![]() 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 dauneUn 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.”
Linkul direct catre PetitieCitiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:
|
ieri 22:19
_ Globalismul este adevărata pandemie
ieri 20:38
_ Noua narațiune
ieri 20:18
_Marius Tucă Show - 21 Sep 2023 18:55:26
ieri 20:18
_Marius Tucă Show - 21 Sep 2023 18:56:23
ieri 20:18
_Marius Tucă Show - 21 Sep 2023 18:57:21
ieri 20:18
_Marius Tucă Show - 21 Sep 2023 18:59:16
ieri 20:18
_Marius Tucă Show - 21 Sep 2023 19:05:19
ieri 20:18
_Gold FM Romania - 21 Sep 2023 13:28:08
ieri 20:18
_Marius Tucă Show - 21 Sep 2023 19:08:59
ieri 20:18
_Gold FM Romania - 21 Sep 2023 14:50:17
ieri 20:18
_Marius Tucă Show - 21 Sep 2023 19:11:55
ieri 20:18
_Gold FM Romania - 21 Sep 2023 15:09:22
ieri 20:18
_Gold FM Romania - 21 Sep 2023 15:39:50
ieri 18:53
_ El Niño și La Niña: Despre ce este vorba?
ieri 18:01
_ Stock market closes on the red on Thursday
ieri 16:40
_ Merită Uniunea UAW o creștere uriașă
ieri 16:40
_ Mai greșit pentru mai mult timp
ieri 13:18
_Gold FM Romania - 21 Sep 2023 11:09:03
ieri 13:18
_Gold FM Romania - 21 Sep 2023 12:13:31
ieri 13:18
_Gold FM Romania - 21 Sep 2023 12:21:31
ieri 13:18
_4 Media Info - 21 Sep 2023 10:21:49
ieri 12:20
_ Polonia tocmai a torpilat NATO și Ucraina?
ieri 11:00
_ Curs valutar
ieri 09:19
_ Ileana CEPOI
ieri 09:17
_Stiri Negre - 21 Sep 2023 09:06:35
ieri 08:58
_Gold FM Romania - 21 Sep 2023 08:38:06
ieri 08:58
_Gold FM Romania - 21 Sep 2023 08:40:19
ieri 08:58
_Gold FM Romania - 21 Sep 2023 08:46:23
ieri 06:42
_ E vremea bunului simț pe net zero, Humza!
ieri 06:41
_ Spune-ți scuze și recunoaște-te, Celtic
ieri 06:19
_ Siria în pragul colapsului?
ieri 05:31
_ Cutremur cu magnitudinea de 2,8 în Buzău
|
Comentarii:
Adauga Comentariu