原子力显微镜的趋势

更新Ibtisam Abbasi 04/05/22

原子力显微镜(AFM)是一种高分辨率的扫描探针显微镜,允许成像,操纵,并迫使测量。原子力显微镜最早于1986年研制成功的克服了扫描隧道显微镜(STM)的缺点。它是用于各种不同的行业,包括固态物理、半导体科学、分子工程、聚合物和表面化学、分子生物学、细胞生物学和医学。欧洲杯线上买球

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它是如何工作的

扫描探针显微镜扫描样品表面的探针测量精细表面的形状和性质并生成一个图像。扫描探针显微镜措施属性如身高、摩擦和磁性。扫描探针显微镜的主要类型包括原子力显微镜、扫描隧道显微镜(STM)和近场扫描光学显微镜(MSOM)。

AFM细硅或氮化硅在悬臂探针。当探针在样品表面移动,它测量原子尺度上的表面形态。提示和示例之间的力是衡量在扫描通过监测悬臂梁的挠度。小费可以修改以各种方式调查不同的表面性质

AFM应用包括生物化学成像的分子,细胞和组织、化学、材料科学、纳米技术和物理和生物物理应用,如测量AFM提示和样品表面之间的力量。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

AFM多年来进展与许多新颖的技术和路线优化执行特定功能。

摩擦的决心

摩擦决心通过AFM在过去的十年里主要是集中在生化材料在纳米尺度。欧洲杯足球竞彩AFM了摩擦形态学测定的几种摩擦力学参数值和过程。两个方面决定动态和静态属性可以通过multi-AFM模式。摩擦形态、摩擦曲线和摩擦运动过程都可以使用AFM测量。

AFM-based Nanoindentation

AFM nanoindentation允许微小的穿透深度和压力的控制,以及增加接触区。杂志上发表的一篇文章由Ilya a·莫洛佐夫显微镜研究和技术表明这个特殊的AFM技术获得拉伸性能是可行的。

它是按严格的提示进行指定的大小和形状的标本在短暂的一段时间。提示穿透标本,压力,直到达到最初由用户指定的输入值。一旦达到这个数字,压力是撤回或维持在一个稳定水平。Nanoindentation生成一组缩进荷载位移(ph)图表的韧性和杨氏模量计算。这种技术极大地受雇于界面海拔拓扑建模和三维高分辨率摄影,特别是在启用现场评估的形式残留的标记。

定位原子力显微镜

希斯等人提出一个新颖的本地化AFM (LAFM)方法在他们的研究发表在《华尔街日报》自然,绕过传统的设计和操作的局限性AFM利用post-probing优化和图像分辨率增强技术。

LAFM方法发现隐藏在概念上和普通地形特征,根据模拟。在10 - 100的图片,LAFM方法超越典型的方法,获得最高的清晰度(约1/5)的尖端半径比的散度结构组件。这些调查证实,LAFM映射的准确性提高了数据点的数量增长,直到达到一个高原。

高速原子力显微镜

高速AFM (HS-AFM)是一个显微镜的工具,是克服当前开发的结构生物学和光学单分子生物物理学的局限性。HS-AFM允许同时评估单个蛋白质分子结构和动力学的高时空分辨率在行动。

HS-AFM已成功应用于多种蛋白质,包括马达蛋白,膜蛋白、抗体、酶和内在无序蛋白质。

Pulse-Atomic力显微镜

一个团队最近解释小说pulse-atomic强迫光刻技术在他们的文章发表在杂志上纳米材料欧洲杯足球竞彩针对不同深度的纳米结构的合成。基于探针的(TBN)是一个快速增长的自上而下的纳米制造的精密加工方法由于它的多功能性。

机械TBN (m-TBN)是最成功的一个选项,用原子力显微镜(AFM)的m-TBN最有趣的由于其巨大的适应性。它是可行的生成2.5 d纳米凹槽与指定的厚度水平(常量或变量),高度,和倾向在一个单一的过程,没有使用辅助电源使用脉冲原子力光刻(P-AFL)的过程。

AFM提示被放置在CP-AFL标本表面直接接触,并交付给piezo-scanner等幅脉冲电压。小费扭曲了衬底,形成槽所需的纳米尺度上的深度。

自动化3 d AFM侧壁粗糙度分析

Sang-Jhoo曹等人。提出复杂的3 d计量设备,三维原子力显微镜(3 d-afm),用于评估侧的侧壁粗糙2020欧洲杯下注官网度(SWR)和削弱组件。不像传统的afm,研究者的3 d-afms利用一个可转动的Z探测器。

正确捕获侧壁特点、Z扫描角度的左边或右边。测量使用3 d-afm可能比在之前的调查中,做更深层次的角度可重复性高的不到2%。因为这3 d-afm完全自动化,研究揭示,运动员的工业水平3 d-afm使用的新选项。

Nanoendoscopy-AFM

针状的探测器被放置在一个活细胞,它允许快速和直接接触细胞的内部结构使细胞内的nanostructural取向的理解。这种创新在AFM技术超越了约束的细胞成像通过提供好处,如提高分辨率,显微结构的建模和分子识别,从而拓宽胞内结构的光谱在活细胞中可见。

简而言之,大部分正在取得进展领域的AFM为快速成像和分析铺平了道路。

生物应用

AFM已经成为一个标准的表面成像技术,但现在也越来越多的用于生物研究活细胞的特性。AFM是用来观察生物细胞器的特征等问题,dna蛋白质相互作用,细胞粘附力,和机电活细胞的性质都可以通过AFM测量。

机械性能的变化等细胞膜细胞刚度和粘弹性可以通过AFM测量,以及AFM可以评估细胞粘附和细胞的流变特性。样品可以直接分析在自然环境而不需要任何样品制备,节省大量的研究时间。

癌症研究

最近的进步AFM也能够被用于癌症研究和诊断。

物理化学性质的活细胞生理条件的改变而改变。当细胞接受来自外部刺激的致癌作用的过程,其形态、弹性、粘附性能改变。AFM表面成像和超微结构的观察活细胞可以用原子分辨率near-physiological条件下,采集力光谱信息,允许细胞的力学性能的研究。

AFM可以检测单个癌和非癌细胞之间的变化和差异,使得癌症的早期诊断和治疗。AFM癌变细胞的结构和功能也可以研究通过观察在他们的传播机制,抗癌药物的功能和细胞之间的相互作用过程。

药物的应用

AFM扫描的脂质双向层和药物之间的相互作用是一个主要利用AFM可以用于制药工业。

AFM可以测试药物与受体的相互作用以及测试的联系与靶细胞膜的候选药物。由于无损AFM的性质,它可以用来看看软系统控制的环境条件下,然后作为一个独特的基础体外开发新型药物输送系统。也可以通过酶水解可视化AFM的相位成像模式。

AFM用于制药配方的全面的定性和定量评估。表面性质会影响最终的配方特点和需要分析。AFM是目前唯一可用的技术,能够测量pN范围内的相互作用。

振荡AFM技术

振荡AFM技术,如振幅和频率调制模式允许AFM的应用的进一步扩张。破坏性的横向部队在接触模式几乎是消除,和AFM的应用已经扩展到广泛的软生物样本和聚合物。

原子力显微镜的全球市场

据统计营销研究理事会、全球原子力显微镜市场预计将以每年6.8%的复合年增长率增长直到2026年。增加需要高分辨率显微镜和AFM在生物学和医学的使用被认为是市场增长的驱动因素。

引用和进一步阅读

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