Potencjalny przełom w mikroskopii elektronowej

Potencjalny przełom w mikroskopii elektronowej

Inżynierowie z Massachusetts Institute of Technology (MIT) zaproponowali nowe rozwiązanie, które umożliwi ominięcie zasadniczej wady mikroskopów elektronowych o wysokiej rozdzielczości: nie mogą one być wykorzystywane do badania żywych komórek, ponieważ elektrony niszczą preparat. Badacze sugerują wykorzystanie technik pomiarowych mechaniki kwantowej, które pozwalają na obrazowanie obiektów bez bezpośredniego zderzania z elektronami, unikając tym samym uszkodzeń.

Nieinwazyjny mikroskop elektronowy mógłby rzucić światło na podstawowe pytania dotyczące życia i materii, pozwalając naukowcom na obserwację cząsteczek wewnątrz żywych komórek bez oddziaływania na nie.

W konwencjonalnych urządzeniach do zobrazowania obiektu obserwowanego zamiast światła kieruje się na niego wiązkę elektronów. Umożliwia to osiągnięcie rozdzielczości na poziomie 0.2-10 nanometrów – 10 do 1000 razy większej niż w przypadku mikroskopu świetlnego.

Zaproponowany mikroskop nieinwazyjny działa inaczej. Elektrony nie są kierowane bezpośrednio na próbkę, ale poruszają się wokół jednego z dwóch pierścieni umieszczonych jeden nad drugim. Odległość między pierścieniami pozwala elektronom na przeskakiwanie pomiędzy nimi. Jeśli jednak pomiędzy pierścieniami znajdzie się badany obiekt (jak np. komórka), uniemożliwi on przeskok elektronu i uwięzi go w jednym z pierścieni.

Taka konfiguracja umożliwia skanowanie tylko jednego „piksela” próbki na raz, dopiero złożenie ich daje pełny obraz.

Profesor Mehmet Fatih Yanik, główny autor projektu, spodziewa się, że będzie on bodźcem do podjęcia prac badawczych nad realizacją takiego mikroskopu, a pierwszy prototyp mógłby zostać skonstruowany w przeciągu 5 lat. Do tego czasu trzeba pokonać wiele wyzwań (jak np. uniknięcie interakcji elektronów z elementami urządzenia), ale Yanik wierzy, że uda się osiągnąć rozdzielczość 1 nanometra, co pozwoli na obserwację enzymów i kwasów nukleinowych wewnątrz komórek.

(bj)