Nanobiotexnologiya
Nanobiotexnologiya
XX
XXII əəsrin texnologiyası
srin texnologiyası
Mühazir
Mühazirəə ::7
7
Atom
Atom Qüvv
Qüvvəət Mikroskopu
t Mikroskopu
Dr. İsmәt Әhmәdov
Dr. İsmәt Әhmәdov
Bakı Dövlәt Universiteti
Bakı Dövlәt Universiteti
Nanoaraşdırmalar Mәrkәzinin
Nanoaraşdırmalar Mәrkәzinin
aparıcı elmi işçisi
aparıcı elmi işçisi
Tel: 4189067 iş
Tel: 4189067 iş
3350923 mobil
3350923 mobil
EE--mail:
mail: ismet522002@yahoo.com
ismet522002@yahoo.com
Antony van Leeuwenhoek
Mikrobiologiyanın atası
O mikroskopu kəşf etməyib, o
Bioloji araşdırmalarda
mikroskopdan istifadə edən
ilk bioloqdur
18-ci əsrdə işlədilən işıq mikroskopu
1632-1723
İşıq mikroskoplarının t
İşıq mikroskoplarının təəkmill
kmilləəşdirilmiş çox müxt
şdirilmiş çox müxtəəlif
lif
növl
növləəri var
ri var
İşıq mikroskopunun
İşıq mikroskopunun əən son modell
n son modelləərind
rindəən biri
n biri
Mikroskop haqqında daha geniş məlumat
almaq istəyirsinizsə bu sayta müraciət edin
http://www.olympusmicro.com/
Müasir
Müasir Tranmissiya
Tranmissiya Elektron
Elektron
Mikroskopu
Mikroskopu
1982
1982--ci il
ci il
İlk STM (Skan Tunel Mikroskopu)
İlk STM (Skan Tunel Mikroskopu)
1982-ci ildə İsveçrə fizikləri Herd Binniq və Henri Rohrer İBM
firmasının Sürixdə olan tədqiqat laboratoriyasında tamamilə yeni
bir mikroskop yaratmağa nail oldular. Bu mikroskopun köməyilə
materialların səthində ayrı-ayrı atomları görmək mümkün oldu.
Maddələrin səthinin və ümumiyyətlə kondensasiya olunmuş
mühitin fizikası ilə məşğül olan bütün dünya alimləri tunel
mikroskopunun çox dəyərli bir cihaz olduğunu anladılar və
onu inkişaf etdirməyə başladılar. Hələ heç kimin nail
olmadığı bir məsələyə nail oldular – maddələrin səthində
yan-yana durmuş atomları görə bildilər. STM –nun
mahiyyətində elektronların tunel effekti durur. Maddənin
səthində ucu çox nazik olan iynə gəzdirilir. İynə ilə maddə
arasında sabit potensial yaradılır. Bu iynə ilə maddənin
səthində olan atomlar arasında qalan boşluqdan elektronlar
keçir və boşalma çərəyanı yaranır. Bu cərəyanı ölçməklə
səthin topoqrafiyasını, atomların vəziyyətini müəyyən etmək
olur. Bu mikroskopun bir çatışmayan cəhəti var idi. Onunla
yalnız elektriki yaxşı keçirən maddələri öyrənmək mümkün
idi
1986
1986 –
–cı ild
cı ildəə Binniq STM
Binniq STM –
–in bu çatışmayan ç
in bu çatışmayan çəəh
həətini aradan
tini aradan
qaldırmaq üçün madd
qaldırmaq üçün maddəəlləəri elektrik keçir
ri elektrik keçirəən nazik t
n nazik təəb
bəəq
qəənin üz
nin üzəərind
rindəə
yerl
yerləəşdir
şdirəərrəək t
k təədqiq etm
dqiq etməəyi t
yi təəklif etdi. Bu zaman ist
klif etdi. Bu zaman istəənil
niləən madd
n maddəəni
ni
h
həəm elektrik keçiriciliyin
m elektrik keçiriciliyinəə malik olan v
malik olan vəə h
həəm d
m dəə olmayanları t
olmayanları təədqiq
dqiq
etm
etməək mümkün oldu. Bu mikroskopu onlar Atom Qüvv
k mümkün oldu. Bu mikroskopu onlar Atom Qüvvəət
t
mikroskopu (AQM) adlandırdılar. 1986
mikroskopu (AQM) adlandırdılar. 1986--cı ild
cı ildəə AQM
AQM--nun yaradıcıları,
nun yaradıcıları,
Ernst Ruska, Gerd
Ernst Ruska, Gerd Binniq v
Binniq vəə Henri Rorer
Henri Rorer elektron optikas
elektron optikası
ı
ttəədqiqatlarına gör
dqiqatlarına görəə fizika üzr
fizika üzrəə Nobel mükafatına layiq görüldül
Nobel mükafatına layiq görüldüləər.
r.
1986-cı ildə yaradılan ilk AQM
BDU-nun materialların kimyəvi fizikası
kafedrasının laboratoriyasında olan
müasir AQM
AQM – in iş prinsipi maddənin atomları
arasında yaranan əlaqə qüvvələrindən
istifadə etməyə əsaslanır. Çox kiçik
məsafələrdə (təqribən bir anqstrem - 1 Ǻ
= 10–8 см ) atomlar arasında itələmə,
böyük məsafələrdə isə cazibə qüvvəsi
meydana çıxır. Skan edici AQM-də səthi
öyrəniləcək nümunənin atomları ilə onun
üzərində gəzdirilən iynənin atomları
arasında belə qüvvələr yaranır. Adətən
nümunə üzərində yavaş-yavaş
sürüşdrülən almaz iynələrdən istifadə
edirlər. П yayına birləşdirilmiş iynə ilə
səth arasında yaranan F qüvvəsinin
dəyişmələrini D çevrici ilə qeyd edirlər. D
çevricisi kimi optik, tutum və tunel effektli
çevricilərdən istifadə edirlər. Elastik yayın
rəqsləri relyefin hündürlüyü – səthin
topoqrafiyası haqqında və atomlar arası
qarşılıqlı təsirin xüsusiyyətlərini müəyyən
edir.
AQM
AQM--in əsasında mikrozond nazik silisium
in əsasında mikrozond nazik silisium
təbəqə
təbəqə -- konsol durur. Bunu kantilever
konsol durur. Bunu kantilever
adlandırırlar, ingiliscə “cantilever” tir mənasını
adlandırırlar, ingiliscə “cantilever” tir mənasını
verir. Kantileverin (uzunluğu
verir. Kantileverin (uzunluğu –– 500 mkm, eni
500 mkm, eni ––
50 mkm, qalınlığı
50 mkm, qalınlığı –– 1 mkm) sonunda iti uclu
1 mkm) sonunda iti uclu
iynə (hündürlüyü
iynə (hündürlüyü –– 10 mkm, sferik radius
10 mkm, sferik radius –– 1
1
–– 10 nm ) durur. Bu iynənin ucu o qədər
10 nm ) durur. Bu iynənin ucu o qədər
nazikdir ki, orada bir və ya bir neçə atom
nazikdir ki, orada bir və ya bir neçə atom
yerləşə bilir. Mikrozondu nümunənin üzərində
yerləşə bilir. Mikrozondu nümunənin üzərində
gəzdirən zaman (patefonun iynəsinin val
gəzdirən zaman (patefonun iynəsinin val
üzərində hərəkəti kimi) iynə yuxarı
üzərində hərəkəti kimi) iynə yuxarı –– aşağı
aşağı
enib qalxaraq sətin relyefini çəkir. Kantileverin
enib qalxaraq sətin relyefini çəkir. Kantileverin
üzərində güzgü sahə var, hansı ki, lazer
üzərində güzgü sahə var, hansı ki, lazer
şüaları bura düşüb əks olunur. İynə səthin
şüaları bura düşüb əks olunur. İynə səthin
üzərində aşağı enib yuxarı qalxan zaman
üzərində aşağı enib yuxarı qalxan zaman
lazer şüası rəqs edir və kənarlanır. Lazer
lazer şüası rəqs edir və kənarlanır. Lazer
şüasının bu rəqslərini çevrici fotodetektor
şüasının bu rəqslərini çevrici fotodetektor
qeyd edir. İynənin ucunun cəzb edilməsi
qeyd edir. İynənin ucunun cəzb edilməsi
qüvvələrini peyzo çevirici qeyd edir.
qüvvələrini peyzo çevirici qeyd edir.
Fotodetektorun və peyzoçevricinin məlumatları əks əlaqə sistemi nümunənin səthi ilə
Fotodetektorun və peyzoçevricinin məlumatları əks əlaqə sistemi nümunənin səthi ilə
nikrozond arasında sabit qarşılıqlı təsir qüvvələrinin olmasını təmin edir. Nəticədə
nikrozond arasında sabit qarşılıqlı təsir qüvvələrinin olmasını təmin edir. Nəticədə
nümunənin səthinin fəza (3D) relyefini real vaxt anında çəkmək olur. AQM
nümunənin səthinin fəza (3D) relyefini real vaxt anında çəkmək olur. AQM –– in ayırd
in ayırd
etmə qüvvəsi horizontalda adətən 0,1
etmə qüvvəsi horizontalda adətən 0,1--1 nm, vertikalda isə 0,01 nm intervalında ola bilir.
1 nm, vertikalda isə 0,01 nm intervalında ola bilir.
AQM bioloji strukturların öyrənilməsində əvəzsiz cihazdır. Onun üstün cəhəti
odur ki, bu mikroskop üçün nümunələri rəngləmək, hər hansı məhlulda və ya
polimerdə fiksasiya etmək, nişanlamaq və ya ondan nümunə götrməyə
ehtiyac yoxdur.
AQM kəşf olunandan az sonra biofiziklərin, sitoloqların və ümumiyyətlə biolog
tədqiqatçıların diqqətini cəlb etdi. Onlar optik mikroskopla araşdıra bilmədikləri
bioloji strukturları bu mikroskopun köməyilə tədqiq etməyə başladılar.
AQM ilə çox kiçik molekullardan tutmuş hüceyrə orqanlarına,
hüceyrənin özünə, toxumalara qədər bütün strukturları öyrənməyə
imkan verir. Bu mikroskopla hüceyrələrin fizioloji halını dəyişmədən
onları öyrənmək mümkündür.
Standart optik mikroskoplarla adətən hüceyrədən böyük ölçülərdə
informasiyalar almaq olur (500 -1000 nm ). Faza Kontrast və DİC
optic mikroskoplarla hüceyrədaxili strukturları və ya orqanoidləri
izləmək olur. Fluoresent mikroskopla nişanlanmış hüceyrə
komponentlərinin paylanmasını müəyyən etmək olur. Konfokal
mikroskopla səliqə ilə hüceyrədaxili çox dar sahələri və şöbələri
izləyərək orqanoidlər və proseslər haqqında əlavə informasiyalar
almaq mümkündür
Elektron mikroskopu ilə də hüceyrənin tədqiqində böyük nailiyyətlər
Alınmışdır. Lakin Elektron mikroskopunda hüceyrəni canlı halda in
vitro çəraitdə öyrənmək mümkün deyil.
AQM –nun üstün cəhətlərindən biri onun elektik keçiriciliyi olmayan səthlərin də
təsvirini verməsidir. Odur ki, bioloji strukturların təsvirini almaq üçün AQM-dən
rahat istifadə etmək olur.
AQM ilə amin turşu kristallarını və üzvü monotəbəqələri analiz edib şəkillərini
almaq olur. AQM -in biologiyada tətbiq sahələrinə aiddir: DNT və RNT-nin
analizi, zülal-nuklein turşusu komplekslərinin, cromosomların, hüceyrə
membranları, zülal və peptidlərin, molekulyar kristalların, polimer və
biomaterialların, ligand-reseptor birləşmələrinin analizi.
Bioloji nümunələr lizin örtüklü şüşə üzərində və slyuda (mika) substratlarda,
bufer məhlullarda öyrənilir. AQM üçün nümunələr çox az miqdarda tələb olunur.
Yaxşı kontrast təsvirlər almaq və mexaniki təsirləri azaltmaq üçün nümunələrə
kovalent çarpaz birləşmələr və ya ionlar əlavə etmək lazımdır. Bunlar
nümunənin mikroskopun altlığına yaxşı bərkidir. Nümunənin soyudulması da
onun altlığa bərkidilməsinə kömək edir. Lakin bunların hamısı bioloji nümunəyə
təsir edə bilir.
DNT –nin ilk yüksək dərəcədə səlis AMQ təsviri 1991-ci ildə alınmışdır
Nuklein turşularının AQM təsvirlərinin alınması bu sahədə nailiyyətləri xeyli
artırmışdır. Xromosom xəritəsinin çəkilməsi, transkripsiya, translyasiya, və DNT-
nin kiçik molekullarla qarşılıqlı təsirı, məsələn mutagenlərlə, yaxşı oyrənilmişdir.
Hüceyrə biologiyasında araşdırmalar AQM-in ən çox tətbiq
sahələrindən biridir. İndi canlı hüceyrələrin dinamik xarakteristikaları
AQM vasitəsilə dərindən öyrənilir. Eritrositlərin, leykositlərin,
bakteriyaların, epiteli və ürək miositlərinin, biomembranların həqiqi
təsvirlərinin alınmasında AQM əvəzsiz cihazdır.
Bioloji membranlarda ion kanallarının real təsvirləri, Kalsium kanalının
işləmə mexanizmi AQM təsvirlərində real görünür. AQM-in hüceyrə
təsvirləri adətən 20-50 nm tərtibində olur.
Son vaxtları hətta indivudal zülalların, məsələn kollagenin və digər kiçik
molekulların AQM təsvirlərini almışlar.
Hal-hazırda Digital Instruments BioScope sistemlərlə, hansı ki, yüksək
ayirdetmə qabiliyyəti olan AQM ilə optik mikroskopun birləşdirilməsi nəticəsində
alınan sistemlə bioloji strukturların yüksək dərəcədə aydın şəkillərini almaq olur.
AQM ilə nanonyuton tərtibində qüvvələri ölçmək mümkündür. Odur ki, onun
köməyi ilə DNT-nin replikasiyası, zülal sintezi, dərmanların təsiri və liqand-
reseptor qarşılıqlı təsir zamanı molekullararası qarşılıqlı təsir qüvvələrini
ölçmək olur.
AQM bioloji nümunələrin mikromexaniki xüsusiyyətlərini də öyrənməyə imkan
verir. Bioloji strukturların, mebranların, sümüklərin, qığırdaqların elastikliyini,
özülülüyünü ölçə bilir.
Atom Qüvvət Mikroskopunda səthin
Atom Qüvvət Mikroskopunda səthin
topoqrafiyası
topoqrafiyası
Səthin relyefini çəkmək üçün kvant
– mexaniki tunel effektindən də
istifadə edirlər. Tunel effektinin
mahiyyətində iti uclu iynə ilə 1 nm
məsafədə yerləşən səth arasında
olan
elektrik
cərəyanının
məsafədən asılı olaraq dəyişməsi
prinsipi
durur.
İynə
ilə
səth
arasında 10 v gərginlik yaradan
kimi “tunel” cərəyanı 10 nA –dən
10 pA qədər dəyişir.Bu cərayanı
ölçərək və onun qiymətini sabit
saxlamaqla iynə ilə səth arasındakı
məsafəni sabit saxlamaq olar. Bu
səthin
fəza şəklini (3 ölçülü)
almağa imkan verir. Skan Tunei
Mikroskopunda yalnız metalların və
yarımkeçiricilərin səthini öyrənmək
olur
STM –dən atomları hərəkət etdirmək üçün də istifadə etmək olar. Bunun
üçün iynə ilə səth arasında potensialı artırırlar. Bu zaman iynəyə çox yaxın
olan atom iona çevrilir və onun ucuna yapışır. Sonra iynəni hərəkət
etdirərək həmin yapışmış atomu lazım olan yerə gətirmək olur. Müəyyən
olunmuş yerdə potensialı dəyişməklə iynənin ucuna yapişmış atomu
həmin yerə qaytarmaq olur. Beləliklə nümunənin səthində bu üsulla
atomlarla manipulyasiya edərək yazı yazmaq şəkil çəkmək mümkündür.
Bu üsuldan istifadə edərək 1990-cı ildə İBM nanotexnologları nikel
təbəqənin üzərində 35 ksenon atomu ilə öz emblemlərini yazmağa nail
olmuşdular.
Skan zond mikroskopunun köməyi ilə təkcə atomları hərəkət
etdirmək yox həm də onların özü-özünü təşkil etməsini də təmin
etmək olar. Məsələn, tutaq ki, metal təbəqə üzərində tərkibində
tiol molekulları olan su damcısı var. Mikroskopun zondu ilə tiol
molekulunun iki karbohidrat quyruğun təbəqədən yuxariya doğru
istiqamətləndirərək metal təbəqəyə yapışmış nazik tiol təbəqəsi
yaratmaq mümkündür.
Skan Zond Mikroskopları tətbiq edilən zondun tipinə görə müxtəlif olur:
1. Skan Tunel Mikroskopu (STM). Metal iynə ilə keçirici təbəqə arasında tunel
keçidlərinin yaranması zamanı yaranan elektrik cərəyanının ölçülməsinə
əsaslanır. Bu cərayanın dəyişməsi səthin topoqrafiyasını çəkməyə imkan verir
2. Skan Qüvvət Mikroskopu (SQM). Zond kimi elastik konsola birləşdirilmiş
mikroucluqdan istifadə edilir. SQM-də iynə ilə səth arasında yaranan qüvvə
ölçülür. Bu mikroskop elə AQM kimidir. Lokal qarşılıqlı təsir qüvvələrinin
dəyişməsi və qiyməti həmin yerin xüsusiyyətini aydınlaşdıra bilir
3. Skan Elektrokimya Mikroskopu (SEM). Elektolit məhlullarda ayrı-atrı atomları
görməyə imkan verir
4. Skan Yaxınməsafəli Optik Mikroskop (SYOP) – Eni 50 nm olan optik şəkilləri
almaq üçün işlədili
5. Skan Elektrik Tutum Mikroskopu (SETM) – 500 nm ayırdetmə ilə elektrik
tutumunun variyasiyalarını qeyd etməyə ısaslanır.
6. Skan İstilik Mikroskopu (SİM) – eni 50 nm olan sahədə temperatur
düşkülərini qeyd etməklə həmin sahənin topoqrafiyasını verir
7. Skan Kontaktsız Mikroskop (SKM) – 5 nm ayirdetmə ilə cazibə qüvvəsini
qeyd etmə rejimi ilə işləyir və səthin şəkilini görməyə imkan verir
8
. Maqnit qüvvət mikroskopu (MQM) – 100 nm –dən aşağı maqnit
domenlərinin qeyd edilməsinə əsaslanır
9. Sakan Sürtünmə Mikroskopu (SSM) – Sürtünmə qüvvəsini
qeyd etmə rejimi ilə atomun təsvirini alır
10. Elktrostatik Qüvvət Mikroskopu (EQM) – elementar elektrik
yüklərini qeyd etməyə əsaslanır
11. Skan Qeyri-elastik Tunelləmə Mikroskopu (SQTM) –
Molekulların fonon spektrlərini STM ilə qeyd edilməsi
12. Lazerlə idarə olunan Skan Tunel Mikroskopu – Tunel keçidləri
oblastında işığın qeyrixətti çevrilmələrinin köməyilə təsvirləri alır
13. Ballastik Elektronların Emissiyası Mikroskopu – Nanometr
ayırdetmə miqyasında Şottki maneələrinin öyrənilməsinə
əsaslanan mikroskop
14. Fotoemissiya inversiyalı qüvvət mikroskopu – bir nanometr
tərtibli lyuminisent spetrlərin qeyd edilməsinə əsaslanan
mikroskop
15. Yaxın məsafəli akustik Mikroskop – 10 nm ayıretmə ilə
a.ağıtezlikli səslərin qeyd edilməsinə əsaslanan mikroskop
AQM
AQM ––da hansı materialları və obyektləri tədqiq
da hansı materialları və obyektləri tədqiq
etmək olur
etmək olur
Polimerl
Polimerləərr
Metallar
Metallar
Lifl
Lifləər
r –
– tük, sintetik lifl
tük, sintetik lifləər,
r,
nanoborular
nanoborular
Hiss
Hissəəcikl
cikləər
r -- mikrohiss
mikrohissəəcikl
cikləər,
r,
nanohiss
nanohissəəcikl
cikləər, kvant nöqt
r, kvant nöqtəəlləəri
ri
S
Səəthd
thdəə kovalent rabit
kovalent rabitəə yaradan
yaradan
molekullar
molekullar -- m
məəssəəlləən, özü
n, özü--özünü
özünü
ttəəşkil ed
şkil edəən birlaylı t
n birlaylı təəb
bəəq
qəəlləərr
S
Səəthd
thdəə kovalent rabit
kovalent rabitəə yarada
yarada
bilm
bilməəyyəən molekullar
n molekullar -- m
məəssəəlləən,
n,
nuklein turşuları, zülallar v
nuklein turşuları, zülallar vəə
dig
digəərl
rləəri
ri
Minerallar
Minerallar
Langmuir
Langmuir--Blodgett t
Blodgett təəb
bəəq
qəəlləəri,
ri,
ikiqat lipid t
ikiqat lipid təəb
bəəq
qəəlləəri
ri
Hüceyr
Hüceyrəəlləər
r –
– heyvan v
heyvan vəə bitki
bitki
hüceyr
hüceyrəəlləəri, bakteriyalar, viruslar
ri, bakteriyalar, viruslar
Bitki orqanlarının s
Bitki orqanlarının səəthi
thi-- m
məəssəəlləən
n
yarpaqlar, meyv
yarpaqlar, meyvəəlləər v
r vəə s.
s.
Kağız
Kağız
Bakteriyanın səthi
Aəcaqanadın gözü
DNT molekulları
Yaponiyanın Oski Universitetinin
Yaponiyanın Oski Universitetinin
ttəədqiqatçıları b
dqiqatçıları bəərk materialların
rk materialların
ssəəthind
thindəə ayr
ayr--ayrı atomları
ayrı atomları
mü
müəəyy
yyəən etm
n etməək üçün metod
k üçün metod
işl
işləəmişl
mişləər. Bu m
r. Bu məəqs
qsəədl
dləə onlar
onlar
yeni tip AQM yaratmışlar. Bu
yeni tip AQM yaratmışlar. Bu
mikroskopda zondun s
mikroskopda zondun səəthd
thdəə
g
gəəzdirilm
zdirilməəsi zamanı cazib
si zamanı cazibəə vvəə
it
itəəlləəm
məə qüvv
qüvvəəlləərinin köm
rinin köməəyil
yiləə
onun r
onun rəəqs etm
qs etməəsi
si
((kənarlanması) say
) sayəəsind
sindəə ssəəthd
thdəə
olan müxt
olan müxtəəlif atomları bir
lif atomları bir--
birind
birindəən ayırd etm
n ayırd etməək olur.
k olur.
Ə
Əvv
vvəəlllləər bunu nümun
r bunu nümunəəni h
ni həədd
ddəən
n
artıq soyutmaq yolu il
artıq soyutmaq yolu iləə edirdil
edirdiləər.
r.
Yaponların t
Yaponların təəklif etdiyi AQM
klif etdiyi AQM--d
dəə
is
isəə bunu adi temperaturlarda da
bunu adi temperaturlarda da
etm
etməək olur. Ş
k olur. Şəəkild
kildəə göy r
göy rəəngl
ngləə
qalay atomları, salat r
qalay atomları, salat rəəngind
ngindəə
qurğuşun v
qurğuşun vəə qırmızı r
qırmızı rəəngl
ngləə
silisium atomları göst
silisium atomları göstəərilmişdir
rilmişdir
• AQM-in prinsipial üstünlüklərindən biri də onun vakumda, adi havada və
mayelərdə istifadə oluna bilməsidir. Bunun üçün maye nümunə müəyyən
bir qabda olmalıdır. Bəzi hallarda elə nümunə yerləşdirilən altlığa bir damcı
maye yerləşdirmək kifayətdir. Üzvü mayelərdən də istifadə etmək olur.
• AQM- də şəkilin alınması təqribən yaxşı hallarda 5-10 dəqiqə çəkir. Bir
nümunəni tam analiz edib onun təsvirlərini almaq 1 saata yaxın vaxt
aparır. Beləliklə 1 iş günü ərzində 6 -8 nümunənin təsvirlərini almaq olar.
• Nümunənin ölçüləri nə qədər olmalıdır? Adətən nümunənin hündürlüyü 2
sm-dən az, diametri isə 5 sm tərtibində olmalıdır. Bu yuxarıdan aşağı
modellər (mikroskop nümunə üzərində durur) üçün rahatdir. Yadda
saxlamaq lazımdır ki, AQM ayırdetmə qabiliyyəti yüksək olan bir cihazdır.
Odur ki, o ölçüləri kiçik olan (adətən 100X100 mkm) nümunələri skan
etmək üçündür. Beləliklə nümunənin tipik ölçüsü 8mm x 8mm x 1mm,
maksimum 15 mm diametri ola bilər.
• Nümunələri necə hazırlamalı? İstənilən bərk maddə AQM üçün qəbul
ediləndir. Toz halında (pudra) nümunələr isə AQM üçün problem yaradır.
Nümunə altlığının üzərində belə nümunələr zond hərəkət edərkən dağıla
bilir. Odur ki, belə toz halında olan maddələri suda həll edib slyuda təbəqə
üzərində təkrar qurutmaq lazımdır. Bu zaman toz hissəcikləri slyudaya
yapışır. Çox hallarda isə hissəcikləri membranda, polimerdə və dispersiya
mühitində yerləşdirməklə nümunələr hazırlanır.
Yadda saxlayın AQM səthin topoqrafiyasını, relyefini, xüsusiyyətlərini
araşdırmaq üçün Yaradılan cihazdır. Odur ki, araşdırılan nümunələrin
səthi çox təmiz olmalıdır. Təssəvvür edin əgər qlınlığı 3 mm olan nümunənizin
səthində 3 nm qalınlığında çirkolarsa onda onun səthində siz heç nə görə
bilməyəcəksiniz
Tək atomu AQM –də necə görmək olar? Bu mümkündürmü?
3 şeyi yadda saxlayın
1. Adi cisimlər kimi Atomun şəklini görmək elə də asan məsələ deyil.
2. Atomun şəklini görmək üçün nümunə, zondun iynəsi yüksək dərəcədə
keyfiyyətli olmalı, kənar təsirlər (AQM duran yerdə temperatur, hava axını,
vibrasiya və s.) minimum olmalıdır.
3. Atomların şəklini almaq elə də lazımlı deyil
AQM və eləcə də digər STM, STEM və s. mikroskoplar ümumilikdə Skan
Zond Mikroskopları ailəsinə mənsubdur. Skan Zond Mikroskopu ilə
1. Maddənin səthində olan atom və molekul strukturları görmək olur,
onlara təsir edərək manipulyasiya etmək olur. STM –in və AQM-in fəza
ayırdetmə qüvvəsi bəzi hallarda nanometrin mində birindən böyük
olur.
2. Səthlərin strukturunu və xüsusiyyətlərini (mexaniki, elektrik və
elektron, və s.) müxtəlif mühitlərdə -havada, təmiz mayelərdə və
məhlullarda, vakumda öyrənmək olar
3. Əyani təsvirlər almaq olur
AQM
AQM--in sxematik qurulu
in sxematik quruluşu
şu
(a)
(a) Kantilever
Kantilever –
–ucluq, peyzoelektrik boru,
ucluq, peyzoelektrik boru,
skaner, optik s
skaner, optik səəpilm
pilməə sistemi v
sistemi vəə komputer
komputer
ttəəsviri
sviri.
. (b)
(b)Konus formalı ucluğun
Konus formalı ucluğun
müqayis
müqayisəəsi, ucluğun radiusu 5 nm v
si, ucluğun radiusu 5 nm vəə GroES
GroES
molekul
molekul
AQM –in 3 tip işləmə üsulu
var
Kotakt
üsulu
Fırlanma –
addımlama
üsulu
Qeyri kontakt
üsulu
Lazer şüası ücluğun kənarlanmasını (rəqsini) ölçür
Peyzoelektiklə əks əlaqə skan qüvvəni sabit saxlayır
Ucluq bir neçə nm amplituda ilə ossilyasiya edir.
Tezlik adətən 50 – 400 kHz olur
Toxunma amplitudun max.qiymətlərində baş ver
Nümunə aşağı yuxarı qalxır və bu zaman amplitud
sabit qalır
Ucluq bir neçə nm amplituda ilə ossilyasiya edir.
Tezlik adətən 50 – 400 kHz olur
Ucluq səthdən həmişə 5-10 nm hündürdə qalır
Nümunə aşağı yuxarı qalxır və bu zaman amplitud
sabit qalır
Bu yumşaq materiallar üçün yaxşıdır
Müxtəlif üsullarla alınan şəkillər
Nanoboru ucluğun yaradılması texnikası solda
Nanoboru ucluğun yaradılması texnikası solda
göst
göstəərilmişdir
rilmişdir
M
Məərh
rhəəlləəlləərr:: hamarlanma, m
hamarlanma, məəsam
saməənin
nin
formalaşdırılması, catalizatorun yerl
formalaşdırılması, catalizatorun yerləəşdirilm
şdirilməəsi
si
vvəə CVD nanoborunun daxil edilm
CVD nanoborunun daxil edilməəsi. Sağda
si. Sağda
aşağıdakı ş
aşağıdakı şəəkil
kil -- nanoborunun böyüdülm
nanoborunun böyüdülməəsinin
sinin
20 nm miqyasında görünüşü
20 nm miqyasında görünüşü
,,
CVD nanoboru uçluğun
səthdən
böyüməsi
a) Sətdən böyümənin
sxematik quruluşu,
hansı ki, nano boru
pramidanın səthində
böyüyür
b) Tək birdivarlı nanoborunun
TEM şəkili,
səthin böyüməsi yolu ilə
uçluğun alınması
Miqyas 10 nm-dir
Sərbəst M13ss DNT-nin
AQM təsviri
DNT E.Coli bakteriyasından
götürülmüşdür
Ferritin molekulu suda
MAC Mode tipi ilə təsvir alınmışdır
Skan ölçüsü: 1 μm x 1 μm.
Adenovirus hissəcikləri
Atsuko Negishi tərəfindən çəkilib
(UNC-CH). DNT də görünür
CHO
CHO fluresensiya mikroskopu
fluresensiya mikroskopu
ilə təsvir
ilə təsvir..
CHO A
CHO AQ
QM
M təsviri
təsviri
CHO
CHO hüceyrələri
hüceyrələri
S
Skkan
an ölçüsü
ölçüsü: 82 μm.
: 82 μm.
İnsanın ağ ciyərində xərçəng
İnsanın ağ ciyərində xərçəng
hüceyrəsi
hüceyrəsi
S
Skkan
an ölçüsü
ölçüsü: 45 μm.
: 45 μm.
Straphylococcus aureus.
Straphylococcus aureus.
S
Skkan
an ölçüsü
ölçüsü: 15 μm.
: 15 μm.
Escherichia coli.
Escherichia coli.
S
Skkan
an ölçüsü
ölçüsü: 15 μm.
: 15 μm.
DİQQƏTİNİZƏ
GÖRƏ
MİNNƏTDARAM!
Dostları ilə paylaş: |