EO

Delftse truc maakt 20 keer snellere beeldvorming met elektronenmicroscopie mogelijk

31 maart 2021 om 14:42 uur

Onderzoekers van de TU Delft hebben een truc bedacht om het maken van afbeeldingen met een elektronenmicroscoop tot een factor twintig te versnellen. Het gaat om een simpele aanpassing: het aanbrengen van een voltage op de houder van het preparaat dat in beeld moet worden gebracht. Als een elektronenmicroscoop normaal gesproken een week doet over het maken van een plaatje, is de klus nu in een nacht of een werkdag geklaard.


Elektronenmicroscopen zijn ongeëvenaard als het gaat om het afbeelden van details op de allerkleinste schaal. Anders dan een lichtmicroscoop, die lichtdeeltjes opvangt, schiet een zogeheten scannende-elektronenmicroscoop (SEM) elektronen op een preparaat. Dat kan bijvoorbeeld een dun plakje weefsel zijn. Het weefsel verstrooit de elektronen die erop geschoten worden, waarna een sensor de afgeketste elektronen weer opvangt. Een computer maakt daarna een plaatje op basis van hoeveel elektronen er op elke positie verstrooid zijn.

 

Monnikenwerk

Elektronenmicroscopen zijn in staat om voorwerpen tot een miljoen keer te vergroten, waardoor je tot op bijna moleculair niveau de structuur van weefsel of materialen kunt bekijken. Maar omdat het apparaat zo gedetailleerd te werk gaat, is het in kaart brengen van kleine voorwerpen modern monnikenwerk. "Samen met onderzoekers van het UMC Groningen maken wij voor diabetesonderzoek bijvoorbeeld afbeeldingen van de insuline-producerende eilandjes van Langerhans in de alvleesklier", zegt onderzoeker Jacob Hoogenboom van de TU Delft. "Voor een volledige afbeelding van één plakje weefsel van een alvliesklier van een rat moeten we al ongeveer een week lang meten."

 

De groep van Hoogenboom, die zich bezighoudt met het verbeteren van licht- en elektronenmicroscopen, heeft nu een truc bedacht om dit proces met een factor twintig te versnellen. "Door een voltage op de samplehouder aan te brengen remmen we de inkomende elektronen af, en versnellen we de uitgaande elektronen juist. Door die versnelling komen de elektronen met meer energie op de detector, waardoor ze meer signaal genereren en er dus relatief minder ruis is. Dat zorgt ervoor dat het apparaat efficiënter meet."

Delftse truc maakt 20 keer snellere beeldvorming met elektronenmicroscopie mogelijkTwee beelden van een HeLa-cel, allebei opgenomen in 33,6 seconden. Bij het maken van het rechterbeeld werd een voltage op de houder van het preparaat aangebracht.

 

Potentiaal

De onderzoekers kwamen op het idee door een ander, fundamenteel onderzoeksproject. Daarbij proberen ze te achterhalen welke chemische reacties elektronen bij verschillende energieën aangaan met de materialen die ze meten. "Het doel is om die reacties zoveel mogelijk te beperken, want je wil niet dat wat je meet verandert terwijl je het meet", aldus Hoogenboom. "Om de energie van de elektronen aan te passen experimenteerden we ook met het aanbrengen van een elektrisch potentiaal op het preparaat. Tijdens een onderlinge discussie daarover realiseerden we ons dat je zo'n potentiaal ook kunt gebruiken om tijd te winnen bij het maken van een afbeelding."

 

Het mooie is dat er geen ingewikkelde ingrepen voor nodig zijn: iedereen met een scannende-elektronenmicroscoop kan ‘m toepassen. Hoogenboom: "In de meeste elektronenmicroscopen is het standaard mogelijk om een voltage aan te brengen op de samplehouder. Normaal gesproken gebruiken mensen die optie om verstrooide elektronen met hoge energie te scheiden van die met een lagere energie, zodat je alleen het nuttige signaal overhoudt. Wat niemand zich tot nu toe gerealiseerd had, is dat je er ook zoveel sneller mee kunt detecteren."

 

Gerelateerd nieuws

Worden fotonische Mems-switches commercieel?

Worden fotonische Mems-switches commercieel?

Tot nu toe zijn die MEMS-fotonische schakelaars vervaardigd met behulp van niet-standaard en complexe processen in laboratoriumomgevingen, waardoor ze moeilijk op de markt kunnen worden gebracht. Maar onderzoekers van de…

Geoptimaliseerde verbindingstechnologie opent de deur naar veilig gebruik van waterstof in de luchtvaart

Magnetisch pulslassen maakt waterstofsystemen veilig voor vliegtuigen

Milieuvriendelijk vliegen op waterstof klinkt leuk, maar hoe maak je een veilig systeem voor deze cryogene brandstof die pas bij -253 graden Celsius bruikbaar is? Zowel tanks als leidingsystemen moeten bij zulke lage…

1,35 miljard euro voor innovatie vanuit Nationaal Groeifonds

1,35 miljard euro voor innovatie vanuit Nationaal Groeifonds

Voor kunstmatige intelligentie, regeneratieve geneeskunde, infrastructuur voor gezondheidsdata, quantumtechnologie en waterstof/groene chemie komt vanuit het Nationaal Groeifonds 1,35 miljard euro beschikbaar. Het gaat…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

19 april 2021, online

KNAW-webinar: Wiskunde in tijden van corona

Epidemiologische modellen brengen de verspreiding van infectieziekten binnen sociale netwerken in kaart...

20 april 2021, online

Webinar over Europese normalisatie in staalsector

Webinar over de herstructurering van de Europese normalisatie in de staalsector.

18 mei 2021, 18, 19 en 20 mei 2021

Machineveiligheid in vogelvlucht (online training)

Meer agendapunten »