• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Grafenballong ger oöverträffade bilder av hydratiserade proteinmolekyler

    I den här bilden genererad av ett elektronmikroskop, de vita prickarna är proteinet ferritin. Den mörka cirkeln i mitten är en bubbla av vattenånga instängd i grafenkapseln som omsluter provet.

    (Phys.org) – En vattenballong av grafen kan snart öppna nya vyer för forskare som försöker förstå hälsa och sjukdomar på den mest grundläggande nivån.

    Elektronmikroskop ger redan otroligt tydliga bilder av prover bara några nanometer tvärs över. Men om du vill ha en bra titt på levande vävnad, titta igen.

    "Du kan inte lägga vätska i ett elektronmikroskop, " säger Tolou Shokuhfar, vid Michigan Technological University. "Så, om du har ett hydratiserat prov – och alla levande varelser är hydrerade – måste du frysa in det, som ett blåbär i en isbit, och skär den i en miljon tunna bitar, så att elektronerna kan passera. Först då kan du avbilda det för att se vad som händer."

    Efter en sådan behandling, blåbäret är inte vad det var, och inte heller mänsklig vävnad. Shokuhfar, en biträdande professor i maskinteknik-mekanik, undrade om det kunde finnas ett sätt att göra elektronmikroskop mer vänliga mot biologiska prover. På det sättet, du kanske får en mycket bättre bild av vad som verkligen händer på subcellulär nivå.

    Så hon gick med kollegor vid University of Illinois-Chicago (UIC), och tillsammans hittade de en väg. "Du behöver inte frysa blåbäret, du behöver inte skära upp den med en diamantkniv, " sa hon. "Du lägger den bara i elektronmikroskopet, och du kan gå ner och se atomerna."

    Tricket var att kapsla in provet så att allt vatten stannade kvar medan elektronerna passerade fritt. Att göra det, laget, inklusive Robert F. Klie, en docent i fysik och maskin- och industriteknik vid UIC, och UIC doktorand Canhui Wang, övergick till grafen.

    "Grafen är bara ett enda lager av kolatomer, och elektroner kan lätt gå igenom det, men vatten gör det inte, " sa Klie. "Om du lägger en droppe vatten på grafen och toppar den med grafen, det bildar den här lilla vattenballongen." Grafenet är tillräckligt starkt för att hålla vattnet inne, även inom vakuumet i ett elektronmikroskop.

    Teamet provade sin teknik på en biokemikalie som spelar en viktig roll för människors hälsa:ferritin. "Det är ett protein som lagrar och frigör järn, som är avgörande för många kroppsfunktioner, och om ferritin inte fungerar som det ska, det kan bidra till många sjukdomar, inklusive Alzheimers och cancer, sa Shokuhfar.

    Teamet gjorde en mikroskopisk smörgås, med ferritin nedsänkt i vatten som fyllning och grafen som bröd, och förseglade kanterna. Sedan, med hjälp av ett sveptransmissionselektronmikroskop, de fångade en mängd olika bilder som visar ferritins atomstruktur. Dessutom, de använde en speciell typ av spektroskopi för att identifiera olika atomära och elektroniska strukturer inom ferritinet. Dessa bilder visade att ferritinet släppte järn och pekade på dess specifika form.

    Om tekniken användes för att jämföra ferritin taget från sjuk vävnad med friskt ferritin, det skulle kunna ge nya insikter om sjukdom på molekylär nivå. Dessa upptäckter kan leda till nya behandlingar. "Jag tror att detta kommer att tillåta oss att identifiera sjukdomssignaturer i ferritin och många andra proteiner, sa Shokuhfar.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com