I ricercatori della Delft University of Technology (TU Delft) hanno sviluppato un trucco intelligente e hanno aumentato la velocità dell'imaging al microscopio elettronico di un fattore 20. È sufficiente una semplice regolazione:applicare una tensione al supporto del campione. Attraverso questo semplice intervento, un campione che normalmente richiederebbe un microscopio elettronico una settimana per l'immagine può ora essere ispezionato in una sola notte o in un giorno lavorativo.

I microscopi elettronici non hanno eguali quando si tratta di imaging su scala molto piccola. A differenza di un microscopio ottico che cattura le particelle luminose, il microscopio elettronico a scansione (SEM) spara un fascio di elettroni al campione, ad esempio, una sottile fetta di tessuto. Gli elettroni nel fascio si disperdono nel tessuto, dopodiché gli elettroni dispersi vengono catturati da un sensore. Quindi un computer crea un'immagine in base a quanti elettroni sono dispersi in ciascuna posizione scansionata dal raggio.

Compito scrupoloso

I microscopi elettronici sono in grado di ingrandire gli oggetti fino a un milione di volte, consentendo di esaminare la struttura del tessuto o altro materiale a livello quasi molecolare. Ma poiché il dispositivo funziona in modo così dettagliato, è un compito davvero scrupoloso mappare piccoli oggetti. "Nell'ambito della ricerca sul diabete, Per esempio, stiamo lavorando insieme ai ricercatori dell'UMC Groningen per creare immagini delle isole di Langerhans che producono insulina nel pancreas, ", afferma Jacob Hoogenboom, ricercatore della TU Delft. "Per creare un'immagine completa di una sola fetta di tessuto pancreatico di un ratto ci vogliono circa una settimana di misurazioni".

Il gruppo di ricerca di Hoogenboom, che sta lavorando per migliorare i microscopi ottici ed elettronici, ha ora escogitato un trucco intelligente per accelerare questo processo di un fattore venti. "Applicare una tensione al portacampione ci consente di rallentare gli elettroni in ingresso accelerando contemporaneamente gli elettroni in uscita, ", spiega. "Questa accelerazione significa che gli elettroni colpiscono il rilevatore con più energia in modo da generare più segnale, in modo da superare il rumore elettronico e il rumore di sparo e consentire al dispositivo di misurare in modo più efficiente".

Potenziale

I ricercatori hanno avuto questa idea attraverso un diverso, fondamentale, progetto di ricerca. In questa ricerca stanno cercando di capire in quali reazioni chimiche entrano gli elettroni con i materiali che stanno scansionando, a diverse energie. "L'obiettivo è limitare il più possibile queste reazioni, perché non vuoi che ciò che stai scansionando cambi mentre lo stai scansionando, " dice Hoogenboom. "Per regolare l'energia degli elettroni, abbiamo anche sperimentato l'applicazione di un potenziale elettrico al provino. Ne stavamo discutendo tra di noi quando ci siamo resi conto che potevamo sfruttare un tale potenziale anche per risparmiare tempo durante la creazione di un'immagine".

La cosa grandiosa di questo trucco TU Delft è che non richiede regolazioni complicate:chiunque abbia un microscopio elettronico a scansione può usarlo. Hoogenboom:"Nella maggior parte dei microscopi elettronici è già possibile applicare una tensione al portacampione. Normalmente le persone usano questa opzione per separare gli elettroni diffusi ad alta energia da quelli a bassa energia, quindi ti rimane solo il segnale utile. Ma fino ad ora nessuno si era reso conto di quanto più velocemente riesci a immaginare il tuo esemplare".