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五项最新的显微镜技术发展-纳米级化学成像

来源:本站       阅读量:66     时间:2022-10-20 13:50:24

美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校贝克曼先进科学技术研究所的研究人员表示,他们已经开发出一种新方法,可以提高使用原子力显微镜 (AFM) 对纳米级化学成像的检测能力。这些改进降低了与显微镜相关的噪音,提高了可研究样品的精度和范围。

AFM 可以扫描材料的表面,但不能轻易识别分子组成。研究人员此前开发了一种 AFM 和红外光谱的组合,称为 AFM-IR。AFM-IR 显微镜使用悬臂梁,一端连接到支架,另一端连接到尖锐**,以测量通过照射 IR 激光引入的样品的细微运动。样品对光的吸收使其膨胀并偏转悬臂,从而产生红外信号。然而,这种技术产生了限制数据质量的噪声源。


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上图,与新的零偏转方法相比,使用先前的偏转 AFM-IR 检测收集的 4nm 厚聚合物薄膜产生的化学信号 [来源:贝克曼先进科学技术研究所]。

研究人员创建了一个理论模型来了解仪器的工作原理,从而识别噪声源。此外,他们开发了一种新方法来检测红外信号,提高了精度。

研究人员说,悬臂偏转容易受到噪音的影响,随着偏转的增加,噪音会变得更糟。研究人员没有检测悬臂偏转,而是使用压电元件作为平台来保持零偏转。通过向压电材料施加电压,他们能够在记录现在编码在压电电压中的相同化学信息的同时,以低噪声保持小偏转。

研究人员没有移动悬臂,而是利用压电晶体的运动来记录红外信号。

据该团队称,现在他们已经能够提高该技术的灵敏度,他们可以对更少量的样本进行成像,比如细胞膜。他们说,这种方法可用于查看少量存在的复杂混合物,例如单个脂质双层。


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