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        多色電子顯微鏡讓目標呈不同色彩

        作者:國家自然科學基金委員會        發布于:2016-12-20

          美國研究人員在日前出版的《細胞》雜志子刊《細胞·化學生物學》上發表論文稱,他們開發出一種新型的電子顯微技術,一改過去電子顯微鏡只能生成灰度圖像的狀況,可讓顯微鏡下的多目標呈現不同色彩。

          電子顯微鏡根據電子光學原理,用電子束觀測樣本,展示物質細微結構。目前電子顯微鏡生成的都是灰度圖像,需要后續添加色彩。此次,美國加州大學圣地亞哥分校和霍華德休斯醫學研究所人員,歷時15年開發出一種新方法,使電子顯微鏡可最終呈現綠色、紅色或黃色的彩色圖像。

          電子顯微鏡的樣本處理需經過噴鍍金屬這一程序,而這也是新方法的難點,即如何循序地將不同電離金屬噴鍍于樣品表面。在顯微鏡探測器捕捉噴鍍金屬離子中流失的電子,并以一種顏色記錄金屬能量流失標記后,將這一噴鍍層去除,再噴鍍另一層不同的電離金屬。為解決這一難題,研究人員最終選取了鑭、鈰和鐠這3種稀有金屬作為噴鍍金屬。這3種金屬都屬于鑭系元素家族,具有足夠的穩定性,不會在觀察過程中降低圖像清晰度,同時又具有獨特的電子能量損失標記。

          新方法與熒光顯微鏡的工作原理類似,但卻可以觀測到更多只有電子顯微鏡才能觀測的細節。利用這種多色電子顯微鏡,研究人員得到了兩個腦細胞通過一個突觸連接的彩色圖像,以及肽穿過細胞膜的彩色圖像。

          論文作者之一、加州大學圣地亞哥分校的馬克·H·埃利斯曼表示,多色圖像的生成給相關研究提供了一個新的維度,可讓研究人員觀測到更多過去難于查看的細節。這一技術還有很大進步空間,隨著金屬離子噴鍍程序的優化,將會有更清晰的多色電子顯微圖像出現。

          值得一提的是,該研究論文也是諾貝爾化學獎獲得者、美國化學家錢永健教授的最后一批論文之一。錢永健2008年因綠色熒光蛋白的研究獲得諾貝爾化學獎,但不幸于今年8月24日去世。

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