метод електрон томография е с нов рекорд

Електронни изображения е усъвършенстван инструмент за визуализация на обекти в микро- и нано, но този метод не дава възможност за изграждане на 3D-изображение на атомно ниво в редица технически причини. Учените от Университета на Калифорния в Лос Анджелис (UCLA) казаха, че са в състояние да преодолеят някои технологични ограничения, демонстрирайки нов подход за правене на снимки - "равномерно скатен томография» (EquallySlopedTomography), който, според учените, ще позволи да се постигне значителен напредък в областта на изследванията на наноматериалите, в това число биологични проби.

Трансмисионна електронна микроскопия (ТЕМ) е мощен инструмент за визуализация обекти по-малко от 0.1 микрона, намерено широко приложение в материали науката, биологията и нанотехнологиите. Електрон томография (ЕТ) е продължение на техниката за ТЕМ може да получи подробна 3D-структурата на макромолекулни обекти. Този метод използва електронен микроскоп предаване, но по време на стрелба електронен лъч преминава през пробата при различни ъгли при въртене около неговия център, който позволява да се събере информация за обект изображението триизмерен с резолюция от 5-20 пМ. метод ЕТ може да разгледа супрамолекулярни структурата на протеини и полипептиди, но употребата му не е достатъчно, за да направи вторичен или третичен протеин структура.

Една идея за това как атомите са подредени в кристална структура, изигра решаваща роля в развитието на съвременната наука и технологии. За идентифициране на 3D атомни структури отдавна се използват стандартни кристалографски методи, също с помощта на сканираща сонда микроскопи може да се определи структурата на повърхността на атомно ниво, като се използват електронни микроскопи - могат да се видят някои от атомите отделно (в двуизмерни проекции на кристални проби).

Въпреки това, в момента не е директен начин за определяне на 3D-структурата на атомно ниво без предварително познаване на структурата на кристалната решетка на пробата за изпитване и прави предположението, че атомите строго съответстват на теоретичната позиция в структурата. Учен JianweiMiao и колегите му от университета на Калифорния в Лос Анджелис (UCLA) и Националната лаборатория Лорънс Бъркли (Lawrence Berkeley National Laboratory) казват, че те вече са извършили първите експерименти, в които те могат директно да получават местно 3D структура на изображението, вместо да разчита на априори информация за кристалната решетка. Изследователите са били в състояние да се наблюдава отделните атоми в части от златни наночастици (г = 10 пМ) и ги посочват няколко зърна с пространствена резолюция от само 2.4 Å в три измерения. Полученият 3D изображение на решетъчна структура повърхност и вътрешен съответствие с изкривена двойни дванадесетстенни частици многократно. Възможността за определяне на структурата само чрез електронна томография е един от най-значимите постижения в тази област през последните няколко години. В интервю nanotechweb.orgJianwei Мяо заяви: "Това беше направено за първи път."

Един основен недостатък на конвенционалните томография е, че за да се получи най-общата структура на пробите трябва да се наклони и отстранени по няколко пъти всеки път, когато нов ъгъл на наклона, без да променя своето състояние. Но проблемът е, че емисията на електронни лъчи, използвани в ТЕМ, ограничава броя на възможните прогнози от един обект, тъй като тя "прекъсване" структурата на пробата за изпитване чрез промяна на формата и позицията на атоми. Друг недостатък на този метод е неговата сложност на технологично изпълнение, а именно възможността за съгласувани проби наклон по отношение на обща ос на атомно ниво на точност. Накрая, пробите не могат да бъдат наклонени извън ± 79 °, което означава, че данните не могат да бъдат получени от "липсва оптичен клин".

Jianwei Мяо и колегите му са били в състояние да преодолее всички тези проблеми, прилагането на новия метод за изравняване чрез итеративни методи томографски реконструкция и използването на електронен микроскоп предаване сканиране с пръстеновиден тъмно поле (ADF-STEM). Използването на аберацията-коригиране на електронни лещи в трансмисионен електронен микроскоп позволява на изследователите да UCLA да подобри значително резолюция, така и на качеството на изображението. Резолюция, която се отстранява, за да се постигне американски учен, откриването на 3D-изображението е по-малко от 0.5 Å,

"В нашата нова работа, ние сме комбиниран метод EST, от друга нашата идея - възможност за изравняване на прогнозите по отношение на центъра на масата на частиците, което значително намалява статистически изчисления. За 3D-изображение на атомно ниво, златни наночастици, които използвахме общо 69 прогнози ", - обясни Jianwei Мяо.

Златни наночастици в 3D презентация

Според учените, тяхното общ метод може да се използва за определяне на местната 3D структурата на кристалната, поликристални или дори неподредени наноматериали на атомно ниво. Тя може също да помогне за подобряване на пространствената разделителна способност и качеството на изображението по време на електрон томография на биологични проби.

Учене опит в областта на нанотехнологиите Technopreneurship

В това проучване, ние искаме да споделим опит и отношението ви към нанотехнологиите Technopreneurship и свързаните с тях области. В предварително Ви благодарим за проявеното безразличен!

работата по проекта

Днес тя става все по-популярна т.нар работни проекти студенти, но има и много различни мнения по този въпрос. Ще ви бъдем благодарни, ако можете да изрази накратко мнението му по този въпрос чрез гласуване. Благодаря ви предварително!