"Laser-target sa" para sa Nanoscale mikroskopya:

Published on November 9, 2010 at 6:36 PM

Ang mga mananaliksik makilala ang kanilang mga bagong pamamaraan bilang isang maayoss solusyon sa ang "karayom ​​sa isang mandala ng dayami" problema ng nanoscale mikroskopya, ngunit higit pa tulad ng ang pagkakaiba sa pagitan ng paghahanap ang coffee table sa isang darkened kuwarto alinman sa pamamagitan ng paglalakad sa paligid hanggang mahulog ka sa paglipas ng ito, o gamit ang isang flashlight.

Sa isang bagong papel, * isang grupo mula sa JILA-isang joint venture ng Pambansang Institute ng mga Pamantayan at Teknolohiya (NIST ) at ang University of Colorado-hahanap ng mga maliliit na mga assemblies ng biomolecules para sa kasunod detalyadong imaging sa pamamagitan ng pinagsasama ng katumpakan optika laser na may atomic lakas mikroskopya.

"Laser target" para sa nanoscale mikroskopya: Sa kaliwa, karaniwang 900 square mikron tingnan, gamit ang nakatutok laser ngiti, ay nagpapakita ng potensyal na kawili-wiling mga lilang lamad patch, na kung saan ay minarkahan sa parisukat. Right tuktok, mas malapit optical na imahe ng patch; ibaba, parehong na-target na nakunan sa AFM ibinubunyag ng topological detalye. Pinasasalamatan: Churnside, CU

Ang atomic mikroskopyo puwersa (AFM) ay naging isa ng karaniwang gamit ng Nanotechnology. Ang konsepto ay deceptively simple. Ang isang karayom-hindi hindi katulad ng isang lipas na pluma ponograpo, ngunit mas maliit na may tip sa pinaka-lamang ng ilang mga atoms malawak na gumagalaw sa buong ibabaw ng ispesimen. Laser Isang panukala ng maliliit na mga deflections ng tip na ito ay hunhon o pulled ng atomic scale pwersa, tulad ng electrostatic pwersa o chemical-akit. Scan ang tip na pabalik-balik sa buong sample magbubunga ng isang tatlong-dimensional na imahe ng sa ibabaw. Resolution Ang kahanga-hanga sa ilang mga kaso na ipinapakita ang mga indibidwal atoms, ang isang resolution ng isang libong beses na mas maliit kaysa sa mga pinakamahusay na optical microscopes makamit.

Ganitong kahanga-hangang sensitibo incurs isang teknikal na problema: kung ang iyong probe ay maaari imahe ng isang bagay ng, sabihin nating, 100 square nanometers, kung paano eksaktong mo mahanap ang bagay na iyon kung maaari ito halos kahit saan sa isang mikroskopyo yugto ng isang milyong beses na laki? Iyan ay hindi isang hindi pangkaraniwang kaso sa biological mga application. Ang astig-lakas na answer ay, ikaw i-scan ang probe papunta at pabalik, marahil sa isang mas mataas na bilis, hanggang ito ay tumatakbo sa isang bagay na kawili-wiling. Tulad ng coffee table sa madilim, ito ay may problema. Ang AFM tip ay hindi lamang masyadong maselan at madaling pinsala, ngunit ito ay nagpapasama sa pamamagitan ng pagpili ng up ng mga hindi kanais-nais na mga atoms o molecule mula sa ibabaw. Gayundin, ang biosciences, kung saan ang AFM ay nagiging increasingly mahalaga, pananaliksik specimens ay karaniwang ang mga "soft" na mga bagay tulad ng mga proteins o membranes na maaaring napinsala sa pamamagitan ng isang walang pigil na banggaan sa tip. Isang solusyon ay sa "label" ang target na Molekyul sa isang maliit na fluorescent tambalan o kabuuan tuldok, upang ito ay ilaw up at madaling mahanap, ngunit na ay nangangahulugan na ang chemically binabago ang paksa, na maaaring hindi kanais-nais.

Sa halip, ang koponan ng JILA ay nagpasyang gumamit ng isang flashlight. Building sa isang mas maaga na pagbabago para sa stabilizing ang posisyon ng isang AFM tip, ang group na ang gumagamit ng isang mahigpit na nakatutok, mababa-kapangyarihan laser ngumiti upang optically-scan ang lugar, pagkilala ng mga target na lokasyon sa pamamagitan ng mga minuto na pagbabago sa ang kalat na liwanag. Ang laser ito ay scan sa buong sample upang bumuo ng isang imahe, analogo na bumubuo ng isang AFM imahe.

Ang parehong pamamaraan ay laser-at detection na ginagamit upang mahanap ang dulo ng AFM. Samakatuwid, ang laser ay nagsisilbi bilang isang karaniwang frame ng reference at ito ay relatibong tapat sa ihanay ang optical at ang imahe ng AFM. Sa mga eksperimento sa mga patch ng cell lamad mula sa mga single-cell na organismo, ** group ay ipinapakita na maaari nilang mahanap ang mga protina complexes at ihanay ang AFM tip na may katumpakan ng tungkol sa 40 nanometers. Umasa lamang sa nakakalat sa liwanag, ang kanilang pamamaraan ay nangangailangan ng walang bago label kemikal o pagbabago ng mga target ang mga molecule.

"Ikaw malutas ang isang pares ng mga problema," sabi ni NIST pisisista Thomas Perkins. "Ikaw malutas ang problema ng paghahanap ng mga bagay na nais mong pag-aaral, na kung saan ay uri ng mga karayom ​​sa isang mandala ng dayami problema. Mong malutas ang problema ng hindi contaminating ng iyong tip. At, malutas ang problema ng hindi pag-crash ang iyong mga tip sa kung ano ang ikaw ay naghahanap ng ito pumipigil sa damaging ang iyong mga tip at, para sa malambot na biological mga target, hindi damaging iyong sample. " At, sabi niya, ito ay mas mahusay. "Mula sa isang praktikal na pananaw, sa halip ng aking Grad mag-aaral na simula na gawin ang real science sa 4 pm, maaari siya magsimula ng science sa 10 ng umaga"

* AB Churnside, gm Hari at TT Perkins. Tatak-free optical imaging ng mga patch lamad para sa atomic lakas mikroskopya. Optika Express. Vol. 18, No 23. Nobyembre 8, 2010.

** Ang koponan na ginamit na "mga lilang lamad," na kung saan ay ang cell lamad mula sa tiyak na mga single-cell na organismo at naglalaman bacteriorhodopsin, isang protina na nakukuha ng liwanag enerhiya. Bacteriorhodopsin ay naka-embed sa mga lilang lamad at isang karaniwang protina para sa pananaliksik sa biosciences.

Last Update: 6. October 2011 05:10

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit