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"लेजर लक्ष्यीकरण" नेनो पैमाने माइक्रोस्कोपी के लिए:

Published on November 9, 2010 at 6:36 PM

शोधकर्ताओं nanoscale माइक्रोस्कोपी समस्या "एक सूखी घास का ढेर में सुई" एक स्वच्छ समाधान के रूप में अपनी नई तकनीक की विशेषताएँ हैं, लेकिन यह अधिक या तो एक अंधेरे कमरे में चारों ओर घूमना जब तक आप इसे पर गिर द्वारा कॉफी टेबल, ढूँढने या उपयोग करने के बीच अंतर की तरह है एक टॉर्च.

एक नया कागज में, * JILA एक संयुक्त उद्यम से एक समूह की राष्ट्रीय मानक संस्थान और प्रौद्योगिकी (NIST) और विश्वविद्यालय के परमाणु शक्ति माइक्रोस्कोपी के साथ सटीक लेजर ऑप्टिक्स के संयोजन के द्वारा बाद में विस्तृत इमेजिंग के लिए biomolecules के छोटे विधानसभाओं कोलोराडो पाता है.

Nanoscale माइक्रोस्कोपी के लिए लेजर लक्ष्यीकरण ": बाएँ, ठेठ 900 वर्ग सुक्ष्ममापी दृश्य में, लेजर बीम ध्यान केंद्रित का उपयोग संभावित दिलचस्प बैंगनी झिल्ली पैच, जो वर्ग के साथ चिह्नित है दिखाता है. शीर्ष दाएँ, पैच के करीब ऑप्टिकल छवि, नीचे, एक ही लक्ष्य खुलासा AFM topological विस्तार के साथ imaged. क्रडिट: Churnside, घन

परमाणु बल सूक्ष्मदर्शी (AFM) नैनो के मानक उपकरण बन गया है. deceptively सरल अवधारणा है. एक पुराने जमाने की एक फोनोग्राफ लेखनी के विपरीत नहीं, सुई, लेकिन अधिकांश केवल परमाणु नमूना की सतह भर में व्यापक चाल की एक जोड़ी पर एक टिप के साथ छोटे. एक लेजर टिप के छोटे deflections उपायों के रूप में यह धक्का दिया है या electrostatic बल या रासायनिक आकर्षण के रूप में परमाणु पैमाने बलों द्वारा खींचा. टिप नमूना भर में वापस और आगे स्कैन सतह की एक तीन आयामी छवि पैदावार. संकल्प किया जा सकता है आश्चर्यजनक कुछ मामलों दिखा व्यक्तिगत परमाणुओं, एक संकल्प के एक हजार सबसे अच्छा ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप की तुलना में छोटे समय प्राप्त कर सकते हैं.

ऐसे अद्भुत संवेदनशीलता एक तकनीकी समस्या incurs है: अगर आपके जांच कर सकते हैं, कहते हैं, के 100 वर्ग नैनोमीटर एक वस्तु की छवि, वास्तव में आप कैसे है कि वस्तु मिल अगर यह लगभग कहीं भी एक खुर्दबीन के मंच पर एक लाख गुना आकार है कि हो सकता है? यह जैविक अनुप्रयोगों में एक असामान्य मामला नहीं है. जवाब जानवर बल है, आप जांच आगे और पीछे स्कैन, एक उच्च गति पर शायद, जब तक यह कुछ दिलचस्प में चलाता है. अंधेरे में कॉफी टेबल की तरह, इस समस्या है. AFM टिप न केवल बहुत नाजुक है और क्षति के लिए आसान है, लेकिन यह सतह से अवांछित परमाणुओं या अणुओं उठा द्वारा अपमानित किया जा सकता है. इसके अलावा, जैव विज्ञान, जहां AFM तेजी से महत्वपूर्ण होता जा रहा है में अनुसंधान नमूनों आमतौर पर प्रोटीन या झिल्ली कि टिप के साथ एक अनियंत्रित टक्कर से क्षतिग्रस्त हो सकता है की तरह "सॉफ्ट" बातें कर रहे हैं. एक समाधान के लेबल "" एक छोटे से फ्लोरोसेंट परिसर या क्वांटम डॉट के साथ लक्ष्य अणु के लिए किया गया है, इसलिए है कि यह रोशनी और खोजने के लिए आसान है, लेकिन है कि रासायनिक विषय है, जो वांछनीय नहीं हो सकता है फेरबदल का मतलब है.

इसके बजाय, JILA टीम एक टॉर्च का उपयोग करने के लिए चुना. एक टिप AFM की स्थिति स्थिर करने के लिए पहले के एक नवाचार पर बिल्डिंग, समूह एक कसकर केंद्रित, कम शक्ति लेजर बीम का उपयोग करता है ऑप्टिकली क्षेत्र स्कैन, बिखरे हुए प्रकाश में मिनट में परिवर्तन द्वारा लक्षित स्थानों की पहचान. इस लेजर नमूना भर में स्कैन है एक छवि, एक AFM छवि बनाने के लिए अनुरूप के रूप में.

एक ही लेजर और पहचान तकनीक है AFM टिप का पता लगाने के लिए इस्तेमाल किया. इसलिए, लेजर संदर्भ का एक आम फ्रेम के रूप में कार्य करता है और यह अपेक्षाकृत सरल है ऑप्टिकल और AFM छवि संरेखित है. एकल कक्ष जीवों से कोशिका झिल्ली के धब्बे के साथ प्रयोगों में **, समूह प्रदर्शन किया है कि वे इन प्रोटीन परिसरों का पता लगाने और के बारे में 40 नैनोमीटर एक परिशुद्धता के साथ AFM टिप संरेखित कर सकते हैं. बिखरे हुए प्रकाश पर पूरी तरह निर्भर है, उनकी तकनीक में कोई पूर्व रासायनिक लेबलिंग या अणु लक्ष्य के संशोधन की आवश्यकता है.

"आप समस्याओं के एक जोड़े को हल" पर्किन्स कहते NIST भौतिक विज्ञानी थॉमस. "तुम वस्तु आप का अध्ययन करना चाहते हैं, जो एक टेबल समस्या में एक सुई की तरह खोजने की समस्या को हल आप अपने टिप contaminating नहीं की समस्या को हल करने और, आप में अपने टिप तुम क्या थे नहीं दुर्घटनाग्रस्त की समस्या को हल के लिए देख यह अपने टिप हानिकारक रोकता है, नरम जैविक लक्ष्य, अपने नमूना हानिकारक नहीं के लिए. " और वे कहते हैं, यह बहुत अधिक कुशल है. "एक व्यावहारिक दृष्टिकोण से, के बजाय मेरे स्नातक छात्र 4 बजे असली विज्ञान करना शुरू, वह 10 बजे विज्ञान कर रही शुरू कर सकते हैं"

* अटल बिहारी Churnside, जीएम राजा और टीटी पर्किन्स. लेबल मुक्त परमाणु शक्ति माइक्रोस्कोपी के लिए झिल्ली पैच के ऑप्टिकल इमेजिंग. एक्सप्रेस प्रकाशिकी. वॉल्यूम. सं 23, 18. 8 नवम्बर, 2010.

** टीम "बैंगनी झिल्ली," जो कुछ एकल कोशिका जीवों से कोशिका झिल्ली और bacteriorhodopsin, एक प्रोटीन है कि प्रकाश ऊर्जा कब्जा शामिल थे. Bacteriorhodopsin बैंगनी झिल्ली में एम्बेडेड है और जैव विज्ञान में अनुसंधान के लिए एक आम प्रोटीन होता है.

Last Update: 3. October 2011 02:00

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