Primerjava treh načinov delovanja principa delovanja mikroskopa AFM
kontaktni način
V kontaktnem načinu je konica vedno v rahlem stiku z vzorcem, skeniranje v načinu konstantne višine ali konstantne sile. Med skeniranjem konica drsi po površini vzorca. Običajno kontaktni način ustvari stabilne slike visoke ločljivosti.
Če se v kontaktnem načinu skenira mehak vzorec, se površina vzorca lahko poškoduje zaradi neposrednega stika s konico igle. Če med skeniranjem oslabimo silo med vzorcem in konico, da zaščitimo vzorec, je lahko slika popačena ali pride do artefaktov. Hkrati bo kapilarno delovanje površine tudi zmanjšalo ločljivost. Zato kontaktni način na splošno ni primeren za preučevanje bioloških makromolekul, vzorcev z nizkim modulom elastičnosti in vzorcev, ki jih je enostavno premikati in deformirati.
brezkontaktni način
V brezkontaktnem načinu konica vibrira nad površino vzorca, nikoli ni v stiku z vzorcem, monitor sonde pa zazna nedestruktivne sile dolgega dosega, kot so van der Waalsove in elektrostatične sile na posnetem vzorcu. Čeprav ta način poveča občutljivost mikroskopa, ko je razdalja med konico igle in vzorcem velika, je ločljivost nižja kot pri kontaktnem načinu in načinu s tapkanjem, slikanje pa je nestabilno in delovanje razmeroma težko. Slikanje v tekočini ima relativno malo uporab v biologiji.
način tapkanja
V načinu tapkanja je konzola prisiljena vibrirati blizu svoje resonančne frekvence, nihajoča konica pa nežno udarja po površini vzorca in vzpostavlja prekinitveni stik z vzorcem, zato se imenuje tudi prekinitveni kontaktni način. Zaradi načina tapkanja se je možno izogniti prijemanju konice vzorca, med skeniranjem pa vzorca skorajda ni. Ko se konica načina tapkanja dotakne površine, lahko premaga adhezijsko silo med konico in vzorcem tako, da zagotovi zadostno amplitudo konice. Hkrati, ker je delujoča sila navpična, na površinski material manj vplivajo stransko trenje, stiskanje in strižne sile. Druga prednost načina točenja v primerjavi z brezkontaktnim načinom je veliko in linearno delovno območje, zaradi česar je sistem navpične povratne zveze zelo stabilen in ponovljiv za meritve vzorcev.
the
Način AFM s točenjem je dosegljiv v atmosferskih in tekočih okoljih. V atmosferskem okolju, ko konica igle ni v stiku z vzorcem, mikrokonzola prosto oscilira z največjo amplitudo; ko je konica igle v stiku s površino vzorca, čeprav piezoelektrična keramična plošča vzbudi mikrokonzolo, da niha z enako energijo, sterična ovira naredi mikrokonzolo Amplituda konzole se zmanjša, povratni sistem nadzoruje amplitudo konzole na mora biti konstanten, konica igle pa sledi vzponom in padcem površine vzorca, da se premika gor in dol, da pridobi podatke o obliki. Način točenja je primeren tudi za delovanje v tekočini, zaradi dušilnega učinka tekočine pa je strižna sila med konico igle in vzorcem manjša, poškodba vzorca pa je manjša, zato je slikanje načina točenja v tekočina se lahko izvaja na aktivnih bioloških vzorcih Testiranje na kraju samem, sledenje reakcij raztopine na kraju samem itd.
način bočne sile
Lateralna mikroskopija (LFM) deluje podobno kot AFM v kontaktnem načinu. Ko mikrokonzola skenira nad vzorcem, zaradi interakcije med konico in površino vzorca konzola zaniha in obstajata približno dve smeri deformacije: navpična in vodoravna. Na splošno sprememba v navpični smeri, ki jo zazna laserski detektor položaja, odraža obliko površine vzorca, sprememba signala, zaznana v vodoravni smeri, pa je zaradi različnih lastnosti materiala površine materiala koeficient trenja enak tudi drugačen. različne, zato sta v procesu skeniranja različni tudi stopnji leve in desne distorzije mikrokonzole. Stopnja torzijskega upogiba konzole se poveča ali zmanjša, ko se torzne lastnosti površine spremenijo (povečanje trenja povzroči večjo torzijo). Laserski detektor ločeno meri in beleži podatke o topografiji in bočni sili v realnem času. Običajno lahko različne komponente površine vzorca povzročijo popačenje mikrokonzole, ampak tudi sprememba morfologije površine vzorca lahko povzroči popačenje mikrokonzole, kot je prikazano na spodnji sliki. . Da bi razlikovali med obema, je treba slike LFM in slike AFM običajno pridobiti hkrati. Odvisno od vzroka popačenja konzole se lahko LFM običajno uporablja za pridobivanje kompozicijskih slik in "slik z izboljšanimi robovi" površine materiala.
