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显微镜

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电子没有摧毁DNA

20 Oct 2009 詹姆斯Dacey
揭示DNA 能量电子的全息术

今年最近的获奖者’诺贝尔化学奖加入了一位着名的科学家谱系,通过使用X射线晶体学通过生物分子世界进行闪光。然而,本周发布的新研究推出了这种着名技术的替代方案,可以揭示生物分子的结构和性质更精细的细节。根据瑞士的创作者,新方法有可能振兴生物物理学,生物化学和分子生物学。

屡获殊荣的研究

由物理学家开发,X射线晶体学通过从材料内的电子射线散射X射线并测量结果的衍射图案来确定结晶材料的结构。詹姆斯·沃森和弗朗西斯克里克在剑桥大学,莫里斯威尔金斯和罗莎琳林富兰克林在国王的帮助下’伦敦大学,着名的使用这种技术来确定DNA分子的双螺旋结构。同样,今年’S Nobel化学奖被授予使用X射线晶体学的三人生物物理学家来确定核糖体的原子结构–产生蛋白质的细胞中的位点。

然而,尽管所有的成功,但这种技术的最终限制是它通过在晶体中平均超过数百万分子来实现。这不可避免地意味着分子世界的一些细节可能仍然未被发现。此外,还有许多蛋白质分子非常困难或不可能结晶。

研究人员的明显技术解决方案是用高能电子显微镜取代其X射线晶体学,该物理学家已经使用了对同行的生命,原子世界。麻烦的是生物物质可以非常精细,因此这些技术中使用的辐射可以损坏或破坏观察中的生物分子。

电子慢下来

Now, 汉斯Werner-Fink 他在苏黎世大学的团队通过创造一种使用较低能量电子的显微镜检查来建议解决这个问题。为了展示他们的新技术,研究人员在70岁的过程中孤立一股DNA并将其暴露在低能量电子束中 分钟。通过跟踪弹性散射的电子,研究人员能够建立DNA的全息图像。

新技术的基础是,在某些能量下,电子辐射不会对DNA造成损害。通过这种方式,Fink和他的同事报告了在多个离散的能量上成功的成像,最高可达230点 EV。他们承认他们没有完全理解为什么“energy windows”存在,但他们得出结论,弹性散射必须在这些频率下占主导地位。

粉末告诉 physicsworld.com. 即,尽管全息技术原则上很简单,但在实现技术方面存在许多技术挑战。研究人员现在与德国的工业合作伙伴合作,改善电子探测器的设计以及其小型化电子镜片。“我们相信,我们的技术有可能提供单一生物分子的最详细图像,” Fink said.

相关研究文件目前正在审查出版物 物理评论信 和提前副本可供选择 arxiv preprint server.

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