border=0

Moden fan operaasje fan scannen fan probe-mikroskoop

<== foarige artikel | Folgjende artikel ==>

Scannen fan probe-mikroskopy (SPM) is in relatyf nije metoade foar it ûndersiikjen fan objekten mei hege romtlike resolúsje. It earste probleemykroskoop wie de útfining fan switske wittenskippers Gerhard Binnig en Heinrich Rohrer, dy't yn 1981 foarstelde om de effekt fan elektroanustunneling te brûken om de atoomstruktuer fan 'e leitende grafytoberflak te visualisearjen, mei it resultaat dat har útfining in scanning tunnelingmikroskoop (STM) neamd waard. Mei de komst fan it atomic-force microscope (AFM) yn 1986 hat it gebiet fan tapassing fan 'e SPM grutter útwreide en de AFM hat sterke liedende posysjes yn' e atom-oplossingstúdzje oer de eigenskippen fan non-conductive surfaces. De metoade waard sa oantreklik dat fiif jier nei de ûntdekking fan it mikroskoop 22 fan har haadfarianten al bestie, dy't ûntwikkele waarden om in breed oanbod fan materialwittenskipproblemen op te lossen. Oant no ta is atomêre krêftmikroskoop yn 'e hichte fan' e ûntwikkeling en ynformativaasje fan 'e berikken gegevens is wichtich foar alternatyf metoaden fan elektroanikroskopy en struktureel analyse fan in substansje.

It wichtichste funksjonele elemint fan elk scanning probesmikroskoop is de probleem. Yn it atomêre krêftmikroskoop is de probleem in fleksibele koartslibben, op it frije ein fan dat is in mikrotip. Soks in systeem hjit in kantileur, dy't de basisyndeigingen fan 'e AFM bepaalt. Yn it ienfâldige gefal liket it AFM in gewoane grammofoan, dy't in needel op in rekord skodt en syn reliëf yn 'e foarm fan in modulearre lûdssignal opnij rekket. Yn in atomic force microscope skansearret in feestfermogen it oerflak fan in probleem troch rigel mei in ultrathynadel (figuer 7.1).

Fig. 7.1. Scheme fan in atoommikroskoop.

As gefolch fan interatomere ynteraksje fan 'e needjippel mei it oerflak, wurdt de fleksibele beam fan' e kanal ferwurke, dy't yn it ienfâldige gefal as nuttige sinjaal tsjinnet. Om it feroarjen fan feroaringen yn 'e kant fan' e kant fan 'e kant fan' e kant te feroarjen wurdt in feedbacksysteem brûkt, wêrtroch't de echte sample út it tip is weromset as de krêft in bepaalde wearde grutteret en, oarsom, yn 't gefal fan in ferdieling fan krêft, it stimulearjen fan feedback mei it piezo-manipulator (figuer 7.1) stabilisearret it wearde fan Dizze scanmodus wurdt konstantkraftmodus neamd. Cantilever-ôfwaging-sinjalen en feedbacksystemen wurde opnommen yn digitale foarm yn in twa-dimensionale array fan punten, dy't letter ferwurke wurdt yn spesjale grafyske redaksjes.

Tsjin de eftergrûn fan in protte AFM-feroareingen, dy't matearje, elastysk, kontakt elektrysk (Kelvin-mikroskopy), leitende, elektromagnetyske en oare oerflakse eigenskippen, binne der trije basismodi foar it scannen fan samples: kontakt, intermittinte kontakt en kontaktpersoanen (ôfbylding 7.2).

Fig. 7.2. Basic scanning moden fan in atomêre krêftmikroskoop

De metoade fan ynterpakt kontakt is dat oscillaasjes yn 'e kant, yn benammen op' e eigenfrekwinsje opgerate binne. Nei it begjin fan 'e kantel begjint mei it oerflak te ynterakjen, falt syn oszillaasje-amplitude en de resonante frekwinsje wurdt feroare. Ofhinklik fan wat as nuttige ynformaasje keazen is - in wiziging yn 'e amplitude of frekwinsje fan in fysiëlssignal, binne twa modus fan de mikroskoop operaasje yn in intermittenter kontakt mooglik. De beskreaune modus wurdt yntermatentysk kontakt (tapping mode) neamd en wurdt brûkt as it scannen fan objekten mei ferlege steande, om't yn dizze modus de faktor fan adhesjonearring en kapillêre krêften, dy't liede ta distortijen by it scannen fan biopolymers en baktearjende sellen, útsluten. Un kontakten scanning modus wurdt brûkt yn atomêre krêftmikroskopy yn 'e stúdzje fan elektrostatyk of magnetysk flakprofyl. Yn dit gefal bestiet it scanproses fan 'e folgjende folchoarder: de rolstoel yn' e kontaksynstallaasje modus rint ien rigel, wylst it mikroskoop de oerflak ferfeling fynt, dan begjint de karmark yn 'e tsjinoerstelde rjochting, op deselde rigel te hâlden, wylst in konstante spalt tusken hannen en oerflak bleathâldt. Yn 'e weromreis passearje de pleatslike elektromagnetyske fjilden fan' e probleem in krêft op 'e magnetisearre kantile. Sa is yn 't tiid om it winske profilprofyl te krijen, is der gjin interatomyske ynteraksje fan' e probleem mei de probe.

Ien fan 'e applikaasjes fan AFM is de metoade fan krêft spektroskopy, wêrtroch jo de sterkte fan gemyske bondels yn ienige molekulen fan biopolymers bepale kinne. It wichtichste ferskil fan dizze metoade fan 'e kontaktmetoade is dat tusken it nadel fan' e probleem en it oerflak fan 'e echte samling de ûndersochte biopolymerkompleks ferbûn is mei it oerflak en it tip fan' e kanal troch linkers troch gemyske bondels. Mei in relatyf beweging fan it oerflak en de kantine begjint it beslút om te foarmjen en de ferformende krêften yn elk momint fan tiid wurde fêststeld troch it bedekken fan 'e kant fan' e kant (Abb. 7.3.).

Fig. 7.3. It skema fan 'e AFM yn' e macht spektroskoopmodus

It brûken fan de metoade fan krêft spektroskopy is it mooglik om de enerzjy fan ynternal molecular or intermolecular bondes te studearjen, bygelyks tusken in antykodym en in antigen, twa proteins of DNA molekulen.

<== foarige artikel | Folgjende artikel ==>





Sjoch ek:

Scannen magnetyske mikroskoopen basearre op SQUID-ynterferometers

Principias fan it bouwen fan sensoryske selsorganisearjende systeemen

Prinsipes fan de bou fan multi-elemint oscillatormeitsmaatregels basearre op it brûken fan netlineare prosessen yn komplekse dynamyske systemen

Fergelykbere eigenskippen fan 'e analytyske mooglikheden fan ferskate soarten immunosensors

Prinsipes fan bou en funksjes fan it funksjonearjen fan mjittingen dy't basearre binne op it brûken fan gekoppelte oscillaasjes yn systemen mei twa graden frijheid

Quantum-meganyske ferklearring fan it ferskynsel fan superkonduktiviteit

Receptor klassifikaasjes

Fysike fundamentals fan 'e r-rayanalyse-metoaden

Physical Basics of SQUID - mikroskopy

Ynlieding

Effekt fan oerflakplasmon resonânsje

Algemiene fysiology fan sintoryske systemen

Foarbylden fan praktyk gebrûk fan NMR

Werom nei ynhâldsopjefte: Moderne fûnemintele en tapastlike ûndersyk yn ynstruminten

Views: 4392

11.45.9.63 © bibinar.info is net de auteur fan de materialen dy't ynbrocht binne. Mar leveret de mooglikheid fan fergees gebrûk. Is der in fertsjinwurdiging fan 'e autoriteit? Skriuw ús | Feedback .