Jens Müller, Dissertation, Fachbereich Physik der Universität Hamburg, 2000
Schlagwörter: Rasterkraftmikroskopie
PACS:
Wir stellen ein neuartiges Kryo-Rasterkraftmikroskop vor, welches speziell für die Charakterisierung weicher, durch Schockgefrierung immobilisierter biologischer oder chemischer Proben konzipiert wurde. Die Möglichkeit des Betriebs im Nichtkontaktmodus erlaubt ein hochaufgelöstes, deformationsfreies Abbilden im Ultrahochvakuum (UHV). Das Kraftmikroskop ist in eine UHV-Anlage integriert, welche aus einer Probenschleuse, einer Präparationskammer und einer Analysekammer besteht. Die Schleuse gewährleistet neben dem einfachen Spitzen- und Probentransfer auch Kompatibilität zu Kryo-REM/Kryo-TEM-Geräten, zwischen welchen die Probe in kaltem Zustand ausgetauscht werden kann. In der Präparationskammer besteht die Möglichkeit zur Probenpräparation durch In-situ-Gefrierbrüche und/oder durch Gefrierätzen. Im Mikroskop selbst kühlt ein Durchflußkryostat die Probe auf die Temperatur des flüssigen Stickstoffs, während die Spitze mit einem maximalen Bildbereich von 100 x 100 Mikrometern über die Probe gerastert wird. Neben Messungen auf Testproben, welche die Leistungsfähigkeit des Gerätes demonstrieren, zeigen wir als erste biologische Anwendung Strukturdaten eines Virus, des T4-Bacteriophagen.
With the ongoing progress in scanning probe techniques, nanometer and even atomic-scale imaging became possible on a variety of different samples. On biological systems however, the resolution is often limited by the intrinsic softness of the investigated materials. These drawback can be overcome by profiling samples with non-contact scanning force microscopy which have been immobilized using cryo-techniques. For this purpose we developed an instrument specially suited for the investigation of soft biological matter at low temperatures. The microscope is mounted on a commercially available vibration isolation system and is integrated into an ultrahigh vacuum chamber. The vacuum system consists of a transfer chamber, a preparation chamber including a stage for in-situ freeze drying, freeze etching, or freeze-fracturing, and the analysis chamber with the microscope. The transfer chamber allows besides its use as simple air lock also an exchange of the cold sample with cryo-electron microscopes. A flow cryostat cools the sample to the temperature of liquid nitrogen, while the tip is scanned. Besides measurements on test samples, which demonstrate the imaging capabilitites of the instrument, first results on T4-bacteriophages (virus) are shown.