Usporedba tri načina rada AFM principa rada mikroskopa
način kontakta
U kontaktnom načinu, vrh je uvijek u laganom kontaktu s uzorkom, skenirajući u načinu konstantne visine ili konstantne sile. Tijekom skeniranja, vrh klizi po površini uzorka. Obično kontaktni način rada daje stabilne slike visoke razlučivosti.
U kontaktnom načinu rada, ako se skenira meki uzorak, površina uzorka može se oštetiti zbog izravnog kontakta s vrhom igle. Ako se sila između uzorka i vrha oslabi tijekom skeniranja kako bi se zaštitio uzorak, slika bi mogla biti iskrivljena ili bi se mogli pojaviti artefakti. U isto vrijeme, kapilarno djelovanje površine također će smanjiti rezoluciju. Stoga kontaktni način općenito nije prikladan za proučavanje bioloških makromolekula, uzoraka s niskim modulom elastičnosti i uzoraka koji se lako pomiču i deformiraju.
beskontaktni način rada
U beskontaktnom načinu rada, vrh vibrira iznad površine uzorka, nikada nije u kontaktu s uzorkom, a monitor sonde detektira nedestruktivne dalekometne sile kao što su van der Waalsove i elektrostatičke sile na snimljenom uzorku. Iako ovaj način rada povećava osjetljivost mikroskopa, kada je udaljenost između vrha igle i uzorka velika, razlučivost je niža od one u kontaktnom načinu i načinu rada s dodirom, a slika je nestabilna i operacija je relativno teška. Oslikavanje u tekućini ima relativno malo primjena u biologiji.
dodirni način rada
U načinu rada s lupanjem, konzola je prisiljena vibrirati blizu svoje rezonantne frekvencije, a oscilirajući vrh nježno lupka po površini uzorka, stvarajući povremeni kontakt s uzorkom, pa se naziva i način isprekidanog kontakta. Zahvaljujući modu tapkanja, moguće je izbjeći lijepljenje vrha za uzorak, a tijekom skeniranja nema gotovo nikakvog oštećenja uzorka. Kada vrh načina tapkanja dodirne površinu, može nadvladati adhezivnu silu između vrha i uzorka osiguravajući dovoljnu amplitudu vrha. U isto vrijeme, budući da je sila koja djeluje okomito, površinski materijal je manje pod utjecajem bočnog trenja, kompresije i sila smicanja. Još jedna prednost načina tapkanja u usporedbi s beskontaktnim načinom rada je veliki i linearni radni raspon, što sustav vertikalne povratne veze čini vrlo stabilnim i ponovljivim za mjerenja uzoraka.
the
AFM u načinu rada s dodirom moguće je postići iu atmosferskim i u tekućim okruženjima. U atmosferskom okruženju, kada vrh igle nije u kontaktu s uzorkom, mikrokantilever slobodno oscilira s maksimalnom amplitudom; kada je vrh igle u kontaktu s površinom uzorka, iako piezoelektrični keramički list pobuđuje mikrokantilever da oscilira s istom energijom, sterička smetnja čini mikrokantilever Amplituda konzole se smanjuje, sustav povratne sprege kontrolira amplitudu konzole na biti konstantan, a vrh igle prati uspone i padove površine uzorka kako bi se pomicao gore-dolje kako bi se dobile informacije o obliku. Način točenja također je prikladan za rad u tekućini, a zbog učinka prigušivanja tekućine, sila smicanja između vrha igle i uzorka je manja, a oštećenje uzorka je manje, tako da je slika načina točenja u tekućina se može provesti na aktivnim biološkim uzorcima. Ispitivanje na licu mjesta, praćenje reakcija otopina na licu mjesta itd.
način bočne sile
Lateral Force Microscopy (LFM) radi slično kao AFM u kontaktnom načinu rada. Kada mikro-konzola skenira iznad uzorka, zbog interakcije između vrha i površine uzorka, konzola se njiše i postoje otprilike dva smjera deformacije: okomiti i vodoravni. Općenito govoreći, promjena u okomitom smjeru detektirana laserskim detektorom položaja odražava oblik površine uzorka, a promjena signala detektirana u vodoravnom smjeru, zbog različitih svojstava materijala površine materijala, koeficijent trenja je također različiti. različiti, pa su u procesu skeniranja različiti i stupnjevi lijeve i desne distorzije mikrokonzole. Stupanj torzijskog savijanja konzole se povećava ili smanjuje kako se mijenjaju svojstva trenja površine (povećanje trenja rezultira većom torzijom). Laserski detektor mjeri i bilježi podatke o topografiji i bočnoj sili odvojeno u stvarnom vremenu. Obično ne samo da različite komponente površine uzorka mogu dovesti do iskrivljenja mikrokonzole, već i promjena morfologije površine uzorka također može uzrokovati iskrivljenje mikrokonzole, kao što je prikazano na slici ispod . Kako bi se napravila razlika između to dvoje, obično bi se LFM slike i AFM slike trebale dobiti istovremeno. Ovisno o uzroku iskrivljenja konzole, LFM se obično može koristiti za dobivanje kompozicijskih slika i "slike poboljšanih rubova" površine materijala.
