其他中物理性质检测

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“HexAuFoil”金属网中孔径大小检测方案(物理气相沉积)

冷冻电镜近几年在分子生物学方向可谓是大放异彩,我国生物学家利用冷冻电镜技术在结构生物学方面也做出了许多举世瞩目的重要成果。冷冻电镜技术几乎的实现了对生物大分子的高精度观察。但在实际应用中仍有很多因素限制了冷冻电镜观测精度的进一步提升。其中重要因素之一是由于电子束照射导致金属网上的玻璃态的水膜发生移动从而影响观测精度。英国剑桥大学的Christopher J. Russo研究组对金属网上玻璃态水膜的移动建立了物理模型,通过分析得出水膜的直径和厚度存在一个临界比值,超过临界比值,水膜在快速冷冻过程中会由于应力作用发生弯曲,并有部分应力冻结在内部。而在电子束照射时,由于电子束照射作用提高了水膜中水分子的扩散系数(~1046倍),玻璃态的水膜便成为了一个“超粘流体”,水膜的应力会进一步的释放使得水膜的曲率发生变化,从而导致了生物大分子的位移,而这个位移只发生在电子束照射时,从而影响成像质量。 如果缩小金属网孔的直径,使水膜的直径和厚度比值在临界以内,在冷冻时水膜内聚集的能量不足以使水膜发生弯曲,电子束照射的能量也不会引发水膜曲率的变化,仅仅会引起水分子的扩散,而扩散对成像的影响远小于曲率的变化。从而可以提高冷冻电镜的成像质量。因此制备高精度小孔径金属网格就显得尤为重要。Christopher J. Russo课题组利用了高精的光刻和电子束蒸发薄膜制备技术在硅片上成功的批量制备出了孔径在200 nm尺度的金属支撑网,使得冷冻电镜测量时样品的位移小于1埃米。 作者利用制备的“HexAuFoil”金属网对223-kDa DPS蛋白质进行了冷冻电镜的观测。结果表明,采用“HexAuFoil” 金属网可以有效减小样品的移动,使得分辨率轻松突破2埃米(更多细节请参考原文)。该篇文章介绍了一种减小样品位置漂移提高冷冻电镜精度的有效途径。
检测样品: 其他
检测项: 物理性质

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