원자현미경 전자현미경 비교 and biomolecule imaging by AFM

소개글

원자현미경 전자현미경 비교 and biomolecule imaging by AFM에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.원자현미경과 전자현미경의 비교

2.biomolecule imaging by AFM

3.SThM

본문내용

우 독성물질을 내므로 이 포자를 연구하여 증식을 억제하는 물질을 개발하는 데 연구결과는 사용될 수 있을 것이다.
또한 앞서 잠시 언급한 바와 같이 탄성력을 떨어뜨리는 물질을 개발하여서도 증식을 억제시키수 있을 것이다.
반면 Aspergillus nidulans는 하등한 진핵생물이지만 무성과 유성생활사를 모두가지고 있고 원핵생물의 원시적 기작과 고등생물의 정교한 기작을 둘 다 가지고 있는 것으로 생각되어 이 곰팡이균에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 간단한 합성배지에서도 잘 생장하고 비교적 간단한 생활사를 가진다. 따라서 유전자 조작(manipulation)을 통해 유용한 물질을 생산할 수 있는 공장 역할도 할 가능성이 높다. 번식력이 높지만 그러나 성장하는 데 장애가 될 수 있는 구조 인 포자의 견고한 세포벽을 제거한다면 더 빠른 생장속도를 나타낼 것이 될 것이다. 따라서 rodlet층 밑에 존재하는 아주 딱딱한 층에 대한 연구를 기계적인 특성을 연구하는데 이 연구의 결과는 사용되어 질 수 있다.
마지막으로 gene rod A 가 rodlet 층의 돌연변이 가장 큰 영향을 미칠 가능성이 있다는 것을 이 연구 결과를 통해 알 수 있었다. 이는 rodlet gene의 염기서열을 변화시켜 포자의 physical한 특성을 변화 시킬 수 있는 가능성을 제시해줬다는 데 의미가 있다.
3.Scanning Thermal Microscopy(SThM)
SThM(Scanning Thermal microscopy)는 STM 과 AFM 기술에 근간을 두고 있다. 열 현미경에 기초를 둔 STM의 핵심 요소는 높은 해상도로 열적 지도(heat mapping)를 얻기 위해 필요한 민감성과 공간에 대한 해상도를 제공하는 매우 작은 열탐침이다. 처음으로 SThM이 발표되었을 때 Williams 와 wickamasinghe와 Dransfeld 와 Xu 는 전통적인 금속성 tip을 절연체에 의해 분리되는 다른 내부와 외부의 전도물(도체인)인 1과 2의 결합에 의해 tip 꼭대기에서생산되는 열전지 센서로 교체했다.(Fig.1) 이 열전지 센서는 (일정한 온도에서 reference-junctuon을 유지하는 표준기술에 의해 작동되는 ) 그것이 샘플의 표면을 가로질러 좌우로 스캔이 될 때 국부적인 온도를 원격적으로 감지하는 수단을 제공하는 온도에 의존적인 전압을 발생시킨다. 이런 고전적인 STM과 반대로 feed-back-loop를 probe 의 수직 tip 위치에 (즉 일정하게 흐른 전류보다는 probe와 지속적인 열 흐름을 유지하기 위해 샘플 사이의 거리) 맞춰났다. 이런 작동 모드는 열을 주지 않으나 표면의 형태 이미지를 제공한다. 열지도를 작성하기 위해 샘플이나 tip은 데워져야 한다. 만약 예를 들어 sample의 가열에서 기인한 온도 변화가 probe와 샘플 사이의 온도차이와 비교하여 작다면, 그리고 동시에 독립적인 지형표면의 이미지와 온도가 획득 될 수 잇따. 이 probe는 w1주파수로 수직방향으로 진동한다. (온도 변화나 열의 소음 문제를 피하기 위해) 반면에 샘플 온도는 주파수 w2로 조절되는 데 이는 w1(feed-back-loop)의 주파수 대역 밖의 주파수를 의미한다.
앞서 설명된 STM의 배열의 일반적인 단점은 시료표면의 형태와 온도의 윤곽이 동시에 측정되어질 때 이런 실험을 위해선 전기가 통할 수 있는 표면이 필요하다는 것이다.
Tunneling current 는 또한 팁과 샘플의 거리를 조절할 필요가 있는 반면에 열전압은 온도 지도를 감시한다.
AFM 원리에 기반을 SThM은 이런 단점을 피했다. 그러므로 AFM 체계는 전자적인 수행과 비전자적인 수행표면이 열로 scan될 수 있다. 그리고 force feed back 통제 시스템은 많은 센서의 작동원리를 간섭하지 않도록 하였다. Fig.2는 AFM에 기초한 SThM set-up 그림을 보여준다. 온도센서는 고전적인 AFM에서 금속 Tip를 대체 시켰다. AFM은 샘플이나 팁탐침을 움직이는 piezoelectric 작동장치와 cantilever에 올려진 날카로운 팁과 cantilever(이는 팁을 샘플 가까이로 가져다 주고)로 이뤄져 있다.
probe와 sample 간의 원자 간의 힘에 의해 cantilever는 휘어지고 휨정도에 따라 레이져가 반사되는 각도가 달라지게 되고 이는 감광장치(photodeter)에 전달되어 샘플 표면의 영상이 만들어지게 된다.
이런 원리는 동일하게 적용된다. 다만 SThM의 핵심은 미세한 온도 감지센서와 샘플과 열탐침 사이의 온도차이이다. 예전의 전통적인 STM/AFM은 이런 온도 차이를 피해야 했지만 요즘의 발달된 SThM은 아니다. 현 SThM의 Tip은 thermocouple juntion, eletric resistance bimetallic tip 세가지 종류가 있다.
Thermocouple 탐침은 비슷하지 않은 다양한 도체들로 만들어졌다. 그리고 resistive thermal probe는 저항에 따른 충분히 큰 온도계수를 나타내는 것을 cantilever 구조에 집어 넣어 만들 것이다. 마지막 세 번째 bimetallic tip은 레이져 spot이나 저항열을 tip strip에 쬐여주면 bimetallic cantilever가 수직적인 방향으로 변형이 일어나는 것을 이용한 것이다.
Reference
식품미생물학(강성희 윤재영 공저) 형성출판사
균학회소식, 7권, 1호,
Thermochimica Acta 310(1998) 1- 17 : sub-micrometer thermal physics- An overview on SThM technics
http://ksemt.com/down/semtem.htm
http://myhome.naver.com/gushin8901/text.htm#2
http://composites.hanyang.ac.kr/afm/intro/intro.htm
http://www.psia.co.kr/
http://www.pubmedcentral.gov/picrender.fcgi?tool=pmcentrez&blobtype=pdf&artid=546822

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원자현미경,   전자현미경,   imaging,   AFM,   biomolecule,   SThM