"Det här avbildningsläget kommer att hjälpa till att utveckla nya material och processer, ” sa Igor Sokolov. Här, en cellyta som visar höjden på det pericellulära lagret runt en cancercell. Kredit:Maxim Dokukin och Igor Sokolov
Tuftsforskare har upptäckt en ny, snabbare sätt att avbilda material på nanonivå, ett framsteg som skulle kunna påskynda upptäckten av cancer och hjälpa till i utvecklingen av nya högteknologiska material.
Den nya metoden upptäcktes av Igor Sokolov, professor i maskinteknik, och Maxim Dokukin, en postdoktor i Sokolovs lab. Det utökar kapaciteten för atomkraftsmikroskopi (AFM), en teknik tillgänglig sedan 1989 som möjliggör avbildning av prover ner till subnanometernivå.
"Detta bildläge kommer att möjliggöra ytterligare vetenskaplig och teknisk förståelse och hjälpa till att utveckla nya material och processer, ", sade Sokolov. "Bättre upptäckt av cancerceller är vad vi har vid horisonten på vårt labb. Men det kommer också att vara mest effektfullt inom området nanokompositer och nya flerfaspolymerer som organisk-oorganiska biokompositer, där materialstrukturen ner till nanoskala är av avgörande betydelse."
Tufts-forskarna upptäckte ett sätt att använda nya informationskanaler som traditionellt hade förkastats som brus i befintliga kommersiella AFM-avbildningsmetoder. Vad de kallar "ringmetoden" tillåter "mer robust och ny information om ytan på biologiskt relevanta material, celler, och polymerer, "skrev forskarna. När de applicerades på mjuka material, i speciella celler, avbildning kan göras upp till 20 gånger snabbare än konventionella AFM-metoder.
Ett exempel på tre olika kanaler/bilder av samma fläck av ett material som spelats in samtidigt i det nya ringsignalläget. Dessa bilder visar olika fysisk information som kan samlas in samtidigt i ringsignalläge, sa Igor Sokolov. Kredit:Igor Sokolov
Den hastigheten kan göra tekniken användbar i kliniska miljöer, när man försöker identifiera potentiellt cancerceller, även om biologiska tillämpningar för närvarande mest kommer att finnas inom forskningsarenan, sa Sokolov.
Forskarna beskrev upptäckten i en tidning förra veckan i Vetenskapliga rapporter , en öppen journal utgiven av gruppen som producerar journalen Natur . Tufts fick tidigare i år patent på uppfinningen, och har redan licensierat dess användning till Nanoscience Solutions Inc., som säljer ett AFM "ringmetod" -tillägg med denna teknik, sa Sokolov.
"AFM är ett av de viktigaste verktygen som har underlättat utvecklingen av nanoteknik, sa Sokolov, som också är adjungerad professor vid institutionen för medicinsk teknik och institutionen för fysik. Det nya AFM-bildläget, han sa, "kommer att utöka kapaciteten för denna mikroskopi för att kvantifiera nya egenskaper hos material i en tidigare otillgänglig skala."
