Kính hiển vi huỳnh quang độ phân giải cao. Thư viện kỹ thuật miễn phí

TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, SỰ PHÁT TRIỂN TRONG ĐIỆN TỬ
Thư viện kỹ thuật miễn phí / nguồn cấp tin tức

Kính hiển vi huỳnh quang độ phân giải cao

17.10.2014

Để xem tế bào và nội dung của nó, chúng ta phải dùng kính hiển vi. Nguyên tắc hoạt động của nó tương đối đơn giản: tia sáng đi qua một vật thể rồi đi vào thấu kính phóng đại, để chúng ta có thể nhìn thấy cả tế bào và một số bào quan bên trong nó, chẳng hạn như nhân hoặc ti thể.

Nhưng nếu chúng ta muốn nhìn thấy một phân tử protein hoặc DNA, hoặc nhìn vào một phức hợp siêu phân tử lớn như ribosome, hoặc một hạt vi rút, thì một kính hiển vi ánh sáng thông thường sẽ trở nên vô dụng. Trở lại năm 1873, nhà vật lý người Đức Ernst Abbe đã suy ra một công thức đặt ra giới hạn về khả năng của bất kỳ kính hiển vi ánh sáng nào: hóa ra là không thể nhìn thấy một vật thể nhỏ hơn một nửa bước sóng của ánh sáng khả kiến - tức là nhỏ hơn 0,2 micromet.

Giải pháp, rõ ràng, là chọn thứ gì đó có thể thay thế ánh sáng nhìn thấy. Bạn có thể sử dụng một chùm tia điện tử, và sau đó chúng tôi nhận được một kính hiển vi điện tử - bạn có thể quan sát vi rút và các phân tử protein trong đó, nhưng các đối tượng được quan sát trong kính hiển vi điện tử rơi vào điều kiện hoàn toàn không tự nhiên. Do đó, ý tưởng của Stefan W. Hell từ Viện Hóa lý Sinh của Hiệp hội Max Planck (Đức) hóa ra lại cực kỳ thành công.

Bản chất của ý tưởng là một vật thể có thể được chiếu xạ bằng chùm tia laze, chùm tia này sẽ đưa các phân tử sinh học vào trạng thái kích thích. Từ trạng thái này, chúng sẽ bắt đầu chuyển sang trạng thái bình thường, tự giải phóng khỏi năng lượng dư thừa dưới dạng bức xạ ánh sáng - tức là quá trình phát huỳnh quang sẽ bắt đầu và các phân tử sẽ trở nên nhìn thấy được. Nhưng các sóng phát ra sẽ có độ dài rất khác nhau, và chúng ta sẽ có một điểm vô định trước mắt mình. Để ngăn điều này xảy ra, cùng với tia laser kích thích, vật thể được xử lý bằng chùm tia dập tắt, tia này triệt tiêu tất cả các sóng ngoại trừ những sóng có chiều dài nanomet. Bức xạ có bước sóng theo bậc nanomet chỉ giúp phân biệt được phân tử này với phân tử khác.

Phương pháp này được gọi là STED (suy giảm phát xạ kích thích), và chính vì điều này mà Stefan Hell đã nhận được giải Nobel của mình. Với kính hiển vi STED, vật thể không bị bao phủ hoàn toàn bởi sự kích thích của tia laze ngay lập tức, nhưng nó được vẽ bởi hai chùm tia mỏng (tia kích thích và tia làm dịu), bởi vì diện tích phát huỳnh quang tại một thời điểm nhất định càng nhỏ, thì càng cao độ phân giải hình ảnh.

Sau đó, phương pháp STED đã được bổ sung bằng cái gọi là kính hiển vi đơn phân tử, được phát triển độc lập vào cuối thế kỷ XNUMX bởi hai nhà khoa học đoạt giải hiện nay, Eric Betzig của Viện Howard Hughes và William E. Moerner của Stanford. Trong hầu hết các phương pháp hóa lý dựa vào huỳnh quang, chúng ta quan sát được tổng bức xạ của nhiều phân tử cùng một lúc. William Merner vừa đề xuất một phương pháp mà người ta có thể quan sát bức xạ của một phân tử đơn lẻ. Trong khi thử nghiệm với protein huỳnh quang xanh lục (GFP), ông nhận thấy rằng sự phát sáng của các phân tử của nó có thể được bật tắt tùy ý bằng cách điều khiển bước sóng kích thích. Bằng cách bật và tắt huỳnh quang của các phân tử GFP khác nhau, chúng có thể được quan sát trong kính hiển vi ánh sáng, bỏ qua giới hạn Abbe nanomet. Toàn bộ hình ảnh có thể thu được bằng cách kết hợp một số hình ảnh với các phân tử phát sáng khác nhau trong trường nhìn. Những dữ liệu này được bổ sung bởi ý tưởng của Eric Betzig, người đã đề xuất tăng độ phân giải của kính hiển vi huỳnh quang bằng cách sử dụng các protein có các đặc tính quang học khác nhau (nghĩa là đa màu).

Sự kết hợp giữa phương pháp dập tắt kích thích của Địa ngục với phương pháp áp đặt tổng Betzig-Merner đã giúp phát triển kính hiển vi có độ phân giải nanomet. Với sự trợ giúp của nó, chúng ta có thể quan sát không chỉ các bào quan và các mảnh của chúng, mà còn cả sự tương tác của các phân tử với nhau (nếu các phân tử được đánh dấu bằng protein huỳnh quang), điều mà chúng tôi nhắc lại là không thể luôn luôn bằng các phương pháp kính hiển vi điện tử. Giá trị của phương pháp này khó có thể được đánh giá quá cao, bởi vì sự tiếp xúc giữa các phân tử là điều mà sinh học phân tử đứng trên và nếu không có nó là không thể, chẳng hạn như việc tạo ra các loại thuốc mới, cũng không giải mã các cơ chế di truyền, cũng như nhiều thứ khác nằm trong lĩnh vực khoa học và công nghệ hiện đại.

<< Quay lại: Bo mạch thu nhỏ Tah để điều khiển các thiết bị điện tử qua Bluetooth 18.10.2014

>> Chuyển tiếp: Cảm biến không dây CoinGuard để báo trộm 17.10.2014

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Sự tồn tại của quy luật entropy cho sự vướng víu lượng tử đã được chứng minh 09.05.2024

Cơ học lượng tử tiếp tục làm chúng ta ngạc nhiên với những hiện tượng bí ẩn và những khám phá bất ngờ. Gần đây, Bartosz Regula từ Trung tâm Điện toán Lượng tử RIKEN và Ludovico Lamy từ Đại học Amsterdam đã trình bày một khám phá mới liên quan đến sự vướng víu lượng tử và mối liên hệ của nó với entropy. Sự vướng víu lượng tử đóng một vai trò quan trọng trong khoa học và công nghệ thông tin lượng tử hiện đại. Tuy nhiên, sự phức tạp trong cấu trúc của nó khiến cho việc hiểu và quản lý nó trở nên khó khăn. Khám phá của Regulus và Lamy chứng tỏ rằng sự vướng víu lượng tử tuân theo một quy luật entropy tương tự như quy luật đối với các hệ cổ điển. Khám phá này mở ra những góc nhìn mới trong khoa học và công nghệ thông tin lượng tử, giúp chúng ta hiểu sâu hơn về sự vướng víu lượng tử và mối liên hệ của nó với nhiệt động lực học. Kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng đảo ngược của các phép biến đổi vướng víu, điều này có thể đơn giản hóa đáng kể việc sử dụng chúng trong các công nghệ lượng tử khác nhau. Mở một quy tắc mới ... >>

Điều hòa mini Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Mùa hè là thời gian để thư giãn và du lịch, nhưng thường thì cái nóng có thể biến thời gian này thành một sự dày vò không thể chịu đựng được. Gặp gỡ sản phẩm mới của Sony - điều hòa mini Reon Pocket 5, hứa hẹn sẽ mang đến mùa hè thoải mái hơn cho người dùng. Sony vừa giới thiệu một thiết bị độc đáo - máy điều hòa mini Reon Pocket 5, giúp làm mát cơ thể trong những ngày nắng nóng. Với nó, người dùng có thể tận hưởng sự mát mẻ mọi lúc, mọi nơi chỉ bằng cách đeo nó quanh cổ. Máy điều hòa mini này được trang bị tính năng tự động điều chỉnh các chế độ vận hành cũng như cảm biến nhiệt độ và độ ẩm. Nhờ công nghệ tiên tiến, Reon Pocket 5 điều chỉnh hoạt động tùy thuộc vào hoạt động của người dùng và điều kiện môi trường. Người dùng có thể dễ dàng điều chỉnh nhiệt độ bằng ứng dụng di động chuyên dụng được kết nối qua Bluetooth. Ngoài ra, còn có áo phông và quần short được thiết kế đặc biệt để thuận tiện, có thể gắn một chiếc điều hòa mini. Thiết bị có thể ồ ... >>

Năng lượng từ không gian cho Starship 08.05.2024

Sản xuất năng lượng mặt trời trong không gian ngày càng trở nên khả thi hơn với sự ra đời của các công nghệ mới và sự phát triển của các chương trình không gian. Người đứng đầu công ty khởi nghiệp Virtus Solis chia sẻ tầm nhìn của mình về việc sử dụng Starship của SpaceX để tạo ra các nhà máy điện trên quỹ đạo có khả năng cung cấp năng lượng cho Trái đất. Startup Virtus Solis đã tiết lộ một dự án đầy tham vọng nhằm tạo ra các nhà máy điện trên quỹ đạo sử dụng Starship của SpaceX. Ý tưởng này có thể thay đổi đáng kể lĩnh vực sản xuất năng lượng mặt trời, khiến nó trở nên dễ tiếp cận hơn và rẻ hơn. Cốt lõi trong kế hoạch của startup là giảm chi phí phóng vệ tinh lên vũ trụ bằng Starship. Bước đột phá công nghệ này được kỳ vọng sẽ giúp việc sản xuất năng lượng mặt trời trong không gian trở nên cạnh tranh hơn với các nguồn năng lượng truyền thống. Virtual Solis có kế hoạch xây dựng các tấm quang điện lớn trên quỹ đạo, sử dụng Starship để cung cấp các thiết bị cần thiết. Tuy nhiên, một trong những thách thức quan trọng ... >>

Phương pháp mới để tạo ra pin mạnh mẽ 08.05.2024

Với sự phát triển của công nghệ và việc sử dụng ngày càng rộng rãi các thiết bị điện tử, vấn đề tạo ra nguồn năng lượng hiệu quả và an toàn ngày càng trở nên cấp thiết. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Queensland vừa tiết lộ một phương pháp mới để tạo ra pin kẽm công suất cao có thể thay đổi cục diện của ngành năng lượng. Một trong những vấn đề chính của pin sạc gốc nước truyền thống là điện áp thấp, điều này hạn chế việc sử dụng chúng trong các thiết bị hiện đại. Nhưng nhờ một phương pháp mới được các nhà khoa học phát triển nên nhược điểm này đã được khắc phục thành công. Là một phần trong nghiên cứu của họ, các nhà khoa học đã chuyển sang một hợp chất hữu cơ đặc biệt - catechol. Nó hóa ra là một thành phần quan trọng có thể cải thiện độ ổn định của pin và tăng hiệu quả của nó. Cách tiếp cận này đã làm tăng đáng kể điện áp của pin kẽm-ion, khiến chúng trở nên cạnh tranh hơn. Theo các nhà khoa học, loại pin như vậy có một số ưu điểm. Họ có b ... >>

Nồng độ cồn của bia ấm 07.05.2024

Bia, là một trong những đồ uống có cồn phổ biến nhất, có hương vị độc đáo riêng, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ tiêu thụ. Một nghiên cứu mới của một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã phát hiện ra rằng nhiệt độ bia có tác động đáng kể đến nhận thức về mùi vị rượu. Nghiên cứu do nhà khoa học vật liệu Lei Jiang dẫn đầu đã phát hiện ra rằng ở nhiệt độ khác nhau, các phân tử ethanol và nước hình thành các loại cụm khác nhau, ảnh hưởng đến nhận thức về mùi vị rượu. Ở nhiệt độ thấp, nhiều cụm giống kim tự tháp hình thành hơn, làm giảm vị cay nồng của "etanol" và làm cho đồ uống có vị ít cồn hơn. Ngược lại, khi nhiệt độ tăng lên, các cụm trở nên giống chuỗi hơn, dẫn đến mùi cồn rõ rệt hơn. Điều này giải thích tại sao hương vị của một số đồ uống có cồn, chẳng hạn như rượu baijiu, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ. Dữ liệu thu được mở ra triển vọng mới cho các nhà sản xuất đồ uống, ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

Động cơ bất khả thi được thử nghiệm thành công trong không gian 21.12.2016

Các nhà khoa học Trung Quốc đã thử nghiệm thành công động cơ EmDrive không sử dụng nhiên liệu, nguyên lý hoạt động của động cơ này vẫn chưa được biết rõ. Thiết bị đã được thử nghiệm chi tiết trực tiếp trên tàu của phòng thí nghiệm vũ trụ Tiangong-2. Bây giờ họ sẽ sử dụng nó, đặc biệt, trên các vệ tinh có tính chất quỹ đạo.

Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng kể từ năm 2010, chính phủ Trung Quốc đã tài trợ cho nghiên cứu về một động cơ được cho là có thể được sử dụng để phá vỡ định luật bất khả xâm phạm về bảo toàn tần số xung.

Các nhà khoa học đã chế tạo một số biến thể của thiết bị để kiểm tra nó trong điều kiện không trọng lực. Kết quả của các thí nghiệm có tính đến ảnh hưởng của nhiều loại yếu tố khác nhau đã có thể xác nhận rằng EmDrive thực sự tạo ra một hệ số lực đẩy nhỏ.

EmDrive đã có thể phát triển một lực đẩy tương đương 1,2 milinewtons. Động cơ là một thiết bị được thiết kế từ một nam châm và có thể tạo ra vi sóng bằng cách lưu trữ năng lượng dao động.

Thiết bị trông giống như một cái xô bị lật ngược. Với thiết kế này, theo các kỹ sư, có thể chuyển đổi bức xạ thành lực đẩy.

Thấy hết Lưu trữ tin khoa học công nghệ, điện tử mới

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web