Rasterkraftmikroskopie
Unser Labor verwendet Indentations-Rasterkraftmikroskopie (AFM), um die mechanischen Eigenschaften von Hydrogelen sowie verschiedener Zell- und Gewebetypen zu bestimmen. Das Herzstück des Indentationsaufbaus ist der Cantilever – eine flexible Blattfeder mit einer bekannten Federkonstante, die üblicherweise mit einer scharfen Spitze oder einer kugelförmigen Perle versehen ist. Eine Indentationsmessung beginnt damit, dass der Cantilever sich in einer piezogesteuerten Weise der Probenoberfläche annähert. Beim Kontakt mit der Probenoberfläche wird der Piezomotor weiterbewegt, bis eine voreingestellte Kraft F oder eine voreingestellte Eindringtiefe δ erreicht ist. Wechselwirkungen zwischen dem Eindringkörper und der Probe führen zur Ablenkung des Cantilevers. Nach einer definierten Kontaktzeit wird der Cantilever wieder zurückgezogen. Während dieses Prozesses wird die Cantilever-Ablenkung aufgezeichnet und über die z-Position des Piezo geplottet. Dieses Diagramm kann dann in eine Kraft-Abstands-Kurve umgewandelt werden, aus der – nach Anpassung an geeignete mechanische Modelle – der scheinbare Youngsche Modul E der Probe abgeleitet werden kann. Um Informationen über die viskoelastischen Eigenschaften von Gelen, Zellen und Geweben zu erhalten, können auch zeitabhängige mechanische Messungen durchgeführt werden, z. B. durch Stressrelaxations- oder Kriechnachgiebigkeitstests oder durch mikrorheologische Messungen, bei denen der Cantilever in Kontakt mit der Probe oszilliert wird und eine Phasenverschiebung (die auf eine viskoelastische Reaktion hinweist) zwischen Eindringen und Kraftreaktion gemessen wird.
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