19:33
Comentarii Adauga Comentariu

_ Noua tehnică de imagistică cu raze X de înaltă rezoluție poate imagini specimene biologice fără a provoca daune

_ Noua radiografie de înaltă rezoluție tehnica de imagistică poate imagini specimene biologice fără a provoca daune

Un grăunte de polen care arată nanospuma din interior sau o diatomee cu structurile geometrice individuale în interior clar vizibile: Folosind raze X de înaltă energie de la sursa de lumină sincrotron PETRA III la DESY, o echipă condusă de oamenii de știință CFEL Saša Bajt și Henry Chapman a reușit să imagineze aceste structuri fără a le deteriora.

Noua lor tehnică generează imagini cu raze X de înaltă rezoluție ale substanțelor biologice uscate. material care nu a fost înghețat, acoperit sau modificat în alt mod în prealabil - toate cu puține sau deloc deteriorarea eșantionului. Această metodă, care este folosită și pentru scanarea bagajelor de aeroport, poate genera imagini ale materialului la rezoluție nanometrică.

Folosind raze X de înaltă energie care sunt intens focalizate printr-un set de lentile difractive noi, tehnica specială permite efectuarea imagisticii la mai puțin de 1% din pragul de deteriorare cu raze X al specimenului. Rezultatele, care dezvăluie această metodă ca un instrument promițător pentru sursele de lumină mai strălucitoare de generație următoare, cum ar fi proiectul de modernizare planificat PETRA IV, au fost publicate în revista Light: Science & Applications.

Lumina cu raze X. interacționează cu materialul biologic într-o varietate de moduri, în mare parte în funcție de energia și intensitatea luminii. În același timp, deteriorarea radiațiilor, cum ar fi mici modificări structurale până la degradarea completă a probei, este factorul limitativ în timpul imagistică cu raze X a probelor biologice.

La energii scăzute, razele X sunt absorbit în primul rând de atomii din eșantion, ai căror electroni preiau energie, făcându-i să iasă din atomi și provoacă deteriorarea probei. Imaginile care utilizează aceste raze X cu energie scăzută evidențiază astfel absorbția radiației de către eșantion. La energii mai mari, absorbția este mai puțin probabilă și are loc un proces numit împrăștiere elastică, în care fotonii de raze X „restă” din materie ca niște mingi de biliard, fără a-și depune energia.

Tehnici precum cristalografia sau Ptihografia folosește această interacțiune. Cu toate acestea, absorbția poate avea loc, ceea ce înseamnă că deteriorarea probei se întâmplă oricum. Dar există o a treia interacțiune: împrăștierea Compton, în care razele X lasă doar o cantitate mică din energia lor în materialul țintă. Imprăștirea Compton a fost în mare parte ignorată ca metodă viabilă de microscopie cu raze X, deoarece necesită energii de raze X și mai mari acolo unde până acum nu existau lentile adecvate de înaltă rezoluție.

„Am folosit împrăștierea Compton și am și-a dat seama că cantitatea de energie depusă într-o probă per număr de fotoni pe care îi puteți detecta este mai mică decât utilizarea acestor alte metode”, spune Chapman, care este un om de știință de frunte la DESY, profesor la Universität Hamburg și inventator al diferitelor X. -tehnici cu raze la sincrotroni și lasere cu electroni liberi.

Avantajul dozei mici în probă a reprezentat o provocare pentru realizarea de lentile adecvate. Razele X de înaltă energie trec prin toate materialele și sunt cu greu refractate sau îndoite, după cum este necesar pentru focalizare. Bajt, care este lider de grup la CFEL, a condus eforturile de dezvoltare a unui nou tip de lentile de refracție, numite lentile multistrat Laue. Aceste noi optice cuprind straturi alternative de peste 7300 de nanometri subțiri de carbură de siliciu și carbură de tungsten pe care echipa le-a folosit pentru a construi un element optic holografic care a fost suficient de gros pentru a focaliza eficient fasciculul de raze X.

Folosind această lentilă. Sistemul și linia de lumină PETRA III P07 la DESY, echipa a fotografiat o varietate de materiale biologice prin detectarea datelor de împrăștiere Compton pe măsură ce proba a fost trecută prin fasciculul focalizat. Acest mod de microscopie de scanare necesită o sursă foarte luminoasă - cu cât mai luminoasă, cu atât mai bine - care este focalizată pe un punct care definește rezoluția imaginii.

PETRA III este una dintre instalațiile de radiație sincrotron din întreaga lume, care este suficient de strălucitoare la energii mari de raze X pentru a putea obține imagini în acest fel într-un timp rezonabil. Tehnica și-ar putea atinge întregul potențial cu instalația PETRA IV planificată.

Pentru a testa metoda, echipa a folosit o cianobacterie, o diatomee și chiar un grăunte de polen colectat direct în afara laboratorului („un local foarte local). specimen", râde Bajt) ca probele lor și au atins o rezoluție de 70 de nanometri pentru fiecare.

Mai mult, în comparație cu imaginile obținute dintr-o probă similară de polen, folosind o metodă convențională de imagistică de împrăștiere coerentă la o energie de 17 keV, microscopia cu raze X Compton a atins o rezoluție similară cu o doză de raze X de 2000 de ori mai mică. „Când am reexaminat specimenele folosind un microscop cu lumină după experiment, nu am putut vedea nicio urmă a locului în care fasciculul a intrat în contact cu ele”, explică ea, ceea ce înseamnă că nu au fost lăsate daune cauzate de radiații.

< „Aceste rezultate ar putea fi chiar mai bune”, spune Chapman. „În mod ideal, un experiment ca acesta ar folosi un detector sferic, deoarece razele X care ies din probă merg în toate direcțiile din probă. În acest fel, este un pic ca un experiment de coliziune cu fizica particulelor, în care trebuie să colectezi date în toate direcțiile.”

În plus, Chapman a subliniat că imaginea cianobacteriilor este relativ lipsită de caracteristici în comparație cu celelalte. Cu toate acestea, datele indică faptul că la o luminozitate mai mare, cum ar fi cea a upgrade-ului PETRA IV planificat, organele individuale și chiar structuri în trei dimensiuni ar deveni vizibile - până la o rezoluție de 10 nm, fără ca deteriorarea să fie o problemă. „Într-adevăr, singura limitare a acestei tehnici nu a fost natura tehnicii în sine, ci mai degrabă sursa, și anume luminozitatea ei”, spune Bajt.

Cu o sursă mai luminoasă, metoda ar putea fi apoi utilizată pentru imagistica. celule sau țesut întregi nesecționate, completând microscopia crio-electronică și microscopia optică de super-rezoluție sau pentru urmărirea nanoparticulelor într-o celulă, cum ar fi pentru observarea directă a administrării de medicamente. Caracteristicile împrăștierii Compton fac ca această metodă să fie ideală și pentru utilizări non-biologice, cum ar fi examinarea mecanicii de încărcare și descărcare a bateriei.

„Nu a existat încă nimic ca această tehnică în literatura de specialitate, „, spune Bajt, „deci sunt multe de explorat în viitor.”


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ Un jurnalist chinez despre care se spune că a născut un copil iubit de ministrul de externe destituit Qin Gang a dispărut – mențiunile despre Fu Xiaotian sunt cenzurate de pe rețelele sociale din China

_ Democrații trag un semnal de alarmă după ce Trump �l depășește pe Joe Biden �n greva Auto Union

_ Omagiu strălucitor al Camillei adus Majestății Sale: Regina Consort poartă colierul de safir George al VI-lea al soacrei sale și cercei asortați în timp ce se alătură familiei Macron pentru banchetul la Palatul Versailles

_ Grevele permanente continuă: GM se alătură Ford, Stellantis cu concedieri în masă ca urmare a acțiunii UAW

_ Președintele Portugaliei este acuzat de sexism după ce a subliniat că decolteul unei femei era la vedere și a spus că este „mai drăguță decât mama ei”

_ Scene unice - Arbitrul Ovidiu Hațegan a devenit pasagerul 1 milion, din 2023, pe Aeroportul Timișoara

_ Legenda lui Liverpool, Didi Hamann, este „îmbolnăvită” la jumătatea muncii sale de expert în Liga Campionilor la TV austriac, înainte ca Sky să dezvăluie că și-a pierdut vocea

_ Serul 20/20 de gene și sprâncene cu doar trei ingrediente este numit de cumpărători „magie”

_ Starurile lui Man United „sunt în continuare supărate de tratamentul lui David de Gea” înainte ca Andre Onana să fie semnat pentru 47 de milioane de lire sterline pentru a-l înlocui pe portarul spaniol care a fost eliminat.

_ Nouă porții de fructe și legume pe zi? Acum e greu de suportat: ROLAND WHITE recenzii la televizorul de aseară

_ Biden continuă să susțină Ucraina: Zelensky câștigă promisiunea unui nou pachet de arme „semnificativ” în timpul întâlnirii de la Casa Albă, în vreme ce liderul SUA promite că „se va asigura că lumea vă este alături”

_ Explozia de pe şantierul Autostrăzii Moldova: Doi pacienți transportaţi la Bucureşti au arsuri pe mai mult de 40% din suprafaţa corpului

_ Traficantul de Fentanil şi Oxycodonă a fost reţinut

_ Tom Aspinall recunoaște că o luptă cu Jon Jones ar fi „visul” lui după victoria sa uimitoare la UFC Londra... în timp ce categoria grea engleză își propune o ciocnire pentru titlu împotriva legendei americane.

_ Jennie Bond, colega lui Jill Dando de la BBC, își amintește cum în mod normal redacția „zgomotoasă, vibrantă” a devenit „teribil de tăcută” pe măsură ce au apărut zvonuri că ea a fost ucisă


Pag.1
Nr. de articole la aceasta sectiune: 15, afisate in 1 pagina.

ieri 20:38 _ Noua narațiune
ieri 11:00 _ Curs valutar
ieri 09:19 _ Ileana CEPOI
ieri 05:00