Un microscopio elettronico unico, impostato per aprire nuovi orizzonti nell'imaging biologico, viene installato oggi presso il Rosalind Franklin Institute nel Regno Unito. La macchina è in grado di visualizzare campioni biologici fino a un milione di fotogrammi al secondo, mille volte più veloce dello standard attuale.

È il primo di tre strumenti sviluppati in collaborazione con il produttore di microscopi elettronici, JEOL Ltd, ed è stato spedito nel Regno Unito dalla sede centrale della società in Giappone.

'Ruska' lavorerà con campioni biologici sia criogenicamente congelati che in liquidi, che consentirà l'imaging di molecole in movimento. Combinando alte velocità con celle liquide, il microscopio Ruska sarà in grado di "filmare" le proteine ​​mentre si ripiegano o di visualizzare i farmaci che interagiscono con altre molecole. Per campioni congelati criogenicamente, i frame catturati mentre il fascio passa attraverso il campione consentiranno la creazione di modelli 3D di strutture biologiche, come virus o proteine.

Il team di imaging correlato presso The Franklin ha adottato un approccio ampiamente utilizzato nelle scienze fisiche e lo ha adattato per l'utilizzo nell'imaging biologico. La tecnica fornisce immagini a contrasto più elevato rispetto alla tradizionale microscopia elettronica a trasmissione (TEM), ma è più comunemente usato con materiali come semiconduttori o catalizzatori.

Vicedirettore dell'imaging correlato, La dottoressa Judy Kim ha detto:"Abbiamo già dimostrato negli esperimenti iniziali che possiamo usare questa tecnica per esaminare il materiale biologico. Ma la macchina che stavamo usando non era ottimizzata per questo tipo di campioni. Con le nuove macchine, saremo in grado di affinare ulteriormente la tecnica. Potremo anche correre molto veloci, per registrare dati a quasi un milione di fotogrammi al secondo, che ridurrà il danno da radiazioni visibile sul campione."

Le macchine sono tra le prime apparecchiature ad essere installate nel nuovo edificio di Franklin nell'Harwell Campus vicino a Oxford, che si apre completamente entro la fine dell'anno.

Per i microscopi elettronici è stata creata un'area specialistica che riduce al minimo le vibrazioni, campi magnetici e rumore acustico ed è anche molto accuratamente controllato dalla temperatura.

Direttore dell'imaging correlato, Il professor Angus Kirkland ha spiegato, "Stiamo esaminando caratteristiche che sono più piccole della lunghezza d'onda della normale luce visibile, quindi anche piccole vibrazioni o variazioni di temperatura possono far muovere le cose. Le macchine devono essere in un ambiente strettamente controllato, quindi quando li operiamo, che facciamo a distanza, non c'è rischio di interferenze ambientali."

Ci vorranno diversi mesi di lavoro per mettere in servizio e calibrare completamente gli strumenti una volta installati nella loro nuova casa. Un team di quattro persone lavorerà a tempo pieno con i microscopi, inclusi ricercatori provenienti sia da scienze fisiche che da scienze biologiche. Inoltre, i ricercatori con sede presso le varie istituzioni partner di Franklin continueranno a lavorare su aspetti specifici della nuova tecnologia e dei nuovi processi, come le cellule liquide.

Per il professor Kirkland e il dottor Kim, l'arrivo delle macchine porta sia un senso di sollievo che di anticipazione.

Il dottor Kim ha detto, "Fino ad ora, abbiamo pianificato così tanto, quindi avere tutto insieme e vedere arrivare le macchine è davvero meraviglioso. Sappiamo che questi strumenti funzioneranno, quindi non ci resta che scoprire a che livello. Quanto velocemente saremo in grado di andare, o con quale risoluzione? È davvero molto emozionante".

Il professor Kirkland era d'accordo. "Gli ultimi cinque anni sono stati dedicati principalmente alla progettazione degli strumenti e alla costruzione delle piattaforme. Ma i prossimi cinque anni riguarderanno l'utilizzo di questi per fare una scienza davvero entusiasmante. Non vediamo l'ora di iniziare".