I Ricercatori Trovano le Biomolecole Minuscole per la Rappresentazione Combinando il Laser e la Microscopia Atomica della Forza

Published on November 11, 2010 at 4:06 AM

I ricercatori caratterizzano la loro nuova tecnica come soluzione ordinata “ago di stampa al problema in mucchio di fieno„ di microscopia del nanoscale, ma è più simile alla differenza fra l'individuazione del tavolino da salotto in una stanza scurita l'uno o l'altro la camminata intorno finché non cadiate sopra, o usando una torcia elettrica.

In un nuovo documento, in un gruppo dalla società a capitale misto di JILA-a del National Institute of Standards and Technology (NIST) e nell'Università di montaggi minuscoli dei Colorado-Ritrovamenti delle biomolecole per rappresentazione dettagliata successiva combinando l'ottica del laser di precisione con la microscopia atomica della forza.

“Laser che mira„ per la microscopia del nanoscale: A Sinistra, una visualizzazione quadrata di micrometro 900 tipici, facendo uso del raggio laser messo a fuoco, mostra la toppa porpora potenzialmente interessante della membrana, che è segnata con il quadrato. Giusta cima, immagine ottica più vicina della toppa; basi, stessi mirano a imaged con il AFM che rivela il dettaglio topologico.

Il microscopio atomico della forza (AFM) ha quello diventato degli strumenti standard di nanotecnologia. Il concetto è ingannevolmente semplice. Un ago di stampa-non a differenza di uno stilo antiquato della fonografo, ma molto più piccolo con un suggerimento al massimo soltanto una coppia di ampio-movimenti degli atomi attraverso la superficie dell'esemplare. Un laser misura le deformazioni minuscole del suggerimento mentre è spinto o tirato con le forze atomiche del disgaggio, quali le forze elettrostatiche o l'attrazione chimica. La Scansione del suggerimento attraverso il campione rende avanti e indietro un'immagine tridimensionale della superficie. La risoluzione può essere sorprendente-in alcuni casi che mostrano i diversi atomi, una risoluzione mille volte più piccoli dei migliori microscopi ottici possono raggiungere.

Tale sensibilità stupefacente incorre in un problema tecnico: se la vostra sonda può immagine un oggetto di per esempio 100 nanometri quadrati, trovate quanto esattamente quell'oggetto se potesse essere quasi dovunque su una fase che di microscopio milione volta quella dimensione? Quello non è un caso insolito nelle applicazioni biologiche. La risposta della forza bruta è, voi scandisce la sonda avanti e indietro, probabilmente ad un'più alta velocità, finché non si imbatta in qualche cosa di interessante. Come il tavolino da salotto nello scuro, questo ha problemi. Il suggerimento del AFM è non solo molto delicato e facile da danneggiare, ma può essere degradato prendendo gli atomi o le molecole indesiderati dalla superficie. Inoltre, in scienze biologiche, dove il AFM sta diventando sempre più importante, gli esemplari della ricerca sono solitamente cose “morbide„ come le proteine o le membrane che possono essere danneggiate da una collisione incontrollata con il suggerimento. Una soluzione è stata “di contrassegnare„ la molecola dell'obiettivo con un piccolo punto fluorescente di quantum o del composto, di modo che si illumina ed è facile da trovare, ma quel significa chimicamente l'alterazione dell'oggetto, che non può essere desiderabile.

Invece, il gruppo di JILA ha scelto utilizzare una torcia elettrica. Il Bene Immobile sopra un'innovazione più in anticipo per la stabilizzazione della posizione di un suggerimento del AFM, il gruppo utilizza un raggio laser strettamente messo a fuoco e a bassa potenza otticamente per scandire l'area, identificante le posizioni dell'obiettivo per i cambiamenti minuscoli nell'indicatore luminoso sparso. Questo laser è scandito attraverso il campione per formare un'immagine, analoga a formare un'immagine del AFM.

Lo stesso laser-e la rilevazione tecnica-sono usati per individuare il suggerimento del AFM. Quindi, il laser servisce da fotogramma di riferimento comune ed è relativamente diretto allineare l'immagine del AFM ed ottica. Negli esperimenti con le toppe della membrana cellulare dagli organismi unicellulari, ** il gruppo ha dimostrato che possono individuare questi complessi della proteina ed allineare il suggerimento del AFM con una precisione di circa 40 nanometri. Contando solamente sull'indicatore luminoso sparso, la loro tecnica non richiede contrassegno o modifica chimico priore delle molecole dell'obiettivo.

“Risolvete una coppia di problemi,„ dice il fisico Thomas Perkins del NIST. “Risolvete il problema di individuazione dell'oggetto che volete studiare, che è ordinamento di un ago di stampa in un problema del mucchio di fieno. Risolvete il problema di contaminazione del vostro suggerimento. E, risolvete il problema di schianto del vostro suggerimento in cui stavate cercando. Ciò evita danneggiare il vostro suggerimento e, per gli obiettivi biologici molli, il danno del vostro campione.„ E, dice, è molto più efficiente. “Da una prospettiva pratica, invece del mio studente di laureato che comincia fare la scienza reale alle 4 del pomeriggio, può cominciare fare la scienza alle 10 di mattina„

Sorgente: http://www.nist.gov/

Last Update: 11. January 2012 16:15

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