Mikroskop på atomnivå

Bilden bildas av sekundära elektroner som emitteras från ytan när de exciteras av en elektronstråle. Detektorn visar elektroniska signaler och bildar en bild som visar fältets djup utöver ytstrukturen.

När forskare uppfann metoder som gjorde att de kunde se in i atomernas värld tog nanovetenskapen fart.

För det första bildar den en tredimensionell bild av kopian. För det andra kan den användas på tjockare prover, eftersom endast ytan skannas. Provet kan uppleva förändringar på grund av dess förberedelse för mikroskopet, från exponering för vakuum eller från exponering för en elektronstråle. Detta är den enda typen av elektronmikroskopi som kan avbilda enskilda atomer.

Dess upplösning är cirka 0,1 nanometer, med ett djup på cirka 0,01 nanometer.

STM kan användas inte bara i vakuum utan även i luft, vatten och andra gaser och vätskor. Den kan användas i ett brett temperaturområde, från nästan absolut till noll till mer än grader C. STM är baserad på en kvanttunnel. Den elektriskt ledande spetsen bärs nära provets yta. När en spänningsskillnad appliceras kan elektroner tunnla mellan spetsen och provet.

Förändringen i spetsflödet mäts genom att skanna provet för att bilda en bild. Till skillnad från andra typer av elektronmikroskopi är instrumentet överkomligt och lätt att tillverka. STM kräver dock extremt rena prover, och det kan vara svårt att få det att fungera. Helmenstein, Anne Marie, tel. Introduktion till elektronmikroskopet. Denna teknik är mycket avancerad och har belönats med Nobelpriset i kemi med hjälp av kryoelektronmikroskopi, forskare vid Ume XX har nyligen kunnat se hur bland annat hur polioviruset är.

i fotosyntes, och hur felaktigt utvecklade proteiner orsakar scovelts sjukdom.

Avancerat mikroskop ger frusna ögonblicksbilder på atomnivå.

Det betyder mycket för svenska forskare att få tillgång till den absoluta versionen av utrustningen - vi kan se hur ett protein ser ut när det fungerar, som i en frisk cell, och hur ett protein ser ut när det orsakar sjukdom, och jämföra strukturer. Eller hur ett virus infekterar en cell, till exempel ett koronavirus. Om man förstår hur viruset påverkar cellulära proteiner kan det leda till utveckling av nya läkemedel, säger Linda Sandblad, forskare och samordnare vid Umeå centrum för elektronmikroskopi.

Temperaturen kontrolleras noggrant och utrustningen är viktig för forskargrupper inom allt från biokemi till cellbiologi inom medicin och växtbiologi. Det gör svensk forskning konkurrenskraftig i världen, säger hon. Bildmattias Petterssons stora kryoelektroniska mikroskop Titan Krios har funnits på universitet sedan dess och ligger i en mycket välkontrollerad miljö i källaren i KBC-huset.

Fuktighet, temperatur och vibrationer regleras noggrant. Verktyget fungerar med stor precision. Detta är något som är en förbättring för att molekylärbiologin ska kunna se hur proteiner bildas och atomernas positioner i proteiner", säger Linda Sandblad. Det visar en tredimensionell bild, unik med kryoelektronmikroskopi är att det studerade materialet kyls till minus grader Celcius.

Provet placeras i ett mikroskop, som tar tusentals bilder från olika vinklar. De läggs sedan till en mycket detaljerad tredimensionell bild. Fakta är att cryo-elektronmikroskopi-metoden fungerar för att snabbt frysa biomolekyler och därmed fånga dem mitt i deras rörelser. Först skapas ett mycket tunt membran med biologiskt material som kommer att studeras i ett tunt nätmetallnät.

Provet är något fryst till minus grader, och sedan placeras det i ett kryoelektroniskt mikroskop.