JPK Instruments , een wereldwijd toonaangevende producent van nanoanalytic instrumentatie voor onderzoek in de life sciences en zachte materie, zorgt voor een unieke software-pakket om de weergave van licht-microscopie beelden samen met atomaire kracht microscopie beelden een naadloze oefening. Dit pakket heet DirectOverlay.
Atomaire kracht microscopie (AFM) is een krachtig hulpmiddel om een grote verscheidenheid aan verschillende monsters te onderzoeken met nanometer schaal resolutie onder fysiologische omstandigheden. Naast het verstrekken van topografische metingen, informatie over de interactie krachten en mechanische eigenschappen zoals hechting en elasticiteit kan ook worden verkregen. Perfecte integratie van AFM met een optische opstelling kan de waaier van toepassingen en biedt vele mogelijkheden voor het correleren van structurele informatie met optische informatie, zoals gefunctionaliseerde de etikettering van bepaalde onderdelen.
Een voorbeeld van de kracht van DirectOverlay van JPK: Een fluorescentie image hoogtepunten drie individuele gelabeld DNA-moleculen, terwijl het 3D beeld zoomt in op een hoge resolutie 700nm AFM beeld. (Voorbeeld dank aan dr. M. Modesti, CNRS Marseille)
Om de perfecte combinatie van de optica en de AFM op de moleculaire schaal, moet vervormingen worden voorkomen. Dit zal resulteren in twee beelden, zoals optische en AFM beelden, die niet perfect overlay. Redenen voor vervormingen onder meer afwijkingen als gevolg van de lenzen en spiegels van de optiek-systeem. Deze niet-lineaire rekken, draaien en compensatie van optische beelden zijn aanwezig in bijna alle soorten optische opstellingen.
Voor het genereren van een naadloze overlay van beide technieken, JPK ontwikkelde een cutting-edge calibratie methode, genaamd DirectOverlay, die de nauwkeurigheid van de AFM closed-loop scanning systeem maakt gebruik van om een echte weergave van absolute hoeken en lengte coördinaten. De kalibratie procedure wordt automatisch gedaan en maakt gebruik van de bekende posities en offsets van de cantilever te kalibreren de optische afbeelding in het AFM-coördinaten. Voor het genereren van een perfecte match van de optische en AFM beeld, zijn 25 of meer punten die in de calibratie algoritme. Op elk punt, is een optische beeld verworven en de positie van de cantilever tip is automatisch gedetecteerd in elke optische beeld zonder input op cantilever hoek, vorm of vergroting. Het algoritme voert vervolgens een niet-lineaire conversie en, als gevolg daarvan, de optische beeld is gecorrigeerd voor elke lens onvolkomenheden en omgezet in het gelineariseerde AFM lengte coördinaten. Dit zorgt voor een perfecte integratie van optische en AFM gegevens met sub-diffractielimiet precisie.
Ten slotte wordt de gekalibreerde optische beeld overgebracht naar de JPK SPM software, zodat AFM scan regio's kunnen worden geselecteerd binnen de optische beeld. Directe "in optische beeld" selectie van de AFM metingen (beeldvorming, in kaart brengen en de kracht spectroscopie) leidt tot efficiëntere experimenten en reduceert Beeld scannen AFM.