Neue Technik fotografiert Atom-Größe Biologie

Wissenschaftler haben erfolgreich kleine biologische Strukturen abgebildet, die normalerweise versteckt sind, durch das Material umgeben.

Die Strukturen sind weniger als 150 Nanometer auf. Die Details in diesen Bildern kann weniger als 10 Nanometer. Das ist 10 Milliardstel Meter, nur die Breite einer Handvoll Atome gelegt zu einem Ende.

Diese Technologie kann Strukturen, die normalerweise verborgen unter ähnlichen Strukturen, fast wie eine Momentaufnahme der sprichwörtlichen Nadel im Heuhaufen beim Durchgang über Kopf in ein Jumbo-Jet ermitteln. Und eines Tages diese Arbeit Medizintechniker Biopsien effizienter bearbeiten können.

Die fraglichen Struktur war ein einziges Protein-Faser, die im Zahnschmelz eingebettet wurde. Aber diese Technik könnte mit jedem Mensch, Tier oder Pflanzengewebe, sagt Sergei Kalinin, Research Scientist an der Oak Ridge National Laboratories in Oak Ridge, Tennessee.

Kalinin und seine Kollegen an der North Carolina State University in Raleigh bilden die Bilder durch die Nutzung der piezoelektrischen Effekts. Piezoelektrische Materialien bewegen, wenn ein elektrischer Strom auf sie angewendet wird oder einen elektrischen Strom zu produzieren, wenn sie komprimiert werden. Vielleicht sind die bekanntesten piezoelektrischen Materialien Quarz-Kristalle, deren Strom stieß Schwingungen Oszillatoren in Uhren und frühen Radios gesteuert.

Viele biologische Materialien, wie Holz, Knochen und Sehnen auch bewegen etwas, wenn elektrisch schockiert.

Mit einer speziell angefertigten Tipp-Erweiterung für eine Abtastung Rasterkraftmikroskops, die Wissenschaftler direkt eine kleine Spannung, wechselt die Polarität 50.000 Mal pro Sekunde, bei Kleingruppen von Piezo-sensitiven Molekülen. Die Moleküle vibrieren dann 50.000 Mal pro Sekunde, während die umgebenden nicht piezoelektrische Materialien noch bleiben.

Durch die Verfolgung Muster machen die schwingenden Moleküle, die Wissenschaftler Bilder von winzigen Strukturen zu produzieren, die sonst verloren, unter anderen, piezoelektrische, Materialien, wie z. B. Hydroxylapatit, wäre, die eine Art von Kalzium ist.

Diese Technologie Kalinin sagt, arbeitet an einem Material Oberfläche. Obwohl die am ehesten der nahen Zukunft Anwendungen in der Grundlagenforschung sagt er sind, ist es möglich, dass eines Tages wird es schneller und billiger Analyse der Biopsie Proben zu ermöglichen. Aktuelle imaging-Technologien erfordern Techniker Zeit Färbung Biopsie Proben zu verbringen. Die neue Technik würde keinen Fleck erfordern.

Eine weitere mögliche zukünftige Anwendung wäre, Bild und verwenden Sie dann das gleiche Werkzeug an eine höhere Spannung zu selektiv viraler Schadstoffe aus biologischen Proben zappen.

"Eines der Dinge, die wir vor kurzem getan haben, elektrische Vorspannung zu verwenden, um selektiv, z. B. das Tabakmosaikvirus ändern", erklärte Kalinin. Das Virus wirkt sich auf Blumen und Gemüse weltweit.

"Wenn wir Viren auf der Oberfläche haben, können wir sie sehen," sagte er. "Zweitens wählen wir die Viren, die wir nicht mögen und sie durch die Anwendung eines hoch genug elektrische Feldes zu sprengen."

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