Een team van onderzoekers van Justus Liebig University Giessen heeft een manier gevonden om de beelden van topologisch complexe 3D-moleculen die zijn gemaakt met behulp van atomaire krachtmicroscopie (AFM) drastisch te verbeteren. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven , de groep beschrijft de eenvoudige aanpassing die ze hebben gedaan aan de procedure die de resolutie van de AFM sterk heeft verbeterd.

Het is bijna een decennium geleden dat de AFM werd geïntroduceerd, waardoor onderzoekers afbeeldingen van afzonderlijke moleculen kunnen maken en beter kunnen begrijpen hoe moleculen worden geassembleerd. Maar de techniek lijdt aan een groot gebrek:het werkt alleen op bijna platte moleculen. Die moleculen met complexere 3D-kenmerken worden slechts gedeeltelijk duidelijk gevisualiseerd. De reden is dat de punt van de sensor oscilleert op een vaste afstand van het bestudeerde molecuul. Dit betekent dat alleen de delen van het molecuul die zich het dichtst bij de sensor bevinden, duidelijk worden gevisualiseerd. Logica heeft gesuggereerd dat de manier om dit probleem op te lossen is om de punt van de sonde op en neer te bewegen langs een pad dat de topologie van het molecuul nabootst. Maar een dergelijke benadering is ongrijpbaar gebleken. De heuvels en valleien in realtime volgen en de punt precies de juiste hoeveelheid verplaatsen, tot nu, onhoudbaar geweest.

Om de problemen te overwinnen die inherent zijn aan het volgen van de contouren van een molecuul, de onderzoekers wendden zich tot de scanning tunneling microscope (STM). Het wordt ook gebruikt om afbeeldingen op moleculair niveau te maken, maar gebruikt daarvoor een andere aanpak. AFM gebruikt krachten van het onderzochte oppervlak om de sensorpunt op de juiste afstand te houden voor beeldvorming:STM, anderzijds, maakt gebruik van de tunnelstroom die door het vacuüm stroomt dat bestaat tussen de sensortip en het bestudeerde molecuul. De onderzoekers kwamen op het idee om de tunnelstroom van STM te gebruiken om de punt van de AFM-sensortip te geleiden - deze op en neer bewegend in de pas met de contouren van het bestudeerde molecuul.

De onderzoekers melden dat hun eenvoudige aanpassing resulteerde in beelden van 3D-moleculen die even scherp zijn voor complexe moleculen als voor diegene die meestal plat zijn.

© 2019 Wetenschap X Netwerk