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Biology

विधानसभा, ट्यूनिंग, और प्रोटीन इमेजिंग के लिए एक Apertureless के पास फील्ड इन्फ्रारेड माइक्रोस्कोप का उपयोग

Published: November 25, 2009 doi: 10.3791/1581

Summary

इमेजिंग प्रोटीन समुच्चय के लिए एक nearfield अवरक्त माइक्रोस्कोप के विधानसभा में वर्णित है.

Abstract

इस कागज के विधानसभा और विवर्तन सीमा से परे इमेजिंग के लिए एक अवरक्त के पास क्षेत्र माइक्रोस्कोप के ऑपरेशन में पाठक हिदायत करना है. apertureless के पास क्षेत्र माइक्रोस्कोप एक प्रकाश साधन बिखरने प्रकार है कि लगभग 20 एनएम संकल्प अवरक्त स्पेक्ट्रा प्रदान करता है. घटकों और उपयोग के लिए एक कदम दर कदम प्रोटोकॉल की एक पूरी सूची उपलब्ध कराई है. साधन और ट्यूनिंग विधानसभा में आम त्रुटियों पर चर्चा कर रहे हैं. एक प्रतिनिधि डेटा सेट है कि एक amyloid महीन रेशा के माध्यमिक संरचना से पता चलता है प्रस्तुत किया है.

Protocol

पृष्ठभूमि:

Apertureless क्षेत्र के निकट जांच IR माइक्रोस्कोपी उच्च स्थानिक संकल्प इमेजिंग प्रदान करता है. यह एक अपेक्षाकृत नई तकनीक है जिसमें एक घटना अवरक्त बीम एक तेज परमाणु शक्ति माइक्रोस्कोपी (AFM) नमूना करीब ब्रैकट गुंजयमान आवृत्ति पर oscillating टिप से बिखरे हुए है. एक IR डिटेक्तार बिखरे हुए प्रकाश इकट्ठा और इस गुंजयमान आवृत्ति या उसके harmonics पर demodulated है. इस तरह, नमूना की सतह के बाकी पर ध्यान केंद्रित लेजर बीम घटना की पृष्ठभूमि स्कैटर और कम किया जा सकता तक प्रकाश के विवर्तन सीमा से परे एक स्थानिक संकल्प nanoscale स्थानिक संकल्प मैं, द्वितीय, III के साथ अवरक्त विपरीत प्राप्त करने के लिए प्राप्त किया जा सकता है . चूंकि AFM टिप के शीर्ष लेजर बीम का केन्द्र क्षेत्र की तुलना में बहुत छोटी है, बिखरे हुए प्रकाश कमजोर है. आदेश में इस बिखरे हुए क्षेत्र को बढ़ाने के लिए, homodyne पता लगाने जहां एक संदर्भ फ़ील्ड एकत्र बिखरे हुए क्षेत्र और क्षेत्रों के रिश्तेदार चरण के लिए जोड़ा जाता है प्रयोग किया जाता है सेट कर दिया जाता है ऐसी है कि अधिकतम रचनात्मक हस्तक्षेप डिटेक्टर पर होता है. बिखरने तीव्रता है तो संदर्भ बिजली के क्षेत्र iv, v, vi की भयावहता के लिए आनुपातिक है. निकट मैदान इमेजिंग में एक महत्वपूर्ण मुद्दा है AFM टिप vii, viii, ix, x, ग्यारहवीं के z-गति द्वारा उत्पादित कलाकृतियों से बचने के है. इस समस्या homodyne चरण के समुचित समायोजन और बड़ी स्थलाकृतिक सुविधाओं, के रूप में पहले म्यूएलर एट अल द्वारा प्रदर्शन को छोड़कर के साथ कम किया जा सकता है इस तकनीक को तो मज़बूती से कम से कम 30 15 एनएम के एक स्थानिक संकल्प के साथ सामग्री की प्रयोगात्मक बिखरने स्पेक्ट्रम प्राप्त करने के लिए इस्तेमाल किया. . जैविक सामग्री के लिए उपयोग के पास क्षेत्र माइक्रोस्कोपी के पूर्व तंबाकू मोज़ेक वायरस xii और ई. कोलाई बैक्टीरिया xiii जैसे बड़े अणुओं के लिए विशेष रूप से प्रदर्शन किया गया है,.

इस रिपोर्ट में, हम इस तरह के एक इमेजिंग डिवाइस के विधानसभा के उदाहरण देकर स्पष्ट करना. हम भी amyloid तंतु के माध्यमिक संरचना जानकारी β # 21-31 पेप्टाइड टुकड़ा 2 मीटर apertureless अवरक्त माइक्रोस्कोपी (ANSIM) स्कैनिंग के पास क्षेत्र से प्राप्त गठन से प्रस्तुत करते हैं. पास क्षेत्र छवियों समवर्ती स्थलाकृति के साथ एकत्र कर रहे हैं, और व्यक्तिगत तंतुओं के बिखरने स्पेक्ट्रम का पता लगाने के संग्रह को सक्षम करने.

हमारी apertureless के पास मैदान स्कैनिंग अवरक्त माइक्रोस्कोप माप (ANSIM) एक घर डिवाइस है. प्रयोगात्मक सेटअप के योजनाबद्ध 1 योजना में दिखाया गया है. एक AFM खुर्दबीन (बहुपद्वति, Veeco उपकरण, सांता बारबरा, CA) नमूने की स्थलाकृति को मापने के रूप में अच्छी तरह के रूप में पास क्षेत्र बढ़ाया टिप दोलन आवृत्ति पर संग्राहक बिखरने उत्पादन के लिए प्रयोग किया जाता है. 2000 सेमी -1 1600 सेमी -1, PL3 सीओ गैस लेजर, दोहन मोड, NSC14/Ti-Pt प्लैटिनम लेपित cantilevers (MicroMasch एस्टोनिया) निरंतर, tunable IR लेजर (आवृत्ति रेंज के बिखरने को बढ़ाने के लिए उपयोग किया जाता है एडिनबर्ग उपकरण, ग्रेट ब्रिटेन की सतह के पास). एक हीलियम नीयन (Melles Griot, Albuquerque, समुद्री मील दूर) लेजर क्षेत्र अदृश्य अवरक्त विकिरण के लिए एक गाइड के रूप में प्रयोग किया जाता है. IR लेजर प्रकाश एक लेंस की ओर एक ZnSe आंशिक प्रतिक्षेपक गुजर जाने के बाद प्रचारित किया है. यह तो oscillating AFM टिप के शीर्ष पर ध्यान केंद्रित किया है, जांच की लंबी अक्ष के लिए समानांतर बीम के ध्रुवीकरण के साथ. आईआर लेंस द्वारा एकत्र विकिरण तो एक संदर्भ homodyne संकेत के लिए जोड़ा है. एक paraboloidal दर्पण IR विकिरण एक पारा कैडमियम Telluride (MCT) अवरक्त डिटेक्तार (Graseby इन्फ्रारेड, ऑरलैंडो, FL) पर ध्यान केंद्रित करने के लिए प्रयोग किया जाता है. एक piezo ड्राइवर (Thorlabs, न्यूटन, न्यू जर्सी) homodyne प्रकाश की सही चरण के द्वारा पता लगाया संकेत अधिकतम करने के लिए उपयोग किया जाता है. ऊपर वर्णित ऑप्टिकल घटकों के अधिकांश एक मंच पर मजबूती से चिपका कर रहे हैं और XY या जेड एक translational मंच का उपयोग पदों में स्थानांतरित कर दिया. पता लगाया संकेत के एसी अंश फैलता है एक लॉक - प्रवर्धक (मॉडल आरएफ SR844, स्टैनफोर्ड रिसर्च सिस्टम्स, Sunnyvale, CA) जो टिप दोलन आवृत्ति में संकेत demodulates. बिखरने तीव्रता है के रूप में AFM टिप नमूना सतह स्कैन और स्थलाकृति डेटा प्राप्त समवर्ती है मनाया जाता है. डेटा और छवि संग्रह के लिए इस्तेमाल किया सॉफ्टवेयर Nanoscope V5.31r1 (Veeco उपकरण, सांता बारबरा, CA) है.

Scheme1
1 योजना

चित्रा 1 - इमेजिंग प्रणाली के कुछ हिस्सों जिसका विधानसभा और उपयोग हम वर्णन होगा दिखाता है
figure1

0) ऑप्टिकल तालिका
1) एम.एम. AFM के बेस
2 एम.एम. AFM) स्कैनर
3) बुलंद ऑप्टिकल breadboard
("X 18" 13 एक्स "Thorlabs 3 / 8,)
4) गाइडिंग दर्पण (सोना लेपित, 1 "व्यास.)
6) ऑप्टिकल क्यूब w / ZnSe आंशिक प्रतिक्षेपक
7) ऑप्टिकल ट्यूब को ऊपर उठाने के मंच पर सेटअप (17 हासिल के लिए इस्तेमाल किया)
8) आईआर उद्देश्य
(FL 16 मिमी, 0.28 एनए, ईलिंग)
9) एकत्र वापस बिखरे हुए प्रकाश के लिए ऑप्टिकल ट्यूब
10) घन w / बंद अक्ष paraboloidal दर्पण
(90 °, 5, FL "Janos)
11) जीई प्लेट 45 @ पकड़ घन °
12) माइक्रोस्कोप ऐपिस (x10)
13) XY मंच घुड़सवार pinhole (0.5 मिमी)
14) MCT IR डिटेक्तार (Graseby इन्फ्रारेड)
15) IR डिटेक्तार preamp (एसी और डीसी)
16) XY बीम की स्थिति ले जाने के चरण
17) ऊपर उठाने के लिए बीम ध्यान केंद्रित तालिका
18) Z मंच IR डिटेक्तार की स्थिति
19) एक्स मंच IR डिटेक्तार की स्थिति

चित्रा 1

I. ऑप्टिकल की स्थापना के प्रारंभिक सभा

विधानसभा I.1 कदम

ऑप्टिकल सेटअप इकट्ठा और ट्यूनिंग दर्पण और स्थिति हीलियम नियॉन (HeNe) बीम ऑप्टिकल ऑप्टिकल (3) breadboard और दूरी (डी) के ऊपर लगभग सही (एच) के केन्द्र से ऊंचाई पर तालिका (0) करने के लिए समानांतर के साथ स्कैनर (2).

यह ऊंचाई एच और दूरी डी (एच 1) (2) तालिका से ऑप्टिकल स्कैनर, घटना के वांछित कोण (α), ऑप्टिकल तालिका के ऊपर breadboard के ऊपर की ऊंचाई के शीर्ष पर ऊंचाई नमूने का अनुमान लगाया जा सकता है (ज), ऑप्टिकल क्यूब और आईआर (6 और चित्रा 1 में 8) उद्देश्य और IR उद्देश्य के काम दूरी (सब एक साथ घ, यहाँ = "1" 2 "2) की ज्यामितीय आकार

चित्रा 2
चित्रा 2

एच = H1 + घ * पाप (α) ज

डी = d * क्योंकि (α)

विधानसभा कदम I.2

चित्रा 3
चित्रा 3

चित्रा 3: घन (5) में beamsplitter बिना और क्यूब (6) के दूसरे छोर पर लम्बी ऑप्टिकल ट्यूब के साथ ट्यूबों के सिरों पर संलग्न irises के माध्यम से वह-NE किरण प्रत्यक्ष.

विधानसभा I.3 कदम

चित्रा 4
आंकड़ा 4

चित्रा 4: के साथ स्कैनर (2) हटाया, आईआर उद्देश्य की जगह में अंत में परितारिका के साथ लंबे समय ऑप्टिकल ट्यूब देते हैं. ZnSe आंशिक प्रतिक्षेपक सम्मिलित नीचे लंबी ऑप्टिकल ट्यूब यात्रा नमूना ओर बीम प्रत्यक्ष. ZnSe आंशिक प्रतिक्षेपक ऐसी है कि HeNe बीम ऑप्टिकल आंशिक प्रतिक्षेपक पकड़े घन ज्यामितीय केंद्र में प्रतिक्षेपक के सामने सतह हिट घुड़सवार होना चाहिए.

चित्रा 5
चित्रा 5

चित्रा 5: आंशिक प्रतिक्षेपक rotating करके, HeNe बीम बंद उत्पादन परितारिका के माध्यम से प्रत्यक्ष. आंशिक प्रतिक्षेपक के माउंट के बाद से यह बिल्कुल सीधा पकड़ नहीं करता है, वहाँ दो घर स्थापित समायोजन शिकंजा रहे हैं, बीम के ऊर्ध्वाधर गति के लिए अनुमति देता है. यदि आवश्यक हो तो उन का उपयोग करें.

चित्रा 6
6 आंकड़ा

विधानसभा I.4 कदम

चित्रा 6. ऑप्टिकल क्यूब में रबर O-अंगूठी (1 देखने के लिए, चित्रा 5) के साथ paraboloidal दर्पण माउंट. शिकंजा कस करके, O-अंगूठी सेक, दर्पण समायोजन के लिए अनुमति देता है.

7 चित्रा 7 आंकड़ा

अतिरिक्त दर्पण के साथ (एक 7 चित्रा को दिखाया गया है) के विपरीत दिशा में HeNe बीम प्रत्यक्ष, के रूप में 7 चित्रा पर सचित्र. बीम समायोजित करने के लिए पहले से इस्तेमाल किया irises के माध्यम से पारित. यह बीम paraboloidal दर्पण को समायोजित करने के लिए इस्तेमाल किया जाएगा.

8 चित्रा
8 आंकड़ा

चित्र: 8 एक paraboloidal ऑप्टिकल क्यूब (10) में रखा दर्पण डिटेक्टर की स्थिति की ओर प्रकाश को दर्शाता है . समायोजन शिकंजा (11) घन, जो जर्मेनियम विंडो (जीई) पकड़ के उत्पादन में रखा pinhole के माध्यम से किरण प्रत्यक्ष. के बाद किरण pinhole है के माध्यम से देखते है, MCT घ जगहetector pinhole के लिए बंद. आईआर ऐसी है कि वह-NE बीम डिटेक्टर संवेदन तत्व पर है डिटेक्टर की स्थिति को समायोजित करें. डिटेक्टर ~ 2 मिमी (IR बीम जीई खिड़की से नीचे स्थानांतरित कर दिया जाएगा) के द्वारा नीचे ले जाएँ.

विधानसभा I.5 कदम

9 चित्रा
9 आंकड़ा

चित्र: 9 जीई खिड़की के साथ ऑप्टिकल क्यूब (11) में माउंट सम्मिलित करें. विरोधी प्रतिबिंब (ए आर) लेपित जीई विंडो एक IR फिल्टर और परमिट दृश्य टिप्पणियों ब्रैकट और नमूना के रूप में कार्य करता है. ऐपिस (12) संलग्न. घन के लिए सम्मान के साथ क्यूब (11) के कोण को घुमा (10) एक वांछित दिशा में ऐपिस बात करने के लिए अनुमति देता है. जीई विंडो के माउंट घूर्णन HeNe बीम ऐपिस के बीच के माध्यम से निर्देशित है.

10 चित्रा
10 आंकड़ा

10 चित्र: कनेक्ट आईआर (8) उद्देश्य और AFM स्कैनर (2). Beamstop ऑप्टिकल ट्यूब (5) के उत्पादन को समाप्त करने के लिए संलग्न. जब ऐपिस के माध्यम से HeNe किरण देखने एक सुरक्षात्मक फिल्टर का प्रयोग करें. स्कैनर पर एक नमूना स्थिति और इनपुट ऑप्टिकल ट्यूब (5) के माध्यम से HeNe किरण प्रत्यक्ष. सुनिश्चित करें कि HeNe बीम पर्याप्त चौड़ी beamstop फैल. beamstop Cassegrain उद्देश्य है, जो केवल किरण की परिधि से आने वाली प्रकाश एकत्र की वजह से किया जाता है. ऐपिस के धागे का समायोजन करके HeNe नमूने पर ध्यान केंद्रित बीम के एक तेज छवि प्राप्त है.

विधानसभा I.6 कदम

Paraboloidal दर्पण के एक अंतिम समायोजन की आवश्यकता है. उत्पादन pinhole paraboloidal दर्पण का केन्द्र स्थिति पर परितारिका के साथ बदल दिया है. जीई खिड़की और IR डिटेक्तार (IR डिटेक्तार के निशान की स्थिति!) निकालें. परितारिका से लगभग लेंस के फोकल लम्बाई में परितारिका के बाद एक अतिरिक्त लेंस संलग्न. इस समय लगे ब्रैकट लेंस के माध्यम से दिखाई जानी चाहिए. बंद परितारिका के माध्यम से टिप के अंत के केंद्र के लिए paraboloidal दर्पण की स्थिति को समायोजित करें. ध्यान दें कि जब HeNe बीम सही ढंग से टिप पर केंद्रित है, यह टिप और नमूना की सतह पर यह है प्रतिबिंब के बीच एक उज्ज्वल चमक बनाता है. जीई विंडो पुनः देते हैं, यह ब्रैकट सुविधाजनक दृश्य प्रेक्षण के लिए समायोजित. Pinhole साथ परितारिका बदलें और याद है कि pinhole IR का पता लगाने के लिए इस्तेमाल किया ऑफ सेंटर स्थानांतरित किया जाना चाहिए जीई खिड़की से IR बीम विस्थापन के कारण. पहले चिह्नित स्थिति में IR डिटेक्तार रखें.

अन्त में, IR बीम प्रत्यक्ष इतना है कि यह दिखाई HeNe ट्यूनिंग के लिए इस्तेमाल किया किरण के साथ एक साथ यात्रा.
अब सब कुछ नियमित समायोजन के लिए तैयार होना चाहिए.

नियमित समायोजन:

समायोजन कदम A.1:

HeNe लेजर के साथ संरेखण

यह अदृश्य आईआर (6μm आसपास) के साथ की तुलना में आसान दिखाई HeNe (632nm) के साथ तालमेल है.

HeNe और IR बीम पथ tiltable दर्पण पर एक साथ आते हैं. यदि इस आईने नीचे झुका हुआ है HeNe गुजारें, अगर दर्पण की स्थिति में है IR बीम के पास क्षेत्र सेटअप करने के लिए प्रसारित कर सकते हैं. मुस्कराते हुए एक के संरेखण के लिए ही है, आम में अन्य पथ के साथ दो दर्पण का उपयोग नहीं कर रहे हैं और tiltable आईने के सामने स्थित है. अगर आप गलती से एक दर्पण में स्थानांतरित कर दिया, पहले अपनी पुरानी स्थिति में इस दर्पण को वापस लाने की कोशिश.

A.1.1. दो दर्पण के साथ मोटे संरेखण

मार्ग के किनारे सभी मंच के पास क्षेत्र के लिए irises के माध्यम से बीम संरेखित दो HeNe लेजर के करीब दर्पण का प्रयोग करें. यदि आप homodyne हाथ में बीम को देखो, एक प्रभामंडल की तरह किरण प्रोफ़ाइल (ऑप्टिकल ट्यूब में बीम अवरोधक के कारण) मनाया जाना चाहिए. यह इंगित करता है कि बीम सीधे ट्यूब के माध्यम से गुजरता.

A1.2. लगभग फील्ड स्टेज के साथ ठीक संरेखण

AFM सिर संलग्न और नमूना पर ब्रैकट टिप संलग्न. HeNe बीम इमेजिंग ब्रैकट के अंत पर ध्यान दें. यदि ऐसा है तो displaces इनपुट ऑप्टिकल ट्यूब (5) दोहराने ट्यूनिंग A.1 चरणों के बीच से किरण कर. और A.1.2. जब तक बीम केंद्रित है.

Translational ऑप्टिकल चरण चलती करके, दर्शाती है खुर्दबीन उद्देश्य ब्रैकट टिप, जहां यह बिखरे हुए है के शीर्ष पर प्रकाश केंद्रित करने के लिए निकाला जाता है.

जीई दर्पण (ऑप्टिकल क्यूब में स्थित) ऐपिस नीचे घुमाएँ और ऐपिस के माध्यम से देखो. बीम paraboloidal दर्पण (या IR डिटेक्तार जब जीई दर्पण क्यूब के बाहर खींच लिया है पर) द्वारा इस बिंदु पर केंद्रित है. चरण पिछड़े या आगे ले जाएँ जब तक टिप और नमूना की सतह पर अपने प्रतिबिंब के एक तेज छवि मनाया जाता है. दो ओ का प्रयोग करेंदिशाओं (ऊपर / नीचे और सही / बाएँ) ऐपिस के बीच में लगभग AFM टिप जगह है.

एक दूरबीन के माध्यम से खोज रहे हैं, AFM ब्रैकट और अपनी टिप मनाया जाता है. फिर, एक सुरक्षात्मक फिल्टर का उपयोग करें जब HeNe किरण देखने के लिए याद है. HeNe बीम के बिना, कुछ लाल बत्ती अभी भी मनाया जाता है जो AFM दूरी पर नियंत्रण के आंतरिक प्रकाश से originates. दाएँ - बाएँ और / या ऊपर नीचे दिशा में translational मंच ले जाएँ जब तक कि एक लाल उज्ज्वल चमक टिप सुप्रीम पर मनाया जाता है. यदि संरेखण काफी बुरा है, AFM की बाईं मंच चाल और सही करने के लिए धीरे धीरे कदम. एक लाल परावर्तक सतह नमूना भर चलती प्रतिबिंब के लिए देखो. यदि लाल प्रतिबिंब अभी भी नहीं मनाया जाता है, छोड़ दिया करने के लिए मंच फिर से अनुवाद और एक अप - डाउन फैशन में कदम. बाएँ सही, ऊपर - नीचे अनुवाद है जब तक एक लाल चमक के रूप में आप AFM टिप के शीर्ष पर HeNe बीम ध्यान केंद्रित करने के लिए मनाया जाता है.

A1.3. बिखरे हुए प्रकाश के साथ homodyne क्षेत्र अतिव्यापी

Homodyne हाथ खोलें और पूरी तरह से ऐपिस देखो. कम तीव्रता के साथ एक पंक्ति में तीन या अधिक स्पॉट देखा है और इन स्थानों के सामने और अलग प्रकाशिकी के backsides पर एकाधिक प्रतिबिंब का एक परिणाम के हैं. Homodyne हाथ में दर्पण ले जाएँ, इसलिए है कि टिप है, जो है, जहां टिप और अपने प्रतिबिंब के साथ आ रहे हैं की उज्ज्वल छवि के साथ दूसरे स्थान पर (नीचे से और तीव्रता में) overlaps.

A1.4. डिटेक्टर स्थिति

जीई दर्पण निकालें और HeNe बीम दिशा में जाना चाहिए जहां IR डिटेक्तार स्थित है. ऑप्टिकल ट्यूब के पीछे, दो ringlike स्पॉट मनाया जाता है. दूसरे स्थान (तीव्रता) में जगह है कि IR डिटेक्तार के चेहरे पर गर्मी संरक्षण पन्नी के छेद के माध्यम से जाना चाहिए है. उच्चतम तीव्रता के साथ हाजिर छेद की सीमा पर देखा जाना चाहिए.

A1.5. एक नमूना से दूसरे करने के लिए बदलने

AFM टिप नमूना बदलने के बाद पहले के रूप में सटीक एक ही स्थिति में नहीं रह गया है, लेकिन बहुत दूर नहीं होना चाहिए. A.1.2 कदम के साथ शुरू करो, के बाद से अंतर आम तौर पर बहुत बड़ी नहीं है.

नोट: यदि संरेखण बंद है, देखने के लिए अगर HeNe किरण अभी भी सभी irises के माध्यम से चला जाता है और AFM टिप पर एक लाल उज्ज्वल चमक बनाता है की जाँच करें. कभी कभी तुम सूचना नहीं है कि आप छुआ है और इसलिए अपनी मूल स्थिति से एक दर्पण ले जाया गया. यदि संरेखण अभी भी बुरा है, दुर्भाग्य से पूरे संरेखण प्रक्रिया के फिर से पूरा हो गया है.

समायोजन चरण 2: IR बीम के संरेखण

इस रूप में एक उच्च तीव्रता / शक्ति (कम से कम 100 मेगावाट) के साथ एक सीओ लेजर लाइन का प्रयोग करें संरेखण आसान बना देगा. तरल नाइट्रोजन के साथ डिटेक्टर भरें और इसे कम से कम 30 मिनट के लिए संतुलित.

2.1. दो दर्पण के साथ मोटे संरेखण

पहली परितारिका के पीछे एक बिजली मीटर प्लेस आवक आईआर बीम की शक्ति की निगरानी. अगला, दर्पण जो tiltable आईने के सामने स्थित है सर्वोच्च सत्ता पढ़ने प्राप्त समायोजित करें. बिजली मीटर ले लो और यह परितारिका जो निकट मैदान चरण के लिए निकटतम है और जब तक एक अधिकतम शक्ति पढ़ने प्राप्त है tiltable दर्पण समायोजित के पीछे पकड़. इस कदम के इष्टतम समायोजन के लिए कुछ बार दोहराएँ.

2.2. 1f सिग्नल देख

संदर्भ ताला में प्रवर्धक (Ext.) 1F, जो AFM दोलन आवृत्ति है सेटिंग के द्वारा टिप दोलन आवृत्ति की आवृत्ति को अलग करने के लिए सेट किया जाना चाहिए. बल Nanoscope सॉफ्टवेयर में 3 सुक्ष्ममापी साजिश मोड में स्कैन आकार सेट. 2.1. मोटे समायोजन के बाद, 1F संकेत के सही आकार के लिए देखो. अगले, के बीच बिखरे हुए और piezo ड्राइवर का समायोजन करके homodyne हाथ से homodyned प्रकाश सिरे से एकत्र प्रकाश चरण धुन. यह piezo की वोल्टेज 1F संकेत के पहले कम से कम इतना है कि लगभग 500 एनएम शून्य से शुरू है से बदल रहा है homodyne हाथ में दर्पण ड्राइव. क्योंकि संरेखण में हर परिवर्तन प्रकाश के दोनों रास्तों और इसलिए उनके रिश्तेदार चरणों की लंबाई बदल जाएगा, चरण piezo साथ ठीक किया जा जरूरत है.

तुम क्या देखेंगे (1f संकेत)?
बुरा संरेखण: 3 सुक्ष्ममापी z स्कैन आकार पर दो धक्कों मनाया जाएगा.
मध्यम संरेखण: पहली टक्कर की वक्रता है थोड़ा और अधिक उत्तल की तुलना में अवतल लग रहा है और दूसरा टक्कर पहली बार एक से छोटा है.
(लगभग) अच्छा संरेखण: दो धक्कों मनाया जाएगा. पहली टक्कर दूसरा टक्कर से अधिक है, और नकारात्मक वक्रता पहली टक्कर के दाईं ओर पर हो (अवतल).
संरेखण के लिए क्या करने के लिए?
बुरा संरेखण: 2.1 चरण में संरेखण प्रक्रिया दोहराएँ के रूप में आवश्यक है. क्योंकि IR बीम व्यास बड़ी है, बीम की सबसे irises गुजारें भले ही यह पूरी तरह से गठबंधन नहीं है. यहां तक ​​कि अगर दो समान है अभी भी मनाया जाता है, 1F संकेत की राशि ट्यूनिंग एक या दोनों संरेखण दर्पण के द्वारा बढ़ाया जा सकता है. पहली टक्कर की वक्रता में मामूली बदलाव के लिए देखो. सब से अधिकांश, रोगी होने के बाद से इस संरेखण का सबसे कठिन हिस्सा है.
मध्यम संरेखण: एक या संरेखण दर्पण दोनों के एक लगभग अच्छा संरेखण को प्राप्त करने के लिए समायोजित करने की कोशिश करो. XYZ translational मंच के रूप में अच्छी तरह से चलती है, लेकिन यह बहुत छोटे वेतन वृद्धि द्वारा समायोजन की कोशिश करो.
(लगभग) अच्छा संरेखण: दर्पण समायोजित और पहली टक्कर की अधिकतम बढ़ाने की कोशिश. 1F संकेतों 8 से 16 वी के आसपास आम तौर पर कम इनपुट शक्तियों यह कम है के लिए कर रहे हैं. Piezo ड्राइवर का उपयोग इतना है कि पहले कम से कम शून्य करने के लिए करीब आता वोल्टेज बदलने चरण बदलें. अगर वहाँ एक महत्वपूर्ण 1F संकेत है, के संदर्भ स्विच ताला प्रवर्धक में 2F संकेत अलग. संकेत के कुछ और मनाया जाना चाहिए यह बहुत थोड़ा दर्पण ट्यूनिंग और चरण को बदलने के द्वारा एक थोड़ा और अधिक सुधार करने की कोशिश.

2.3. एक नमूना से दूसरे करने के लिए बदलने

HeNe बीम के संरेखण के तहत A.1.5 चरण चलाएँ. AFM टिप व्यस्त हैं और माइक्रोस्कोप के माध्यम से IR बीम प्रचार. देखो 1F संकेत. यदि एक 1F संकेत अभी भी मनाया जाता है, tiltable दर्पण को समायोजित और चरण समायोजित. यदि संकेत है और इसलिए एक अच्छा 2F संकेत अच्छा अभी भी मनाया जा सकता है. यदि नहीं, तो पतले 2.2 कदम बीम का उपयोग संरेखित.

प्रतिनिधि परिणाम:

नमूना तैयार 21-31 # पेप्टाइड और HPLC द्वारा पिट्सबर्ग और शुद्ध (> 95%) के विश्वविद्यालय में जैव प्रौद्योगिकी और बायोइन्जिनियरिंग के लिए केंद्र में संश्लेषित किया गया था. Amyloid तंतु, TMAO (सिग्मा Aldrich) के 0.8 मिलीग्राम synthesize 1 मिमी की एक समाधान MΩ 18 पानी में 21-31 पेप्टाइड, यांग एट अल द्वारा निष्पादित प्रक्रिया के समान करने के लिए जोड़ा गया है . xiv

Ultraflat सोना substrates xv किए गए थे. एक महीने पुरानी समाधान (कमरे के तापमान ऊष्मायन, 5.5 पीएच) के 40 μL ताजा ultraflat सोने substrates पर कई मिनट के लिए जमा किया गया था. वे संक्षेप में MΩ 18 पानी की एक धारा के साथ rinsed N 2 गैस बहने के साथ सूखे और ANSIM उपकरण में तैनात थे.

चित्रा 11 स्थलाकृति और पास मैदान # 21-31 पेप्टाइड तंतुओं के लिए एकत्र की छवियों से पता चलता है. ए) स्थलाकृति छवि अपनी इसी छवि के पास मैदान के साथ एक साथ प्राप्त की है. लेबल व्यक्तिगत तंतुओं का प्रतिनिधित्व करते हैं और माध्यमिक रचना के प्रकार प्रत्येक महीन रेशा सुविधा के लिए उपयोग किया जाता है. 1631 और 1691 सेमी -1 बी और सी) के अनुरूप पास क्षेत्र छवियों को दो अलग wavenumbers पर एकत्र . प्रत्येक छवि के क्षेत्र 1 x 1 2 सुक्ष्ममापी है. वाम पैमाने ऊंचाई का प्रतिनिधित्व करता है, सही पैमाने से बिखरे हुए क्षेत्र एम्पलीफायर में ताला है.

11 चित्र
11 आंकड़ा

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Acknowledgments

हम कृतज्ञता NSF, NSERC, एनआईएच, और ONR स्वीकार करते हैं.

References

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सेलुलर जीवविज्ञान 33 अंक nearfield इमेजिंग अवरक्त amyloid महीन रेशा प्रोटीन
विधानसभा, ट्यूनिंग, और प्रोटीन इमेजिंग के लिए एक Apertureless के पास फील्ड इन्फ्रारेड माइक्रोस्कोप का उपयोग
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Paulite, M., Fakhraai, Z.,More

Paulite, M., Fakhraai, Z., Akhremitchev, B. B., Mueller, K., Walker, G. C. Assembly, Tuning and Use of an Apertureless Near Field Infrared Microscope for Protein Imaging. J. Vis. Exp. (33), e1581, doi:10.3791/1581 (2009).

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