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Os Pesquisadores Encontram Biomoléculas Minúsculas para a Imagem Lactente Combinando o Laser e a Microscopia Atômica da Força

Published on November 11, 2010 at 4:06 AM

Os pesquisadores caracterizam sua técnica nova como uma solução pura “agulha ao problema em um monte de feno” da microscopia do nanoscale, mas é mais como a diferença entre encontrar a mesa de centro em uma sala escurecida qualquer um andando ao redor até que você caia sobre ele, ou usando uma lanterna elétrica.

Em um papel novo, em um grupo do empreendimento misto de JILA-a do National Institute of Standards and Technology (NIST) e na Universidade dos conjuntos minúsculos dos Colorado-Achados das biomoléculas para a imagem lactente detalhada subseqüente combinando o sistema ótico do laser da precisão com a microscopia atômica da força.

“Laser que visa” para a microscopia do nanoscale: À Esquerda, 900 típicos uma opinião quadrada do micrômetro, usando o raio laser focalizado, mostra a correcção de programa roxa potencial interessante da membrana, que é identificada por meio do quadrado. Parte superior Direita, imagem óptica mais próxima da correcção de programa; assente, mesmos visam imaged com o AFM que revela o detalhe topológico.

O microscópio atômico da força (AFM) tem tornado das ferramentas padrão da nanotecnologia. O conceito é deceptively simples. Uma agulha-não ao contrário de um estilete antiquado do fonógrafo, mas muito menor com uma ponta no máximo somente um par largo-movimentos dos átomos através da superfície do espécime. Um laser mede deflexões minúsculas da ponta enquanto é empurrado ou puxado por forças atômicas da escala, tais como forças electrostáticas ou a atracção química. Fazer A Varredura da ponta para a frente e para trás através da amostra rende uma imagem tridimensional da superfície. A definição pode ser surpreendente-em alguns casos que mostram átomos individuais, uma definição mil vezes menores do que os melhores microscópios ópticos podem conseguir.

Tal sensibilidade surpreendente incorre um problema técnico: se sua ponta de prova pode imagem um objeto de por exemplo 100 nanômetros quadrados, como exactamente você encontra esse objeto se poderia estar quase em qualquer lugar em uma fase que de microscópio milhão cronometram esse tamanho? Aquele não é um caso incomum em aplicações biológicas. A resposta da força brutal é, você faz a varredura da ponta de prova para a frente e para trás, provavelmente em uma velocidade mais alta, até que seja executado em algo interessante. Como a mesa de centro na obscuridade, isto tem problemas. A ponta do AFM é não somente muito delicada e fácil de danificar, mas pode ser degradada pegarando átomos ou moléculas indesejáveis da superfície. Também, nas ciências biológicas, onde o AFM se está tornando cada vez mais importante, os espécimes da pesquisa são geralmente coisas “macias” como as proteínas ou as membranas que podem ser danificadas por uma colisão descontrolada com a ponta. Uma solução foi “etiquetar” a molécula do alvo com um ponto fluorescente pequeno do composto ou do quantum, de modo que se iluminasse acima e se fosse fácil encontrar, mas esse significa quimicamente a alteração do assunto, que não pode ser desejável.

Em Lugar De, a equipe de JILA optou para usar uma lanterna elétrica. A Construção em cima de uma inovação mais adiantada para estabilizar a posição de uma ponta do AFM, o grupo usa focalizada firmemente, raio laser da baixa potência para fazer a varredura óptica da área, identificando lugar do alvo por mudanças minúsculas na luz dispersada. Este laser é feito a varredura através da amostra para formar uma imagem, análoga a formar uma imagem do AFM.

O mesmo laser-e a detecção técnica-são usados para encontrar a ponta do AFM. Daqui, o laser serve como um quadro de referência comum e é relativamente directo alinhar a imagem óptica e do AFM. Nas experiências com as correcções de programa da membrana de pilha dos organismos da único-pilha, ** o grupo demonstrou que podem encontrar estes complexos da proteína e alinhar a ponta do AFM com uma precisão de aproximadamente 40 nanômetros. Confiando unicamente na luz dispersada, sua técnica não exige nenhuma rotulagem ou alteração química prévia das moléculas do alvo.

“Você resolve um par problemas,” diz o físico Thomas Perkins do NIST. “Você resolve o problema de encontrar o objeto que você quer estudar, que é meio uma agulha em um problema do monte de feno. Você resolve o problema de não contaminar sua ponta. E, você resolve o problema de não causar um crash sua ponta no que você procurava. Isto impede danificar sua ponta e, para alvos biológicos macios, não danificar sua amostra.” E, diz, é muito mais eficiente. “De uma perspectiva prática, em vez de minha estudante licenciado que começa fazer a ciência real em 4 P.m., pode começar fazer a ciência em 10 A M.”

Source: http://www.nist.gov/

Last Update: 11. January 2012 16:26

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