研究人员开发一种提高原子力显微镜成像技术的新方法
贝克曼先进科技研究所的研究人员开发出一种新方法，提高使用原子力显微镜纳米级化学成像的检测能力。这些改进降低了与显微镜相关的噪声，提高了可研究样品的精度和范围。该研究发表在《自然通讯》上。
原子力显微镜用于扫描材料表面，生成其高分辨率图像，但该技术无法轻易识别分子成分。研究人员此前已经开发出一种结合原子力显微镜和红外光谱的技术，称为AFM-IR。AFM-IR显微镜使用悬臂，也就是一端连接到支架上的光束，另一端连接到尖端的光束，通过照射红外激光测量样品引入的细微运动。样品对光的吸收使其膨胀并使悬臂偏转，产生红外信号。
虽然该技术被广泛使用，但其性能具有局限性，问题是有未知的噪声源，限制了数据质量。
研究人员创建了一个理论模型，以了解仪器工作原理，从而确定噪声源。此外，他们还开发了一种以更高精度检测红外信号的新方法。
悬臂偏转容易受到噪声的影响，随着偏转的增加，噪声会变得更严重，研究人员没有检测悬臂偏转，而是使用压电组件保持零偏转。通过向压电材料施加电压，可以保持低偏转和低噪声，同时记录编码在压电电压中相同化学信息。
研究人员没有移动悬臂，而是利用压电晶体的移动记录红外信号。这是第一次人为控制压电致动器检测信号。其他研究人员通过使用更复杂的检测系统解决噪声等挑战，而这些系统并没有解决与AFM-IR相关的潜在问题。
由于噪声问题，人们只能使用这种技术来测量具有强信号的样品，研究人员说，随着灵敏度的提高，可以对体积较小的样品成像，例如细胞膜。
除了测量更多样化的样品，研究人员还希望使用这种技术测量较小的样品量。
这项新开发技术是令人兴奋的。该研究小组对使用这种技术了解复杂表面上的蛋白质变形特别感兴趣。
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