Новый метод крио-микроскопии позволяет глубже заглянуть в толстые биологические материалы

Исследователи из Корнеллского университета разработали новый метод — корректируемую по наклону светлопольную сканирующую просвечивающую электронную микроскопию (tcBF-STEM). Он позволяет получать изображения толстых биологических образцов с более высоким контрастом и пятикратным увеличением эффективности по сравнению с традиционными подходами.

Метод устраняет ключевой недостаток традиционной просвечивающей электронной микроскопии (ТЕМ), где рассеяние электронов в образце приводит к размытию изображения, особенно в толстых образцах. В tcBF-STEM оптика формирования изображения расположена перед образцом, а высокоскоростной детектор EMPAD фиксирует угловое рассеяние электронов от каждой точки. Это похоже на сканирование ландшафта лучом прожектора.

«Традиционно STEM очень неэффективна и использует только около одного из 100 прошедших электронов, — говорит Дэвид Мюллер. — Теперь мы знаем, как использовать почти каждый электрон».

Новый метод, применявшийся при криогенных температурах, позволяет визуализировать структуры внутри интактных бактериальных клеток и крупных органелл толщиной до 500–800 нанометров — это примерно в пять раз толще, чем ранее. Потенциальные применения варьируются от изучения функций белков до визуализации материалов литий-ионных аккумуляторов, которые, как и биологические образцы, чувствительны к радиационному повреждению.

Работа, опубликованная в Nature Methods, стала результатом почти 10-летних усилий группы под руководством покойной Лены Куркутис, чья работа в области крио-электронной микроскопии была движущей силой проекта. Метод уже начали использовать другие исследователи, и публикация позволяет официально ссылаться на эту разработку.