Tomografía electrónica (ET) es una tomografía técnica para obtener detallados 3D estructuras [1] de subcelulares , macro-molecular especímenes, o de los materiales. La tomografía electrónica es una extensión de la microscopía electrónica de transmisión tradicional y utiliza un microscopio electrónico de transmisión para recopilar los datos. En el proceso, se pasa un haz de electrones a través de la muestra en grados incrementales de rotación alrededor del centro de la muestra objetivo. Esta información se recopila y utiliza para ensamblar una imagen tridimensional del objetivo. Para aplicaciones biológicas, la resolución típica de los sistemas ET [2]están en el rango de 5 a 20 nm , adecuados para examinar estructuras supramoleculares de múltiples proteínas, aunque no la estructura secundaria y terciaria de una proteína o polipéptido individual . [3] [4]
Tomografía BF-TEM y ADF-STEM
En el campo de la biología, la microscopía electrónica de transmisión de campo claro (BF-TEM) y la TEM de alta resolución ( HRTEM ) son los principales métodos de obtención de imágenes para la adquisición de series de tomografías inclinadas. Sin embargo, hay dos problemas asociados con BF-TEM y HRTEM. Primero, adquirir un tomograma 3D interpretable requiere que las intensidades de la imagen proyectada varíen monótonamente con el espesor del material. Esta condición es difícil de garantizar en BF / HRTEM, donde las intensidades de imagen están dominadas por el contraste de fase con la posibilidad de múltiples inversiones de contraste con el grosor, lo que dificulta la distinción de huecos de inclusiones de alta densidad. [5] En segundo lugar, la función de transferencia de contraste de BF-TEM es esencialmente un filtro de paso alto (la información a bajas frecuencias espaciales se suprime significativamente) lo que resulta en una exageración de las características nítidas. Sin embargo, la técnica de microscopía electrónica de transmisión de barrido de campo oscuro anular (ADF-STEM), que se usa típicamente en muestras de material, [6] suprime de manera más efectiva el contraste de fase y difracción, proporcionando intensidades de imagen que varían con el espesor de masa proyectada de muestras de hasta micrómetros de espesor para materiales con bajo número atómico . ADF-STEM también actúa como un filtro de paso bajo, eliminando los artefactos de mejora de bordes comunes en BF / HRTEM. Por lo tanto, siempre que se puedan resolver las características, la tomografía ADF-STEM puede producir una reconstrucción confiable de la muestra subyacente que es extremadamente importante para su aplicación en la ciencia de los materiales. [7] Para las imágenes en 3D, la resolución se describe tradicionalmente mediante el criterio de Crowther . En 2010, se logró una resolución 3D de 0.5 ± 0.1 × 0.5 ± 0.1 × 0.7 ± 0.2 nm con una tomografía ADF-STEM de un solo eje. [8] Recientemente, se ha demostrado la resolución atómica en reconstrucciones de tomografía electrónica 3D. [9] [10] La tomografía ADF-STEM se ha utilizado recientemente para visualizar directamente la estructura atómica de las dislocaciones de tornillos en nanopartículas. [11] [12] [13] [14]
Diferentes métodos de inclinación
Los métodos de inclinación más populares son los de un solo eje y los de doble eje. La geometría de la mayoría de los portamuestras y microscopios electrónicos normalmente impide inclinar la muestra en un rango completo de 180 °, lo que puede provocar artefactos en la reconstrucción 3D del objetivo. [15] Al utilizar la inclinación de dos ejes, los artefactos de reconstrucción se reducen en un factor deen comparación con la inclinación de un solo eje. Sin embargo, es necesario tomar el doble de imágenes. Otro método para obtener una serie de inclinación es el llamado método de tomografía cónica, en el que la muestra se inclina y luego se gira una vuelta completa. [dieciséis]
Ver también
Referencias
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