Ett unikt elektronmikroskop, inställd på att bryta ny mark inom biologisk avbildning, installeras idag på Rosalind Franklin Institute i Storbritannien. Maskinen kan avbilda biologiska prover med upp till en miljon bilder per sekund, tusen gånger snabbare än den nuvarande standarden.

Det är det första av tre instrument som utvecklas tillsammans med elektronmikroskoptillverkaren, JEOL Ltd, och har skickats till Storbritannien från företagets huvudkontor i Japan.

'Ruska' kommer att arbeta med biologiska prover både kryogent frysta och i vätskor, vilket kommer att möjliggöra avbildning av molekyler i rörelse. Genom att kombinera höga hastigheter med flytande celler, Ruska-mikroskopet kommer att kunna "filma" proteiner när de viker sig eller avbilda läkemedel som interagerar med andra molekyler. För kryogent frysta prover, ramarna som fångas när strålen passerar genom provet kommer att möjliggöra skapandet av 3D-modeller av biologiska strukturer, såsom virus eller proteiner.

The Correlated Imaging Team på The Franklin har använt ett tillvägagångssätt som ofta används inom fysik och anpassat det för användning i biologisk bildbehandling. Tekniken ger bilder med högre kontrast än traditionell transmissionselektronmikroskopi (TEM) avbildning, men används oftare med material som halvledare eller katalysatorer.

Korrelerad bildbehandlingsbiträdande direktör, Dr Judy Kim sa, "Vi har redan visat i inledande experiment att vi kan använda denna teknik för att titta på biologiskt material. Men maskinen vi använde var inte optimerad för den här typen av prover. Med de nya maskinerna, vi kommer att kunna förfina tekniken ytterligare. Vi kommer också att kunna springa väldigt snabbt, att spela in data med nära en miljon bilder per sekund, vilket kommer att minska strålningsskadorna som är synliga på provet."

Maskinerna är bland den första utrustningen som installerades i Franklins nya byggnad på Harwell Campus nära Oxford, som öppnar fullt ut senare i år.

Ett specialistområde har skapats för elektronmikroskop som minimerar vibrationer, magnetfält och akustiskt brus och är också mycket noggrant temperaturkontrollerad.

Korrelerad bilddirektör, Professor Angus Kirkland förklarade, "Vi tittar på egenskaper som är mindre än våglängden för normalt synligt ljus, så även små vibrationer eller temperaturförändringar kan få saker att röra sig. Maskinerna måste vara i en hårt kontrollerad miljö, så när vi använder dem, vilket vi gör på distans, det finns ingen risk för miljöpåverkan."

Det kommer att ta flera månaders arbete att helt driftsätta och kalibrera instrumenten när de väl har installerats i sitt nya hem. Ett team på fyra kommer att arbeta heltid med mikroskopen, inklusive forskare från både fysikalisk och biologisk vetenskaplig bakgrund. Dessutom, forskare baserade vid Franklins olika partnerinstitutioner kommer att fortsätta att arbeta med specifika aspekter av den nya tekniken och processerna, såsom flytande celler.

För professor Kirkland och Dr. Kim, ankomsten av maskinerna ger både en känsla av lättnad och förväntan.

Dr Kim sa, "Tills nu, vi har planerat så mycket, så att få allt att gå ihop och se att maskinerna anländer är verkligen underbart. Vi vet att dessa instrument kommer att fungera, så vi måste bara ta reda på vilken nivå. Hur snabbt kommer vi att kunna gå, eller till vilken upplösning? Det är verkligen väldigt spännande."

Professor Kirkland höll med. "De senaste fem åren har handlat mycket om att designa instrumenten och bygga plattformarna. Men de kommande fem åren handlar om att använda dem för att göra riktigt spännande vetenskap. Vi kan inte vänta med att komma igång."