Bir Celadonit Elektron Kaynağının Hazırlanması ve Parlaklığının Tahmin
November 5th, 2019
Makale bir celadonit kaynağı hazırlamak ve uzun menzilli görüntüleme düşük enerjili elektron noktası kaynaklı projeksiyon mikroskobu nda kullanılmak üzere parlaklığını tahmin etmek için bir protokol sunuyor.
Bu protokol, bir celadonit elektron kaynağının nasıl yapılacağını açıklamayı amaçlamaktadır. Bu kaynaklar uzun bir ömür göstermiştir ve parlaklıkdolu emisyon metal ipuçları eşdeğerdir. Bu seladonit elektron kaynağının bir projeksiyon mikroskobunda kullanılması, elektrostatik lensle ilişkili, büyük bir kaynak nesne mesafesi ile çalışmayı mümkün kılar.
Bu, nesne üzerindeki yerel alan efektini azaltarak kaynak çökme riskini ve görüntü bozulmasını önler. Bu prosedürü başlatmak için, 90 mikrometre iç çapı ile paslanmaz çelik boru içine kaynak takın. Tüpün içine 50 mikrometre çapında bir tungsten tel takın ve gerekli uzunlukta kesmek için bir bıçak bıçak altında tüp rulo.
Optik mikroskop altındaki kaynak desteğini düzeltin. Paslanmaz çelik boruya 10 mikrometrelik karbon fiber yerleştirin. Ve karbon fiberi gümüş lake ile tüpe yapıştırın.
Bir dürbün mikroskobu altında, 100 mikrometre ve üç milimetre arasında paslanmaz çelik tüp dışında bırakılır böylece lifleri kesmek için kesme cımbız kullanın. Sonra, bir harç ve havaneli ile celadonite eziyet. 0.2 miligram celadonit tozu tartın ve 10 mililitre deiyonize suyla seyreltin.
Doğrudan celadonit içeren suya bir ultrason ucu yerleştirin ve 30 kilohertz bir ultrasonik frekans ve 30 saniye boyunca 50 watt bir güç agregaları kırmak için kullanın. Biriktirme ortamını hazırlamak için, bir kılcal damar tutucuyu bir basınç denetleyicisine bağlayın. Çok yönlü mikro manipülatör ile bir optik mikroskop altında kılcal tutucu korumak.
Kapiller tutucuya bakan karbon fiber ile desteği mikroskop altına yerleştirin. Sonra, kutup çenesinde cam kılcal bir kılcal düzeltin. Metin protokolünden birinci tabloyu kullanarak, kutup parametrelerinin yama borusu boyutuna göre düzgün bir şekilde ayarlandığından emin olun ve dağılmış celadonitin tıkanmadan akmasını sağlamak için iki ila on mikrometre arasında bir iç uç çapı olan bir mikro pipet çekin.
Sonra, celadonit içeren su ile mikro pipet doldurun. Mikroskop altında, mikro pipeti kılcal tutucuya monte edin ve mikro pipeti karbon fiberle hizala. Mikro pipetin geniş ucundaki basıncı artırın, düşmeden çıkışında bir düşüş oluşur.
Karbon fiberi, karbon fiberin inme sine dokunmak için yukarı doğru hareket ettirin. Bundan sonra, karbon fiber geri çekmek. Mikroskop altında, kaynağı kaynak desteğine takın.
Kaynak tutucuyu vakumun altına takın. Karbon fiberi ve nesneyi iki yüksek voltajlı elektrik besleme sine bağlayın. Her kontakın elektriksel devamlılığını kontrol edin ve flanşı deneysel kuruluma töyorum.
Bundan sonra, vakum pompalama açın. Nesne ve elektrik zemini arasındaki mikroampere aralığında bir kalibre nanoammetre bağlayın. Kaynağa uygulanan negatif sapma gerilimini saniyede yaklaşık bir volt alacaktır.
Anod kaynaktan bir milimetre uzaktaysa, yoğunluk aniden arttığında başlama vuruşu yaklaşık iki kilovoltta gerçekleşir. Sonra, hemen yaklaşık yüz nanoamperes tarafından yoğunluğu nu stabilize etmek için voltajı azaltmak. Başlangıçta, yoğunluğu büyüklüğü çeşitli siparişler üzerinde dalgalanma olabilir.
Yoğunluk birkaç saat boyunca dalgalanabilir. Dalgalanmalar azalana kadar bekleyin. Dalgalanmalar %10'dan düşük olduğunda voltajı kesin Başlatmak için, elektron ışınıgözlemlemek için kaynağı basit projeksiyon kurulumuna doğru çevirmek için dönen flanşı kullanın.
Kaynaktan ekrana mesafeyi azaltmak ve ekrandaki tüm noktayı elde etmek için mikro manipülatörü kullanın. Kaynaktan ekrana mesafeyi ölçün. Elektron ışını ile normal arasındaki açıyı ekrana değiştirmek için dönen flanşı kullanarak ekranın resimlerini atın.
Gri düzey yoğunluğu profilini bir eksen boyunca çizin ve belirli bir kaynaktan ekrana mesafedeki emisyon yarıçapını belirleyin. Metin protokolünde belirtildiği gibi koni açısını hesaplayın. Bundan sonra, anodda ölçülen yoğunluk ve karbon fiberde uygulanan gerilim ile kaynağa uygulanan gerilime karşı emisyon yoğunluğunu ölçün.
Metin protokolünde belirtildiği gibi celadonit kaynağına fowler-Nordheim çizimi oluşturun. Eğri, en yüksek gerilim için doygunluk ile azalan düz bir çizgi gösterecektir. En uzun düz çizgi alan emisyon sürecinin imzasıdır.
Kaynak boyutunu ölçmek için, kaynağı elektrostatik merceğe doğru döndürmek için dönen flanşı kullanın. Sinyali en yüksek büyütmede yapacak şekilde yoğunluğu ayarlayın. L1 ile ilk büyütme yapın ve sonra nesneye kaynağa doğru yaklaşın.
Son olarak, bir nesnenin kenarı boyunca büyük bir fresnel kırınım deseni içeren bir projeksiyon görüntüsü oluşturmak için L2'yi etkinleştirin. Ekrandaki görüntüdeki en keskin görünür ayrıntıyı ölçün ve metin protokolünde belirtildiği gibi kaynak boyutunu hesaplayın. Karbon lifleri üzerinde biriken seladonitin çeşitli taramalı elektron mikrograf görüntüleri 15 kilovolt veya üç kilovolt olarak elde edilmiştir.
Kaynaklar bir, bazen tepelerinde iki kristal sergilerler. Ancak, SEM kullanımı karbon fiber için başka bir destek içerir, hangi kırmadan monte etmek ve de-montaj zordur. Doğrudan elektron salınımı denemesi daha güvenlidir.
Projeksiyon mikroskobundaki testler, bu şekilde hazırlanan her kaynağın yayıldığını gösteriyor. Başlama vuruşu sadece bir kez gereklidir. Bu kaynakların çoğu tek bir nokta kaynağı gösterir.
Emisyon profili, başka bir nokta olmadan devam eden tek bir görüntüyü gösterir. Fowler-Nordheim arsa yüksek voltajda büyüklüğü düz ve doygunluk 10 siparişler sergiler. Belirli bir gerilim için elde edilen doygunluk rejimi yapıya bağlıdır, ancak eğim yaklaşık 10 mikroamperes daha yüksek akım yoğunlukları için sistematik olarak azalır.
Kaynak boyutu daha sonra üretilen görüntü üzerinde en küçük ayrıntı sıyrık ölçülerek tahmin edilir. Bu görüntü nesnenin fresnel kırınım desenidir. Burada, girişim saçaklarının kaybı kaynağın boyutuna atfedilir.
Bu protokolde en önemli şey, bir nesneye nesneyi görüntüleyebilmek için uçlu şekilli bir iletkenin tepesinde tek bir celadonit kristali elde etmektir. Muhtemelen önemli adım iyi dosed celadonit içeren su küçük bir damla, lif tepede yatırılır. Bu seladonit elektron kaynağının elektrostatik lens ile donatılmış bir projeksiyon mikroskobunda kullanılması büyük bir kaynak nesne mesafesi ile çalışmanızı sağlar.
Bu, eksen dışı otografik teknikler geliştirmeyi, nanometrik nesnelerin etrafındaki manyetik ve elektrik alanlarını keşfetmeyi mümkün kılar.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Genel Bakış
Bu makale, uzun ömür ve doldurulabilir emisyon metal uçları ile karşılaştırılabilir parlaklık gösteren bir celadonit elektron kaynağı hazırlama protokolü sunmaktadır. Bu kaynağın bir projeksiyon mikroskobunda kullanılması, büyük kaynak nesne mesafelerine olanak tanır ve kaynak çökmesi ve görüntü bozulması riskini azaltır.
Çalışmanın Temel Bileşenleri
Bilim Alanı
- Sinirbilim
- Görüntüleme Teknikleri
- Elektron Kaynakları
Arka Plan
- Celadonit kaynakları uzun ömürlü olmalarıyla bilinir.
- Parlaklık, etkili görüntüleme için kritik öneme sahiptir.
- Projeksiyon mikroskopları, stabil elektron kaynaklarından fayda görür.
- Yerel alan etkilerinin en aza indirilmesi görüntü kalitesini artırır.
Çalışmanın Amacı
- Güvenilir bir celadonit elektron kaynağı geliştirmek.
- Hazırlanan kaynağın parlaklığını değerlendirmek.
- Düşük enerjili elektron mikroskopisi tekniklerini geliştirmek.
Kullanılan Yöntemler
- Kaynağın paslanmaz çelik bir tüpe yerleştirilmesi.
- Elektron emisyonu için tungsten tel kullanımı.
- Boruyu gereken uzunluğa bir bıçak yardımıyla kesmek.
- Mikroskop kurulumunda bir elektrostatik lensin uygulanması.
Ana Sonuçlar
- Celadonit kaynağı uzun işletme ömrü gösterdi.
- Parlaklık seviyeleri geleneksel metal uçlarla eşdeğerdi.
- Görüntü bozulması önemli ölçüde azaltıldı.
- Büyük kaynak nesne mesafeleri başarıyla elde edildi.
Sonuçlar
- Celadonit kaynakları, elektron mikroskobu için uygun bir alternatiftir.
- Görüntüleme uygulamaları için stabilite ve yüksek parlaklık sağlarlar.
- Bu protokol, düşük enerjili elektron mikroskoplarının performansını artırabilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Executive Industry Relevance
This protocol enables the preparation of a robust celadonite electron source with long operational lifetime and brightness comparable to metal tips, supporting stable low-energy electron imaging. The approach reduces source crash risk and image distortion by allowing large source-object distances in projection microscopy. These attributes enhance reproducibility and throughput in discovery-stage workflows requiring precise electron beam control for target validation and mechanistic studies.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Provides a stable electron source for interrogating biological samples at nanoscale resolution, supporting hypothesis testing in structural biology.
- Operational Value: Enables long-term source use without frequent replacement, reducing downtime in imaging-dependent target validation assays.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Delivers consistent electron emission for reliable imaging readouts in phenotypic screening platforms.
- Operational Value: Supports high-magnification imaging under variable pressure conditions, increasing assay flexibility.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Facilitates imaging of nanometric objects to explore electric and magnetic fields, aiding mechanistic de-risking of therapeutic targets.
- Operational Value: Compatible with electrostatic lenses, allowing integration into existing low-energy electron microscopy workflows for preclinical continuity.
Pipeline & Workflow Integration
The method fits within early discovery workflows where stable electron sources are needed for imaging-based target characterization and pathway clarification.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing by enabling high-resolution imaging of biological structures without source-induced artifacts.
- Screening: Ensures reproducible electron beam output for consistent imaging across compound screening campaigns.
- Analytics: Provides quantitative outputs such as emission intensity, source size, and cone angle for objective comparison of imaging conditions.
- Translational Research: Enables exploration of nanoscale biophysical properties, supporting biomarker-related structural insights.
- Enterprise Reuse: The source preparation protocol is a reusable capability for labs conducting repeated low-energy electron imaging studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Predictive confidence in imaging data through reduced mechanical instability and field emission variability.
- Operational Value: Months-long source lifetime and tolerance to higher pressure improve instrument uptime and reduce maintenance.
- Strategic Value: Enables go/no-go decisions based on reliable nanoscale imaging, reducing late-stage failure risk in target validation.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of targets by providing stable, high-fidelity structural data early in discovery.
Implementation Considerations
- Expertise in micropipette-based crystal deposition and vacuum system handling.
- Access to ultrasonic dispersers, pressure controllers, and high-voltage feed-throughs.
- Standardization of celadonite concentration and deposition parameters across operators.
- Adaptation considerations for different carbon fiber substrates and tip geometries.
- Practical limitation: SEM verification adds steps and risk of source damage, so direct emission testing is preferred.
