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심상에 광학적인 현미경 검사법 사용 0.5 나노미터 처럼 작은 해결책으로 반대합니다

Published on July 14, 2010 at 8:01 PM

일반 통념에 의하여 광학적인 현미경 검사법이 "본다는 것을" 개별적인 분자 처럼 작은 무언가를 사용될 수 없다는 것을 보전됩니다. 그러나 과학에 의하여 다시 한번 계속 일반 통념이 뒤집힙니다. 로오렌스 버클리 국립 연구소 (버클리 실험실)의, 노벨상 수상자 그리고 이전 디렉터 에너지 장관은 Steven 초나라 심상 객체에 광학적인 현미경 검사법 0.5 나노미터 - 미터의 1 10억분의 1의 절반 처럼 작은 해결책에 그(것)들 사이 거리의 사용, 이전 베스트 보다는 더 작은 크기 순서를 가능하게 하는 기술의 발달을 지도했습니다.

좌측에 도표는 액티브한 의견 시스템을 가진 대략 0.3 화소 19 나노미터의 해결책 편류가 있다는 것을 보여줍니다, 그러나 해결책에 의견 시스템으로 0.01 더 낫게 화소, 또는 대략 0.64 나노미터에 유지됩니다. 오른쪽으로 심상은 두 배 좌초된 DNA의 (Cy) 20의 기본적인 쌍을 레테르를 붙이기 위하여 이용된 개별적인 Cyanine 형광성 염료 분자를 - Cy3와 Cy5 - 보여줍니다.

"생물학으로 관련된 수성 환경에 있는 이하 나노미터 해결책을 얻는 기능 생물학을 혁명을 일으키는 가능성으로 가지고있ㅂ니다, 특히 구조상 생물학,"는 비서를 말합니다 초나라. "이것을 위한 동기부여의 한개 일, DNA 녹음방송을."는 개시하는 인간적인 RNA 폴리메라이제 II 시스템을 형성하는 단백질 집합과 같은 예를 들면, 다중 도메인을 형성하는 단백질, 높게 복잡한 구조물 사이 거리를 측정하기 위한 것이었습니다

초나라 비서는 지금 이 연구를 기술하는 전표 성격에서 나타나는 종이의 공동 저자입니다. 서류는 표제가 붙습니다 "Subnanometre 단 하나 분자 지방화, 등록 및 거리 측정이라고." 그밖 저자는 지금 Sloan-Kettering 학회에 조교수인, (UC) 버클리 그리고 Yunxiang 장 의 스탠포드 대학에 초나라의 연구 단체의 일원 가주 대학에 Alexandros Pertsinidis, 초나라의 연구 단체의 박사학위 취득 후 연구원 및 일원입니다.

"회절 한계로 알려져 있는 물리학 원리에 따르면 수 있는," 해결할 광학계가 가장 작은 심상은 그 심상을 일으키기 위하여 이용된 빛의 파장 반에 관하여 입니다. 전통적인 광학을 위해, 이것은 대략 200 나노미터에 대응합니다. 비교해보면, DNA 분자는 폭에 있는 대략 2.5 나노미터를 측정합니다.

비 광학적인 화상 진찰 시스템이 전자현미경과 같은 subnanometer 가늠자로 객체를 잘 해결하는 수 있는 동안, 이 시스템은 생물학 견본의 연구 결과에 대하 이상 조건 하에서 작동합니다. 개별적인 형광성 레이블을 검출하는 것은 책임 결합한 장치를 사용하여 관심사의 생물학 분자에 붙였습니다 (CCDs) - 전기료로 들어오는 빛을 변환하는 실리콘 칩의 소집에 의하여 5개 나노미터 처럼, 해결책이 잘 열매를 산출했습니다. 그러나, 지금까지는 이 기술은 분자의 쌍 사이 심상 단 하나 분자 또는 거리에 할 수 없습니다 매우 20 계속 이하 나노미터.

초나라와 그의 공동 저자는 동일 CCD 형광 빛의 간계를 정정해서 subnanometer 정밀도와 정확도를 가진 거리를 해결하기 위하여 기술을 이용할 수 있었습니다. CCD 소집에 있는 전기료는 사건 광양자의 강렬에 비례적인 책임의 병력과 더불어 광양자가 실리콘을 치고 전자를 쫓아낼 때 만듭니다. 그러나, 정확하게에 따라서, 그리고 있을 책임을 생성한다는 것을에 있는 광양자가 어떻게 흡수되는지 경미한 다름이 수 있는지 광양자가 실리콘 칩의 표면을 명중하는 곳에. 들어오는 광양자에 아마 칩 제조공정의 인공물인, CCD 실리콘 소집의 반응에 있는 이 비 균등성은 서로의 약간 나노미터 안에 있는 2개 점을 해결하 것을 어려운 하는 화소의 희미해지기 귀착됩니다.

"우리는 저희가 차례차례로 저희를 CCD 비 균등성의 전형적인 3개의 화소 길이 가늠자 보다는 더 작은 지구에서 일하는 가능하게 하는, 이하 화소 정밀도를 가진 CCD 소집에 단 하나 형광성 분자의 심상을 어디에서든지 두는 것을 허용하는 액티브한 의견 시스템을," 말합니다 성격 종이에 수석 저자인 Pertsinidis를 개발했습니다. "현미경 시스템을 안정시키는 추가 광학적인 光速의 사용 플러스 이 의견 시스템으로, 우리는 비 균등성 때문에 과실이 0.5 나노미터로 감소되는 실리콘 소집에 측정한 지구를 만들어서 좋습니다. 분자를 두어서 우리는 우리가 당신이 어떤 생물 실험실든지에서." 찾아낼 수 있는 전통적인 광학적인 현미경을 사용하여 subnanometer 해결책을 장악해서 좋은 이 지구의 센터에서 측정하고 싶습니다

초나라는 현미경 작은 거리의 단계를 (중심) 심상의 기하학적인 센터를 산출하는 기능이 뿐만 아니라 화소 사이 사진 반응 비 균등성을 측정하게 가능하게 한다는 것을, 또한 각 개별적인 화소 내의 비 균등성을 측정하기 위하여 말합니다.

"이 비 균등성을 알고 있는 것은 그 때 저희가 심상의 중심의 명백한 위치 허용합니다와 실제적인 위치 사이 개정을 만드는 것을," 초나라를 말합니다. "이 비균일 반응이 CCD 소집으로 건설되고기 나날이 변경하지 않기 때문에, 우리의 액티브한 의견 시스템은 CCD 소집의 동일 위치에 심상에 반복적으로 허용합니다 저희를."

Pertsinidis는 초나라와 이 최고 해결책 기술의 추가 발달 그리고 응용에 단에서 그 외와 작동하는 것을 계속하고 있습니다. 인간적인 RNA 폴리메라이제 II 시스템 이외에, 그와 단은 조직과 그밖 생물학 물자를 뭉쳐 놓는 세포 에 세포 접착에 책임 있는 상피 cadherin 분자의 구조물을 결정하기 위하여 그것을 이용하고 있습니다. 초나라의 연구 단체에 있는 Pertsinidis, 장 및 다른 postdoc는 또한, Ryul 공원을, 이용하고 있습니다 이 뇌세포 안쪽에 분자 편성부대의 3D 측정을 만들기 위하여 기술을 노래했습니다.

"아이디어 구조물을 결정하기 위한 것이고 서로 통신하기 위하여 신경에 의해 이용된 신경전달물질 분자를 풀어 놓는 소포 융해 프로세스의 역동성,"는 Pertsinidis는 말합니다. "지금 우리는 대략 10 나노미터의 해결책을 가진 제자리 측정을 얻고 있습니다, 그러나 우리가 안에서 2개 나노미터에." 이 해결책을 밀어서 좋다는 것을 우리는 생각합니다

조 회색을 가진 협력에서는, 생명 공학을 위한 버클리 실험실의 부소장과 주요한 암 연구원, 초나라의 연구 단체에 있는 postdocs는 또한 최고 해결책 유방, 췌장, 폐 및 결장의 그들을 포함하여 다수 암에, 연결된 RAS 단백질에 신호 분자의 부착을 공부하기 위하여 기술을 이용하고 있습니다. 이 연구는 왜 몇몇 환자에 잘 능력을 발휘하는 암 치료가 그 외에 효과 없는 지 설명하는 것을 도울 수 있었습니다.

그것의 생물학 응용 이외에, 정밀도 원자 물리학 천문학에 있는 광도계 화상 진찰 시스템을 성격을 나타내고 디자인하고 그들의 최고 해결책 기술이 또한 귀중품이 증명해야 한다는 것을 그들의 성격 종이에 있는 Pertsinidis, 장 및 초나라는 밝히고, 광학 석판인쇄술과 nanometrology에 있는 새로운 도구를 허용하다.

이 연구는 건강의 국제 학회, 국립 과학 재단, 미항공 우주국 및 방위 알파 통신망에 의해 지원되었습니다.

Last Update: 12. January 2012 00:19

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