מיקרוסקופ אלקטרונים קריוגני – הבדלי גרסאות
תוכן שנמחק תוכן שנוסף
Matanyabot (שיחה | תרומות) מ בוט החלפות: \1, \1על ידי |
AutoIKhitron (שיחה | תרומות) clean up באמצעות AWB |
||
שורה 1:
'''מיקרוסקופ אלקטרונים בטמפרטורות נמוכות''' או '''מיקרוסקופ אלקטרונים קריוגני''' (cryo-EM) הוא [[מיקרוסקופ אלקטרונים]] המאפשר שיקוף ומדידת גדלים אופייניים של [[מולקולה דו-אטומית|מולקולות]] מורכבות, כמו חלבונים ופחמימות בתוך תמיסה. שיטה זו אפשרה לראשונה שיקוף של חומרים ביולוגיים רגישים לקרינה בסביבה הטבעית שלהם.
השיטה מתבססת על העובדה שקרח זגוגי (vitrous ice), המושג באמצעות קירור מהיר (super cooling) של מים, יכול להיווצר בתצורה לא גבישית. שימוש בתמיסה מוקפאת מעין זו, מאפשר שיקוף של החומר במיקרוסקופ אלקטרונים ללא אפקט פיזור גבוה הנוצר בקרח גבישי. לשיקוף החומר בתמיסה חשיבות רבה, בשל התלות של מאפייני החומר ובייחוד המבנה שלו בקיומה של התמיסה ובהרכבה. כתוצאה מכך, מבנה חומרים ביולוגיים בסביבת ואקום שונה בתכלית מהמבנה שלהם בסביבתם הטבעית (in vevo).
שורה 10:
אחת השיטות הראשונות שהוצעו לפתרון בעיית הרס החומר הנבדק על ידי אלומת האלקטרונים נקראת negative stains{{הערה|{{צ-מאמר|מחבר=DeRosier, D. J. & Klug|שם=Reconstruction of three dimensional structures from electron micrographs|כתב עת=Nature 217}}}}. בשיטה זו החומר מצופה בשכבת שרף בעל עמידות גבוהה לאינטראקציות חשמליות חזקות. באופן זה, החומר מוגן מצד אחד על ידי השרף, ומצד שני, פיזור האלקטרונים מהשרף הדבוק לאטומי או מולקולות החומר מאפשר לקבל תמונה טובה יחסית של צורתם החיצונית. עם זאת, ציפוי החומרים הביא לפיזור לא אחיד של השרף על פני השטח ולשגיאות במדידה. בנוסף, שיטה זו עדיין לא איפשרה לבצע דיאגנוסטיקה של החומר בסביבתו הטבעית.
כדי למנוע את התאיידות המים בתמיסה, ניתן להכניס את החומר בתמיסה שהוקפאה לתוך המיקרוסקופ. עם זאת, כיוון שקרח בתצורתו הרגילה הוא גבישי, דיפראקצית האלקטרונית מהקרח תהיה תהיה מאוד חזקה ולא תאפשר לקבל תמונה של החומר המצוי בתמיסה הקפואה. בתחילת שנות ה-70 בוצע הצעד הראשון לקראת פתרון הבעיה. קבוצות של פיזיקאים החלו במחקר השיטות השונות לקירור מהיר של מים (super-cooling). הם גילו, כי בצורה זו, של קירור מהיר, ניתן לקבל קרח בתצורה לא גבישית. ממצא זה אפשרה לקבוצת סטודנטים ב-"מעבדה לביולוגיה מולקולרית האירופאית" להשתמש ב-(Cryo-EM) הראשון, ולהציג לראשונה תמונה של חומר בסביבתו הטבעית באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים. בשלב זה הושגה רזולצייה של עשרות אנגסטרם בלבד, שלא יכלה להתחרות ברזולצייה שהתאפשרה בשיטת הקריסטוגרפיה באמצעות קרני X. עם השנים. עם השנים השיטה השתכללה ובוצע שימוש בציוד עם דיוק גבוה יותר שאיפשר השגת רזולצייה של אנגסטרמים בודדים.
== אופן הפעולה ==
מיקרוסקופ אלקטרונים בטמפרטורות נמוכות דומה במבנהו ל[[מיקרוסקופ אלקטרונים חודר]]: מקור [[אלקטרון|אלקטרונים]] ([[אלקטרודה|קתודה]] פולטת אלקטרונים) שולח אלומת אלקטרונים; האלומה ממוקדת באמצעות סט עדשות [[אלקטרומגנטיות|אלקטרו מגנטיות]], שהם למעשה סט של מספר סלילים היוצרים [[שדה מגנטי]] שממקד את אלומת האלקטרונים לעבר דוגמה; הדוגמה, המצויה בתווך של קרח זגוגי, מקוררת לפני הניסוי על ידי קירור מהיר (super-cooling) ונשמרת מהלך הניסוי בתוך חנקן או אתאן נוזלי, המצוי בטמפרטורות קריוגניות. בכך, הקרח הזגוגי שומר על מבנהו בפאזת מוצק לא מסודר. בנוסף, הטמפרטורה הנמוכה של החומר מאפשרת לשמור עליו מפני נזקי האינטראקציה עם האלקטרונים. אלומת האלקטרונים מפוזרת על ידי החומר ומרוכזת שנית על ידי סט [[עדשות אלקטרומגנטיות]] ונקלטת על פני גלאי אלקטרונים הממיר אותם ל[[פוטון|פוטונים]] לקבלת תמונה{{הערה|{{קישור כללי|כתובת=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3537914/|הכותב=Jacqueline L. S. Milne,1 Mario J. Borgnia,1 Alberto Bartesaghi,1 Erin E. H. Tran,1 Lesley A. Earl,1 David M. Schauder,1 Jeffrey Lengyel,2 Jason Pierson,2 Ardan Patwardhan,3 and Sriram Subramaniam|כותרת=Cryo-electron microscopy: A primer for the non-microscopist|אתר=NCBI - PMC|תאריך=2014 Jan 1}}}}.
בשל הרגישות של החומרים הביולגיים לקרינה, אלומת האלקטרונים היא קצרה בזמן ומוגבלת באנרגיה שלה. בשל כך, מתקבלת תמונה עם ניגודיות נמוכה. לפתרון בעיה זו מבצעים מיצוע על פני האובייקטים הנמדדים בחומר, לקבלת תמונה חדה יותר.
שורה 33:
==הערות שוליים==
{{הערות שוליים|יישור=שמאל}}
{{ערך יתום}}
[[קטגוריה:ויקיפדיה: ערכים של משתמשים חדשים|2017 07]]
| |||