rastersondenmikroskopie (spm) · rasterkraftmikroskopie (afm) stabilitätskriterium (1) tastnadel...
Post on 11-Aug-2019
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Rastertunnelmikroskopie (STM)
Überlagerung von Orbitalen: Austausch e- zwischenSpitze und Oberfläche: Tunnelstrom, AbstandsabhängigAbbildung der elektronischen Struktur der Oberfläche→ Nur für elektrisch leitende Proben geeignet
Xe-Atome auf Ni-Oberfläche
Rasterkraftmikroskopie (AFM)
Abbildung nichtleitender Proben (Biomoleküle)und Messung in flüssiger Phase
Aufbau AFM
Rasterkraftmikroskopie (AFM)
Auslenkung Tastfeder ~ Wechselwirkungskraft
Attraktive Kräfte F < 0 → neg. Federauslenkung zc < 0
Rasterkraftmikroskopie (AFM)
Stabilitätskriterium
(1) Tastnadel weit von Oberfläche entferntkeine Auslenkung der Tastfeder
(2) Annäherung an Substrat:Attraktive Oberflächenkräfte (Snap on)
(3→4) Abrupter repulsiver Kontakt mit derOberfläche: Verbiegung der Tastfeder durchViskoeleastizität der Oberfläche bestimmtWachsender Druck auf Spitze bei Probenverschiebung
(5→6) Repulsive Kräfte nehmen ab bei Zurückfahren z-Piezo ab
(7) Maximale Adhäsionskraft(8) Snap off
Rasterkraftmikroskopie (AFM)
Kraft-Abstandskurven(a) Idealfall elastische Probe(b) elastoplastischen Proben (c) häufiges Artefakt
Einfluss Federkonstante auf Kraft-kurven. Die Instabilität tritt bei kleineren Abständen von Ober-fläche auf wenn der Cantileverhärter ist.
Rasterkraftmikroskopie (AFM)
Betriebsmodi
Statische BetriebsartenContact Mode, Reibungskraftmikroskopie (friction force microscopy)z-Piezo wird nur bewegt, um Auslenkungen des cantilevers zu kompensieren.Cantilever wird nicht zur Schwingung angeregt
Dynamische BetriebsartenTapping ModeModulation des z-Piezos: Oszillation des Cantilevers
Rasterkraftmikroskopie (AFM)
Biochemische Anwendungen
Messung Ligand/Rezeptor-Wechselwirkungen
Polymerbead wird an Spizte befestigtund mit Ligand funktionalisiert. Bei Annäherung an Oberfläche kommt eszur Interaktion mit Rezeptor(Bsp. Streptavidin/Biotin)Wird die Spitze zurückgezogen, reißt die Bindung bei einer bestimmten Kraft
Rasterkraftmikroskopie (AFM)
Biochemische Anwendungen
Charakterisierung von Oberflächen für Biosensoren
- Proteine, DNA- Selbstorgansierende Monoschichten (SAMs)
(A) Biotinylierte Alkanthiol-SAMauf Gold
(B) Nach Immobilisierungvon Streptavidin
(B) Vergrößerung 125 x 125 nm
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