Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions

There is 1 related live offer.

5% Off SEM, TEM, FIB or Dual Beam

"לייזר מיקוד" מיקרוסקופית ננו:

Published on November 9, 2010 at 6:36 PM

החוקרים לאפיין את הטכניקה החדשה שלהם כפתרון מסודר "מחט בערימת שחת" הבעיה של מיקרוסקופיה ננו, אבל זה יותר כמו ההבדל בין מציאת שולחן קפה בחדר חשוך או על ידי מסתובב עד שאתה נופל על זה, או באמצעות פנס.

במאמר חדש, * קבוצה של מיזם JILA-משותף של המכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה (NIST) ואוניברסיטת קולורדו מוצא מכלולים זעירים של ביומולקולות הדמיה מפורט בהמשך על ידי שילוב של לייזר הדיוק עם מיקרוסקופ כוח אטומי.

"לייזר המיקוד" עבור מיקרוסקופיה ננו: משמאל נוף, 900 מיקרומטר מרובע טיפוסית, באמצעות קרן לייזר ממוקדת, מראה מעניין פוטנציאל תיקון קרום סגול, אשר מסומן עם הכיכר. הימנית העליונה, תמונה אופטי קרוב של תיקון; היעד התחתונה, צילמו אותו עם AFM לחשוף פרט טופולוגי. אשראי: Churnside, CU

מיקרוסקופ כוח אטומי (AFM) הפך לאחד הכלים הסטנדרטי של ננוטכנולוגיה. הרעיון הוא פשוט מטעה. מחט לא שונה חרט מיושנת פטיפון, אבל הרבה יותר קטן עם קצה בזוג ביותר בלבד של אטומים רחב נע על פני השטח של הדגימה. לייזר מודד סטיות זעירות של קצה כפי שהוא דחף או משך את ידי כוחות בקנה מידה אטומי, כגון כוחות אלקטרוסטטיים או משיכה כימית. סריקה קצה הלוך ושוב על פני מדגם התשואות תמונה תלת ממדית של פני השטח. ההחלטה יכולה להיות מדהימה, במקרים מסוימים מראה אטומים בודדים, רזולוציה פי אלף יותר מאשר מיקרוסקופים אופטיים הטובה ביותר ניתן להשיג.

רגישות מדהים כזה כרוך בעיה טכנית: אם החללית שלך יכול תמונה של אובייקט, נניח, 100 ננומטר מרובע, איך בדיוק אתה מוצא את החפץ אם זה יכול להיות כמעט בכל מקום על הבמה מיקרוסקופ מיליון פעמים כי גודל? זה לא מקרה יוצא דופן יישומים ביולוגיים. התשובה היא כוח פראי, לך לסרוק את החללית קדימה ואחורה, ככל הנראה במהירות גבוהה, עד שהוא נתקל במשהו מעניין. כמו שולחן הקפה בחושך, זה יש בעיות. AFM הטיפ הוא לא רק מאוד עדין וקל נזק, אבל זה יכול להיות מושפל על ידי מרים אטומים או מולקולות לא רצויות מפני השטח. כמו כן, מדעי החיים, שם AFM הופך חשוב יותר ויותר, דגימות למחקר בדרך כלל הם "רכים" דברים כמו חלבונים או ממברנות כי עלולים להיפגע על ידי התנגשות בלתי מבוקרת עם קצה. פתרון אחד כבר אל "תווית" את מולקולת היעד עם תרכובת פלורסנט קטנות או נקודה קוונטית, כך האורות למעלה קל למצוא, אבל זה אומר כימית לשנות את הנושא, אשר לא יכול להיות רצוי.

במקום זאת, צוות JILA שבחר להשתמש בפנס. בניין על חדשנות קודמת לייצוב עמדת קצה AFM, הקבוצה משתמשת ממוקדת היטב, צריכת חשמל נמוכה קרן לייזר כדי לסרוק את האזור אופטית, זיהוי מיקומי היעד על ידי שינויים של הרגע לאור מפוזרים. לייזר זה נסרק על פני המדגם כדי ליצור תמונה, מקביל להרכיב תמונה AFM.

טכניקה זהה לייזר וגילוי להשתמש כדי לאתר את קצה AFM. לפיכך, לייזר משמש מסגרת משותפת של הפניה וזה פשוט יחסית כדי ליישר את האופטי ואת התמונה AFM. בניסויים עם כתמים של קרום התא של תא בודד אורגניזמים, ** הקבוצה הוכיחה כי הם יכולים לאתר את אלה קומפלקסים חלבונים וליישר את קצה AFM עם דיוק של כ -40 ננומטר. להסתמך רק על אור מפוזר, הטכניקה שלהם לא דורש תיוג כימיים לפני או שינוי של מולקולות מטרה.

"אתה לפתור כמה בעיות", אומר הפיזיקאי NIST תומס פרקינס. "אתה פותר את הבעיה של מציאת חפץ אתה רוצה ללמוד, שהיא סוג של מחט בערימת שחת בעיה. אתה לפתור את הבעיה של לא לזהם הטיפ שלך. ואתה לפתור את הבעיה של לא להתרסק הטיפ שלך מה היית מחפשים. זה מונע פגיעה קצה שלך, עבור מטרות ביולוגי רך, לא מזיק מדגם שלך. " בנוסף, הוא אומר, זה הרבה יותר יעיל. "מנקודת מבט מעשית, במקום סטודנט לתואר שלי מתחיל לעשות מדע אמיתי בשעה 4, היא יכולה להתחיל לעשות מדע בשעה 10 בבוקר"

* א.ב. Churnside, GM המלך TT פרקינס. תווית ללא הדמיה אופטית של טלאים קרום עבור במיקרוסקופ כוח אטומי. אופטיקה. Vol. 18, מס '23. 8 נובמבר 2010.

** צוות בשימוש "קרום סגול", שהיא קרום התא של תא בודד אורגניזמים מסוימים מכיל bacteriorhodopsin, חלבון לוכד אנרגיית אור. Bacteriorhodopsin מוטבע קרום סגול הוא חלבון נפוץ למחקר מדעי החיים.

Last Update: 6. October 2011 05:16

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