Инструменты нанотехнологий

Унилаб. Атомные весы

Прибор «Атомные весы Унилаб» — это ультрапрецизионная система взвешивания отдельных микрочастиц, бактерий и вирусов, которая также позволяет измерять напряжения в тонких пленках на твердых подложках. Система разработана на базе микрокантилеверных датчиков, применяющихся в атомно-силовой микроскопии. Уникальные свойства микрокантилеверов позволяют использовать «Атомные весы Унилаб» в качестве основы для прямых высокочувствительных селективных химических и биологических сенсоров.

Конструктивно прибор представляет оптическую систему слежения за отклонениями микрокантилеверного сенсора - микромеханического преобразователя химических и биологических процессов, протекающих на его поверхности, в физический отклик. Лазерно-оптическая система, аналогичная системе детектирования положения зонда, позволяет измерять отклонения тонкой гибкой кремниевой балки с точностью до долей ангстрема.

Общие характеристики устройства

  • В качестве сенсорных элементов могут использоваться специальные полимерные пленки и модифицированные кантилеверы для атомно-силовой микроскопии
  • Размеры сенсорного слоя ~250x30 µm2
  • Рабочий объем камеры 45x10x10 µm3

Измерения в статическом режиме

  • Измерения натяжения тонких пленок
  • Точность до 10-4 Н/м, относительная погрешность 10%
  • Изучение влияния физических и химических факторов на изгиб кантилевера
  • Диапазон измерения модуля Юнга тонких пленок от 0,1 до 100 МПа

Измерения в динамическом режиме

  • Измерение массы и кинетики ее изменения
  • Точность до 10-12 г, относительная погрешность 5%

Параметры блока электроники

  • Входные сигналы измеряются прецизионными АЦП (разрядность 16 бит, время измерения 10 мкс)
  • Управление прибором реализуется с помощью DSP процессора работающего на частоте 133 МГц
  • В блок входят 12 резервных ЦАПов для возможных модификаций устройства
  • Колебания кантилевера возбуждаются через пьезокерамическую пластину генератором (разрешение по частоте 32 бита, по фазе 12 бит, по амплитуде 10 бит)
Схема ячейки, в которую устанавливается кантилевер

Схема ячейки, в которую устанавливается кантилевер

На рисунке показана схема ячейки, в которую устанавливается кантилевер. Сверху она закрывается покровным стеклом, которое прижимается к тефлоновому корпусу стальной пластиной, в корпусе с двух сторон сделаны отверстия для ввода пробы. Под держателем для кантилевера расположена пьезоподложка для возбуждения колебаний.

Управление прибором осуществляется программой FemtoScan Bioline

Окно программы FemtoScan Bioline

Окно программы FemtoScan Bioline

FemtoScan Bioline осуществляет загрузки электронного блока и последующую обработку сигнала. Программа управляет процессором ADSP2171 на низком уровне, обеспечивет приём команд от PC и их выполнение. FemtoScan Bioline включает в себя 2 основных программных продукта:

  1. Серверная программа Fmboard
  2. Клиентская программа FemtoScan Bioline

Программное обеспечение построено по принципу клиент-сервер и позволяет передавать команды управления прибором по протоколу TCP/IP. Серверная программа является приложением Windows и работает в качестве системной службы. С помощью данной программы можно производить настройки параметров работы сенсорной головки и мониторинг входного сигнала в режиме реального времени.

Программа позволяет:

  • Обрабатывать графические данные, полученные с любого микроскопа. Данная опция необходима для анализа микрорельефа поверхности рецепторного слоя кантилевера и снабжена множеством математических функций.
  • Измерять амплитудно-частотные характеристики кантилеверов, величину статического изгиба, отражающие свойства поверхностного слоя сенсора.
  • Позволяет строить кривые изгиба кантилевера в реальном времени.
  • Осуществлять измерения на скорости снятия точек вплоть до 10 мкс между точками.
  • Проводить математическую обработку результатов эксперимента.
  • Полностью автоматизировать процесс получения экспериментальных данных.
  • Управлять проведением эксперимента по протоколу TCP/IP с одного компьютера в локальной или глобальной сети Интернет; получать экспериментальные данные и отслеживать ход эксперимента по протоколу TCP/IP одновременно с нескольких компьютеров, максимальным числом до 1024.

Информация предоставлена ООО НПП «Центр перспективных технологий», Центр перспективных технологий, ЗАО

Отправить сообщение представителю компании

2 9 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Z А Б В Г Д Е И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Э ВСЕ