Tqabbil ta 'Tliet Modi ta' Operazzjoni tal-Prinċipju ta 'Ħidma tal-Mikroskopju AFM
mod ta' kuntatt
Fil-mod ta 'kuntatt, il-ponta hija dejjem f'kuntatt ħafif mal-kampjun, skanjar f'mod ta' għoli kostanti jew forza kostanti. Waqt l-iskannjar, il-ponta tiżżerżaq fuq il-wiċċ tal-kampjun. Tipikament, il-mod ta 'kuntatt jipproduċi stampi stabbli u b'riżoluzzjoni għolja.
Fil-mod ta 'kuntatt, jekk il-kampjun artab jiġi skannjat, il-wiċċ tal-kampjun jista' jkun bil-ħsara minħabba kuntatt dirett mal-ponta tal-labra. Jekk il-forza bejn il-kampjun u l-ponta tiddgħajjef waqt l-iskannjar biex tipproteġi l-kampjun, l-immaġni tista 'tiġi mgħawġa jew jistgħu jinkisbu artifacts. Fl-istess ħin, l-azzjoni kapillari tal-wiċċ se tnaqqas ukoll ir-riżoluzzjoni. Għalhekk, il-mod ta 'kuntatt ġeneralment mhuwiex adattat għall-istudju ta' makromolekuli bijoloġiċi, kampjuni b'modulu elastiku baxx, u kampjuni li huma faċli biex jiċċaqilqu u jiddeformaw.
modalità mingħajr kuntatt
Fil-modalità mingħajr kuntatt, il-ponta tivvibra 'l fuq mill-wiċċ tal-kampjun, qatt f'kuntatt mal-kampjun, u l-monitor tas-sonda jiskopri forzi fuq medda twila mhux distruttivi bħal van der Waals u forzi elettrostatiċi fuq il-kampjun immaġini. Għalkemm dan il-mod iżid is-sensittività tal-mikroskopju, meta d-distanza bejn il-ponta tal-labra u l-kampjun hija twila, ir-riżoluzzjoni hija aktar baxxa minn dik tal-mod ta 'kuntatt u l-mod tal-vit, u l-immaġini hija instabbli u l-operazzjoni hija relattivament diffiċli. L-immaġini fil-likwidu għandu relattivament ftit applikazzjonijiet fil-bijoloġija.
mod tal-vit
Fil-mod tat-tapping, il-cantilever huwa sfurzat jivvibra ħdejn il-frekwenza reżonanti tiegħu, u l-ponta li toxxilla bil-mod tisfrutta l-wiċċ tal-kampjun, u tagħmel kuntatt intermittenti mal-kampjun, għalhekk tissejjaħ ukoll mod ta 'kuntatt intermittenti. Minħabba l-mod tapping, huwa possibbli li jiġi evitat li l-ponta teħel mal-kampjun, u kważi m'hemm l-ebda ħsara lill-kampjun waqt l-iskannjar. Meta l-ponta tal-mod tapping tmiss il-wiċċ, tista 'tegħleb il-forza li teħel bejn il-ponta u l-kampjun billi tipprovdi amplitudni suffiċjenti tal-ponta. Fl-istess ħin, peress li l-forza li taġixxi hija vertikali, il-materjal tal-wiċċ huwa inqas affettwat minn frizzjoni laterali, kompressjoni u forzi ta 'shear. Vantaġġ ieħor tal-modalità tapping meta mqabbel mal-modalità mingħajr kuntatt huwa l-firxa tax-xogħol kbira u lineari, li tagħmel is-sistema ta 'feedback vertikali stabbli ħafna u ripetibbli għall-kejl tal-kampjun.
il
Il-mod ta 'tapping AFM jista' jintlaħaq kemm f'ambjenti atmosferiċi kif ukoll likwidi. Fl-ambjent atmosferiku, meta l-ponta tal-labra ma tkunx f'kuntatt mal-kampjun, il-microcantilever joxxilla liberament bl-amplitudni massima; meta l-ponta tal-labra tkun f'kuntatt mal-wiċċ tal-kampjun, għalkemm il-folja taċ-ċeramika pjeżoelettrika tqanqal il-mikrokantilever biex toxxilla bl-istess enerġija, it-tfixkil steriku jagħmel il-microcantilever L-amplitudni tal-cantilever tonqos, is-sistema ta 'feedback tikkontrolla l-amplitudni tal-cantilever biex tkun kostanti, u l-ponta tal-labra ssegwi t-tlugħ u l-inżul tal-wiċċ tal-kampjun biex timxi 'l fuq u' l isfel biex tikseb l-informazzjoni tal-forma. Il-mod tat-tapping huwa wkoll adattat għall-operazzjoni fil-likwidu, u minħabba l-effett ta 'damping tal-likwidu, il-forza tal-shear bejn il-ponta tal-labra u l-kampjun hija iżgħar, u l-ħsara lill-kampjun hija iżgħar, għalhekk l-immaġini tal-mod tat-tapping fil- likwidu jista 'jitwettaq fuq kampjuni bijoloġiċi attivi Ittestjar fuq il-post, traċċar fuq il-post tar-reazzjonijiet tas-soluzzjoni, eċċ.
modalità forza laterali
Lateral Force Microscopy (LFM) taħdem b'mod simili għall-AFM fil-mod ta 'kuntatt. Meta l-mikro-cantilever jiskenja 'l fuq mill-kampjun, minħabba l-interazzjoni bejn il-ponta u l-wiċċ tal-kampjun, il-cantilever jitbandal, u hemm bejn wieħed u ieħor żewġ direzzjonijiet ta' deformazzjoni: vertikali u orizzontali. B'mod ġenerali, il-bidla fid-direzzjoni vertikali misjuba mid-ditekter tal-pożizzjoni tal-lejżer tirrifletti l-forma tal-wiċċ tal-kampjun, u l-bidla fis-sinjal misjuba fid-direzzjoni orizzontali, minħabba l-proprjetajiet materjali differenti tal-wiċċ tal-materjal, il-koeffiċjent tal-frizzjoni huwa differenti wkoll. differenti, għalhekk fil-proċess ta 'skannjar, il-gradi ta' distorsjoni tax-xellug u tal-lemin tal-microcantilever huma wkoll differenti. Il-grad ta 'liwi torsjonali tal-cantilever jiżdied jew jonqos hekk kif il-proprjetajiet ta' frizzjoni tal-wiċċ jinbidlu (żieda fil-frizzjoni tirriżulta f'torsjoni akbar). Detector tal-lejżer ikejjel u jirreġistra d-data tat-topografija u tal-forza laterali separatament f'ħin reali. Normalment, mhux biss il-komponenti differenti tal-wiċċ tal-kampjun jistgħu jwasslu għad-distorsjoni tal-mikro-cantilever, iżda wkoll il-bidla tal-morfoloġija tal-wiċċ tal-kampjun tista 'wkoll tikkawża d-distorsjoni tal-mikro-cantilever, kif muri fil-figura hawn taħt . Sabiex issir distinzjoni bejn it-tnejn, normalment immaġini LFM u stampi AFM għandhom jiġu akkwistati simultanjament. Skont il-kawża tad-distorsjoni tal-cantilever, LFM normalment jista 'jintuża biex jikseb stampi ta' kompożizzjoni u "immaġini mtejba fit-tarf" tal-wiċċ tal-materjal.
