Encontrar uma técnica simples e conveniente que combinasse medidas estruturais do nanoscale e a identificação química foi um objetivo indescritível.
Com os instrumentos analíticos actuais, a definição espacial é relação demasiado baixa, de relação sinal-ruído demasiado deficiente, preparação da amostra demasiado complexa ou tamanho da amostra demasiado grande ser do bom serviço.
Agora, os pesquisadores nas Universidades de Illinois demonstraram um método para a caracterização estrutural e química simultânea das amostras a nível do femtogram (um femtogram é um quadrillionth de um relvado) e abaixo.
A técnica de medida combina a definição extraordinária da microscopia atômica da força e a identificação química excelente da espectroscopia infravermelha.
“Nós demonstramos que imagem lactente, a extracção e a análise química de amostras do femtogram podem ser conseguidas usando uma ponta de prova caloroso do modilhão em um microscópio atômico da força,” dissemos William P. Rei, um Erudito da Faculdade de Kritzer e professor da engenharia mecânica.
O Rei e os colegas descrevem a técnica em um papel aceitado para a publicação na Química Analítica do jornal, e afixado em seu Web Site.
As dobradiças novas da técnica em cima de um modilhão especial do silicone sondam com um calefator-termômetro integrado. A temperatura de ponta do modilhão pode ser precisamente controlada sobre uma variação da temperatura de 25 a 1.000 graus Célsio.
Usando a ponta de prova do modilhão, os pesquisadores enlatam selectivamente a imagem e extraem uma amostra muito pequena do material a ser analisado. A massa da amostra pode ser determinada por uma técnica da ressonância do modilhão.
Para analisar a amostra, a temperatura do calefator é levantada para ligeira acima do ponto de derretimento do material da amostra. O material é analisado então por Raman complementar ou Fourier transforma a imagem lactente espectroscópica infravermelha, que fornece uma caracterização molecular das amostras para baixo ao nível do femtogram nas actas.
“Fourier transforma o infravermelho e a imagem lactente espectroscópica de Raman tornou-se comum nos últimos cinco a dez anos,” disse Rohit Bhargava, um professor da tecnologia biológica. “Nosso método combina a microscopia atômica da força com a imagem lactente espectroscópica para fornecer os dados que podem ràpida ser usados para análises espectrais para tamanhos da amostra excepcionalmente pequenos.”
Para limpar a ponta para reusar, a ponta é caloroso bem acima da temperatura da amostra - uma técnica da decomposição similar àquela usada em fornos da auto-limpeza.
“Desde Que a ponta pode ser caloroso a 1.000 graus Célsio, a maioria de materiais orgânicos podem prontamente ser vaporizados e removido desse modo,” o Rei disse.
Como uma demonstração da técnica, os pesquisadores fizeram a varredura de uma parte de parafina com sua ponta de prova, e removeram uma amostra para a análise. Usaram então Raman e Fourier transforma a espectroscopia infravermelha para analisar quimicamente a amostra. Após a análise, a parafina foi removida pela decomposição térmica, permitindo reusar da ponta de prova.
“Nós antecipamos esta aproximação ajudaremos a construir uma ponte sobre a diferença entre a análise estrutural do nanoscale e a espectroscopia molecular convencional,” o Rei disse, “e de um modo extensamente útil à maioria de laboratórios analíticos.”
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