Perbandingan Tiga Mod Operasi Mikroskop Prinsip Kerja AFM
mod kenalan
Dalam mod sentuhan, hujung sentiasa dalam sentuhan ringan dengan sampel, mengimbas dalam ketinggian malar atau mod daya malar. Semasa pengimbasan, hujungnya meluncur ke atas permukaan sampel. Biasanya, mod kenalan menghasilkan imej yang stabil dan beresolusi tinggi.
Dalam mod sentuhan, jika sampel lembut diimbas, permukaan sampel mungkin rosak akibat sentuhan langsung dengan hujung jarum. Jika daya antara sampel dan hujung menjadi lemah semasa pengimbasan untuk melindungi sampel, imej mungkin diherotkan atau artifak mungkin diperoleh. Pada masa yang sama, tindakan kapilari permukaan juga akan mengurangkan resolusi. Oleh itu, mod hubungan secara amnya tidak sesuai untuk mengkaji makromolekul biologi, sampel dengan modulus keanjalan rendah, dan sampel yang mudah untuk bergerak dan berubah bentuk.
mod tanpa sentuh
Dalam mod bukan sentuhan, hujung bergetar di atas permukaan sampel, tidak pernah bersentuhan dengan sampel, dan monitor probe mengesan daya jarak jauh yang tidak merosakkan seperti van der Waals dan daya elektrostatik pada sampel yang diimej. Walaupun mod ini meningkatkan sensitiviti mikroskop, apabila jarak antara hujung jarum dan sampel adalah panjang, resolusinya lebih rendah daripada mod kenalan dan mod ketuk, dan pengimejan tidak stabil dan operasinya agak sukar. Pengimejan dalam cecair mempunyai aplikasi yang agak sedikit dalam biologi.
mod ketik
Dalam mod mengetuk, julur dipaksa untuk bergetar berhampiran frekuensi resonansnya, dan hujung berayun perlahan-lahan mengetuk permukaan sampel, membuat sentuhan terputus-putus dengan sampel, jadi ia juga dipanggil mod sentuhan terputus-putus. Disebabkan oleh mod mengetuk, adalah mungkin untuk mengelakkan hujung melekat pada sampel, dan hampir tiada kerosakan pada sampel semasa pengimbasan. Apabila hujung mod mengetuk menyentuh permukaan, ia boleh mengatasi daya pelekat antara hujung dan sampel dengan memberikan amplitud hujung yang mencukupi. Pada masa yang sama, oleh kerana daya bertindak adalah menegak, bahan permukaan kurang dipengaruhi oleh daya geseran sisi, mampatan dan ricih. Satu lagi kelebihan mod mengetuk berbanding mod bukan hubungan ialah julat kerja yang besar dan linear, yang menjadikan sistem maklum balas menegak sangat stabil dan boleh diulang untuk pengukuran sampel.
yang
Mod mengetik AFM boleh dicapai dalam kedua-dua persekitaran atmosfera dan cecair. Dalam persekitaran atmosfera, apabila hujung jarum tidak bersentuhan dengan sampel, mikrocantilever bebas berayun dengan amplitud maksimum; apabila hujung jarum bersentuhan dengan permukaan sampel, walaupun kepingan seramik piezoelektrik merangsang mikrocantilever untuk berayun dengan tenaga yang sama, halangan sterik menjadikan mikrocantilever Amplitud julur berkurangan, sistem maklum balas mengawal amplitud julur kepada adalah malar, dan hujung jarum mengikuti naik turun permukaan sampel untuk bergerak ke atas dan ke bawah untuk mendapatkan maklumat bentuk. Mod penorehan juga sesuai untuk operasi dalam cecair, dan disebabkan oleh kesan redaman cecair, daya ricih antara hujung jarum dan sampel lebih kecil, dan kerosakan pada sampel lebih kecil, jadi pengimejan mod penorehan dalam cecair boleh dilakukan pada sampel biologi aktif Ujian di tapak, pengesanan tindak balas penyelesaian di tapak, dsb.
mod daya sisi
Lateral Force Microscopy (LFM) berfungsi sama dengan AFM dalam mod kenalan. Apabila julur mikro mengimbas di atas sampel, disebabkan oleh interaksi antara hujung dan permukaan sampel, julur berayun, dan terdapat kira-kira dua arah ubah bentuk: menegak dan mendatar. Secara umumnya, perubahan dalam arah menegak yang dikesan oleh pengesan kedudukan laser mencerminkan bentuk permukaan sampel, dan perubahan dalam isyarat yang dikesan dalam arah mendatar, disebabkan oleh sifat bahan yang berbeza dari permukaan bahan, pekali geseran adalah juga berbeza. berbeza, jadi dalam proses pengimbasan, tahap herotan kiri dan kanan mikrocantilever juga berbeza. Tahap lenturan kilasan julur bertambah atau berkurang apabila sifat geseran permukaan berubah (geseran yang semakin meningkat mengakibatkan kilasan yang lebih besar). Pengesan laser mengukur dan merekodkan topografi dan data daya sisi secara berasingan dalam masa nyata. Biasanya, bukan sahaja komponen permukaan sampel yang berbeza boleh menyebabkan herotan mikro-cantilever, tetapi juga perubahan morfologi permukaan sampel juga boleh menyebabkan herotan mikro-cantilever, seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah. . Untuk membezakan antara keduanya, biasanya imej LFM dan imej AFM harus diperoleh secara serentak. Bergantung kepada punca herotan julur, LFM biasanya boleh digunakan untuk mendapatkan imej gubahan dan "imej yang dipertingkatkan tepi" permukaan bahan.
