Metoda de tomografie de electroni are un nou record

imagistica electronic este un instrument avansat pentru vizualizarea obiectelor la micro- și nanoscală, dar această metodă nu permite construirea de imagini 3D la nivel atomic într-o serie de motive tehnice. Oamenii de știință, Universitatea din California la Los Angeles (UCLA) au spus că au reușit să depășească unele limitări tehnologice, demonstrând o nouă abordare pentru a face fotografii - „inclinata uniform tomografia» (EquallySlopedTomography), care, potrivit oamenilor de știință, va permite să realizeze progrese semnificative în cercetarea nanomaterialelor, inclusiv probe biologice.

microscopie electronică de transmisie (TEM) este un instrument de vizualizare puternic obiecte mai mic de 0,1 microni, gasit o larga in stiinta materialelor, biologie si nanotehnologie. Electron tomografie (ET) este o continuare a tehnicii TEM poate obține detaliat structura 3D a obiectelor macromoleculare. Această metodă folosește, de asemenea, un microscop electronic de transmisie, dar în timpul fotografierii unui fascicul de electroni trece prin probă la diferite unghiuri în timp ce se rotește în jurul centrului său, care permite de a colecta informații despre imagine obiect tridimensional cu o rezoluție de 5-20 nm. Metoda ET poate examina structura supramoleculară a proteinelor și polipeptidelor, dar utilizarea sa nu este suficientă pentru a face ca structura proteinei secundare sau terțiare.

O idee despre modul în care atomii sunt aranjate într-o structură cristalină, a jucat un rol crucial în dezvoltarea științei și tehnologiei moderne. Pentru a identifica structurile atomice 3D au fost mult timp utilizate metode cristalografice standard, de asemenea, prin intermediul microscoape de scanare sonda poate determina structura suprafeței la nivel atomic, folosind microscoape de electroni - puteți vedea unele dintre atomii separat (în proiecții bidimensionale ale probelor cristaline).

Cu toate acestea, în prezent, nu există nici o modalitate directă de a determina structura 3D la nivel atomic, fără nici o cunoaștere prealabilă a structurii rețelei cristaline a eșantionului de testat și făcând presupunerea că atomii corespunde strict poziția sa teoretică în structură. Scientist JianweiMiao si colegii sai de la Universitatea din California la Los Angeles (UCLA) si Berkeley National Laboratory Lawrence (Lawrence Berkeley National Laboratory) spun că au realizat deja primele experimente în care acestea pot primi direct 3D structura locală a imaginii, mai degrabă decât bazându-se pe a priori informații despre rețeaua cristalină. Investigatorii au putut observa atomii individuali în porțiuni de nanoparticule de aur (d = 10 nm) și le identifică mai multe boabe cu o rezoluție spațială de numai 2.4 Å în trei dimensiuni. Obținut imaginea 3D a suprafeței interne și a structurii cu zăbrele în concordanță cu distorsionate particule dublu icosaedrice în mod repetat. Posibilitatea determinării structurii numai prin tomografie de electroni este una dintre cele mai importante realizări în acest domeniu de-a lungul ultimilor ani. Într-un interviu nanotechweb.orgJianwei Miao a spus: „Acest lucru a fost făcut pentru prima dată.“

Un dezavantaj major al tomografie conventionala este aceea de a obține structura cea mai generală a probelor trebuie să fie înclinat și îndepărtată de mai multe ori de fiecare dată când un nou unghi de înclinare, fără a schimba starea. Dar problema este că emisia de fascicule de electroni utilizate în TEM, limitează numărul de posibile proiecții de la un obiect, din moment ce „sparge“ structura eșantionului testat prin varierea formei și poziției atomilor. Un alt dezavantaj al acestei metode este complexitatea sa de execuție tehnologică, și anume posibilitatea de probe de înclinare coerente de-a lungul unei axe comune la nivel atomic de precizie. În cele din urmă, probele nu pot fi înclinat dincolo de ± 79 °, ceea ce înseamnă că datele nu pot fi obținute de la „pană optică lipsă“.

Jianwei Miao și colegii săi au reușit să depășească toate aceste probleme, aplicând noua metodă de aliniere prin tehnici iterative de reconstrucție tomografică și utilizarea unui microscop electronic cu transmisie de scanare cu un câmp întunecat inelar (ADF-STEM). Utilizarea de lentile de electroni-corectarea aberațiilor într-un microscop electronic de transmisie a permis cercetatorilor sa la UCLA pentru a îmbunătăți în mod semnificativ atât rezoluția și calitatea imaginii. Rezoluția, care este îndepărtat pentru a obține omul de știință american, detectarea 3D-imagine este mai mică de 0,5 Å.

„În noul nostru de lucru, ne-am combinat metoda EST, pe de alta ideea noastră - posibilitatea de a alinia proiecțiilor în raport cu centrul de masă al particulelor, ceea ce reduce în mod semnificativ calculele statistice. Pentru imagini 3D, la nivel atomic, nanoparticule de aur, am folosit un total de 69 de proiecții“, - a explicat Jianwei Miao.

nanoparticule de aur intr-o prezentare 3D

Potrivit oamenilor de știință, metoda lor generală poate fi utilizată pentru determinarea structurii 3D locale de cristalin, policristalin, sau nanomateriale chiar dezordonate la nivel atomic. Aceasta poate ajuta, de asemenea, pentru a îmbunătăți rezoluția spațială și calitatea imaginii în timpul tomografiei de electroni de probe biologice.

Învățarea experiență în domeniul nanotehnologiei Technopreneurship

In acest studiu, vă rugăm să împărtășească experiența și atitudinea față de Technopreneurship nanotehnologia și domenii conexe. În avans, vă mulțumesc pentru indiferent ta!

munca de proiect

Astăzi devine din ce în ce mai populare asa-numitul proiect studenți de lucru, dar există opinii foarte diferite cu privire la acest subiect. Ne-ar fi recunoscători dacă ați putea exprima pe scurt opinia cu privire la această problemă printr-un vot. Vă mulțumim anticipat!