Квантовая механика позволила создать безопасный для жизни электронный микроскоп

Ученые из Массачусетского технологического института (MIT) разработали электронный микроскоп, который позволяет изучать живые клетки. Новую технологию исследователи описали в статье в журнале Physical Review A - Rapid Communications. Коротко она описана в пресс-релизе MIT.

В электронной микроскопии для получения изображения объекта используется поток высокоэнергетических электронов. При помощи электронных микроскопов возможно увидеть детали размером от 0,2 до 10 нанометров - их разрешение выше разрешения "традиционных" приборов от 10 до 10 тысяч раз. Однако электронную микроскопию невозможно использовать для наблюдения живых объектов in vivo - испускаемые прибором электроны очень быстро разрушают клетки и ткани. Доля облучения, получаемая, например, клеткой, находящейся в камере электронного микроскопа, сравнима с облучением, которое было бы получено ею при взрыве в 30 метрах водородной бомбы мощностью 10 мегатонн в тротиловом эквиваленте.

Для изучения живых объектов их помещают в специальные камеры в глубоком вакууме. Перед исследованием образцы необходимо подготовить с использованием токсичных химикатов и заморозить. Все это неизбежно убивает живые клетки.

Авторы новой работы предложили новую схему электронной микроскопии, в которой электроны непосредственно не достигают изучаемого объекта. Элементарные частицы движутся по двум кольцам, расположенным одно над другим. Расстояние между кольцами позволяет электронам "перепрыгивать" с кольца на кольцо. В том случае, если между кольцами будет помещен некий объект, частицы не смогут этого сделать. В каждый отдельный момент времени установка из двух колец будет сканировать один "пиксель" объекта - она будет определять, есть между кольцами что-то или нет. Для получения итогового изображения все изученные "пиксели" будут собираться вместе.

Теоретически, разрешение микроскопа, использующего новую технологию, может составлять несколько нанометров. С их помощью будет возможно исследовать, например, работу ферментов в живых клетках. Авторы исследования признают, что прежде, чем внедрить изобретение в практику, необходимо преодолеть ряд технических сложностей. В частности, необходимо предотвратить взаимодействие электронов с металлическими частями самого микроскопа.

Совсем недавно другой исследовательский коллектив разработал технологию атомной силовой микроскопии, которая позволяет добиваться до сих пор недостижимой детализации объектов. При помощи созданной ими установки ученые смогли различить отдельные атомы.

Наука и техника00:0517 февраля

Звон мечей

Лучшая ролевая игра со времен Morrowind и «Ведьмака»: Kingdom Come: Deliverance
Наука и техника00:0630 ноября 2017
Красноармейцы в финском плену. Лагерь в области Париккала

«Красноармейцы — голодные и нищие колхозники»

Сталин обрек тысячи солдат на мучительную смерть и подарил Финляндию Гитлеру
Крутите барабан
Их оружием убивали по всему миру. Теперь они банкроты
Пчелиное жало
Украина завалила Европу ватой и лыжами. И не собирается останавливаться
Деньги есть
Тайная жизнь Северной Кореи: секс, рабы и мафия
Звон мечей
Лучшая ролевая игра со времен Morrowind и «Ведьмака»: Kingdom Come: Deliverance
Огненный демон
Смертоносное оружие России держит в страхе Европу и США
Луис Глазман «Битва при Ситке»Обойдемся
Эти индейцы воевали с русскими до 2004 года. Они вынудили Россию продать Аляску
«Они звали Гитлера герр Маляр»
Фашистка, нацистка, красавица: скандальная жизнь самых известных сестер Британии
«В школе мне часто приходилось терпеть унижения»
Жан Дюжарден о природе своей комедии и жизни после «Оскара»
На катере к твоей матери
Ирландец годами караулил подростков на пристани
Травмируй меня нежно
Самоубийства и сексуальные фантазии в 35 лучших зарубежных книгах сезона
Доктор смерть
Он качал из людей кровь и создал армию колдунов, чтобы держать в страхе Гаити
За заслуги
Вещи, которые спасут защитников Отечества от холода, скуки и опозданий
«Если араб не воюет, он дрифтует»
Богатым арабам джихад не нужен. Они любят бешеную скорость и наркотики
Книга мемов: почему Tesla все-таки крутая
Все хорошее, что придумала и сделала компания Илона Маска
Сегодня ничего не произошло
Длительный тест Hyundai Sonata: итоги, конкуренты, стоимость владения
Тест: угадай машину знаменитости
Вспоминаем, какие тачки стоят в гаражах звезд шоу-бизнеса
Продано! Машины, раскупленные еще до премьеры
Невероятные автомобили, которые скупили до начала продаж