Наноисследования мигрируют по поверхностямПоэтому ученые во всем мире развивали тщательно продуманные понятия в прошлом, чтобы обойти предел дифракции и таким образом увеличить резолюцию. Однако техническое усилие должно было сделать, так значительно, и требуется обычно узкоспециализированная сборка микроскопов.
В частности, расследование оптических близких областей все еще представляет большую проблему, потому что они так сильно локализованы, что они не могут послать волны в отдаленный датчик.В новом исследовании физики от Джулиуса-Мэксимилиэнс-Университэта Вурцбурга (JMU) и Technische Universitat Дрезден теперь показывают, что возможно измерить эти почти области со значительно меньшим усилием. Они использовали биомолекулярную транспортную систему, чтобы двигать много чрезвычайно маленьких оптических наноисследований по поверхности.
Они представляют свои результаты в текущем номере журнала Nature Nanotechnology.Внутриклеточные молекулы, используемые в качестве транспортной системы«Как исследования мы использовали так называемые квантовые точки – небольшие флуоресцентные частицы несколько миллимикронов в размере», говорит профессор Берт Хечт, описывая подход физиков. Хечт держит Председателя Экспериментальной Физики (Биофизика) в JMU; и совместно контролируемый проект вместе с профессором Стефаном Дизом, Chairholder BioNanoTools в КУБЕ B – Центр Молекулярной Биоинженерии в Дрездене TU.
Так называемые моторные белки и микроканальцы заставляют квантовые точки передать по объекту, который будет исследован. «Эти два элемента среди фундаментальных компонентов внутриклеточной транспортной системы», объясняет Диц. «Микроканальцы – трубчатые комплексы белка, до нескольких десятых частей миллиметров долго, та форма главная сеть транспортных маршрутов в клетках. Моторные белки бегут вдоль этих маршрутов, транспортируя внутриклеточные грузы от одного места до другого», говорит ученый.Моторные белки обеспечивают движущую силу
Физики из Вурцбурга и Дрездена использовали в своих интересах это понятие, но в обратном порядке: «Моторные белки прикреплены к типовой поверхности и передают микроканальцы по ним – своего рода ‘stagediving’ с биомолекулами», говорит Хайко Гро?, студент доктора философии в группе Hecht. Квантовые точки, служащие оптическими исследованиями, присоединены к микроканальцам и двигаются вместе с их перевозчиком.Так как единственная квантовая точка заняла бы очень долгое время, чтобы просмотреть большую площадь поверхности, исследователи использовали большие суммы квантовых точек и моторных белков, которые перемещаются в то же время и таким образом просматривают большую площадь в скором времени. «Используя этот принцип, мы можем измерить местные светлые области по большой площади с резолюцией меньше чем пяти миллимикронов, используя установку, которая напоминает классический оптический микроскоп», объясняет физик.
Для сравнения один миллимикрон равняется миллионный из миллиметра.Тест на тонком слое золота
Физики проверили свой метод на тонком слое золота с узкими разрезами меньше чем 250 миллимикронов шириной. Эти места были освещены снизу с синим лазерным светом. «Свет, проходящий через них, сокращает разрывы, ограничен шириной промежутка, делая его идеальным для демонстрации оптической микроскопии с высоким разрешением», говорит Гросс.
Во время измерения «рой микроканальцев» одновременно скользит в различных направлениях через поверхность золотого слоя. Используя камеру, положение каждой транспортируемой квантовой точки может быть точно определено в определенных временных интервалах.
Если квантовая точка теперь перемещается через оптическую почти область разреза, это освещает более сильно и поэтому действует как оптический датчик. Так как диаметр квантовой точки – только несколько миллимикронов, легкое распределение в месте может быть определено чрезвычайно точно, таким образом обойдя предел дифракции.
В десять раз более высокая точностьДругая хорошая особенность этого нового подхода – то, что из-за его длины и силы микроканалец перемещается чрезвычайно прямым и предсказуемым способом через покрытую двигателем типовую поверхность. «Это позволяет определить положение квантовых точек в десять раз более точно, чем с ранее установленными методами микроскопии с высоким разрешением», объясняет медиана Доктора Йенс Эриг, бывший постдокторант в группе Дица и нынешний глава «Молекулярного Отображения и Манипуляции» средство на Центре Молекулярной и Клеточной Биоинженерии (CMCB) Дрездена TU.
Кроме того, беспорядки, вызванные экспонатами из-за почти полевого сцепления, могут быть исключены. Так как транспортная система состоит только из нескольких молекул, ее влияние на оптические близкие области незначительно.
Исследователи надеются использовать свою идею установить новую технологию в области поверхностной микроскопии. В любом случае они убеждены что: «Этот тип микроскопии может продемонстрировать свои преимущества, особенно в оптическом контроле наноструктурированных поверхностей».
В следующем шаге они теперь хотят использовать эту молекулярную транспортную систему, чтобы соединить квантовые точки с определенно подготовленными оптическими близкими полевыми резонаторами, чтобы изучить их взаимодействие.