Site Sponsors
  • 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
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD

There is 1 related live offer.

5% Off SEM, TEM, FIB or Dual Beam

„Laser die“ voor de Microscopie Nanoscale Richten:

Published on November 9, 2010 at 6:36 PM

De onderzoekers kenmerken hun nieuwe techniek als keurige oplossing aan de „naald in een hooiberg“ probleem van de nanoscalemicroscopie, maar het is meer als het verschil tussen het vinden van de koffietafel in een verdonkerde ruimte of door rond te wandelen tot u over het valt, of gebruikend een flitslicht.

In een nieuw document, * een groep van gemeenschappelijke onderneming JILA-A van het Nationale Instituut van Normen en Technologie (NIST) en de Universiteit van Colorado-Vondsten uiterst kleine assemblage van biomoleculen voor verdere gedetailleerde weergave door de optica van de precisielaser met de atoomkrachtmicroscopie te combineren.

„Laser die“ voor de nanoscalemicroscopie richten: Voor linker, typische 900 vierkante micrometermening, die geconcentreerde laserstraal gebruiken, toont potentieel interessant purper membraanflard, dat met het vierkant duidelijk is. Juist hoogste, dichter optisch beeld van flard; bodem, zelfde doel imaged met AFM die topologisch detail openbaren. Krediet: Churnside, CU

De atoomkrachtmicroscoop is (AFM) één van de standaardhulpmiddelen van nanotechnologie geworden. Het concept is deceptively eenvoudig. A naald-in tegenstelling tot geen ouderwetse fonograafnaald, maar veel kleiner met een uiteinde hoogstens slechts een paar atomen breed-bewegingen over de oppervlakte van het specimen. Een laser meet uiterst kleine afbuigingen van het uiteinde aangezien het wordt geduwd of door atoomschaalkrachten, zoals elektrostatische krachten of chemische aantrekkelijkheid getrokken. Het Aftasten van het uiteinde over de steekproef brengt afwisselend een driedimensioneel beeld van de oppervlakte op. De resolutie kan astonishing-in sommige gevallen zijn die individuele atomen, een resolutie tonen duizend keer kleiner dan de beste optische microscopen kunnen bereiken.

Dergelijke verbazende gevoeligheid loopt een technisch probleem op: als uw sonde beeld een voorwerp van, namelijk, 100 vierkante nanometers kan, hoe vindt u precies dat voorwerp als het bijna overal op een microscoopstadium miljoen keer die grootte zou kunnen zijn? Dat is geen ongebruikelijk geval in biologische toepassingen. Het grof geweldantwoord is, tast u de sonde afwisselend, waarschijnlijk bij een hogere snelheid af, tot het in iets het interesseren in werking stelt. Als de koffietafel in dark, heeft dit problemen. Het uiteinde AFM is niet alleen zeer gevoelig en gemakkelijk te beschadigen, maar het kan worden gedegradeerd door ongewenste atomen of molecules van de oppervlakte op te nemen. Ook, in de biologische wetenschappen, waar AFM meer en meer belangrijk wordt, zijn de onderzoekspecimens gewoonlijk „zachte“ dingen zoals proteïnen of membranen die door een ongecontroleerde botsing met het uiteinde kunnen worden beschadigd. Één oplossing is geweest de doelmolecule met een kleine fluorescente samenstelling of een quantumpunt „te etiketteren“, zodat het omhoog aansteekt en gemakkelijk is te vinden, maar dat betekent chemisch veranderend het onderwerp, dat niet kan wenselijk zijn.

In Plaats Daarvan, opteerde het team JILA om een flitslicht te gebruiken. Bouwend op een vroegere innovatie voor het stabiliseren van de positie van een uiteinde AFM, gebruikt de groep een strak geconcentreerde, low-power laserstraal om optisch het gebied af te tasten, die doelplaatsen identificeren door minieme veranderingen in het verspreide licht. Deze laser wordt afgetast over de steekproef om een beeld te vormen, analoog aan het vormen van een beeld AFM.

Het zelfde laser-en de opsporing worden techniek-gebruikt om van het uiteinde de plaats te bepalen AFM. Vandaar, dient de laser als gemeenschappelijk referentiekader en het is vrij ongecompliceerd om optisch en het beeld te richten AFM. In experimenten met flarden van celmembraan van eencellige organismen, heeft ** de groep aangetoond dat zij van deze eiwitcomplexen kunnen de plaats bepalen en het uiteinde richten AFM op een precisie van ongeveer 40 nanometers. Alleen zich Baseert op verspreid licht, vereist hun techniek geen vroegere chemische etikettering of wijziging van de doelmolecules.

„U lost een paar problemen op,“ zegt NIST fysicus Thomas Perkins. „U lost het probleem om het voorwerp op te vinden u wilt bestuderen, wat soort van een naald in een hooibergprobleem is. U lost het probleem om uw uiteinde niet op te vervuilen. En, u lost het probleem op om uw uiteinde niet in wat te verpletteren u zocht. Dit verhindert het beschadigen van uw uiteinde en, voor zachte biologische doelstellingen, beschadigend uw steekproef niet.“ En, hij zegt, is het efficiënter. „Vanuit een praktisch perspectief, in plaats van mijn gradstudent die echte wetenschap bij 4 p.m. beginnen te doen, kan zij beginnen wetenschap bij 10 a.m.“ te doen

* A.B. Churnside, G.M. Koning en T.T. Perkins. Etiket-Vrije optische weergave van membraanflarden voor de atoomkrachtmicroscopie. Uitdrukkelijke Optica. Volume 18, Nr 23. 8 Nov., 2010.

** Het team gebruikte „purper membraan,“ dat celmembraan van bepaalde eencellige organismen is en bacteriorhodopsin, een proteïne bevat die lichte energie vangt. Bacteriorhodopsin wordt ingebed in purper membraan en is een gemeenschappelijke proteïne voor onderzoek naar de biologische wetenschappen.

Last Update: 12. January 2012 20:00

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