Mapping the dielectric constant at the nanoscale of samples showing a complex topography, such as non-planar nanocomposite materials or single cells, poses formidable challenges to existing nanoscale dielectric microscopy techniques. Here we overcome these limitations by introducing Scanning Dielectric Force Volume Microscopy. This scanning probe microscopy technique is based on the acquisition of electrostatic force approach curves at every point of a sample and its post-processing and quantification by using a computational model that incorporates the actual measured sample topography. The technique provides quantitative nanoscale images of the local dielectric constant of the sample with unparalleled accuracy, spatial resolution and statistical significance, irrespectively of the complexity of its topography. We illustrate the potential of the technique by presenting a nanoscale dielectric constant map of a single bacterial cell, including its small-scale appendages. The bacterial cell shows three characteristic equivalent dielectric constant values, namely, εr,bac1=2.6±0.2, εr,bac2=3.6±0.4 and εr,bac3=4.9±0.5, which enable identifying different dielectric properties of the cell wall and of the cytoplasmatic region, as well as, the existence of variations in the dielectric constant along the bacterial cell wall itself. Scanning Dielectric Force Volume Microscopy is expected to have an important impact in Materials and Life Sciences where the mapping of the dielectric properties of samples showing complex nanoscale topographies is often needed.
The dielectric constant of flagellin proteins in flagellar bacterial filaments ~10-20 nm in diameter is measured using Scanning Dielectric Microscopy. We obtain for two different bacterial species (Shewanella oneidensis MR-1 and Pseudo-monas aeruginosa PAO1) similar relative dielectric constant values εSo = 4.3 ± 0.6 and εPa = 4.5 ± 0.7, respectively, despite their different structure and aminoacid sequence. Present results show the applicability of Scanning Dielectric Microscopy to nanoscale filamentous protein complexes, and to general 3D macromolecular protein geometries, thus opening new avenues to study the relationship between dielectric response and protein structure and function.
Les cookies són importants per a tu, influeixen en la teva experiència de navegació, ens ajuden a protegir la teva privacitat i permeten realitzar les sol·licituds que ens facis a través del web. Utilitzem cookies pròpies i de tercers per analitzar els nostres serveis i mostrar-te publicitat relacionada amb les teves preferències, basada en un perfil elaborat a partir dels teus hàbits de navegació. Pots «Acceptar» o «Rebutjar» aquelles cookies que no siguin tècniques, així com configurar les teves preferències prement «Configurar cookies». Per a més informació, consulta la nostra Política de Cookies.
Funcionals
Sempre actiu
l’emmagatzematge o l’accés tècnic és estrictament necessari per a la finalitat legítima de permetre l’ús d’un servei específic sol·licitat explícitament pel subscriptor o l’usuari, o amb l’únic objectiu de dur a terme la transmissió d’una comunicació a través d’una xarxa de comunicacions electròniques.
Preferences
The technical storage or access is necessary for the legitimate purpose of storing preferences that are not requested by the subscriber or user.
Statistics
The technical storage or access that is used exclusively for statistical purposes.L’emmagatzematge o l’accés tècnic que s’utilitza exclusivament amb finalitats estadístiques anònimes. Sense una ordre judicial, el compliment voluntari per part del seu proveïdor de serveis d’Internet, o registres addicionals d’un tercer, la informació emmagatzemada o recuperada amb aquesta única finalitat no es pot utilitzar normalment per identificar-lo.
Marketing
L’emmagatzematge o l’accés tècnic és necessari per crear perfils d’usuari amb la finalitat d’enviar publicitat, o per fer el seguiment de l’usuari en un lloc web o en diversos llocs web amb finalitats de màrqueting similars.