[PWC-MEDIA] Persbericht TU Delft: Elektronenmicroscopie twintig keer sneller door slimme Delftse truc

  • From: Jerwin de Graaf <J.N.deGraaf@xxxxxxxxxx>
  • To: "pwc-media@xxxxxxxxxxxxx" <pwc-media@xxxxxxxxxxxxx>
  • Date: Tue, 30 Mar 2021 08:51:56 +0000

Elektronenmicroscopie twintig keer sneller door slimme Delftse truc

Onderzoekers van de TU Delft hebben een slimme 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. Waar een 
elektronenmicroscoop normaal gesproken bijvoorbeeld een week doet over het 
maken van een plaatje, is de klus met deze nieuwe truc in een nacht of een 
werkdag geklaard.

[cid:image003.jpg@01D72552.B1886150]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", legt hij uit. "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."

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."

[cid:image005.jpg@01D72552.B1886150]Het mooie van de Delftse truc 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."



***

Paper

'Optimization of negative stage bias potential for faster imaging in 
large-scale electron 
microscopy<https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590152421000039>',
 R. Lane, Y. Vos, A.H.G. Wolters, L. van Kessel, S. Elisa Chen, N. Liv, J. 
Klumperman, B.N.G. Giepmans, J.P. Hoogenboom, Journal of Structural Biology

Beeld

Bijschrift beeld 2:
Twee beelden van een HeLa-cel, beide opgenomen in 33,6 seconden. Bij het maken 
van het rechterbeeld werd een voltage op de houder van het preparaat 
aangebracht.

Contact

Jacob Hoogenboom
+31 15 27 85920
J.P.Hoogenboom@xxxxxxxxxx<mailto:J.P.Hoogenboom@xxxxxxxxxx>

Jerwin de Graaf (persvoorlichter TU Delft)
J.N.deGraaf@xxxxxxxxxx<mailto:J.N.deGraaf@xxxxxxxxxx>
06 42 71 72 27

JPEG image

JPEG image

PNG image

JPEG image

Other related posts:

  • » [PWC-MEDIA] Persbericht TU Delft: Elektronenmicroscopie twintig keer sneller door slimme Delftse truc - Jerwin de Graaf