最新显微技术使生物成像科学前进到纳米级

http://www.microimage.com.cnAndy(2010-09-07 11:19:54)

扫描探针显微镜,一般只能应用在无机材料的纳米级成像,不过很快研究者们也许就能够把这种技术应用在有生命的有机体生物机械结构成像上——例如,被誉为大自然工程杰作的蝴蝶翅膀。

舍各 卡林宁,威格纳(1963年诺贝尔物理学奖获得者)在美国橡树岭国家实验室的同事,也是一位来自美国北卡莱罗纳大学的研究教授,已经成功得到了弗吉尼亚州赤蛱蝶翅膀的结构图片,分辨率高达10毫微米。

他们的试验证明了新出现的扫描探针显微镜可以应用到超硬无机材料表面成像上,例如超导体和半导体的表面。虽然这些图片仅仅是“对概念的证实”,但是要知道,这个被证实的概念可以最终应用在复杂的生物结构系统例如骨骼、牙齿或其它生物组织上。

然而,即使早期的研究结果也显示了蝴蝶华丽儿实用的翅膀所拥有的弹性和相对耐久性以及极为复杂的结构

“扫描探针显微镜为科学家们全面地分析物体结构,性质及其功能性提供了无限的机会。” 卡林宁说。“这为将来研制性能更高、成本更低的生物和医学应用材料打下良好的基础。”

卡林宁和格佛曼在生物系统成像方面的研究最初源于上个世纪八十年代原子力显微术的发展。现在他们正在利用一种被称为原子力声学显微术(AFAM)的技术,这种技术利用微小的声波,不仅可以探测物体的表面,而且可以探测到精密生物材料表面下的结构,而且分辨率大约在5毫微米左右。

“这种改进后的成像技术可以清楚的显现出生物系统如何工作,分辨率可以达到5微毫米,相当于一个DNA分子的体积——这也正是我们制造生物材料所需要的尺寸,”卡林宁说。“生物系统的结构并不是像——例如晶体材料——那样有规律,所以需要使用现实空间成像的方法才能对局部组织弹性以及局部结构进行分析。扫描探针显微镜正是适合这种应用的绝佳工具。”

“扫描探针显微镜是纳米科技的一个巨大飞跃,”卡林宁说。“这种新型科技正在飞速发展,所以每时每刻都有新的研究方法不断涌现出来。然而,如果要看到扫描探针显微镜发挥真正潜力的一天,还是需要各学科间持续不断的努力和发展。”
更多相关搜索: