Anwendung: Biological Cryo-EM

DE Kameras ermöglichen herausragende Ergebnisse unter Kryo-Bedingungen, beispielsweise  bei Einzelpartikel Kryo-TEM Messungen oder auch Kryo-Tomographie

Die Kameras von Direct Electron bieten dem Anwender eine ultimative Auflösung, hohe Sensitivität und das größtmögliche Sichtfeld um perfekt optimierte Einzelmolekül- und Kryo-Tomographie Messungen am TEM durchzuführen.

Die Vorteile der Direct Electron Kameras liegen dabei in den folgenden Punkten:

  • Dramatisch besseres Signal-zu-Rausch Verhältnis in jedem Bild. Dies hat den Vorteil, dass Partikel leichter zu klassifizieren und auszurichten sind und weniger Partikel zur Rekonstruktion benötigt werden
  • Bildaufnahme bei geringerer Vergrößerung ermöglicht eine Zunahme der Partikeldichte pro Bild
  • Schnelle Bildaufnahme ermöglicht direkte Driftkorrektur oder strahlinduzierter Bewegung der Probe
  • Schnelle Bildaufnahme ermöglicht eine Messungen mit erhöhter Strahlendosis durch Verwendung von speziellen schadenskompensierenden Algorithmen welche das jeweils ideale Signal-zu-Rausch Verhältnis berechnen

Durchbrechung der 3 Å Grenze

Wenn man von ultrahochauflösender Transmissionselektronenmikroskopie im Bereich der Biologie spricht, dann war lange Zeit die Durchbrechung der  3 Å Grenze nicht möglich. Unterhalb von 3 Å kommt man in den Bereich der atomaren Auflösung. Aber nicht nur die tatsächliche erreichbare Auflösung ist ein wichtiger Faktor sondern auch die Aufnahmegeschwindigkeit der Kamera. So ist es mit den Kameras von Direct Electron möglich hochaufgelöste sub-3 Å Einzel-Partikel Aufnahme in ca. 3 Tagen zu erhalten für die man ansonsten deutlich mehr Messzeit veranschlagen würde. Ebenso gelingt es mit den Kameras von Direct Electron 3D rekonstruierte atomare Modelle zu erstellen welche eine ähnliche Qualität aufweisen wie Modelle aus der Röntgenstrukturanalyse.

Auch wenn die Durchbrechung der 3 Å Grenze eine Menge Aufmerksamkeit erzeugt, so finden doch die meisten Experimente und Fragestellung bei geringeren Auflösungen statt. Bei den meisten Cryo-EM Experimenten ist es nicht notwendig ein atomares Modell der Moleküle zu erstellen da dies entweder bereits mit anderen Methoden geschehen ist oder es auf Grund der Heterogenität der Probe gar nicht sinnvoll ist. Hier genügt es oft nur Informationen über die Sekundär-, Tertiär- und/oder Quartär-Struktur zu erhalten.

Die Kameras von Direct Electron bieten das größte erhältliche Sichtfeld zusammen mit einer exzellenten Bildqualität. Das spezielle Design der Kamera gewährleistet unabhängig von der Intensität des Elektronenstrahls immer eine optimale Bildqualität. So gelingen auch Aufnahmen mit einer geringen Auflösung dafür aber mit einem sehr großen Sichtfeld um die größtmögliche Anzahl von Partikel zu beobachten.

Cryo Tomographie

Die hohe Sensitivität und Auflösung der DE Kameras macht sie ebenfalls zu idealen Kandidaten für die Cryo-Tomographie. Hierbei muss die Gesamtanzahl der auf die Probe auftreffenden Elektronen in eine große Anzahl von geringeren Dosen aufgeteilt werden um eine Serie von Bildern zu erhalten ohne die Probe zu schädigen. Ebenso ermöglichen DE Kameras die Visualisierung von Thon Ringe um ein CTF (Phasenkontrast-Transferfunktion) Fitting bei jedem Bild zu machen.

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