Estendere la microscopia crioelettronica oltre l'acqua
L'Università di Tohoku risolve il problema della rapida evaporazione dei solventi organici nella preparazione dei campioni
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Dalle vernici e dagli inchiostri ai catalizzatori e ai materiali per il rilascio di farmaci, molte tecnologie avanzate si basano su sostanze disperse in solventi organici. Tuttavia, l'osservazione diretta di questi materiali nel loro ambiente liquido naturale è rimasta una sfida importante, limitando la capacità degli scienziati di comprendere in che modo le strutture microscopiche e la distribuzione degli elementi influenzino le prestazioni. I ricercatori dell'Università di Tohoku hanno ora superato questa barriera estendendo la microscopia a trasmissione elettronica criogenica (cryo-TEM) al metanolo congelato, aprendo una nuova strada per lo studio dei materiali in condizioni molto più vicine ai loro ambienti operativi reali.
La crio-TEM è ampiamente utilizzata per osservare campioni biologici nei loro stati di soluzione nativi ed è stata recentemente applicata a materiali non biologici dispersi in acqua. Tuttavia, estendere la tecnica ai solventi organici si è rivelato difficile perché i metodi convenzionali di preparazione dei campioni sono stati sviluppati per i sistemi acquosi. L'evaporazione rapida spesso causa l'essiccamento dei film di solvente organico o li rende troppo spessi per l'osservazione, impedendo la preparazione riproducibile di film sottili vetrificati adatti all'analisi cryo-TEM.
Per affrontare questa sfida, il team di ricerca ha sviluppato una nuova tecnica di preparazione dei campioni chiamata "gradient blotting". Anziché asciugare l'intera griglia TEM con carta da filtro, il metodo entra in contatto solo con metà della griglia, creando una variazione graduale dello spessore su tutta la griglia. Questo approccio produce in modo coerente regioni con spessori ottimali del film di circa 100–300 nanometri per l'osservazione criogenica al TEM.
Questo risultato amplia l'applicabilità del criomicroscopio a trasmissione oltre i sistemi a base acquosa e fornisce un nuovo strumento analitico per lo studio dei materiali in condizioni di lavorazione realistiche. Poiché i solventi organici svolgono un ruolo centrale in numerosi materiali industriali e funzionali, il metodo potrebbe supportare lo sviluppo e la valutazione della qualità di vernici, inchiostri, rivestimenti, catalizzatori e materiali per la somministrazione di farmaci.
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