ادامه مطلب ........

  

   همانطور که در جدول زیر مشاهده می کنید AFM  دارای مزایای زیادی نسبت به سایرین است که آنرا مورد علاقه محققین قرار داده.

   AFM قادر است به راحتی تصویری سه بعدی با کیفیت بالا تهیه نماید در صورتیکه نیاز به فراهم آوردن نمونه زیاد با قیمتهای بالا نیست.

   تصویر برداری در هر شرایط دمایی - مایعات - عوامل موجود محیطی همگی قابل کنترل و امکان پذیر می باشد.  AFM طی دهه گذشته پیشرفتهای چشمگیری داشته است.

مقایسه AFM  با سایر تکنیکهای میکروسکپی :

  AFM TEM SEM Optical
Max resolution Atomic Atomic 1’s nm 100’s nm
Typical cost
(x $1,000)
100 – 200 500 or higher 200 – 400 10 – 50
Imaging Environment air, fluid, vacuum, special gas vacuum vacuum air, fluid
In-situ Yes No No Yes
In fluid Yes No No Yes
Sample preparation Easy Difficult Easy Easy

 

Magnetic A/C imaging of pUC 19 DNA

   این تصویر که با AFM گرفته شده تعداد زیادی از پلاسمید های puc 19 DNA از باکتری معروف E.Coli را نشان میدهد. هر کدام از پلاسمیدها یک مولکول دو رشته ای حلقوی از DNA است که ۲۶۸۶ جفت باز را در طول خود داراست.

   این تصویر در محلول ۱۰ میلی مولار  Tris-EDTA  گرفته شده است.

کتابخانه تصاویر گرفته شده با AFM                             کاربردهای AFM در علوم مختلف

 

نویسنده : Mehr
AFM چیست ؟

 

   علامت اختصاری AFM از Atomic Force Microscopy  یا  Atomic Force Microscope  گرفته شده و به معنی میکروسکوپی است که از نیروی یونی و رانش اتمها در جهت ساخت تصویر مجازی از سطح جسم بهره می جوید و اغلب "چشم نانوتکنولوژی" نامیده می شود.

   همچنین AFM را به  SPM  یا  Scanning Probe Microscopy  که یک تکنیک تصویر برداری میکروسکوپی با رزولوشن بالا است که می تواند از ابعاد کوچکی به اندازه شبکه اتمها تصویری بزرگ و قابل رویت بسازد ، ارجاء داده می شود.

این تکنیک به محققین این امکان را می دهد تا بتوانند دستکاری هایی را در ابعاد اتمی و مولکولی بروی اشیاء داشته باشند.

 

AFM چگونه کار می کند؟

   دستگاه از یک سوزن اتمی (منظور از اتمی یعنی نوک سوزن دارای فقط یک اتم یا چند اتم باشد) ، پایه ای که سوزن بروی آن نصب شود    (Cantilever) ، یک دستگاه تاباننده اشعه لیزر و یک ردیاب نوری یا Photo detector که بازتاب لیزر را بعد از برخورد به پایه ردیابی و ثبت کند.

 

طرز عمل:

    هنگامی که جسم مورد نظر بروی این دستگاه برای اسکن شدن نصب می شود و سوزن روی آن قرار می گیرد بر اثر حرکت جسم و نیروهای یونی دفع کننده که بین نوک سوزن و مسیر اسکن وجود دارد سوزن و پایه بالا و پائین می رود. این در حالی است که مسیر لیزر بازتاب شده بروی دتکتور بر حسب بر آمدگی ها و فرو رفتگی های روی جسم با بالا و پائین رفتن پایه تغیر کرده و تصویر توپوگرافی از سطح جسم در مونیتور نقش می بندد. دقت این تصویر برداری ، دقتی در حد اتم است.

     STM =Scanning Tunneling Microscopy را جد AFM می دانند که در سال 1981 توسط G.Binnig   و H.Rohrer  اختراع شد. این دو دانشمند در سال 1986 جایزه نوبل فیزیک را برای این اختراشان (AFM) با هم قسمت کردند.

   اشکالی که در STM   وجود داشت این بود که این میکروسکوپ نمی توانست از سطوح چند تکه تصویربرداری کند. AFM دارای وسعت عمل در تصویر برداری از سطوح یکپارچه و همچنین چند تکه است.

 

   امروزه استفاده های زیادی از AFM در ابعاد مولکولی و اتمی در رشته های علوم نانو و نانوتکنولوژی می شود. این موضوع به ما کمک می کند که واکنشها را در سیستمهای مختلف بررسی دقیقتر کرده و باعث اکتشافات جدید در زمینه های نانوتکنولوژی ، بیوتکنولوژی ، علوم زیستی ، علوم مواد ، بیوفیزیک و علوم پلیمر گردد.

 

ادامه در شماره بعد ......

 

نویسنده : Mehr
تاریخچه HPLC

 

      پیش از دهه 1970 روشهای بسیار کم و غیر قابل اعتمادی جهت کروماتوگرافی در آزمایشگاههای دانشمندان وجود داشت.

      در طول دهه 1970 بیشتر جداسازی مواد شیمیایی توسط روشهای متعددی انجام می شده که شامل کروماتوگرافی ستونی ، کروماتوگرافی کاغذی و کروماتوگرافی لایه نازک بوده است. بهر حال این تکنیکهای کروماتوگرافی جهت شناسایی و تعین غلظت بین مواد مشابه و یکسان کافی نبود.

      در این حین استفاده از روش کروماتوگرافی مایع تحت فشار برای کاهش زمان جداسازی رواج پیدا کرد و کاهش زمان خالص سازی ترکیبات بروش کروماتوگرافی ستونی انجام شد.

 

      به هر حال شدت جریان مایع درون این ستون ثابت و پایدار نبود و مدتها این سوال مطرح بوده که بهتر نیست این شدت جریان یا فشار ثابت باشد ؟ ( از کتاب شیمی تجزیه ، جلد 62 ، شماره 19 ، یکم اکتبر 1990 ).

      توسعه کروماتوگرافی مایع با فشار بالا در اواسط دهه 1970 انجام شد و پیشرفت و تکامل آن مقارن شد با تکامل مواد پک شده درون ستون کروماتوگرافی و همچنین ردیابهای اتوماتیکی که می توانستند بصورت آنلاین مقدار عبور مایع را محاسبه نمایند.

      در اواخر دهه 1970 ، روشهای جدیدی شامل کروماتوگرافی مایع با فاز معکوس این امکان را فراهم کرد تا جداسازی ترکیبات بسیار مشابه ، عملی گردد. در دهه 1980 ، بطور رایجتری از HPLC  برای جداسازی ترکیبات شیمیایی استفاده می شده است.

     تکنیکهای جدید روشهای جداسازی ، شناسایی ، خالص سازی و محاسبه مقدار را متفاوت از گذشته توسعه داد. همچنین برای تسهیل در کار HPLC  ، کامپیوتر و اتوماسیون به سایر روشها اضافه گردید.

      به مرور تکامل انواع ستونها ، تولید ستونهای بسیار باریک ، ستونهای پیوسته باعث سرعت در کار HPLC  گردید. در دهه گذشته شاهد ظهور میکرو ستونها و ستونهای تخصصی شده برای  HPLC  بوده ایم. قطر معمول میکروستونها یا ستونهای مویی شکل ، حدود µm  3  تا   µm  200 دارد.

      طول ستونهای HPLC سریع ،  کمتر از ستونهای HPLC  معمولی و برابر mm  3  است و در بخشهای بسیار کوچک در دستگاه HPLC  جاسازی می گردند.

      هر چند که امروزه HPLC مورد توجه تحقیقات بیوتکنولوژیکی ، شیمیایی و بیوشیمیایی و همچنین صنایع داروسازی است اما این موارد فقط   50 درصد  استفاده کنندگان HPLC  را نشان میدهد. ( از کتاب شیمی تجزیه ، جلد 62 ، شماره 19 ، یکم اکتبر 1990 ).

 

      در حال حاضر از HPLC در صنایع آرایشی ، غذایی ، تولید انرژی و صنایع زیست محیطی استفاده می شود.

 

نویسنده : Mehr