή. Μια βελόνα-όχι σε αντίθεση με μια παλιομοδίτικη γραφίδα φωνογράφο, αλλά πολύ μικρότερη με μια άκρη το πολύ μόνο μια-δυο άτομα ευρείας κινείται σε όλη την επιφάνεια του δείγματος. Ένα λέιζερ μέτρα μικροσκοπικές παραμορφώσεις του άκρου, όπως είναι ωθούν ή έλκουν από ατομική δυνάμεις κλίμακα, όπως ηλεκτροστατικές δυνάμεις έλξης ή χημικά. Σάρωση την άκρη πέρα ​​δώθε πέρα ​​από το δείγμα παράγει μια τρισδιάστατη εικόνα της επιφάνειας. Το ψήφισμα μπορεί να είναι εκπληκτικό, σε ορισμένες περιπτώσεις δείχνει μεμονωμένα άτομα, ένα ψήφισμα χίλιες φορές μικρότερη από ό, τι το καλύτερο οπτικά μικροσκόπια μπορούν να επιτύχουν.

Τέτοιες εκπληκτική ευαισθησία αναλαμβάνει ένα τεχνικό πρόβλημα: αν καθετήρας σας μπορεί να την εικόνα ενός αντικειμένου του, ας πούμε, 100 τετραγωνικών νανόμετρα, πώς ακριβώς θα βρείτε αυτό το αντικείμενο, αν θα μπορούσε να είναι σχεδόν οπουδήποτε σε ένα στάδιο μικροσκόπιο ένα εκατομμύριο φορές αυτό το μέγεθος; Αυτό δεν είναι μια ασυνήθιστη περίπτωση βιολογικές εφαρμογές. Η απάντηση brute-force είναι, από τη σάρωση του καθετήρα πέρα ​​δώθε, πιθανώς με μεγαλύτερη ταχύτητα, μέχρι να τρέχει σε κάτι ενδιαφέρον. Όπως και το τραπεζάκι του καφέ στο σκοτάδι, αυτό έχει προβλήματα. Η άκρη AFM είναι όχι μόνο πολύ λεπτό και εύκολο να βλάψουν, αλλά μπορεί να διασπαστεί από το μαζεύοντας τα ανεπιθύμητα άτομα ή μόρια από την επιφάνεια. Επίσης, στις βιοεπιστήμες, όπου ο ΑΦΜ γίνεται ολοένα και πιο σημαντικό, τα δείγματα της έρευνας που συνήθως είναι "μαλακά" τα πράγματα όπως πρωτεΐνες ή μεμβράνες που μπορεί να καταστραφεί από μια ανεξέλεγκτη σύγκρουση με την άκρη. Μια λύση ήταν να "ετικέτα" το μόριο-στόχο με ένα μικρό φθορισμού ένωση ή η κβαντική τελεία, έτσι ώστε να ανάβει και είναι εύκολο να βρεθεί, αλλά αυτό σημαίνει χημικά αλλάζοντας το θέμα, το οποίο δεν μπορεί να είναι επιθυμητή.

Αντ 'αυτού, η ομάδα JILA επέλεξε να χρησιμοποιήσει ένα φακό. Με βάση μια παλαιότερη καινοτομία για τη σταθεροποίηση της θέσης του AFM άκρη, η ομάδα χρησιμοποιεί ένα αυστηρά επικεντρωμένο, χαμηλής ισχύος ακτίνα λέιζερ για να ανιχνεύσει οπτικά την περιοχή, τον εντοπισμό τοποθεσίες-στόχους μέχρι το λεπτό αλλαγές στο διάχυτου φωτός. Αυτό το λέιζερ έχει σαρωθεί σε όλη την δείγμα για να σχηματίσουν μια εικόνα, ανάλογη με τη διαμόρφωση μιας εικόνας AFM.

Η ίδια τεχνική-είναι λέιζερ και εντοπισμού που χρησιμοποιούνται για να εντοπίσετε το AFM άκρη. Ως εκ τούτου, το λέιζερ χρησιμεύει ως κοινό πλαίσιο αναφοράς και είναι σχετικά απλό να ευθυγραμμίσει την οπτική και την εικόνα AFM. Σε πειράματα με τα μπαλώματα της κυτταρικής μεμβράνης από τους μονοκύτταρους οργανισμούς, ** η ομάδα έχει αποδείξει ότι μπορούν να εντοπίσουν αυτά τα συμπλέγματα πρωτεϊνών και να ευθυγραμμίσει την άκρη AFM με ακρίβεια περίπου 40 νανόμετρα. Βασιζόμενη αποκλειστικά στην διάχυτου φωτός, την τεχνική τους δεν απαιτεί καμία προηγούμενη επισήμανση χημικό ή την τροποποίηση των μορίων-στόχων.

"Θα λύσουμε μερικά προβλήματα», λέει ο NIST φυσικός Τόμας Perkins. "Μπορείτε να λύσει το πρόβλημα της εύρεσης του αντικειμένου θέλετε να σπουδάσετε, το οποίο είναι ένα είδος βελόνα σε άχυρα πρόβλημα. Μπορείτε να λύσει το πρόβλημα της μη μολύνουν τη συμβουλή σας. Και, μπορείτε να λύσει το πρόβλημα του δεν συντρίβεται συμβουλή σας σε αυτό που ήταν ψάχνετε. Αυτό αποτρέπει την επιζήμια συμβουλή σας και, για το μαλακό βιολογικών στόχων, δεν βλάπτει το δείγμα σας. " Και, λέει, είναι πολύ πιο αποδοτική. "Από πρακτική άποψη, αντί να grad φοιτητής μου αρχίζουν να κάνουν πραγματική επιστήμη στις 4 μ.μ., μπορεί να αρχίσουν να κάνουν την επιστήμη στις 10 π.μ."

* AB Churnside, η GM βασιλιά και TT Perkins. Ετικέτα χωρίς οπτική απεικόνιση των patches μεμβράνη για μικροσκοπία ατομικής δύναμης. Optics Express. Vol. 18, αρ. 23. 8 Νοεμβρίου του 2010.

** Η ομάδα χρησιμοποίησε "μοβ μεμβράνη," η οποία είναι κυτταρική μεμβράνη από ορισμένες μονοκύτταρους οργανισμούς και περιέχει βακτηριοροδοψίνη, μια πρωτεΐνη που συλλαμβάνει το φως της ενέργειας. Βακτηριοροδοψίνη είναι ενσωματωμένα σε μοβ μεμβράνη και είναι μια κοινή πρωτεΐνη για την έρευνα στον βιοεπιστήμες.

Last Update: 9. October 2011 03:57

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit