En un nuevo artículo publicado la semana pasada en Avances científicos , un equipo de científicos e ingenieros profundizó en los mecanismos que degradan la calidad de la muestra en la microscopía electrónica de transmisión de células líquidas LC-TEM. Desarrollaron un dispositivo LC-TEM que utiliza múltiples ventanas y características estampadas para explorar los impactos debombardeo electrónico de energía en nanopartículas y muestras biológicas sensibles.
Las instituciones colaboradoras incluyen el EMSL, el Laboratorio de Ciencias Moleculares Ambientales, una Instalación de Usuarios de la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico PNNL, la Universidad de Illinois Chicago, la Universidad Estatal de Florida, la Universidad Estatal de Washington y la Universidad Tecnológica de MichiganEl autor principal del estudio, Trevor Moser, actualmente en el PNNL, es un estudiante de doctorado en Michigan Tech que estudia con Tolou Shokuhfar, profesor adjunto de ingeniería mecánica en Michigan Tech y profesor asociado de bioingeniería en la Universidad de Illinois Chicago, yJames Evans, científico senior de PNNL.
El equipo explica que la microscopía electrónica de transmisión TEM se basa en un haz de electrones de alta energía que pasa a través de una muestra. Ya sea que la muestra provenga de un electrodo de batería o células bacterianas, los electrones que pasan se dispersarán de una manera específica reflejando elestructura atómica de la muestra. En LC-TEM, los materiales pueden examinarse en un estado nativo que permite observaciones dinámicas, pero las muestras son líquidas o están suspendidas en líquido y deben sellarse herméticamente para resistir el vacío espacial del instrumento.equilibrio entre garantizar que el líquido no se evapore mientras se proporciona suficiente espacio de visualización para que pase el haz de electrones.
"Hemos diseñado y fabricado nuevos dispositivos para almacenar muestras líquidas que nos dan más regiones de 'ventana' para recolectar imágenes de las que estaban previamente disponibles", dice Moser. "Usando estas múltiples ventanas, pudimos estudiar cómo la historia del electrónLa irradiación influye en la nucleación y el crecimiento de las nanopartículas de plata, cuyas propiedades de crecimiento son sensibles a los radicales que se generan con el haz. También los usamos para estudiar cómo estos radicales impactan en las células bacterianas y demuestran la extrema sensibilidad de estas muestras biológicas a losrayo de electrones."
La irradiación del haz de alta energía utilizado en LC-TEM puede causar daño físico a las muestras. Por ejemplo, el equipo descubrió que cuando se tomó una imagen de una célula y se expuso a un flujo de electrones significativo por primera vez, se observaron nanopartículasel movimiento relativo a la membrana celular fue el resultado del daño celular. Eso es importante porque la percepción muestra que el movimiento es un artefacto de imagen de la célula en lugar de observar cómo ocurre la dinámica celular en tiempo real.
"Pudimos capturar imágenes prístinas de células usando nuestro dispositivo multicámara en el que la primera imagen representaba la primera exposición de las células a dosis significativas de electrones", dice Evans.
"Dado que las propiedades nativas de la muestra pueden ser alteradas o cambiadas por los efectos de estos radicales generados por el haz de electrones", dice Shokuhfar, "comprender los cambios químicos de una muestra líquida como resultado de la irradiación de electrones es clave para corregir la interpretaciónde datos recopilados con esta técnica "
A medida que se recogen los matices de LC-TEM, las posibles aplicaciones incluyen la recopilación de información detallada de muy alta resolución sobre dispositivos de energía y materiales de almacenamiento, así como la detección de enfermedades, imágenes médicas y profundizar en los conceptos básicos de la actividad celular.En los próximos pasos, el equipo planea centrarse en caracterizar más muestras biológicas, que parecen ser vulnerables a los efectos de la irradiación de electrones. El nuevo dispositivo LC-TEM ofrece más ventanas a este complejo mundo atómico, brindando más oportunidades de avances en energía y salud.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Michigan . Original escrito por Allison Mills. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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