Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Rentgenografia molekularna tak łatwa, jak prześwietlenie klatki piersiowej

Do obrazowania struktur molekularnych na poziomie atomowym jest obecnie wymagane zastosowanie bardzo drogich synchrotronów lub instalacji akceleratorów liniowych, do których dostęp jest ograniczony. Naukowcy poszerzyli możliwość stosowania laserów do wytwarzania służących do tego celu urządzeń typu table-top.
Rentgenografia molekularna tak łatwa, jak prześwietlenie klatki piersiowej
Wykorzystanie laserów otwiera intrygującą możliwość wytworzenia kompaktowych systemów mikroskopii elektronowej typu table-top, umożliwiających obrazowanie żywych układów. Światło laserowe jest monochromatyczne, co oznacza że ma jeden kolor, jedną częstotliwość i jedną długość fali. Postępy technologiczne spowodowały znaczne rozszerzenie potencjalnego zakresu długości fali, od spektrum widzialnego po ultrafiolet (UV) i średnią podczerwień (IR). Rozszerzenie tego zakresu do promieniowania rentgenowskiego jest możliwe dzięki generacji wyższych harmonik. Generacja wyższych harmonik może przekształcić częstotliwość laserową, zwielokrotniając ją w celu wytworzenia szerokiego spektrum światła, obejmującego częstotliwości ultrafioletowe i rentgenowskie.

Chociaż generacja wyższych harmonik ma historię sięgającą lat 80. ubiegłego wieku, wytwarzanie intensywnego i skoncentrowanego promieniowania o energii fotonów przekraczającej 100 elektronowoltów (eV) jest nadal trudne. W celu umożliwienia szczegółowego obrazowania biologicznego naukowcy muszą sprostać temu wyzwaniu technicznemu. Koncentrują się oni na wykorzystaniu okna wodnego, ponieważ dla promieni rentgenowskich o niskiej energii woda jest przezroczysta, podczas gdy pierwiastki, takie jak węgiel (którego próbki biologiczne zawierają bardzo dużo) pochłania je.

Finansowany ze środków UE projekt BAXHHG przyczynił się w znacznym stopniu do rozwoju technologii laserowej z ultraszybkimi laserami, mającej na celu wyprodukowanie systemów rentgenowskich typu table-top do obrazowania układów biologicznych. Chociaż prace wciąż trwają, naukowcy wygenerowali fotony średniej podczerwieni o energii do 200 eV (przy długości fali wynoszącej 2 mikrony), wykorzystując w tym celu neon i argon. Naukowcy opracowali również ważne modele komputerowe, symulujące generację wyższych harmonik, będącą procesem samym w sobie nieefektywnym. W celu optymalizacji generacji wyższych harmonik opracowali również i przetestowali przyrząd do utrzymywania wysokich ciśnień w komorze próżniowej.

Naukowcy pracujący w ramach projektu BAXHHG dokonali ważnego procesu w wytyczaniu drogi do nowatorskiej technologii urządzeń rentgenowskich typu table-top, dostarczających szczegółowych informacji na temat próbek biologicznych. Generowanie fotonów o wysokiej energii jest niezwykle intensywne, a skoncentrowane wiązki w oknie wodnym umożliwią szybką i tanią wizualizację subtelnych szczegółów struktur. Może to odegrać ważną rolę w opłacalnym opracowywaniu leków i innych ukierunkowanych terapii.

Powiązane informacje

Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę