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La microscopia elettronica, con tecniche come TEM, SEM e cryo-EM, rivela dettagli nanometrici di materiali e strutture biologiche. Joachim Frank ha innovato la cryo-EM per immagini ad alta risoluzione di proteine, mentre i nuovi rilevatori elettronici migliorano ulteriormente le capacità di queste tecniche.
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La microscopia elettronica utilizza fasci di elettroni ad alta energia per superare i limiti della microscopia ottica tradizionale e raggiungere risoluzioni elevate
Microscopio elettronico a trasmissione (TEM)
Il TEM può visualizzare dettagli fino al livello atomico, ma ha una risoluzione inferiore rispetto al SEM
Microscopio elettronico a scansione (SEM)
Il SEM può essere utilizzato in modalità STEM per analizzare la composizione e la morfologia dei materiali
Il processo di staining, che prevede il deposito di nanoparticelle d'oro sulla superficie dei nanotubi, può migliorare il contrasto nelle immagini SEM, ma non consente di risolvere l'organizzazione atomica in dettaglio
La cryo-EM utilizza la vetrificazione per prevenire la formazione di cristalli di ghiaccio che potrebbero danneggiare la struttura del campione e offre una risoluzione elevata grazie alla lunghezza d'onda degli elettroni utilizzata
Nonostante la sua utilità nello studio della struttura delle proteine, la cryo-EM presenta limitazioni nell'analisi della loro dinamica
Il metodo prevede la purificazione di milioni di proteine identiche, il loro deposito su una griglia TEM e l'acquisizione di immagini a bassa risoluzione, seguita da tecniche di elaborazione delle immagini per ricostruire un'immagine tridimensionale ad alta risoluzione
L'introduzione dei Direct Electron Detectors ha permesso di acquisire immagini ad alta risoluzione e di ridurre il danno al campione, migliorando la qualità dell'immagine
La modalità STEM del TEM permette di ottenere una mappa composizionale dettagliata e di studiare la perdita di energia degli elettroni per ottenere informazioni sulla struttura elettronica dei materiali
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I microscopi elettronici, come il ______ elettronico a trasmissione (TEM) e il ______ elettronico a scansione (SEM), raggiungono risoluzioni ______ elevate.
microscopio
microscopio
molto
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Il SEM può essere usato in modalità ______ per studiare composizione e morfologia dei materiali, ma ha una risoluzione ______ rispetto al TEM.
STEM
inferiore
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Vetrificazione in cryo-EM
Raffreddamento rapido del campione a temperature criogeniche per prevenire la formazione di cristalli di ghiaccio che danneggerebbero la struttura.
