Rasterkraftmikroskopische Untersuchungen an nativen biologischen ...

GRUNDLAGEN UND METHODEN
1 Rasterkraftmikroskopie
1.3.2 Reduktion von akustischem und optischem Rauschen
Der Dämpfung bzw. Abkopplung von Gebäudevibrationen und Schall, die durch Aufzüge, Zentrifugen,
Ventillatoren, Umluft, Menschen etc. verursacht werden, kommt bei einem hochauflösenden
mechanischen Messverfahren wie der Kraftmikroskopie zentrale Bedeutung zu.
Da kein ruhiger Raum im Keller zur Verfügung stand und da der originale Aufbau des Topometrix
Discoverer ziemlich anfällig für akustisches Rauschen bzw. Gebäudevibrationen ist, waren insbesondere
bei diesem Instrument umfangreiche Maßnahmen zur Vibrationsdämpfung erforderlich
(Abb. 7). Der Stahlklotz, der Scanner und Messkopf trägt, wurde aus der zugehörigen Aufhängung
an drei Flachstahl-Stäben im Originalgehäuse genommen und stattdessen an drei fest auf der
Arbeitsplatte verschraubten Möbelbeinen (Heimwerkermarkt Obi) aufgehängt. Letztere wurden
innen und außen mit einer massiven Schicht Knetmasse gedämpft. Die ursprünglichen Hartgummi-
Riemen der Aufhängung wurden durch Siliconschlauch ersetzt, der durch seine viskoelastischen
Eigenschaften eine bessere Schwingungsdämpfung leistet. Auf diese Weise konnten zwei Resonanzmaxima
bei 1,0 - 1,2 kHz gegenüber dem ursprünglichen Aufbau um zwei Größenordnungen
verringert werden. Bei dem völlig ungeschützten Röhrenscanner konnte eine gewisse Verbesserung
der Rauschanfälligkeit durch einen zwischen Basis und Scannerkopf eingeklemmten dicken
Silikonschlauch erreicht werden. Als Arbeitsplatte für den Discoverer- und Explorer-Messplatz
wurde ein schwingungsgedämpfter Lasertisch auf Druckluftbasis verwendet. Zur Verbesserung der
Schallisolierung wurde der Metallkäfig, in dem der Lasertisch stand, innen mit Noppenschaumstoff
ausgeschlagen sowie vorne ein „Vorhang“ aus einer Lage Noppenschaumstoff und einer Lage Linoleum
angebracht. Die Blechverkleidung des Käfigs wurde außen flächendeckend mit 1 cm dicker
Wellpappe beklebt.
Zur Verringerung des Rauschens der Detektionseinheit beim Topometrix Discoverer wurden alle
reflektierenden Oberflächen in der Umgebung des Laserstrahls schwarz lackiert. Damit konnte
das Hintergrundrauschen im Photodetektorsignal beträchtlich verringert werden, ebenso das Rauschen
der Laserdiode aufgrund von Rückkopplungseffekten des Streulichts. Außerdem wurde der
Lichtweg in Flüssigkeit verkürzt (s. 1.3.4). Die Glühlampen im Messkopf, die zu einer inakzeptablen
Aufheizung führten (s. o.), wurden entfernt, die eingebaute Videokamera durch ein Binokular
ersetzt (letzteres wurde mit einer Filterscheibe zum Schutz vor austretender Laserstrahlung ausgestattet).
Das Digital Instruments Multimode ist bauartbedingt weniger anfällig gegen mechanische Störungen.
Es wurde ebenfalls auf Ebene 9 des Labortraktes betrieben und ermöglichte im Gegensatz
zum TopoMetrix Discoverer zuverlässige und reproduzierbare hochauflösende Messungen.
Hier wurde die Abkopplung von Gebäudevibrationen durch folgenden Aufbau bewerkstelligt: Auf
einen ca. 1 m 3 großen Styropor-Block wurde eine passende Sperrholzplatte gelegt und darauf eine
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