Давайте згадаємо, що таке:
1 Ангстрем (1Å) - це одиниця вимірювання довжини, рівна 10-10 м (мінус десятого степеня), і тоді 1Å = 0,1 нм; 10000Å = 1 мкм.
Що ми можемо побачити очима? Неозброєним оком ми можемо розрізнити точку діаметром 1 мм = 1О ТОВ ТОВ А.
Що ми бачимо за допомогою традиційної оптики? За допомогою збільшувального скла ми можемо розгледіти волосся товщиною 1 ТОВ ТОВ А.
За допомогою слабкого мікроскопа бачимо частинки диму розміром 100 ТОВ А.
За допомогою сильного мікроскопа бачимо бактерії розміром від 1000 А.
І все! Виявилося, що у оптичної мікроскопії роздільна здатність не перевищує 0,2 мкм, що пов'язано з так званим дифракційною межею.
Що ми можемо побачити за допомогою електронних мікроскопів? - віруси, також вдається сфотографувати великі молекули.
Розробка нових сучасних методів - скануюча електронна мікроскопія (СЕМ) та трансмісійна електронна мікроскопія (ТЕМ) - дозволила вченим подолати обмеження оптичної мікроскопії і перейти до вивчення об'єктів на молекулярному рівні.
У 1982 році в Цюріху була представлена модель першого скануючого зондового тунельного мікроскопа (СТМ), що дозволив дослідити речовину на атомарному рівні. У 1986 році фізики Г. Бінніг і Г. Рорер були удостоєні за цю розробку Нобелівської премії.
Як працює скануючий зондовий мікроскоп?
Скануючий зондовий мікроскоп сканує ( «обмацує») поверхню зразка надтонкою зондом.
Зонд цей має товщину кінчика порядку декількох нанометрів. Зонд підводиться на відстань кількох нанометрів до зразка. У кожній точці підведення зонда до зразка фіксується відстань, на яке опускається зонд від початкового положення, далі сигнали узагальнюються і виникає цілісне зображення поверхні.
Залежно від подальшого способу реєстрації сигналу від зонда розрізняють сканує тунельну мікроскопію (СТМ) та атомно-силову мікроскопію (АСМ).
Сканирующая тунельна мікроскопія (СТМ) дозволяє досліджувати тільки проводять напівпровідникові і металеві матеріали. Ще одним важливим прикладом використання скануючої тунельної мікроскопії стало дослідження вуглецевих нанотрубок. Цей метод дозволяє фіксувати положення атомів вуглецю в наноструктурі.
Головним недоліком СТМ все ще є можливість дослідження тільки проводять зразків і неможливість роботи в рідинах.
А ось метод атомно-силової мікроскопії (АСМ) дає можливість дослідження біологічних об'єктів.
У разі АСМ метод грунтується на реєстрації притягання або відштовхування атомів поверхні зразка і атомів кінчика зонда. Вчені змогли вивчати структуру окремих молекул, отримуючи зображення, на яких видно розташування окремих атомів в структурі молекули.
Метод АСМ знайшов застосування в біохімії, молекулярної біології у всьому діапазоні розмірів досліджуваних об'єктів від цілих бактерій і клітин різних живих організмів до окремих білкових молекул.
Наприклад, так виглядає зображення одиничної молекули пентацена, можливо навіть розрізняти розташування окремих атомів в складі молекули.
АСМ зараз застосовується для досліджень широкого спектру клітин людини, в тому числі і ракових пухлин, нейронних мереж, стінок судин і багатьох інших об'єктів людського організму.
Джерело: за матеріалами futurebiotech.ru